连续柱状晶CuAlNi合金无模拉拔过程中的组织性能演变

在进料速率0.5 mm/s,冷热源距离15 mn保持不变,拉拔速率0.8—1.1 mm/s,变形温度650—900℃的条件下,对连续柱状晶组织Cu-14.0%Al-3.8%Ni(质量分数)合金线材进行了无模拉拔实验,研究了无模拉拔工艺与合金显微组织和力学性能的关系,并对变形后合金组织性能演变的机理进行了探讨.结果表明:平直晶界连续柱状晶合金线材经无模拉拔变形后,可形成平直晶界和锯齿状晶界连续柱状晶、不完全动态再结晶和完全动态再结晶4种微观组织.在变形温度650℃,拉拔速率0.80.9 mm/s的范围内,变形后合金仍然保持平直晶界连续柱状晶组织;随着变形温度和拉拔速率的提高,连续柱状晶的平直晶界向锯齿状晶界转变.当拉拔速率为0.9 mm/s,变形温度上升至850℃时,合金呈现出明显的不完全动态再结晶的组织特征,即原始柱状晶粒沿变形方向拉长变细,在部分锯齿状晶界处有细小的动态再结晶晶粒产生;继续升高温度至900℃,合金发生完全动态再结晶,大量等轴、尺寸较大的动态再结晶晶粒完全取代了变形的柱状晶粒.拉拔变形后合金线材的抗拉强度随着变形温度的升高先小幅度增加然后显著降低,而伸长率则单调降低.     

连续柱状晶铜基合金BFe10-1-1的动态再结晶研究

采用Gleeble-1500热模拟机,在变形温度750-900℃,应变速率0.01-10s~(-1)的条件下,对连续柱状晶BFe10-1-1合金进行了高温压缩变形,研究了合金的动态再结晶行为.结果表明,动态再结晶温度在850℃左右;热激活能Q=427.937kJ/mol,高于同成分的等轴晶BFe10-1-1合金;当ln Z<43时,合金发生部分动态再结晶;当43≤ln Z≤51时,发生部分动态再结晶(850和900℃)或不发生动态再结晶(750和800℃),为该合金发生动态再结晶的中间区域;当ln Z>51时,该合金不发生动态再结晶.存在发生动态再结晶的ln Z值中间区域以及热激活能较高,表明具有连续柱状晶组织的金属与等轴多晶金属发生动态再结晶的机理有所不同.在本文工艺参数范围内,随应变速率增大,合金发生动态再结晶的区域有所扩大;动态再结晶晶粒易在合金晶界处以晶界弓弯方式形核,形成的再结晶晶粒在晶界扩张的同时,在晶内形成孪晶,并以孪生动态再结晶方式演变成晶粒带.     

BFe10-1-1合金变形抗力的研究

采用Gleeble-3500热模拟机对BFe10-1-1合金进行热压缩实验。研究了其在变形温度800～1000℃、应变速率0.01～15s-1和变形程度0.1～0.6下的变形抗力。结果表明：变形抗力随变形温度的升高而降低;随着变形程度增加,变形抗力不断增大;变形抗力随着变形速率的增加而增加。通过数学模型对合金在不同塑性变形下的变形抗力进行了拟合,对数学模型进行了回归分析,其预测精度较高,具有较好的曲线拟合特性。     

BFe10-1-1白铜等离子弧焊工艺研究

通过对不开坡口厚5 mm的BFe10-1-1白铜对接接头无填充等离子弧焊(PAW)工艺进行试验研究,结果表明：选择合适的焊接电流、电压、保护气体等焊接工艺参数,BFe10-1-1白铜无填充等离子弧焊接头的力学性能均能满足相关标准要求。     

采用空心锭挤压BFe10-1-1铜合金管材的数值模拟

采用有限体积法,对BFe10-1-1铜合金空心锭经"镦粗-穿孔"挤压无缝管的变形过程进行了3D数值模拟分析,模拟结果与生产实际吻合良好.研究表明,穿孔变形过程中,空心锭内孔壁逐渐闭合,使氧化层进入管壁,是形成挤压管夹杂、分层等缺陷的主要原因;通过改进穿孔针前端结构,可以有效防止空心锭内孔壁氧化层进入管壁.     

BFe30-1-1铜合金热压缩流变应力行为

通过在Gleeble-1500动态热模拟机上进行高温等温压缩试验，研究了BFe30—1—1合金在高温塑性变形过程中的流变应力行为。试验温度为800-950℃，应变速率为0．1-20s^-1.研究结果表明：BFe30-1-1合金的流变应力随变形温度的增加而减小，随应变速率的增大而增大；应变速率越大，流变应力下降越明显；获得了采用Zener-Hollomon参数来描述的BFe30—1—1合金高温变形的流变应力方程，计算获得该合金变形激活能Q为177．62kJ／mol。     

管材拉拔中的不均匀变形与残余应力

为评价管材拉拔中的不均匀变形 ,提出用管材拉拔前后截面形状变化指数Q描述截面变形的不均匀性。用电阻应变片测试了黄铜管材变形后的表面残余应力 ,用管材截面小圆环法计算了截面径向和周向变形的分布 ,确定了管材拉拔中Q值对管材截面上变形分布及表面残余应力的影响规律。     

稀土对纯铜和BFe10-1-1合金再结晶温度的影响

在纯铜和BFe10-1-1铁白铜中添加不同比例的稀土元素,经熔铸、轧制和热处理试验,通过对试样进行组织与力学性能分析,研究了稀土对其再结晶温度的影响.结果显示,随着稀土含量的增加,在相同退火条件下纯铜和BFe10-1-1铁白铜的再结晶程度均明显降低,表明其再结晶温度均有所提高.第二相粒子对位错的钉扎作用是再结晶温度提高的根本原因.     

旋转电磁场对BFe10-1-1合金管坯组织及力学性能的影响

研究旋转电磁场对水平连铸空心BFe10-1-1合金管坯凝固组织和力学性能的影响,并对其机理进行初步的探讨。结果表明：在工频旋转电磁场的搅拌作用下,BFe10-1-1合金管坯的凝固组织显著细化,由粗大的柱状晶完全转化为均匀细小的等轴晶,同时抑制了Ni元素的枝晶偏析;施加电磁场后管坯的力学性能得到明显改善,当励磁电流为80 A时,管坯抗拉强度提高了15.3%,屈服强度提高了10.9%,伸长率提高了58.6%。     

绿色环保型BFe10-1-1铁白铜化学抛光工艺研究

研究以H2O2为主要氧化剂的化学抛光液对BFe10-1-1铁白铜进行表面化学抛光,考察了光亮剂、缓蚀剂、H2O2稳定剂的种类,化学抛光液各组分的含量,抛光温度以及抛光时间对铜合金抛光效果的影响.优化出抛光液组成及抛光工艺条件:质量分数为30％的H2O2 350 mL/L,浓H2SO450 mL/L,无水乙醇17～20m...     

利用本构方程和加工图表征BFe10-1-2白铜合金的热变形行为

为了获得BFe10-1-2白铜合金的合理热变形工艺参数,通过热模拟压缩试验对该合金的高温变形行为进行了研究。试验温度为1023~1273K,应变速率为0.001~10s_-1。通过流变曲线分析、动力学分析及加工图对BFe10-1-2白铜合金的高温变形行为进行了表征,计算出BFe10-1-2白铜合金在热压缩变形过程中的激活能为425.299KJ/mol。通过Zener-Holloman参数以及真应变建立了BFe10-1-2白铜合金的本构方程用以描述该合金的高温流动应力。对计算的流动应力值与试验值进行了对比,结果表明：本构方程可以准确描述该合金的高温流动行为。此外,基于动态模型,建立了BFe10-1-2白铜合金的热加工图,并通过宏观及微观组织分析对加工图的准确性进行了验证。     

BFe10白铜管材热冷组合铸型水平连铸凝固温度场模拟

建立了热冷组合铸型(HCCM)水平连铸管材温度场模拟模型,采用实验与模拟相结合的方法修正界面的换热系数条件。所建立的HCCM水平连铸全尺寸模拟模型和所施加边界条件的误差小于6%,可较好地模拟实际传热过程的温度场。模拟结果表明:当拉坯速度由20 mm/min增加到110 mm/min时,两相区宽度由20 mm增加至30 mm;当热型段加热温度由1 150℃提高到1 300℃时,两相区宽度由30 mm减小至12 mm;当冷型段冷却水流量由300 L/h增加到900 L/h时,两相区宽度由30 mm减小至20 mm;当采用增加热阻的改进铸型结构时,两相区宽度由25 mm减小至12 mm。d 50 mm×5 mm BFe10管材HCCM水平连铸合理的制备参数为:熔体保温温度1 250℃,连铸拉坯速度50~80 mm/min,热型段加热温度1 200~1 300℃,冷型段冷却水流量500~700 L/h。     

厚壁大口径BFe10-1-1铁白铜管焊接试验

对进口的 3 40mm× 16mmBFe10 -1-1铁白铜管采用进口的MONEL67焊丝和MONEL187焊条进行焊接工艺试验和焊接工艺评定 ,制订出了厚壁BFe10 -1-1铁白铜管的焊接工艺规程     

水平连铸BFe30-1-1白铜管坯凝固过程的数值模拟

根据空心管坯的凝固传热特点建立了空心管坯水平连铸数值计算模型,采用ANSYS软件计算了水平连铸过程中浇注温度、冷却强度及拉坯速度对BFe30-1-1白铜合金管坯糊状区宽度和液穴深度的影响。结果表明,浇注温度、拉坯速度和冷却强度均对管坯液穴深度和糊状区宽度有重要影响,而浇注温度则对糊状区宽度影响不大。在此基础上采用试验的方法制备了表面光滑、无裂纹缺陷的空心BFe30-1-1白铜管坯。     

轧制铝合金的X-射线法残余应力测试

在轧制铝合金的X射线残余应力测试中,由于存在择优取向,在不同Ψ角位置参与衍射的晶面数目不同,造成不同Ψ角位置的衍射强度出现差异,影响衍射峰的θ-2θ位置的判断,进而2θ-sin2Ψ和I_p-sin2Ψ出现不同程度的震荡,造成测试结果准确度下降.文中采用“多晶面衍射法”从衍射峰形和强度分布出发,分析了轧制铝合金测试过程中不同衍射晶面随Ψ角位置衍射强度的变化,然后选择合适的峰形进行拟合.结果表明,采用“多晶面法衍射”可以保证衍射峰型和强度比,进而得到的测试结果和理论值吻合度较好,满足对轧制铝合金测试结果的要求.     

SB_265_Gr1薄板钛合金激光焊接及残余应力

针对0.6 mm厚SB_265_Gr1钛合金开展了脉冲激光焊接工艺试验,并在550℃/0.5 h炉冷下进行焊后热处理(PWHT),焊后成形美观,焊缝保护良好,无缺陷。分析了焊接接头的金相组织和力学性能,对焊缝的焊后及热处理后的残余应力进行了测试。结果表明,焊态和热处理态的焊缝金属中主要为粗大块状α组织和条状α组织,力学性能满足要求,焊后热处理改善了残余应力。为现役核电厂换热装置中换热片整板拼焊的修复方法提供了技术参考。     

Internal residual stress measurement on linear friction welding of titanium alloy plates with contour method

The internal residual stress within a TC17 titanium alloy joint welded by linear friction welding (LFW) was measured by the contour method, which is a relatively new and destructive technique to obtain a full map of internal residual stress. The specimen was first cut into two parts; the out-of-plane displacement contour formed by the release of the residual stress was then measured; finally, taking the measured contour of the cut plane as the boundary conditions, a linear elastic finite element analysis was carried out to calculate the corresponding distribution of residual stress normal to the cut plane. The internal stress distribution of the TC17 titanium alloy LFW joint was also analyzed. The results show that the tensile residual stress in the TC17 LFW weld is mainly present within a region about 12 mm from the weld centerline; the peak tensile residual stress occurs at the weld centerline and reaches 360 MPa (about one third of the yield strength of TC17 alloy); within the weld zone of the TC17 LFW weld, the through-thickness stress is not uniform, and the internal stress is larger than that near the top or bottom surface.