液氮通入量及挤压速度对6063铝合金型材表面质量的影响

以6063铝合金型材为试验材料,利用1400T挤压机进行挤压试验,挤压完成后对不同参数型材取样,通过金相显微镜、光泽度仪及粗糙度仪等设备进行表征,研究挤压过程中2个重要挤压参数（液氮通入量和挤压速度）对型材表面光泽度和粗糙度的影响,并分析挤压参数对型材粗糙度产生的原因。研究结果表明：挤压工艺参数中液氮通入量及挤压速度均对型材表面光泽度和粗糙度有着重大影响。随着液氮通入量逐渐增加,型材表面粗糙度Ra和Rz均明显下降,光泽度随之明显上升。这与液氮通入模具后弹性变形有关。挤压速度增加,型材表面粗糙度Ra和Rz也随之下降,光泽度随之上升。这主要与液氮通入后型材与模具工作带接触停留时间缩短,降低型材表面氧化夹杂颗粒产生几率。最后,通过对比不同挤压速度下型材微观组织,结合粗糙度及光泽度情况,表明影响型材表面粗糙度及光泽度的原因主要与模具工作带上形成的吸附颗粒有关,研究中并未发现光泽度与型材表层微观组织存在明显关系。     

搅拌摩擦加工原位合成Al-Ti颗粒增强铝基复合材料的微观结构

采用搅拌摩擦加工法进行了原位合成Al-Ti金属间化合物颗粒增强铝基复合材料的试验,研究了复合材料的微观组织和精细结构。结果表明,以纯Ti粉和纯铝板为原材料,采用搅拌摩擦加工的方法可以原位合成TiAl3金属间化合物颗粒增强铝基复合材料。在复合材料铝基体上,除了生成的TiAl3金属间化合物外,还存在一些纯Ti颗粒以及纯铝基体上的固溶体。经旋转摩擦挤压后,纯铝基体的晶粒得到细化,尺寸为200nm左右,生成的TiAl3晶粒尺寸约为200~300nm。     

铬在金属材料中的作用

1铬对钢组织的影响铬是一种碳化物形成元素。在金属材料中,它能与碳生成Cr3C等金属化合物,而这种金属化合物具有较高的强度、硬度。当它以颗粒状弥散性分布在金属基体上时,能大大提高材料的强度、韧性、耐磨性。2铬阻碍奥氏体晶粒长大除锰以外,所有合金元素都能阻碍加热时奥氏体晶粒的长大。在材料中,它与碳形成的碳化物Cr3C的存在,当加热的温度不太高时,这种未溶的碳化物能阻碍奥氏体晶粒的长大。这样就易获得细小的奥氏体的晶粒,从而获得细小的冷却后的组织。我们知道,细小的晶粒儿粗大的晶粒具有更高的强度,更好的塑性、韧性…     

电热可搬式胶带硫化机机架结构型材的研制

6005合金机架结构挤压型材用于电热可搬式胶带硫化机的机架结构。该合金型材经挤压成形和时效处理后,其力学性能指标(刚度、弹性模量等)、尺寸精度及表面粗糙度均能满足硫化机的设计要求。该产品的研制为国家节省了大量外汇,填补了国内一项空白,为挤压型材开拓了新的市场,     

AZ31镁合金方管挤压成型的数值模拟

基于AZ31镁合金热压缩真应力-真应变曲线,计算得到了流变应力方程,分析了合金压缩变形后的显微组织,并用HyperXtrude有限元分析软件对AZ31镁合金方管挤压成型进行了数值模拟,最后进行了试验验证。结果表明:AZ31镁合金的流变应力随变形温度的升高而减小,并在350℃以上较快达到稳态,易于加工成型;热压缩变形后合金中的孪晶组织随温度的升高有所减少,且晶粒不断长大,在高应变速率时由于动态再结晶不充分,晶界附近形成类似"项链"状的细小晶粒组织;有限元模拟分析发现方管角部金属流速低于中心位置,在HyperStudy中经工作带优化后流速分布均匀,采用优化设计的模具挤压生产出了合格的AZ31镁合金型材。     

不同晶粒细化剂对5083铝合金铸锭晶粒细化对比研究

采用坩埚熔炼炉以及自主设计铸锭冷却系统模拟工业生产半连续铸造技术,通过不添加晶粒细化剂以及添加Al-Ti5-B1和Al-Ti3-C0.15两类晶粒细化剂制备3种5083铝合金铸锭,采用直读光谱分析、室温拉伸、金相研究在不同晶粒细化剂的条件下的力学性能、偏光显微组织、合金元素成分变化规律。研究结果表明：在铸造过程中添加Al-Ti-B或Al-Ti-C晶粒细化剂,通过细化剂中的Ti Al3和Ti B2颗粒能够有效的对铝合金显微组织起到细化作用,且越细小、越弥散,则可形成的非均匀形核核心越多,晶粒细化效果越显著,对比晶粒尺寸可知,Al-Ti5-B1晶粒细化剂效果最佳,Al-Ti3-C0.15晶粒细化剂其次;在合金凝固的过程中,由于不同元素在液相与固相的溶解度差异,从而导致5083合金铸锭中Mg、Mn、Cr、Fe、Si等元素成分差异,虽然添加晶粒细化剂能够促进熔体在凝固过程中的形核从而有一定作用抑制偏析,但晶粒细化剂对5083铝合金的偏析改善不明显;添加晶粒细化剂的铸锭晶粒细小,晶界多,位错集群中位错个数小,应力集中小,从而导致添加晶粒细化剂的5083铸锭室温力学性能优于未添加晶粒细化剂。     

提高水泥球磨机中仓衬板抗变形能力的研究

本文通过对水泥磨一仓筒体Mn 13钢衬板残体磨损表面进行宏观硬度测定与扫描电镜观察,分析了衬板的磨损方式及变形失效机理。用正交设计回归分析,研究了合金元素对屈服强度的影响及变质处理对晶粒度、夹杂物类型、形态、大小与分布的影响,并对研究用钢衬板进行了现场运行试验。结果表明:Mn 13钢制造的水泥磨一仓衬板的磨损方式为中、小应力的凿削碾研磨损,变形失效主要是由于大部分冲击功转变为塑性形变能与Mn 13钢屈服强度低所致。回归方程得出奥氏体巾锰钢的屈服强度随着C,Cr 含量的增加和晶粒细化而提高,与Mn 13钢相比可增加150牛/毫米~2以上,C 的效果最显著。Nb、N、Ti 孕育处理的奥氏体中锰钢的奥氏体晶粒度比Mn 13钢的细化3～4级。RE 则有利于保持钢的较高冲击韧性。运行试验表明,RE、Ti 变质处理的140Mn7Cr2 与120Mn7Cr2钢制造的衬板的抗变形能力明显优于Mn 13钢。     

铝锌镁铜锆钪合金型材的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射仪、透射电镜及拉伸试验机等手段,研究了新型铝锌镁铜锆钪合金经挤压变形及双级时效处理后型材的组织和性能。结果表明:该合金型材双级时效后的抗拉强度为540 MPa,屈服强度为507 MPa,伸长率为11.1%,电导率为41.7%IACS;添加微量元素钪后,合金型材在伸长率和电导率相当的情况下,抗拉强度和屈服强度分别提高了4.5%和4.7%;钪主要以Al3(Sc,Zr)相形式存在,Al3(Sc,Zr)相可以显著细化合金的晶粒和阻碍合金的回复再结晶行为,并且有效抑制晶界无析出带的出现和晶界沉淀相的粗化;另外,在合金中发现了由铝、铜和钪三种元素形成的W相。     

铝合金管弯曲成形表面粗化宏细观耦合建模仿真

铝合金管弯曲成形中的表面粗化缺陷严重影响了其表面质量和使役性能,迫切需要探明该成形过程中的表面粗化形成规律以避免此类缺陷的产生。管材弯曲成形宏观有限元模型无法准确描述细观尺度不均匀变形导致的表面粗化行为,而细观力学模型又难以应用到具有复杂加载边界条件的实际成形过程分析。将基于Voronoi图和晶体塑性理论的代表性体积单元（Representative volume element,RVE）细观模型引入宏观有限元模型,建立了铝管弯曲三维宏细观耦合模型,模拟研究5052-O铝管在弯曲过程中的表面粗化特征,系统分析了细观材料参数对弯曲过程表面粗化行为的影响规律。结果表明,晶粒尺寸越小,晶粒内部与晶界附近的应变差值越小,其变形越均匀,能获得越小的表面粗糙度;对于Cube织构和随机织构混合的模型,随着Cube织构含量的增多,弯曲变形后表面粗糙度呈下降趋势;织构分布与加载方式耦合影响表面粗化行为。     

挤压-弯曲一体化成型铝合金弯曲型材的质量与性能

通过改造传统挤压机,增加弯曲装置,对铝合金型材进行挤压-弯曲一体化成型,研究了辊轮半径和辊轮移动速度对成型质量的影响,基于有限元模拟获得了辊轮半径和辊轮移动速度等最佳工艺参数。结果表明:当型材挤出速度与辊轮移动速度相同时,铝合金型材的成型性较好;挤压-弯曲一体化成型工艺避免了传统拉弯工艺存在的回弹、表面划伤和截面变形等缺陷,提高了弯曲型材力学性能的均匀性。     

等通道转角挤压对镁锆阻尼合金组织和性能的影响

对铸态Mg-0.6%Zr合金进行了等通道转角挤压(ECAP)变形,采用光学显微镜观察了变形后合金的显微组织,并对不同温度、不同道次变形后的合金进行了显微硬度、抗拉强度及阻尼性能测定。结果表明:合金经过ECAP变形后,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,但随挤压温度的升高发生晶粒长大;显微硬度随挤压道次的增加而增大,抗拉强度在300℃挤压6道次时达到最大值187.80 MPa;合金经400℃挤压1道次后的阻尼性能优于铸态合金的,其他条件下均低于铸态合金的。     

铸造铝合金激光表面改性金属-陶瓷梯度层

利用5kW CO2横流激光器对铸造铝合金表面先后预置不同成分粉末进行两次激光辐照扫描，成功地制备了Ni/WC和Cr/WC表面改性梯度层，并运用XRD、EDXS和SEM方法对激光表面改性梯度层的组织结构进行观察分析。发现经第二次激光扫描过程后在激光改性梯度层中因合金元素之间的反应，产生了大量的金属间化合物，激光改性梯度层的组织除α－Al、Si和WC外，在Ni/WC激光改性梯度层中，金属间化 的主要为Al3Ni2和Ni3Al，Cr/WC激光改性梯度层的金属间化合物为Al9Cr4和Cr9Al17。另外，显微硬度测试表明，自基体至改性层表面激光改性梯度层内显微硬度呈现连续变化趋势，而单次激光表面合金化层在与革体的交界处存在硬度突变。     

金属切削变形对已加工表面质量的影响

当工件进入装配成为机器零件后,已加工表面质量对该零件的使用性能会造成很大的影响。表面质量的主要标志是表面粗糙度、加工硬化和残余应力。根据金属切削原理中对切削变形的研究理论,分析了金属切削变形对表面形成过程的内在影响:积屑瘤的生成增加了表面粗糙度值;刀具刃口和后刀面的挤压及摩擦使表面产生加工硬化;机械应力和热应力引起的变形使加工表面产生残余应力。     

CuW80/Cu整体式触头尾部铜强化规律

研究了粉末冶金熔渗烧结法制备的CuW80/Cu整体式触头材料尾部铜经挤压变形后硬度的变化规律,并用三维视频显微镜和透射电镜进行显微组织结构分析.结果表明:尾部铜经挤压变形后,硬度显著提高,增幅约200%,挤压工艺是CuW80/Cu整体式触头材料尾部铜强化处理的有效手段.尾部铜沿横截面从芯部到表面,越接近表面,其硬度值越大;沿纵截面,从CuW80/Cu界面到末端,硬度提高.即使挤压变形很小,尾部铜仍产生了位错缠结,挤压严重部分产生大量位错胞组织.     

激光熔渗合金层的耐磨性

激光合金化和熔复是一种激光表面热处理技术。它是以激光束为热源,辐照到金属表面使之熔化,形成熔池,将粉末状合金元素或化合物加到熔池里,在金属表面形成一高浓度的合金层,或者予先在基体金属表面涂一层合金粉末,用激光束照射表面,使合金粉末及基体金属表面熔化,冷却后获得合金属,从而改变材料表面的性能。这种技术同普通化学热处理相比不需整体加热,合金元素扩散速度极快,因而生产周期短、零件变形小、不改变材料心部的组织和性能,而且可以灵活地实现表面局部定点处理。通过调整合金粉末可获得高耐磨、耐腐蚀或耐高温等特殊性能。这种技术…     

铸锭枝晶间距和冷变形量对Cu-15Ni-8Sn合金显微组织和硬度的影响

采用中频感应炉与高频感应炉制备了枝晶间距分别为11,18,23,50μm的Cu-15Ni-8Sn合金铸锭,并依次进行了均匀化退火处理、固溶处理、冷变形和时效处理,研究了铸锭枝晶间距和冷变形量对合金显微组织和硬度的影响。结果表明:试验合金铸锭的显微组织均为明显的树枝状组织;经均匀化退火及固溶处理后,铸锭枝晶间距越小的合金组织也越趋于均匀;冷变形量越大,合金中的晶粒变形越严重,且经400℃时效后合金中的黑色不连续脱溶产物越早析出,时效硬度峰也越早出现;在相同的冷变形量下,铸锭枝晶间距越小的合金中黑色不连续脱溶产物越晚析出,且时效硬度峰越晚出现。     

载流条件下的1Cr18Ni9Ti/浸金属碳摩擦磨损性能研究

在销-盘摩擦磨损试验机上试验了载荷、速度、电流对1Cr18Ni9Ti/浸金属碳对磨时的摩擦因数、磨损量及磨损形貌的影响。试验结果表明,载荷对1Cr18Ni9Ti/浸金属碳摩擦副的摩擦因数和销试样的磨损率有显著影响:载荷越大,摩擦因数越大,磨损率越低;摩擦因数、磨损率与速度的关系受载荷的制约。当低载时,以电流影响为主。销试样的磨损表面出现了粘着磨损,氧化磨损和电弧烧蚀。     

多珠滚压器的设计

根据金属的变形理论,工件表面在外力作用下,被滚压金属的原子间距离会暂时发生变动或晶粒间产生滑移,当外力达到一定数值时,被加工表面金属除产生弹性变形外还有塑性变形。由于塑性变形,不仅零件被加工表面的形状发生变化,而且其组织结构也发生变化,使金属被滚压层的组织变得紧密,晶粒变细。同时金属表面层内产生较大的压缩应力,使金属表层得到强化,提高了硬度,熨平了微观不平度(见图1)。降低了零件的表面粗糙度值,增强了零件的耐磨耐腐蚀性能,延长了零件的使用寿命。     

机械合金化方法制成的高温材料

镍基高温合金是燃气轮机设计和制造中常用的抗高温变形和抗热腐蚀的传统材料,因为它们具有最优良的抗高温蠕变和抗燃气轮机热端燃烧产物的侵蚀能力。简单说来,镍基合金是通过加入合金元素来达到上述目的的,这些元素或是生成沉殿强化相[γ′是一种Ni_3(Al,Ti)型金属间化合物],或是象其他诸如铬一样,强化基体并使合金具备表面稳定性。     

层错能在剧烈剪切变形时对晶粒细化的影响

基于等通道角挤压晶粒细化技术,研究不同材料在相同工艺条件下为什么其晶粒演化过程会出现较大的差异,提出晶体结构与层错能在等通道角挤压过程中的剧烈剪切变形对纳米/超细晶粒组织塑性变形及晶粒细化机制的影响。试验采用中低层错能的面心立方晶格纯铜和中高层错能的体心立方晶格中碳钢作为试验材料,挤压工艺采用冷挤压和Bc工艺路径。试验结果表明,中高层错能的体心立方晶格金属是以交滑移和位错分割方式使晶粒细化;中低层错能的面心立方晶格金属是以位错分割和孪生方式使晶粒细化。金属层错能越高,剧烈剪切变形时交滑移作用越大,晶粒细化的速度也越快。体心立方结构的钢在等通道角挤压四道次后可获得均匀的纳米/超细晶粒组织,而面心立方结构的铜挤压八道次后才可获得均匀的超细晶粒组织。