半固态扩展挤压A2017合金过程中金属流动的有限元分析

应用有限元方法分析了半固态扩展挤压A2017合金过程中金属的流动规律.分析表明:从中心区域向两边侧壁,合金速度逐渐减少,有时在从中心向两边侧壁的中间区域出现涡流过渡区;不存在台阶θ时,涡流区θ较小;倾角越大,涡流区域越小,且死区较小;定径带出口越宽,出口流速越小,涡流区越小,死区也越小.设计无台阶且较小的倾角的扩展挤压模较为合理,在定径带断面的长向与宽向上,尺寸应尽量相等.     

单辊剪切/冷却工艺对LY11半固态合金组织的影响[

利用自行设计的单辊剪切/冷却(SCR)试验机对LY11合金进行了半固态凝固实验,研究了工艺条件对LY11半固态合金组织的影响.结果表明,辊-靴间隙宽度的适当范围为2～3 mm;浇注温度影响半固态合金坯料内部晶粒的大小与形状,浇注温度在730～750     

Al2024合金半固态触变挤压成形热-力耦合有限元模拟

详细地论述了半固态触变挤压成形热-力耦合粘塑性有限元基本公式,利用Gunasekera流动应力公式,在Marc有限元软件平台上通过二次开发,建立了半固态触变成形计算机仿真模型.通过对Al2024合金半固态触变挤压成形工艺过程热-力耦合有限元模拟知坯料的变形区主要集中在挤压凹模的锥形部位;挤压结束时,制件中心与表面的最大温差约为85℃;制件锥形表面附近的等效Mises应力比其他部位的等效Mises应力大,并且有明显的应力集中现象.凸模行程与载荷曲线的有限元模拟结果与试验曲线吻合较好.     

SCR过程中浇注温度对A2017半固态合金组织的影响

根据SCR技术的基本原理，采用有限元的方法计算出了不同浇注温度下SCR技术制备A2017半固态合金过程中的温度场。利用自行设计的单辊剪切／冷切技术（SCR技术）试验机进行一系列实验，研究了浇注温度对A2017半固态合金内部组织的影响。根据模拟与实验分析得出了最佳浇注温度范围，在730－750℃温度范围内浇注，可制得具有细小均匀球形或随球形晶粒组织的A2017半固态合金。     

小热变形半固态A2017合金的二次加热组织与半固态轧制

对单辊搅拌技术制得的A2017半固态材料小热变形后二次加热时的组织演化进行了研究。小热变形后的半固态材料加热到半固态区后可获得细小的球形组织；在加热过程中，由于位错能与界面能的存在以及溶质的扩散使合金发生块状化、再结晶、熔断球化3阶段变化；小变形促进该过程的进行；由于细小球形组织成形性能好、半固态轧材的断裂强度提高了75MPa，延伸率提高了16％。     

搅拌工艺参数对半固态AZ91D镁合金流变性能的影响

通过自行设计制造的一套半固态镁合金机械搅拌装置，制备了AZ91D镁合金半固态浆料，研究了工艺参数对半固态镁合金流变性能的影响。结果表明，适合镁合金的半固态温度为560～570℃，其相对应的固相体积分数为41％～48％。在剪切速率为79．75s^-1、剪切时间为240s时就可使半固态镁合金获得良好的流变性能。     

不同轧制条件下半固态变形的三维有限元分析

为了探索半固态钢铁材料流变轧制工艺,利用MARC有限元软件对弹簧钢60Si2Mn半固态轧制过程进行了三维有限元模拟,分析了在平辊和孔型轧制条件下的应力、应变场.结果显示,采用多孔材料的几何模型和刚-粘塑性有限元模型,能够正确描述半固态轧制的热-力耦合问题,反映了半固态金属具有低流变应力和良好流动性的特征.与平辊轧制相比,在孔型中轧制,轧件变形区横截面上应力、应变场分布更均匀.模拟结果与试验结果相吻合,说明半固态材料适合在孔型中轧制.     

工艺参数对半固态挤压铸造A356合金组织与性能的影响

在2000kN立式液压机上,将半固态A356铝合金挤压铸造成形。研究了不同的浇注温度与比压对铸件组织与力学性能的影响。结果表明,随着比压增大,铸件组织更为细小、致密、圆整,抗拉强度、屈服强度、伸长率也有较大幅度提高,但比压达到一定程度后,增加比压对铸件的组织及性能影响不明显。浇注温度过低、固相率过高导致充型困难,各部位容易出现凝固裂纹;浇注温度高时液相率过高,铸件为枝晶组织,两种情况下均不能得到力学性能较好的铸件。在582℃、48.7MPa挤压条件下能获得较好的组织与力学性能,抗拉强度、伸长率分别达到288MPa、14.6%。     

搅拌工艺参数对SIMA法半固态AZ91D镁合金组织的影响

采用自行设计制造的半固态镁合金机械搅拌装置，制备了镁合金半固态浆料，研究了搅拌工艺参数对半固态镁合金组织的影响。结果表明：镁合金半固态等温搅拌温度在570～580℃，搅拌时间为6～9min时，获得的组织均匀细小。搅拌时间过长，晶粒尺寸反而有所增大。搅拌温度影响固相率，从而也影响到固相晶粒的圆整度。     

电磁搅拌对Mg-Al-Si合金组织的影响

研究了不同电磁搅拌频率和不同冷却速度对MgAl9Si合金凝固组织的影响，比较了搅拌和不搅拌两种工艺下得到的不同组织。结果表明，电磁搅拌能完全抑制树枝晶的形成，提高搅拌频率能使α-Mg趋于等轴化；延长搅拌时间不能改变晶粒形貌，只能使组织变得更加粗大；此外，电磁搅拌还能促进凝固过程中Mg2si相的形核。     

剪切/振动耦合作用下连续流变轧制成形A2017合金组织演化及动态凝固(英文)

将振动倾斜板制浆技术与轧制技术有机结合,开发新型连续流变轧制成形技术,利用该技术制备A2017合金板材。研究连续流变轧制成形过程中A2017合金组织演化及动态凝固行为。结果表明,在振动倾斜板制浆过程中,由于倾斜板的强冷却及振动作用,熔体内部形核率较高,晶粒有两种长大方式:一是直接球形长大,二是先枝晶生长然后断裂球化,因此促进了球形晶和玫瑰晶的形成。在半固态浆料轧制过程中晶粒被拉长。随着浇注温度升高,晶粒尺寸逐渐变大。当浇注温度为650660°C时,可以制备表面形貌和内部组织较好的A2017合金板材,其内部组织主要由球形晶和玫瑰晶组成。     

Continuously extending extrusion forming of semisolid A2017 alloy by SRS process

A self-made single-roll stirring (SRS) machine was used to manufacture semisolid A2017 alloy, the mechanismof A2017 alloy formation was investigated. It was shown that A2017 dendrites growing on the rough roll surface arecrashed into fragments by the roll, which move and grow freely then contribute the formation of finer spherical microstruc-ture. When casting at 710-750 ℃, fine and homogeneous spherical or elliptical grains of A2017 alloy were obtained. Ex-tending forming mould has been designed and was installed at the exit of roll-shoe gap. A2017 alloy was formed by ex-tending continuously at the semisolid state on SRS machine. Through controlling pouring temperature, semisolid formingand extending extrusion was combined organically. A2017 product with fine surface and rectangular transection of 14mmx25 mm was obtained. By contrast to the national standard, the fracture strength and elongation of A2017 products pro-duced from extending semisolid extrusion have been improved with an increase of 100 MP     

粉末烧结体镦粗成形过程热力耦合有限元分析

依据成形中热与力的相互影响,建立了用于模拟粉末烧结材料锻造过程的可压缩刚粘塑性热力耦合有限元列式。对材料为AL6061的粉末烧结体坯料在不同条件下镦粗成形过程进行热力耦合模拟,得到成形过程中的变形、温度以及相对密度的分布状况。热力耦合技术的运用,可以更加精确地描述粉末锻造成形过程,这对确定工艺参数及提高产品质量有重要意义。     

电磁搅拌法制备的半固态2A50合金的显微组织演变

分析搅拌电流和搅拌频率等工艺参数对电磁搅拌法(EMS)制备的2A50铝合金半固态坯料显微组织的影响,并研究不同工艺参数制备的2A50半固态坯料二次重熔后的显微组织演变过程。结果表明,随着搅拌电流及搅拌频率的增大,半固态2A50合金的显微组织由树枝晶转变为越来越细小均匀的近球状晶,且二次重熔后的球状晶粒也越来越圆整。搅拌参数为30 A和30 Hz时,二次重熔后的半固态2A50合金的球状晶粒平均尺寸约为80μm,形状因子约为0.76,进一步增加搅拌电流或者搅拌频率,显微组织没有明显的改善。二次重熔过程中半固态2A50合金平均晶粒尺寸随着保温时间的延长而逐渐增大,Ostwald粗化机制促进了晶粒的球化程度的增加。最终获得半固态2A50合金的晶粒粗化速率为547μm3·s-1。     

半球形胀形过程的刚塑性有限元分析

以刚塑性材料模型和三维薄膜单元为基础，分析了半球形冲头的胀形过程，对变形区的变形流动特点及材料参数等因素对变形的影响进行了研究。用网格法测量了半球形冲头胀形时的应力分布，并将有限元计算结果与实验结果进行了对比，验证了有限元分析结果的可靠性。     

Filling analysis for thixomolded process of AZ91D magnesium alloy

Mold filling in lately-developed Thixomolding process is a complex process, of which numerical simulation is necessary for development. Governing equations and numerical models are first given, and then the experiment and its filling simulation are carried out. The results demonstrate that the modeling temperature changes from 864 to 873 K when the barrel temperature is 873 K. The difference is primarily in the runner system, but nearly invariable in the part. Consequently, the slurry fills the cavity smoothly with low solid fraction, and the filling process finishes in 5 ms, the filling process completes successfully before solidification of the slurry, which has good agreement with the experiment. Through a snapshot of the filling process and defects tracking, drawbacks are displayed and confirmed in the experiment.     

TC17钛合金加热过程中的有限元模型

本文采用深埋热电偶动态测量坯料温度变化并耦合有限元模拟建立了TC17钛合金的加热模型,对其升温过程进行了模拟。结果表明：总换热系数由辐射换热系数和对流换热系数组成,可通过数学运算获得,其数值与坯料温度有关,随坯料温度增加,总换热系数呈增大趋势。通过对Ф500×500mm规格坯料的升温过程进行有限元模拟,获得坯料心部和半径处的温升曲线,经过与热电偶测得的实际温升曲线对比,模拟曲线与实测曲线有较高的吻合度,坯料心部和半径处到温时间分别为196min和166min。采用小尺寸试样进行β单相区加热试验,通过大尺寸坯料β晶粒尺寸的比较,验证了有限元模型的准确性。