SUS304/Al1050/SUS430复合板拉深成形中法兰受力分析及临界压边力研究

SUS304/Al1050/SUS430(简称S/A/S)复合板在拉深中经常出现起皱。它不同于单层板,S/A/S复合板在拉深过程中还存在层与层之间力的传递,所以受力情况更复杂。为了研究该复合板在拉深过程中的临界压边力,对S/A/S板在拉深过程中的法兰受力进行了分析,并通过主应力法和能量法推导出三层复合板起皱的临界压边力模型。通过Dynaform软件对临界压边力模型进行了验证。研究发现模拟结果和理论临界曲线符合,证明理论模型是可靠的。这能为实际生产提供指导。     

SUS304/Al1050/SUS430复合叠层板拉深成形中筒壁起皱机理

实际生产过程中发现SUS304/Al1050/SUS430复合板在拉深成形时外筒壁存在起皱的现象。为了分析这一现象产生的原因,分别测试了各单层板和复合板的真实应力、应变,并通过ETA/Dynaform软件对复合板圆筒件拉深成形过程进行了数值模拟。结果表明:复合板与轧制方向成90°方向的材料流动速度最快,与轧制方向成45°方向的材料流动速度最慢,且层与层之间Al1050层的材料流动速度大于SUS430层。以上两种材料流动速度的差异是导致SUS430层在拉深成形过程中与轧制方向成90°方向出现堆积起皱现象的原因,YBT拉伸实验也验证了这一结论。     

SUS304/Al1050/SUS430复合叠层板拉深工艺参数对筒壁起皱的影响

生产中发现SUS304/Al1050/SUS430复合板拉深成形中与轧制方向成90°方向的筒壁存在起皱的现象。为了解决起皱的问题,首先测量了各层板的力学数据并导入到Dynaform中,采用正交试验方法研究了凹模圆角半径、板料直径、摩擦系数和压边力等因素对复合板筒壁起皱的影响。然后根据优化模拟结果设计出防止筒壁起皱的最佳工艺参数,同时采用增加拉延筋的方法解决筒壁起皱。试验结果表明,复合板的最优工艺参数组合为:凹模圆角半径14 mm,板料直径355 mm,摩擦系数0.2,压边力170 kN。在此工艺下,增加拉延筋,筒壁起皱得到解决,工件质量得到提高。     

Q345+SUS304复合板与SUS304焊接工艺探讨

复合板与不锈钢都是在船舶制造、压力容器、管道等行业有着广泛应用的材料,本文是在针对不锈钢复合板与不锈钢之间异种接头焊接的情况下,分析其焊接性,制订可行的焊接工艺,通过相关的力学性能试验,分析总结可行的工艺措施。该焊接工艺对于实践生产有一定的指导意义。     

脉冲电流对SUS304不锈钢拉伸性能的影响

通过SUS304亚稳态奥氏体不锈钢的电塑性拉伸实验,分析了焦耳热效应和纯电塑性效应对SUS304不锈钢拉伸性能的影响。结果表明,脉冲电流可以有效降低材料的流动应力。焦耳热效应使材料的延伸率随电流密度的增大而减小;纯电塑性效应使材料的延伸率增加。当消除焦耳热效应时,电流密度为2.95A·mm-2的试样延伸率达到72.4%,比室温时增加了23.3%。基于拉伸过程中的能量关系推导出电塑性效应系数的求解公式,发现电塑性效应系数与电流密度、应变以及试样尺寸等因素有关,电流密度越大,电塑性效应系数越大。     

5083Al/1060Al/TA1/Ni/SUS304五层爆炸复合板退火组织演化及力学性能

为改善5083Al和304不锈钢爆炸焊接质量,提升隔热效果,本研究采用1060Al、TA1和Ni作夹层材料,制备了具有热传导梯度的五层爆炸复合板。为消除爆炸焊接后的残余应力,减少绝热剪切带和微裂纹等缺陷,采用550℃×60min退火工艺对五层爆炸复合板进行退火处理,并通过SEM、EBSD和万能试验机等手段,分析研究退火对其组织演化及力学性能的影响。结果表明：五层爆炸复合板的4个焊接界面均呈波形,且在界面处存在微裂纹、孔洞、绝热剪切带和漩涡区等缺陷。经退火处理,4个焊接界面均发生不同程度的再结晶,微裂纹、绝热剪切带等缺陷得到有效改善;5083Al/1060Al/TA1界面的β相和Al-Ti金属间化合物增多,TA1/Ni界面在原TiNi₃熔化层的基础上新增TiNi熔化层和Ti₂Ni熔化层。界面抗拉剪强度均有所降低,但均仍远高于相应国标使用要求;拉脱试样在5083Al/1060Al界面断裂分离。     

Al2O3/Cu复合材料的高温拉伸性能研究

Al2O3弥散强化铜复合材料(ADSCC)因其具有优良的高强度高导电性能以及抗高温软化性能而成为备受瞩目的一种工程材料.研究了ADSCC的微观组织和拉伸性能.研究表明该材料相比Cu-Cr合金(Cr0.7%)在高温下具有很高的强度保持比.材料的强度随温度的升高而下降.对ADSCC的微观组织研究表明该材料的强度高主要是因为Al2O3颗粒的弥散分布限制了位错运动,阻碍了晶粒长大和Cu基体的再结晶.动态回复和局部再结晶是主要的软化机制.断裂特征表现为局部韧性断裂.     

Al2O3/Cu复合材料的高温拉伸性能研究

Al2O3弥散强化铜基复合材料(Al2O3/Cu复合材料)因其具有优良的高强度高导电性能以及抗高温软化性能而成为备受瞩目的一种工程材料.本文研究了Al2O3/Cu复合材料的室温和高温拉伸性能及微观组织.研究表明该材料相比Cu-Cr合金(Cr0.7%wt)具有优越的高温强度.微观组织观察表明该材料高温下优越的强度主要是因为弥散而细小的Al2O3颗粒的存在阻碍了位错运动,抑制了晶粒长大和Cu基体的再结晶.动态回复和局部再结晶是主要的软化机制.断裂特征表现为局部韧性断裂.)     

SUS304极薄带拉伸过程中的褶皱试验

针对不锈钢极薄带在弹塑性拉伸过程中出现的褶皱现象,对数字图像相关技术采集的厚度为0.02 mm的SUS304极薄带拉伸试验数据进行了分析,探讨了褶皱形成机理。结果表明,SUS304极薄带产生纵向褶皱主要是由横向应变超过10.104%时,两侧产生的内部横向压应力促使试样向中间挤压运动导致的。其表面不断有新褶皱产生,原有褶皱不断向两端扩展变化,皱曲程度加深,表面褶皱数量不断增多,纵向褶皱纹理越加明显,且纵向褶皱波长远大于波峰到波谷的垂直距离;SUS304极薄带拉伸断裂形式为从边部撕裂并逐渐向内扩展。     

不同拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸力学性能的影响

研究拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸性能的影响,分析了材料在拉伸过程中微观组织、马氏体转变量和温度的变化。实验结果表明,当拉伸速率为0.005s-1时,材料表面温度升高明显;速率小于0.005s-1时,随着速率的减小,马氏体转变量明显增多;当速率大于0.005s-1时,马氏体转变量少,但变化不大。随着拉伸速率的提高,材料的屈服强度略有增加,抗拉强度和延伸率明显降低。基于拉伸实验结果,提出了考虑应变速率的SUS304不锈钢本构模型,该模型能较好的反映拉伸速率对真应力-应变曲线的影响规律。     

低温ECAP制备1050铝合金试样的高温拉伸性能

通过拉伸试验、显微组织观察等手段,研究了初始应变速率和变形温度对低温等径角挤压(ECAP)制备的1050铝合金拉伸性能及晶粒大小的影响。结果表明,随初始应变速率的增加,流动应力不断增加;随着变形温度的升高,流动应力不断减小。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1)、变形温度为400℃时,合金具有最大的伸长率90.4%。当变形温度为400℃,初始应变速率大于或小于5×10~(-4)s~(-1)时,合金的伸长率均逐渐降低。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1),变形温度大于或小于400℃时,合金的伸长率均逐渐降低。随初始应变速率的降低和变形温度的增加,合金的晶粒尺寸增大明显。     

SUS430不锈钢纳米表层的高温氧化行为

通过高能喷丸方法在SUS430不锈钢表面制备纳米表层,利用X射线衍射(XRD)、热分析(TGA)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)进行测试,研究了纳米表层在不同气氛中的高温氧化行为,并分析了表面自身纳米化对SUS430不锈钢耐氧化性能的影响。结果表明:纳米表层在氧化初期氧化强烈,呈线性规律迅速增重,但达到钝化的时间短,氧化膜薄且致密,厚度仅为原始表面氧化膜的1/4,使钝化以后的氧化速率比原始表面低,总的氧化增重仅为原始表面的1/3,耐氧化性大大提高。其原因是表面自身纳米化处理增加了表层的晶界面积,提高了氧化物的形核几率,也为元素的扩散提供了更多通道,因而促进了Cr元素的选择性氧化。在最表层形成的是疏松的富Fe氧化物,该层氧化物对耐氧化性的提高贡献不大,在靠近基体的底层形成致密的富Cr氧化物,能很好地抵抗基体的进一步氧化;纳米表层比原始表面更容易形成连续的氧化膜,该氧化膜的内应力小,韧性好,与基体的结合力强。     

轧制304/Q235复合板工艺研究

通过对热轧工艺的试验研究及组织性能分析与测试,开发了一种采用轧制复合的新复合板304/Q235,试验研究取得的工艺参数对工业化生产板面尺寸大的复合板具有参考价值.     

Q345R/304复合板焊接接头组织及性能研究

对Q345R/304复合板对接接头的组织及性能进行了系统的试验研究。结果表明,复层侧焊缝区组织为细小的奥氏体+少量的铁素体组织,复合板对接接头抗拉强度达到531 MPa,冲击吸收功为118 J,硬度大小及分布也满足相关标准要求。可见,本试验所采用的焊接材料和工艺可获得性能良好的复合板对接接头。     

TiB2/Al复合材料高温拉伸材料常数的研究

在变形温度为350～500℃、应变速率为0.0001～1 s-1变形条件下对原位合成TiB2(质量分数86351Al复合材料进行了高温拉伸实验,并采用双曲正弦模型,确定了复合材料的常数.结果表明:流变应力峰值op与Z参数之间能较好地满足双曲正弦关系,得到流变应力峰值op解析表达式中常数A,n和n值分别为605.5×1012 s-1,0.027 MPa-1和10.018,Z参数中的激活能Q值为256.78 kJ·mol-1.     

Ni/Al微叠层复合板的成形性能

采用真空热压法制备了Ni/Al微叠层复合板。通过不同温度、不同变形量下的单向拉伸实验研究了Ni/Al微叠层复合板的力学性能与裂纹萌生扩展规律。结果表明,Ni/Al微叠层复合板在室温至400℃塑性较差,变形量仅为5%时,NiAl3和Ni2Al3金属间化合物层便已产生较多垂直于拉伸方向的裂纹。Ni/Al微叠层复合板600℃表现出良好的塑性变形能力,断裂延伸率高达56%,且变形量达到20%时NiAl3层才开始出现微裂纹,变形量达到50%时裂纹仍未扩展至Ni2Al3层及Al层。采用气压自由胀形实验研究了Ni/Al微叠层复合板600℃条件下的成形性能,并对胀形件微观组织分布进行了表征。结果表明,Ni/Al微叠层复合板600℃/5.5MPa/8min条件下,极限胀形率(极限胀形高度/凹模直径)达36.7%。胀形球壳由底部至顶部壁厚逐渐减小,顶部Ni、Al层颈缩严重,NiAl3层产生裂纹,但并未扩展至Ni2Al3层及Al层。     

爆炸焊接Ti/SUS304与Ti/SUS821L1的对比

将商业纯钛分别与SUS 304奥氏体不锈钢和SUS 821L1双相不锈钢进行焊接.得到的Ti/SUS 821L1的波状界面小于Ti/SUS 304的.从纵向和横向均可观察到涡旋区域,并对涡旋区域的成分进行分析.Ti/SUS 821L1的界面可以承受401～431 MPa的剪切载荷,Ti/SUS 304的界面可以承受35...     

SUS304ss包埋粉末渗铝的耐蚀性能

展开了SUS304ss及其渗铝后在0.33 mol/L FeCl₃+0.05 mol/L HCl 溶液中的耐蚀性实验、1000 ℃下的抗高温氧化实验及表面沉积 碱金属氯化物和硫酸盐在500 ℃下的耐蚀性实验,用失重法和电 化学方法等综合评定了SUS304ss渗铝后的耐蚀性。研究表明：渗铝SUS304ss表面渗铝层结构致密,厚度为50μm;在 0.33 mol/L FeCl₃+0.05 mol/L HCl溶液中SUS304ss发生了严重孔蚀,渗铝后表面发生轻微孔蚀;渗铝SUS304ss在1000 ℃下加热,表面和截面形貌完好,耐高温氧化性提高了约5倍;在500 ℃下表面沉积盐碱混合物,渗铝SUS304ss耐腐蚀性约提高20倍;渗铝后SUS304ss的腐蚀电位大于未渗铝钢,耐蚀性提高。     

Q235B/304复合板焊缝元素扩散分析与性能研究

采用SMAW焊接Q235B/304双金属复合板。利用光学显微镜和EDS分析焊接接头显微组织及合金元素分布,测试焊接接头力学性能。结果表明,焊缝组织主要为奥氏体和少量δ铁素体。碳钢侧熔合线附近C元素发生了少量扩散,Mo元素稀释明显,Cr元素有少量稀释,Ni元素未出现明显稀释。THNi317-THA062焊缝金属扩散层及不锈钢侧焊道未出现明显的C元素扩散和合金元素稀释。焊接接头平均抗拉强度为501 MPa,焊缝和热影响区冲击功分别为129 J和65 J,焊接接头各区硬度均低于350 HV_(10),满足技术指标和使用性能要求。     

SUS430铁素体不锈钢冷轧工艺研究

为了减轻采用二轧程工艺生产SUS430不锈钢薄板对冷轧产能的影响,特进行了大压下试验。通过对比分析得出大压下的伸长率、塑性应变比值比二轧程的略低,但二轧程的各向异性指数值也最大,容易引起冲压件的凸耳缺陷,并且增加冷轧次数和中间退火会使生产难度和成本大大增加。使用大压下工艺生产的零件各项质量指标均已满足深冲要求,可以考虑采用大压下工艺替代二轧程工艺。