Monel合金/Cu爆炸复合棒界面的微观组织和力学性能

利用爆炸复合的方法成功制备了Monel合金/Cu双金属复合棒材.借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和压剪分离测试,探讨了不同工艺条件下Monel/Cu爆炸复合界面的微观组织和力学性能.结果表明,随着爆炸比的增加,结合界面逐渐由平直状过渡到波状;在铜基体晶粒内的形变孪晶数量随爆炸比的增加而增加;界面局部存在少量熔区,熔区内存在细小的柱状晶;复合界面中没有发生扩散,但经过热处理后其界面观察到了扩散.剪切断裂发生在铜侧而非界面处,表明界面结合强度高于铜基体.     

爆炸复合Al/Mg/Al叠层板轧制过程数值模拟研究

采用有限元法研究了爆炸复合制备Al/Mg/A1叠层板的轧制过程.结果表明:280℃时AZ31、7A52两种合金流变应力接近,具有较好的塑性,有利于叠层板轧制的均匀变形;咬入后开始阶段应变主要集中在铝合金板上,而镁合金板只有少数部位出现应变;随时间延长,铝合金板与镁合金板均发生了较为均匀的变形,有利于整体形变强化;随压下率的增加,铝合金板和镁合金板各点最大应变、最大应力、轧制力、咬入时间均增加,确立了压下率与最大轧制力、压下率与咬入时间的关系.     

SiC_p/Cu合金电子封装壳体半固态成形模拟

采用有限元软件Deform-3DTM对SiCp/Cu合金电子封装壳体的触变成形过程进行了数值模拟。对触变成形过程中坯料的单元体网格变化、金属流动速度场、等效应力场及挤压杆速度对等效应力的影响等进行了分析。模拟结果表明,在半固态温度为910℃、挤压杆速度为100mm/s时,可以得到SiCp含量较高且分布较均匀的SiCp/Cu合金电子封装壳体,且能满足电子封装壳体的要求。     

大面积钛/钢复合板爆炸焊接过程的数值模拟

利用大型非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对大面积钛/钢复合板的焊接过程进行数值模拟,研究了覆板的应力情况,给出了覆板上几个特殊点的应力、等效塑性应变等随时间的变化曲线,从理论上对爆炸焊接裂纹产生的原因进行了分析研究,为进一步合理选择爆炸焊接参数、预防裂纹产生和实现大面积复合板的批量生产提供了依据.     

爆炸焊接过程中复板运动位移的数值模拟

采用非线性动力有限元法建立了复合板在爆炸焊接过程中的有限元计算模型,对复合板运动状态进行了模拟和分析.利用有限元软件的网格划分功能建立了5/41mill×3850min×6650mm钛/钢复合板模型,实现了对复板运动过程的三维有限元模拟.实验研究了不同间隙条件下复板运动过程的位移云图,并通过对实验结果进行比较与分析后,确定当间隙高度为8min时,爆炸焊接后复板上各点的最终位移都达到了8mm,复合板结合率为100%.该研究为大面积钛钢复合板的爆炸焊接工艺参数的制定提供了依据.     

方管结晶器爆炸成形过程数值模拟

对方管结晶器爆炸成形过程进行了实验研究并运用ANSYS软件中的LS-DYNA模块对成形过程进行了数值模拟,数值模拟结果与实验结果基本一致;在应用ANSYS/LS-DYNA软件对金属爆炸成形过程进行数值模拟时,对爆炸载荷的作用形式进行适当、合理的简化,并不改变基本结论;根据数值模拟结果获得了方管结晶器爆炸成形时的理论布药结构,当圆角部位药层厚度为直边部位药层厚度的1.75倍时可以获得最佳成形效果。     

平板金属爆炸焊接过程数值模拟

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对平板金属爆炸焊接过程进行了数值模拟,获得了爆炸焊接过程中形成的射流及波形,模拟结果与试验结果表现出良好的一致性.数值模拟结果证明,数值模型较准确的反映了爆炸焊接射流和波形的形成过程.同时,输出特征点压力和速度—时间曲线可显示出起爆近点压力小于起爆远点压力.在相同药层厚度条件下,起爆近点爆炸复合能量不足,易出现雷管区边界效应,影响焊接质量.此外,通过数值计算碰撞点压力与速度分布,并与理论计算结果进行了比较,说明数值计算值与理论计算值误差不超过5%,可有效指导爆炸焊接参数的选择.     

不锈钢/普碳钢双面爆炸复合的数值模拟

为了提高能量的利用率,使用双面爆炸焊接装置可以一次性得到两块复合板. 借助LS-DYNA软件与光滑粒子流体动力学,采用SPH-FEM耦合算法,选取厚度为3 mm的304不锈钢、16 mm的Q235钢和乳化炸药,对不锈钢/普碳钢的双面爆炸焊接试验做了三维数值模拟,计算并建立了爆炸焊接窗口. 对模拟过程中的复板竖向位移、碰撞压力和碰撞速度进行了分析,并将模拟得到的结果与试验结果进行了比较. 模拟结果表明,7 mm药厚下复合质量较好,而10 mm药厚下可能会由于碰撞能量过大导致焊接失效,模拟与试验结果一致性较好. 引入了Gurney公式对试验结果进行预测,计算结果显示:Gurney公式的预测结果与试验结果吻合较好,表明了SPH-FEM耦合算法与Gurney公式用于不锈钢/普碳钢双面爆炸焊接的有效性.     

Pb-Mg-Al合金热挤压过程的数值模拟研究

通过Gleeble-1500D热模拟机获得了Pb-Mg-Al合金的应力-应变曲线.采用刚粘塑性有限元法对Pb-Mg-Al合金热挤压过程进行了热力耦合数值模拟,分析了热变形参数对挤压力和挤压温度变化情况的影响.模拟结果表明:挤压比控制在25以内、挤压速度及挤压温度分别在:5～15 mm/s、200～300℃范围内选取,这会有利于Pb-Mg-Al合金热挤压过程顺利进行.     

爆炸复合钛／铜复合棒的孔型轧制

试验了爆炸复合Ti／Cu复合棒坯孔型轧制制备矩形阳极导电棒的工艺过程。试验通过不同的箱形孔型系统及道次加工率设计，试制同形状精度、尺寸精度与工艺性能均满足技术要求的电极材料。确定的工艺流程满足工业生产的需要。     

Monel合金表面激光熔覆Ni基稀土合金空蚀性能

采用激光熔覆技术在Monel 400合金表面制备Ni基稀土合金熔覆层。利用SEM、EDS、XRD、显微硬度计及超声波金属材料空蚀仪等设备对熔覆层的组织形貌、相结构、硬度、空蚀性能及失效机制进行了系统研究。结果表明:Y_2O_3细化了熔覆层的组织,其组织主要由γ-Ni固溶体、Ni_3B和高硬度的Cr_(23)C_6和Cr_7C_3组成,熔覆层平均硬度可达9040MPa,抗空蚀性能是Monel400合金的8.7倍,熔覆层空蚀过程失效机制主要为枝晶干的冲蚀剥落,Ni基稀土合金熔覆层的细晶强化及空蚀过程中产生阻断晶界网状结构是提高其耐空蚀性能的关键。     

钛合金棒材三辊螺旋轧制成形数值模拟

利用有限元软件Deform-3D建立钛合金棒材三辊螺旋轧制过程的三维有限元仿真模型,对棒坯轧制从咬入到稳定轧制的全过程进行了模拟分析.研究得出三辊螺旋轧制中棒坯的变形规律,分析了钛合金棒坯成形过程中应力应变情况及轧辊的载荷.该研究对于轧制缺陷控制有着重要的指导意义,为轧机的工艺参数和关键零部件的设计提供了重要依据.     

Monel合金表面激光熔覆镍基合金的组织及摩擦磨损性能

利用激光熔覆技术在Monel 400合金表面制备了镍基合金改性层.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计及销一盘磨损试验机对镍基合金改性层的组织形貌、成分、结构、硬度及摩擦磨损性能进行了研究.结果表明,Monel合金表面镍基合金改性层的组织主要由γ-Ni固溶体、多元共晶体及一些初生沉淀相组成.选择优化的激光辐照工艺进行激光熔覆处理,可获得性能优异的镍基合金改性层,与Monel 400合金基材相比,镍基合金激光改性层的显微硬度是基体的7倍,摩擦系数明显降低,相对耐磨性提高了8.6倍.     

半固态镁合金连续铸轧过程的数值模拟

根据半固态镁合金连续铸轧工艺过程的特点,建立了二维不可压缩非牛顿流体流动与传热的耦合计算模型,并使用流体分析软件FLOW3D对连续性方程、纳维-斯托克斯方程及能量方程进行稳态求解。考虑到辊间半固态金属浆料流动特点及双辊的布置方式有利于保持熔池内的层流流动,选取层流模型来进行描述。最终获得了连续铸轧工艺过程的流场、温度场和固相体积分数的分布以及入口浆料温度、铸轧速度等工艺参数对铸轧过程的影响规律。模拟结果可以很好地对工艺参数进行优化,从而为半固态镁合金的连续铸轧工业化生产奠定基础。     

多孔蒙乃尔合金的制备及其结构特性

为了制备蒙乃尔合金多孔材料,本文以蒙乃尔粉为原料,以K2CO3为造孔剂,采用烧结-溶解法制备了不同孔隙率的蒙乃尔合金多孔试样。研究了造孔剂体积分数、压坯压力和烧结温度对试样孔隙率、孔径和透气度的影响。实验结果表明,当造孔剂的体积分数在20%~ 40%之间时,制备的样品孔隙率为31%~46%。当压坯压力在200~400MPa范围时,随压力的增大试样的孔隙率、孔径和透气度均减小;当烧结温度在850~1000℃范围时,随烧结温度升高,孔径和透气度先增大后缓慢降低,在950℃达到峰值。当造孔剂体积分数为30%,压制压力为200MPa,烧结温度950℃时,所制备的蒙乃尔多孔材料孔隙率为37%,最大孔径为21.5μm,透气度为76.77 m3/(h?kPa?m2)。     

Numerical modelling of the solar cladding process

The ability of Concentrated Solar Energy for modifying surface properties of steels has been studied during the last two decades, and its main advantages and disadvantages have been stated. However, additional investigations involving the modelling of these processes must be considered, with the scope of developing any practical or industrial application. This work deals with the thermal modelling of the solar cladding process of AISI 316 austenitic stainless steel over AISI 1026 low carbon steel by means of the Finite Element Method, considering temperature dependence of thermophysical properties, latent heat, convection and radiation losses, etc. A trial-error procedure permits to fit simulations to experimental results, and validation of the numerical results is performed taking into account experimental temperature measurements and microstructure evaluation. Although some limitations are observed, the model represents in a precise manner the real temperatures in the process, providing the basis for a subsequent optimization of the process.     

GH4169合金叶片挤杆工序模具磨损及寿命的数值模拟分析

挤杆工序是GH4169合金叶片热成形的首道工序,作为制坯工序,其不但要保证精确的尺寸形状,还要确保工件组织达到工艺要求.模具的工况严重地影响了工件的内在质量.基于Archard磨损理论,以凹模为研究对象,采用Deform-2D有限元软件对其磨损过程进行数值模拟,通过分析工件的模具温度、模具硬度、挤杆速度、摩擦系数、凹模...     

氟化生产中蒙乃尔焊接接头抗腐蚀性能研究

简要介绍了蒙乃尔合金材料在氟化物、氟气、氢氟酸等介质中,处于高温、物料流速变化大、反应不均匀等恶劣工况中的焊缝腐蚀特性.结合公司实际生产情况和国内外对蒙乃尔合金材料使用的经验,提出了蒙乃尔合金材料焊接工艺参数和焊接接头的研究工艺,为提高蒙乃尔合金材料在恶劣工况中抵抗腐蚀性能创造了条件.     

Al0.1CoCrFeNi高熵合金/Cu爆炸焊接界面结构

高熵合金(high entropy alloys,HEA)是金属系统的一个新子集,具有复杂的成分. 使用爆炸焊接工艺将Al_0.1CoCrFeNi高熵合金/Cu进行了复合加工,通过扫描电子显微镜和硬度测试表征了爆炸焊接产生的微观结构演变的不均匀特性. 结果表明,爆炸焊接界面在纵向截面上呈现周期性的结构分布,而在横向截面上呈现出不规则的边界,从不同截面可以统计得到相似的波形参数. 通过界面区域的微观结构发现,界面附近具有沿着界面拉长的晶粒,旋涡区具有再结晶的等轴细晶;随着晶粒变形程度的增加,相应区域细晶的比例随之增加. 纳米压痕测试结果表明,界面沿着爆炸焊接方向呈现周期性起伏的硬度分布,且混合区的硬度值介于两侧的硬度之间.