SUS304不锈钢箔电流辅助微拉伸变形行为研究

目的 基于电流辅助微拉伸实验,研究SUS304不锈钢箔的流动应力和微观结构的影响规律,为SUS304不锈钢箔的电流辅助微成形工艺提供指导。方法 通过电流辅助微拉伸工艺,研究在应变速率为0.001 s-1、频率为100Hz、占空比为50%的条件下,不同电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔力学性能的影响规律,通过扫描电子显微镜和准原位电子背散射衍射分析电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔微观组织的影响规律。结果 SUS304不锈箔的流动应力随着晶粒尺寸的增加而降低。脉冲电流的引入可以降低SUS304不锈钢箔的流动应力,同时也降低了SUS304不锈钢箔整体的伸长率。随着电流密度的增加,韧窝尺寸变得大而深,断裂模式由准解理断裂向韧性断裂转变,脉冲电流改善了SUS304不锈钢箔的局部韧性。另外,脉冲电流可以减小KAM值,脉冲电流的引入可以减小几何必须位错密度,对于晶粒尺寸为11.98μm的不锈钢箔,其几何必须位错密度降低得更显著,晶粒间变得更均匀,变形协调性更好。结论 采用电流辅助微拉伸有效降低了SUS304不锈钢箔的流动应力。晶粒尺寸较小的SUS304不锈钢箔具有更好的变形协调性。     

激光快速成形304不锈钢性能及微观组织研究

目的 满足实际生产需求,提高304不锈钢的抗拉强度。方法 在304不锈钢粉末中添加不同质量分数的Ni60AA粉末,采用激光束对粉末进行快速成形,得到不同的试样。通过金相显微镜对不锈钢试样的显微组织进行观察,利用拉力试验机对试样进行抗拉强度测试。结果 随着添加Ni60AA粉末含量的增加,板材试样的抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势,当Ni60AA粉末的质量分数为10%时,试样抗拉强度最大,为754~771MPa。结论 添加Ni60AA粉末后,激光快速成形的304不锈钢板材试样微观组织中有部分镍化合物析出,形成强化相,304不锈钢试样的抗拉强度得到很大提高。     

高精度高强不锈钢隔片零件拉深成形研究

通过对15-5PH高强不锈钢高精度隔片零件结构及尺寸公差的工艺分析,明确了零件成形难点.利用有限元拉深成形的结果,确定了刚模拉深成形的方法.基于有限元回弹模拟的结果及试验,对拉深成形模具的理论型面进行了修正,解决了零件的高度及弧面轮廓尺寸精度问题,确定了拉深成形的合理压边力大小.     

SUS304不锈钢封装板微冲压工艺研究

为实现不锈钢封装板件的高效率低成本批量化制造,开展了不锈钢薄板微冲压工艺研究.设计了集自动送料、辅助定位、落料、微冲孔以及微拉深于一体的高效、复杂、高精度封装板级进模具装置,分析成形条件对成形质量的影响规律,确定最佳工艺参数.同时,进行了不锈钢封装板抗冲击性能测试.结果表明:采用该复杂一体化级进式微冲压成形模具装置,制造出质量良好的不锈钢封装板件,成形效率可达1 120件/h;在超过47 800 g的超负荷条件下,封装板表面平整,未出现明显变形,能够满足机械性能要求.采用这种高效率微冲压成形技术,能够解决微型构件的尺寸精度,提高微型构件的力学性能,有效降低生产成本,实现了封装板件的高效率低成本批量化制造.     

304不锈钢激光焊接接头组织性能及断裂机理研究

目的 研究工艺参数对接头微观组织及力学性能的影响规律,观察断口形貌并揭示断裂机理。方法 基于生产实际,采用激光焊接技术对304不锈钢进行平板对接试验,利用金相显微镜、扫描电镜和背散射电子衍射等手段观察不同焊接参数下的接头微观组织,利用拉伸试验机及显微硬度仪测试其力学性能;通过疲劳试验机测试不同应力下的疲劳寿命,并绘制相应的S-N曲线;使用扫描电镜观察并分析疲劳断口的形貌特征。结果 焊缝中心由等轴状奥氏体和针状铁素体组成,熔合区以柱状晶的形式向焊缝中心生长。激光功率及焊接速度越大,柱状晶的尺寸越小。当激光焊接功率为1 390 W、焊接速度为13mm/s、离焦量为-10 mm时,304不锈钢激光焊接接头的力学性能最好,此时的抗拉强度为785.9 MPa、伸长率为75.6%,拉伸断口呈典型的韧性断裂特征。在高应力水平（350 MPa和500 MPa）下,疲劳断口由裂纹萌生区、裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,焊缝具有优良的抗疲劳性能。结论 焊接速度越快、焊接功率越小、离焦量为负,得到的焊接接头硬度越高,由于细晶强化及加工硬化的双重作用,接头达到了最佳力学性能。     

模具结构对箔板电磁微成形的影响

对T2紫铜箔板进行电磁微成形实验,研究不同模具结构对材料成形性能的影响.采用激光共聚焦显微镜及轮廓仪研究不同模具结构对箔板电磁微成形的影响规律,分析模具结构对材料流动规律的影响.研究结果表明:随着电压的升高坯料出现不同程度的翘曲现象,采用凸型模具更有利于凹模内气体的排除,使得坯料能够迅速贴模;随着电压的升高材料成形性不断提高,采用凹型模具比采用凸型模具更加有利于微槽精度的提高;电磁成形制件应变分布均匀,凸型模具成形制件壁厚最小值出现在微槽侧壁,成形过程以拉深成形为主;凹型模具成形制件最小壁厚出现在微槽底部,成形过程以胀形为主.     

TA1纯钛微型杯件软模微拉深成形工艺研究

目的 提高现有微成形工艺的可成形性,解决薄板易破裂等缺陷,探究薄板软模微拉深成形工艺的工艺参数对成形性的影响,致力于制造具有更大拉深比的微型杯件。方法 采用退火后的纯钛薄板作为原始板材,设计了薄板的软模微拉深成形模具进行实验。实验中探讨了工艺参数和材料参数对微型杯件极限拉伸比的影响。工艺参数包括压边力、橡胶性能和润滑方式,材料参数主要是晶粒尺寸。结果 通过控制压边力能够避免微拉深工艺中的缺陷。压边力过低会导致法兰区域起皱,压边力过高会导致上圆角部位破裂。采用刚度系数为72N/mm的压边弹簧能够有效避免起皱和破裂。选用硬度为65HA的聚氨酯橡胶能够成形出极限拉深比最大（为2.64）的纯钛微型杯件。软模微拉深工艺必须采用有效的润滑方式来提高板材的流动行为。采用蓖麻油润滑能够有效避免微型杯件的破裂缺陷。板材的晶粒尺寸对极限拉深比的影响是最强烈的。晶粒尺寸为8.4μm的纯钛薄板能够制造出极限拉深比为2.64的微型杯件,而随着晶粒尺寸的增大,微型杯件的极限拉深比显著下降。结论 通过软模微拉深工艺并且采用合适的工艺参数成功制备了极限拉深比为2.64的微型杯件,与现有工艺相比,所获得的微型杯件的极限...     

板材拉深成形性能智能化预测系统

对板料成形性能智能化技术的特点及其开发和应用的意义进行简要的介绍,并详细阐述了板料成形性能智能化系统的整体结构和功能,详细论述了该系统开发的关键技术部分:用户信息输入部分、推理和评定部分的设计思路和具体内容.     

Investigation of SUS304 Stainless Steel with Warm Hydro-mechanical Deep Drawing

Basing on warm mechanical property of SUS304 stainless steel and hydro-mechanical deep drawing process, warm hydro-mechanical deep drawing process is proposed and discussed with experiments in this paper. The experiments are performed at four different temperatures. The results show that the formability of stainless steel is improved under the condition of warm temperature. Warm hydro-mechanical deep drawing raises limiting drawing ratio of SUS304 effectively, and limiting drawing ratio 3.3 is obtained, which is beyond 2.0 with conventional deep drawing. The temperature of 90℃ is beneficial to the forming of SUS304 stainless steel, the strain-induced martensite is controlled effectively, and the thickness distribution is more uniform.     

超低温轧制304奥氏体不锈钢马氏体逆相变及组织表征

目的 研究超低温轧制（Cryogenic Rolling,CR）亚稳态奥氏体不锈钢在不同退火温度下马氏体逆相变、组织演变及力学性能的变化规律。方法 首先,对实验原料304奥氏体不锈钢进行1 050℃保温30 min的固溶处理;其次,对实验钢进行总压下量为65%的超低温轧制,并在600～750℃下进行5 min退火处理;最后,对退火处理后的实验钢进行组织表征和力学性能测试,研究退火过程中组织演变及力学性能变化规律。结果 经总压下量65%超低温轧制后,实验钢组织中的奥氏体可全部转变为马氏体。随退火温度的升高,发生逆相变的奥氏体含量增加,组织由回复组织逐渐向再结晶组织演变。当退火温度为750℃时,晶粒尺寸约为420 nm。经退火处理后,实验钢硬度由超低温轧制态的566.2HV10降至750℃时的378.1HV10,屈服强度较固溶态的大幅度提高。经750℃退火处理5min后,实验钢可获得抗拉强度896.5MPa、延伸率52.7%、强塑积47.2 GPa·%的优异综合力学性能。结论 经超低温轧制及退火处理后,304奥氏体不锈钢可获得晶粒尺寸<500 nm的亚微米/纳米组织,经700℃以上退...     

不同路径对电子束熔丝沉积304不锈钢组织与性能的影响

目的 采用电子束熔丝沉积方法进行打印,以获取具有高抗拉强度与高伸长率的304不锈钢。方法 以304不锈钢丝材为材料,当加速电压为60kV、聚焦电流为430m A、束流强度为22m A、成形速度为250 mm/min、送丝速度为1 400 mm/min时,在成形路径为“弓字形”和“交替弓字形”条件下打印不锈钢样品,在样品x、y、z 3个方向上截取试样,采用金相、扫描电镜、透射电镜及拉伸试验等分析手段,对试样的微观组织和力学性能进行研究。结果 在“弓字形”成形路径下,产品x方向试样的显微组织主要以等轴晶为主,而y方向试样的显微组织以相互平行的柱状晶为主;在“交替弓字形”成形路径下,产品微观组织主要是相互垂直的柱状晶,在z方向试样中出现了位错胞结构。在“交替弓字形”成形路径下,z方向试样具有最优的综合力学性能,其致密度为98.60%,抗拉强度为（1 344±14）MPa,屈服强度为（701±7）MPa,断后伸长率为（25±0.4）%。结论 在EBF打印304不锈钢样品中,选用“交替弓字形”成形路径能使不锈钢具有更高的致密度,可以提升抗拉强度和屈服强度。     

超薄不锈钢片的微激光焊接工艺研究

采用微型脉冲激光实现了0.2mm厚321不锈钢片的对接焊,并通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是脉冲功率百分比为15、脉冲频率为5Hz、脉冲宽度为2.1ms,此时焊接接头的承载能力达到母材的95%。当微激光焊的脉冲能量过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿,当脉冲宽度较小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者都会导致焊接接头的承载能力较差。承载能力较高的焊接接头其显微组织由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘细小的柱状晶组成。     

纳米结构304不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用高频表面机械研磨方法在304不锈钢中制备出纳米晶和纳米孪晶结构。采用腐蚀失重试验和极化曲线测试等方法测试两种纳米结构304不锈钢在室温及80℃条件下5%硫酸溶液中的耐腐蚀性能,并利用透射电镜和扫描电镜分析其腐蚀性能和微观结构的关系。失重试验结果表明在80℃条件下5%硫酸溶液中,纳米孪晶比纳米晶结构的304不锈钢耐腐蚀性能好,以均匀腐蚀为主,点蚀为辅;而纳米晶则发生严重的点蚀。电化学测试结果表明:在室温条件下,纳米孪晶结构304不锈钢呈现高的自腐蚀电位和宽的钝化区间,但在80℃条件下,纳米晶和纳米孪晶结构304不锈钢的耐腐蚀性比粗晶不锈钢差。     

S22053双相不锈钢接头组织和性能研究

目的研究S22053双相不锈钢焊接接头组织和力学性能变化规律。方法在依托S22053双相不锈钢焊接经验的基础上,采用SMAW和SAW焊接方法对两种不同焊材(E2209和ER2009+GXS-330)的焊接接头进行了力学性能、晶间腐蚀、微观金相和铁素体含量检测试验。结果两种焊材基本都满足S22053的焊接要求,接头由奥氏体和铁素体组成,铁素体为基体,奥氏体被铁素体基体包围着,3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,焊缝中粗大的奥氏体占据了大片区域,局部有魏氏组织产生,奥氏体按一定方向的板条状分布,也有部分以片状分布,接头抗拉强度均达到了母材强度的97%,经90°侧弯后表面无可见裂纹,无晶间腐蚀产生的裂纹,铁素体质量分数均在35%~65%。结论 3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,其中Φ3.2 mm的E2209焊条焊缝晶粒最为细小,宜选用此种焊接方法,3组试验的晶间腐蚀、铁素体含量、抗拉强度和伸长率,均符合标准要求,90°侧弯后表面无任何可见裂纹。