快速凝固Cu—Cr合金时效析出的共格强化效应

采用单辊快速凝固的方法制备Ｃｕ－Ｃｒ合金微晶薄带,经适当的时效处理,可以在导电率不降低的前提下,显著提高合金的强度和硬度,强度和硬度的提高主要是由晶粒细化和共格弥散析出强化所造成,共格硬化效果与采用Ｇｅｒｏｌｄ公式计算的结果非常接近,与常规固溶处理的Ｃｕ－Ｃｒ合金相比,峰值硬度提高了１．６倍,其中２７％由细晶强化产生,７３％则由时效析出的共格强化提供,固溶强化和空位强化对快速凝固Ｃｕ－Ｃｒ合金强度     

Cu-Cr-Zr合金时效强化机理

研究了不同时效工艺对Cu-0．7Cr-0．13Zr合金硬度、强度和导电率性能的影响,利用透射电镜分析合金时效后的微观形态和析出相。结果表明：在500℃时效30min析出相为Cu5Zr,硬度和导电率可达116．7HV和47％IACS。500℃时效6h后,硬度和导电率为140HV和76％IACS,强度达到峰值430MPa,弥散共格的析出相Cr是强度提高的重要原因,强化效应与采用共格强化机理计算的结果非常接近。合金在500℃时效8h硬度和强度仍具有135．6HV和410MPa,导电率为77％IACS,析出相仍较细小但与基体失去共格关系。     

Nb-W-Mo-Zr-C高温合金的时效强化

分析了铌基高温合金的显微组织,研究了该合金的时效强化机理及其高温性能。按设计成分配制的合金粉末在V形混料桶中混合,冷等静压成型,压坯在真空烧结炉中烧结后,经一次电子束熔炼和二次真空自耗电弧熔炼的铸锭再经挤压得到棒材,最后轧制成板材。通过金相、SEM和TEM分析,及高温拉伸、蠕变试验分析的结果表明:Zr和C元素生成碳化物沉淀相对铌基体有时效强化作用,热塑性加工在很大程度上改变了碳化物的分布,Zr元素的加入对改善合金组织结构和提高合金的高温性能起到了重要的作用。     

合金元素在镍基粉末高温合金FGH97中强化作用的研究

运用高温合金强化机理,在FGH97合金标准成分的基础上,调整Co、Cr、Mo、W 4种合金化元素的含量,设计了3种合金。结果表明：调整合金元素后,FGH97合金中γ晶格常数获得提高,起到了固溶强化的效果,同时γ/γ′相错配度绝对值的提高增强了共格应变强化的效果;调整合金元素对显微组织、γ′相和碳化物等相的析出没有明显影响,没有增强晶界强化和沉淀强化的效果;固溶强化对强度增量的贡献值最高。     

镍基高温合金沉淀强化的研究

镍基高温合金通过γ＇沉淀相强化,合金的性能和沉淀相的颗粒大小、分布、体积分数及粗化速率等因素有关。研究了镍基高温合金在750℃和850℃时效处理1000h,γ＇沉淀相的变化规律和对拉伸性能的影响。结果表明,沉淀强化γ＇相呈球形分散在γ基体上,随时效温度的升高,γ＇沉淀相微粒粗化,合金屈服强度降低。     

Al—Yb合金的析出强化行为

研究了稀二元Al一Yb合金在不同时效温度下的析出强化行为。结果表明,在时效过程中析出了细小、弥散的L12结构Al3Yb相,时效析出所能达到的峰值硬度为400～416MPa,各温度的峰值硬度比较接近。L12结构的Al3Yb析出相的粗化动力学遵循LSW理论,表明粗化由溶质原子扩散控制。当Al3Yb析出相的半径小于11nm时其与基体保持共格关系,大于11nm时开始出现半共格现象。当析出相的半径小于2nm时,时效强化的机理是位错切割机制,大于2nm时则主要为位错绕过的Orowan机制。     

包含共格畸变的立方合金沉淀机制的计算机模拟

利用包含共格畸变能的微观扩散方程对立方合金的沉淀过程进行计算机模拟。结果表明：共格畸变阻碍了过渡区合金沉淀过程的进行，随共格畸变能的增大，沉淀相分布的取向性越来越明显，由原来离散分布的等轴粒子状向椭片状转变。靠近高浓度合金的过渡区合金，随共格畸变能的增大，其沉淀机制由非经典形核长大和大稳分解的混合特征逐渐向非经典形核长大型的沉淀特征转变。     

微量元素对高温铱合金的强化作用

采用粉末冶金法,通过添加W、Zr、Th制备铱合金,研究微量元素对高温铱合金的强化作用.结果表明,当Zr的加入量大于4wt％后与Ir形成了Ir/Ir3Zr共格结构,起到共格强化作用;抗压强度增加,但材料变脆,晶粒粗大;W的加入起到了固溶强化作用,改变了材料晶体结构,细化了晶粒,提高了铱合金的强度.同时发现少量W的加入,降低了铱合金的烧结温度,提高了烧结密度,相对密度可达95％以上,达到了热变形加工的密度要求,经热变形加工(锻造、轧制)的铱合金板材,合金的高温力学性能获得了明显的改善;10-6级的Th加入到Ir-Zr,Ir-W中,起到了晶界弥散强化作用,明显的细化了晶粒,提高了合金晶界强度,显著改变了合金的微观显微结构,断面从沿晶断裂方式转为穿晶断裂,提高了材料的高温力学性能,增强了材料的延展性.采用俄歇能谱分析Ir-W-Th合金晶界,发现Th在铱的晶界上富集,明显抑制了铱的晶粒长大,提升了铱的晶界结合强度,大幅度提高了铱的结合强度,起到较好的晶界弥散强化作用.在1400℃下,Ir-W-Th合金的拉伸强度达到140 MPa,伸长率达29％.     

铌硅基超高温合金Si-Ce共渗层的组织及高温抗氧化性能

采用Si-CeO2包埋共渗的工艺在铌硅基超高温合金表面制备了Si-Ce共渗层,研究了其在1250℃时的恒温氧化性能.采用XRD、SEM及EDS分析了Si-Ce共渗层氧化前后的相组成、组织形貌及微区成分.结果表明:Si-Ce共渗层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Ti,Nb)5Si4过渡层,且Si-Ce共渗层的生长符合抛物线的动力学规律;1250℃的氧化结果显示,Si-Ce共渗层的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,其抛物线速率常数比未制备渗层的基体合金低4个数量级,说明其具有优异的高温抗氧化性能.     

弥散强化型铂基高温合金

弥散强化Pt合金的成功开发与应用是20世纪铂合金材料发展最重要的成就。评述了以碳化物和氧化物弥散强化Pt和Pt合金的发展和制备技术、弥散强化Pt合金的结构特征以及弥散强化Pt合金的室温和高温性能,讨论了弥散强化Pt合金的强化机制。     

Review on finite element analysis of welding deformation and residual stress

Welding deformation and residual stress have negative influence on assembly accuracy and service performance. Thermal elastic plastic (TEP) and inherent strain finite element analysis (FEA) methods were used to study this challenge. Basic principle of these two methods was first introduced. The influence of welding process, constraints, solid phase transformation and multi-pass welding on deformation and residual stress was discussed, and computation accuracy and efficiency were summarised. Loading method of inherent strain in inherent strain FEA was analysed, interface element was introduced to simulate effects of the gap on deformation in assembly welding especially for large structures. The future work, including accurately multiscale TEP model, efficiently transient prediction method of large structures, and flexible evaluation software, was planned.     

铪对FGH4097合金系热力学平衡析出相和原始颗粒边界的影响

为消除粉末冶金高温合金FGH4097中存在的原始颗粒边界(PPB),采用Thermo-Calc热力学计算软件对FGH4097合金系进行热力学计算,并进行相应的组织观察与能谱分析,重点研究了铪(Hf)在FGH4097合金中的分布规律以及Hf对析出相的影响,特别是分析了Hf对合金中PPB的影响规律。结果表明,FGH4097合金中Hf主要存在于MC、MB2和γ’相中,Hf能促进MC相和γ’相的析出,有效地抑制M6C和M23C6型碳化物的形成。Hf质量分数为0.30%时消除了FGH4097合金中的PPB。     

搅拌头形状对搅拌摩擦焊材料变形和温度场的影响

采用完全热力耦合模型研究了搅拌头形式对搅拌摩擦焊接中材料变形和温度场的影响.结果表明,搅拌头轴肩形状变得平坦会导致焊接温度和塑性变形程度的降低,有效功率会减少.采用锥形搅拌针时焊接温度较柱形搅拌针低,这是由于接触而滑动率减少导致摩擦热减少,但是此时,塑性变形会增加.采用尺寸较小的搅拌头轴肩时,摩擦面积的减小是导致焊接温...     

蠕变空洞尺寸对镍基高温合金应力场的影响规律

为研究在热等静压作用下蠕变空洞大小对镍基高温合金的应力场分布的影响,采用有限元方法分别计算了不同尺寸的蠕变空洞附近的应力场分布情况。结果表明,空洞顶点距离γ′相中心越近,镍基高温合金中最大von Mises应力和最高弹性应变能密度越小;当蠕变空洞的顶点到γ′相中心距离相同时,在垂直方向上,基体垂直通道上von Mises应力和弹性应变能密度从上到下递增,基体水平通道上递减。而且随着蠕变空洞半径增大,合金中基体通道上的von Mises应力和弹性应变能密度递增和递减的趋势越明显。     

铝材连续铸挤动态凝固过程有限元分析

利用有限元法研究了连续铸挤工艺中液态金属的动态凝固过程 ，数值计算和实测结果表明，摩擦热和变形热对铝材连续铸挤凝固区的温度场有较大影响，采用等价比热法处理凝固潜热问题是切实可行的，通过速度场与温度场的耦合计算，得到了凝固区的温度场分布情况。     

基于规则孔型的多孔结构材料等效弹性模量的有限元分析

利用金刚石型多孔结构的代表单元模型,选择圆形支柱截面,从结构的几何关系出发推导出了相对密度公式,并在线弹性范围内,用有限元方法计算出了不同相对密度下的金刚石型多孔结构的等效弹性模量口及相对弹性模量E/Es随相对密度的变化曲线。结果表明：在较小相对密度下,相对密度随孔结构尺寸的变化关系与Gibson公式相近,平方项前的系数都接近于1,相对弹性模量随相对密度的变化符合二次多项式的关系。     

冷凝器炉中钎焊温度场三维有限元分析

文中对SF-X05平行流式汽车空调冷凝器在钎焊炉中的传热行为进行了分析.通过定义工件表面不同区域的辐射率、对流换热系数来表征不同区域受到的热流密度的差异关系,从而优化了冷凝器三维数值模拟的算法.同时,分析了冷凝器炉中钎焊的温度场,对比实测与模拟结果,试验结果表明了所开发的有限元模拟程序的准确性,从而为后续的工艺改进提供一个有效的理论分析手段,达到节省试验成本的目的.     

磁场复合电解加工间隙磁场的有限元分析

为了研究永磁体不同设置对磁场复合电解加工间隙磁场分布的影响，建立了磁场复合电解加工间隙磁场分析的数学模型和有限元模型，采用ANSYS软件对其进行了分析。结果表明：当永磁体置于阳极下方且磁化方向垂直于阳极时，磁场对电解加工几乎无影响；而当永磁体置于阳极下方且磁化方向平行于阳极时，间隙中的磁场强度较为均匀且磁场方向与电场方向垂直，有利于提高电解加工的效率和型面的加工精度。分析结果与试验结果一致。     

基于有限元分析的轧机闭式机架结构优化设计

利用ANSYS软件对轧机机架进行三维有限元分析,以轧机机架的重量最小和纵向刚度最大为追求目标,对其主要参数顺序进行了两次优化,得出了较为理想的结果.