大型压铸模具早期失效分析

大型压铸模具的早期失效是我国压铸行业中的通病，通过对Ｈ１３钢制造的摩托车左右机匣铝合金压铸模具的早期失效分析，材质成分偏析，碳化物堆集，显微组织粗大和淬火，回火冷却速度缓慢引起碳化物和硫等微量杂质元素的集聚是至致模具脆裂的主要原因，模具截面改变时的园角半径（Ｒ）过小，引起淬火却应力集引起微裂纹的产生是不可忽视的因素。提高淬火，回火冷却速度，消除成分偏析，细化组织可避免脆裂，提高使用寿命。     

大型铝合金汽车底盘一体化砂型铸造技术

针对大型铝合金汽车底盘铸件的结构特点，分析铸造工艺难点及要点，提出大型铝合金汽车底盘一体化砂型铸造技术，并进行合金熔体净化、合金晶粒组织细化、薄壁件完整充型、尺寸精度控制等方面的研究。研究结果表明，通过合金熔体净化、合金晶粒组织细化，可以获得本体各向同性、力学性能优异的大型铝合金汽车底盘铸件。通过一体化砂型铸造技术，获得充型完整、内部质量优良的大型铝合金汽车底盘铸件，达到设计要求。     

高强铝合金半固态精密成型技术应用研究

7000 系列高强铝合金已在航空、航天等领域得到广泛应用。但这类高强铝合金因合金元素含量高,存在凝固组织粗大且不均匀、合金元素偏析严重、铸件易开裂等问题,难以直接铸造成型。文中开展了7075 铝合金环缝式强电磁搅拌流变制浆及半固态精密成型技术的应用研究。研究表明,环缝式强电磁搅拌半固态精密成型技术有效提高了7075 铝合金成分均匀性,铸件组织细化,热裂倾向减少明显,合金的成型性能和零件的力学性能大幅提高,可以实现高强铝合金零件的近净成型。     

铝合金铸件疲劳寿命预测和累积损伤评估

建立在铝合金铸件中微观孔洞演化的数学模型，并讨论含孔洞铝合金铸件的材料模型。具有微观孔洞的铝合金铸件可以作为含损伤的材料，采用损伤度作为描述材料损伤的变量。应用含损伤的弹性材料本构关系，分析铝合金阶梯型含损伤铸件的力学性能和疲劳寿命。应用Gurson模型和屈服条件，评估铝合金铸件源于微孔洞的累积损伤及对材料塑性变形行为的影响。初步建立铸件疲劳寿命模拟分析系统。该系统包括铝合金铸造凝固过程模拟模块和疲劳寿命分析模块。     

铝合金大型薄壁异型曲面封头旋压成形研究进展

大型薄壁异型曲面整体构件是航天航空等重要领域迫切需要的高性能轻量化构件。旋压和淬火是实现该类构件整体化制造和性能控制的一种有效途径。然而,大型薄壁异型曲面旋压是多因素耦合作用下的多道次局部加载/卸载复杂过程,成形过程中易出现局部损伤破裂、起皱、隆起、不贴模等缺陷,且旋压后的淬火过程还易造成大的残余应力和淬火变形,并决定着构件的最终使用性能。在建立大型薄壁异型曲面构件旋压和淬火全过程有限元模型的基础上,分析大型薄壁异型曲面构件旋压过程中应力应变分布与变化规律;研究失稳起皱缺陷的形成机理,获得旋压工艺参数对薄壁壳体凸缘周向压应力的影响规律,提出控制凸缘起皱的方法;研究板坯尺寸波动对成形质量的影响;研究获得大型薄壁异型曲面封头旋压件淬火残余应力分布规律和淬火变形规律。     

铝合金铸造中影响薄壁流动性的因素分析

铝合金铸造工艺在很多领域得到较好应用,为航天制造、汽车制造等提供了新的发展方向。铝合金铸造中最重要的问题就是解决薄壁流动性的影响因素问题,将从铝合金铸造当中对薄壁产生影响的因素以及填充条件对薄壁流动性产生影响的因素等方面着手,对铝合金铸造中影响薄壁流动性的因素进行了分析。     

高能束增材制造钛铝合金的研究进展

选区激光熔化和电子束选区熔化增材制造是较理想的先进高能束增材制造技术.选区激光熔化和电子束选区熔化制备钛铝合金的组织细小,力学性能明显优于铸造合金的,成形后通过合理的热处理工艺,合金能获得良好的高温抗蠕变性能和延展性.高能束增材制造技术很好地解决了传统钛铝合金构件成形问题.综述了钛铝预合金粉末的制备工艺、选区激光熔化和...     

2Cr13材质整铸式喷嘴环叶片组织和性能的模拟研究

采用不同厚度的板块模拟喷嘴环叶片不同截面部位，以此研究壁厚效应对铸造２Ｃｒ１３合金在各工艺状态下的组织和室温、高温力学性能的影响。结果表明，铸造薄板试样内部因有较多显微疏松，其综合力学性能显著低于厚板试样；经退火处理，试样成份偏析得到消除，性能有所改善，但退火态与淬火＋回火态试样在组织和性能上基本无大的区别。     

表面形态对铝合金表面注射结合性能的影响

通过对铝合金表面进行阳极氧化和偶联剂处理,提出了一种注塑工艺直接成形铝合金聚酰胺复合构件的方法。利用激光共焦扫描显微镜和傅里叶红外(FTIR)光谱仪对经处理过的铝合金表面结构和成分进行了分析,结果表明：铝合金表面粗糙度和偶联剂固化时形成的Si-O-Al、C-N等化学键对界面结合力有重要影响。讨论了阳极氧化工艺参数和偶联剂固化条件对铝合金表面形貌、成分和注塑复合构件力学性能的影响规律,借助扫描电子显微镜(SEM)分析了复合构件拉伸剪切的破坏机理。     

钛合金复杂大件等温局部加载成形组织演变研究

正钛合金大型复杂整体构件等温局部加载成形技术,能够解决航空航天用高性能轻量化构件成形制造难题,是迫切需要研究发展的先进塑性成形技术。实现成形成性一体化制造不仅是满足实际工程领域对构件服役性能苛求的关键,也是高性能轻量化构件精确成形的主要发展趋势和研发的前沿。微观组织对性能的决定性作用使如何控制组织成为该成形工艺研究发展与应用迫切需要解决的重要问题。然而,局部加载是多模具、多参数、多场耦合作用下的高度非线性复杂物理过程,使得微观     

挤压铸造高速钢辊环的研究和应用

针对高速钢辊环静态铸造条件下组织疏松、使用寿命短、离心铸造条件下易产生偏析,研究了挤压铸造对高速钢辊环力学性能和物理性能的影响。研究结果表明：挤压铸造高速钢辊环具有组织致密、元素偏析轻、硬度高、硬度均匀等特点,应用于工业生产,其使用寿命明显优于高镍铬无限冷硬铸铁辊环。     

时效工艺对新型高强度铸造铝合金组织和力学性能的影响

本文研究了时效工艺对新型高强度铸造铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,该合金在固溶工艺为550℃/10 h时,经150℃/10 h时效处理,有大量的θ″相析出,表现出较高的强度,σb达到469 MPa;而经110℃/50 h时效后,析出的θ″相向θ′相过渡,试样强度下降,表现出较高的塑性,延伸率5δ达到13.5%。     

铝合金搅拌摩擦搭接焊温度-再结晶-析出相-力学性能一体化数值模拟

采用移动热源模型计算铝合金搅拌摩擦搭接焊工艺过程的温度场,结合析出相演化模型计算焊接工艺过程中的析出相平均半径和体分比。通过析出相演化模型计算得到的析出相体分比与MonteCarlo模型结合,计算搅拌区内考虑析出相作用的再结晶行为,得到的晶粒形貌在有限元重构,用于晶体塑性力学计算模型,预测搅拌区内材料的力学性能,从而建立铝合金搅拌摩擦搭接焊温度-再结晶-析出相-力学性能的一体化计算模型,对所模拟的三种搭接焊工况进行同样工艺条件下的试验,通过试验和数值模型的对比验证了所提出的一体化计算模型的有效性。     

时效工艺对新型铸造铝铜合金微观组织和性能的影响

对不同时效工艺条件下新型铸造铝铜合金的力学性能、微观组织结构进行了分析,结果表明:新型铸造铝铜合金有很好的时效硬化特性,当保温时间为4 h时,硬度可达到较高值;经时效处理后试样的晶粒尺寸明显减小,晶界和晶粒内部均有大量析出相析出且分布均匀。     

铸造AlSi7MgLa铝合金的金相组织和力学性能研究

在铸造铝合金中,添加稀土元素镧可以起到明显的效果。通过Al-9.38%La稀土铝中间合金向铝合金熔体加入稀土元素镧,制得了铸造AlSi7MgLa铝合金。用金相显微镜和电子万能材料试验机研究了铸造AlSi7MgLa铝合金的金相组织和力学性能,结果表明,稀土元素镧能改变共晶硅的形貌,当稀土元素镧的加入量为0.31%时,共晶硅形成细小的颗粒状,合金的强度较高,为116 MPa。当稀土元素镧加入量为0.87%时,有比共晶硅粗大的稀土元素镧相析出,降低了合金的力学性能,合金的强度进一步下降到52 MPa。     

高性能铝合金履带板成形技术研究

为了满足坦克等履带车辆轻量化高性能的需求,通过优化高性能铝合金成分及冶金质量控制技术、精密成形及金相组织控制技术、精密热处理技术,探索出了合适的浇铸温度、冷却水量、铸造速度及锻造成型关键参数,完成了耐磨钢与铝合金一次锻造成形铝合金精密模锻件,实现了钢铝复合锻造,解决了铝合金耐磨性差的问题。结果表明,履带板力学性能、断裂性能等综合性能好,室温力学性能:Rm670MPa,R_(p0.2)650MPa,A≥5%;断口主要为穿晶韧窝断裂,时效后的晶内沉淀相主要有棒状和圆形2种形貌,尺寸为5～10nm且沉淀相析出的体积分数较高,强化效果好。实现了铝合金履带板在装甲车辆上批量应用的目标,对军用履带车辆的轻量化起到了一定的指导作用。     

不同晶粒细化剂对5083铝合金铸锭晶粒细化对比研究

采用坩埚熔炼炉以及自主设计铸锭冷却系统模拟工业生产半连续铸造技术,通过不添加晶粒细化剂以及添加Al-Ti5-B1和Al-Ti3-C0.15两类晶粒细化剂制备3种5083铝合金铸锭,采用直读光谱分析、室温拉伸、金相研究在不同晶粒细化剂的条件下的力学性能、偏光显微组织、合金元素成分变化规律。研究结果表明：在铸造过程中添加Al-Ti-B或Al-Ti-C晶粒细化剂,通过细化剂中的Ti Al3和Ti B2颗粒能够有效的对铝合金显微组织起到细化作用,且越细小、越弥散,则可形成的非均匀形核核心越多,晶粒细化效果越显著,对比晶粒尺寸可知,Al-Ti5-B1晶粒细化剂效果最佳,Al-Ti3-C0.15晶粒细化剂其次;在合金凝固的过程中,由于不同元素在液相与固相的溶解度差异,从而导致5083合金铸锭中Mg、Mn、Cr、Fe、Si等元素成分差异,虽然添加晶粒细化剂能够促进熔体在凝固过程中的形核从而有一定作用抑制偏析,但晶粒细化剂对5083铝合金的偏析改善不明显;添加晶粒细化剂的铸锭晶粒细小,晶界多,位错集群中位错个数小,应力集中小,从而导致添加晶粒细化剂的5083铸锭室温力学性能优于未添加晶粒细化剂。     

铸件宏观偏析和石墨漂浮成因及防止措施

正宏观偏析亦称为"区域偏析",指金属铸件中各宏观区域化学成分不均匀的现象。包括正常偏析、反常偏析和密度偏析。宏观偏析造成铸件组织和性能的不均匀性,其与金属成分、冷却速度、浇注条件等许多因素有关,虽然无法绝对避免,但可以控制在一定范围内。石墨漂浮的产生是由于碳、硅含量高,金属液冷却速度缓慢,析出多量的大径石墨,并在铸件上部偏析而集聚。石墨漂浮降低了铸件的力学性能,也影响了铸件的表面质     

多向锻造对Al-Zn-Mg-Cu合金缺陷消除及微观组织的影响

Al-Zn-Mg-Cu合金广泛应用于航空航天等高端关键构件,然而由于其残余结晶相及晶界元素偏析等缺陷的影响,造成构件的力学性能较差等问题。因此,在变形温度435℃和变形速率0.01 s-1的条件下,对均质后的Al-Zn-Mg-Cu合金方坯进行多向锻造(Multi-directional forging,MDF)试验。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、能谱仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)和电子背散射衍射(Electron back scatter diffraction,EBSD)等微观表征手段,研究多向锻造道次对该合金晶粒形态、残余结晶相分布和元素偏析的影响规律。结果表明,锻造道次对变形后Al-Zn-Mg-Cu合金残余结晶相的消减效果有较大影响。随着锻造道次的增加,合金中的残余结晶的数量逐渐减少,Cu元素偏析问题得到明显改善。经多向锻造后,方坯芯部区域的微观组织表现为整体晶粒粗大,在大晶粒周围存在大量新生再结晶晶粒,且新生晶粒晶界具有典型的动态再结晶特征,而这种动态再结晶趋势随锻造道次增加其...     

挤压铸造SiCp/2A50铝基复合材料的组织和力学性能研究

研究了在常规铸造工艺下使用挤压铸造方法制备SiC颗粒增强2A50的复合材料,分析了复合材料及增强相的微观组织,检测复合材料的室温力学性能,并探讨复合材料中SiC的强韧化机理以及SiC颗粒体积分数对力学性能的影响。研究表明,使用挤压铸造工艺制备的材料力学性能明显高于铝合金基体;SiCp/2A50复合材料力学性能的提高是位错强化、界面强化和时效强化等机制共同作用的结果;SiCp颗粒的体积分数应控制在20%左右,才能提高复合材料的力学性能。