轧制制备铝/镁复合板数值模拟和翘曲变形控制

目的 选用5052铝合金与AZ31B镁合金作为复合材料进行热轧复合,研究铝/镁复合板轧制过程的数值模拟和翘曲变形控制.方法 对铝/镁复合板在不同轧制温度、轧制压下率和轧辊预加热轧制工艺下的热轧过程进行模拟.对轧制变形区铝/镁复合板的应力分布进行分析,讨论其对铝/镁复合板变形协调性的影响.最后在不同轧制工艺下进行单道次热轧实验,制备铝/镁(5052/AZ31B)复合板并与模拟结果进行对比.结果 有限元模拟和热轧实验结果表明,随着轧制压下率的增大和轧制温度的升高,铝/镁复合板的翘曲增大;将靠近铝基体侧轧辊预加热后,可以有效改善铝/镁复合板的翘曲问题.以轧制温度450℃为例,轧制压下率逐渐增大时,复合板的延伸性逐渐增大,复合板的翘曲也逐渐增大.将下轧辊预加热到50℃,其余轧制参数不变,轧制后复合板整体较为平直,翘曲明显比轧辊未预加热时小.结论 通过轧辊预加热轧制工艺可以有效控制铝/镁复合过程中的翘曲变形问题.     

搅拌摩擦钎焊及其在异种金属搭接焊与复合板制备中的应用

目的克服搅拌摩擦搭接焊(FSLW)焊道狭窄、界面钩型缺陷、匙孔及工具磨损的问题。方法开发了采用无针工具并预置钎料的搅拌摩擦钎焊(FSB)新工艺。综述了FSB要点、优点及主要应用场合。结果FSB利用母材向钎料中的快速溶解替代塑性变形,降低了通过塑性流动实现上下界面混合的苛求。FSB综合了FSW方法的机械去膜、钎焊方法的焊接面积宽大的优点,尤其是可利用双重机制——钎料的冶金作用(共晶反应)及旋转轴肩的力学作用实现界面去膜,并大幅拓宽单道焊合宽度至轴肩直径,故可在大气环境下利用摩擦实现宽幅高效焊接。结论 FSB可用于在大气环境下,实现Al/X与Cu/X异种金属大面积搭接焊、选区复合(比爆炸复合的优点)、复合板与复合管制备等。     

包铝镁合金复合板轧制制备新工艺

本研究采用浇铸预复合+热轧新工艺成功地制备了包铝镁合金复合板。借助金相显微镜和显微硬度测试仪分析了浇铸预复合+热轧新工艺对包铝镁合金复合板的微观组织形貌特征和显微硬度的变化情况。研究表明:由于浇铸预复合的铝液温度较高,使得Mg/Al复合界面上形成较多数量的熔池,有效地提高了轧前Mg/Al金属预复合的结合强度;热轧制复合工艺下的大压下量有效地细化了Mg/Al结合层的组织,增强了复合界面的结合强度。     

钛网添加对镁/铝复合板微观组织和力学性能影响研究

目的 有效抑制镁/铝复合板界面处金属间化合物的形成。以钛网为中间金属夹层,研究它对镁/铝复合板微观组织和力学性能的影响。方法 利用复合轧制技术制备以钛网为中间金属夹层的镁/铝-钛复合板,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)、万能试验机等对复合板退火前后的微观组织和力学性能进行表征和分析,系统研究中间层钛网对轧制态和退火态复合板微观组织、织构、拉伸性能、界面结合强度的影响规律。结果 中间层钛网均匀分布在镁/铝-钛复合板界面处,钛网的添加能有效抑制复合板退火过程中镁-铝金属间化合物的连续生长,减少金属间化合物的数量。与镁/铝复合板相比,钛网的添加对轧制态和退火态复合板中镁层和铝层的平均晶粒尺寸和织构类型的影响较小。与镁/铝复合板相比,钛网的添加降低了轧制态复合板的界面剪切强度和延伸率,但极大提升了退火态复合板的界面剪切强度、拉伸强度和延伸率。结论 中间层钛网的添加可有效减少复合板界面处金属间化合物的数量,提升退火态复合板的综合力学性能。     

铝/钛/铝三层复合板热轧工艺及微观组织研究

钛/铝层状复合材料具有两种材料优异的特性,能够满足一些特殊工程需要。开发了热轧复合技术,成功制备了铝(1100)/钛(TA2)/铝(1100)三层复合板。研究了复合板轧制过程中的关键轧制技术参数(临界压下率和轧制复合工艺条件)。利用光学显微镜和SEM观察了钛/铝复合板及结合界面形貌,分析了不同退火温度对复合板力学性能的影响。基于实验结果,描述了影响复合板质量和有助于提高复合板结合强度的关键工艺过程。     

钛/钢复合板反应釜筒体的焊接工艺

本文以某炼油厂用成胶反应釜制造过程中的钛 钢复合板的焊接为例 ,针对其钛 钢复合板的焊接问题以及焊接工艺要点进行了较详细的论述。对该类型设备的加工制造具有一定的指导意义     

铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头组织性能研究

采用搅拌摩擦焊接对铝铜层状复合板进行了焊接,研究了接头组织性能。结果表明,焊接接头焊核区(Nugget zone,NZ)产生了细小等轴状的动态再结晶晶粒,铝层、铜层平均晶粒尺寸分别为4μm、3μm。NZ铝层、铜层平均显微硬度为29.21HV、86.9HV。抗拉强度为154.6 MPa,为母材的61.6%,延伸率为6%。铜颗粒在铝层中形成夹杂是拉伸性能下降的主要原因。     

钛铝复合板非等通道横向共挤压工艺优化

目的优化钛铝复合板非等通道横向共挤压成形工艺,以得到最优界面结合工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件对钛合金Ti6Al4V和铝合金AA1050双金属非等通道横向共挤压过程进行数值建模,结合正交实验设计和信噪比法,研究工艺参数对金属流动均匀性和最大挤出力的影响。结果通过信噪比得到平均速度相对偏差和最大挤出力的最优工艺组合均为:挤压速度1 mm/s,挤压温度480℃;通过方差分析发现,工艺参数对平均速度相对偏差的显著性影响明显低于最大挤出力;采用最优工艺组合的挤压参数进行物理实验,结果验证了钛铝复合板的翘曲变形程度与模拟结果较好吻合。结论钛铝复合板共挤压过程中高温低速模式有助于增大挤压材料的流动均匀性,减小其翘曲变形的程度,同时有助于减小共挤压过程中的最大挤出力。通过对钛铝复合板共挤压工艺的优化,为异种合金材料制备提供科学有效的指导。     

层状镁/铝复合板轧制工艺研究进展

镁/铝复合板具有密度小、比强度高和耐腐蚀性好等优点,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域.轧制法是目前生产镁/铝复合板最为广泛的一种方法,该法设备简单、操作容易、成本低廉.介绍了普通轧制法、异步轧制法、爆炸+轧制法、累积叠轧法、固-液铸轧法、波-平轧制法6种轧制工艺,以及这些工艺在制备镁/铝复合板时的优缺点.波-平轧制工艺可以提高复合板的平直度,有利于板材后续加工成形.也研究了轧制温度、轧制压下率、轧制速度、轧后退火处理对镁/铝复合板力学性能的影响,镁/铝界面金属间化合物的形成因素,以及化合物层厚度对镁/铝复合板力学性能的影响.     

碳纤维/铝/环氧复合板的初步研究

本文揭示了碳纤维/铝/环氧复合板的显微结构,比重、热胀性能与碳纤维含量的关系,探讨了增强组份的表面处理、碳纤维/铝的叠层结构设计、碳纤维含量、纤维混杂对复合板力学性能的影响。试验表明:碳纤维/铝/环氧复合板具有轻质、低热胀、高强度等特点,当碳纤维增强环氧的含量为55vol%时,它的拉伸,弯曲与剪切强度达到或超过芳纶纤维或玻璃纤维/铝/环氧复合板的相应值。     

Ti6Al4V表面激光熔覆纯Cr粉热力学分析

为研究在激光作用下元素之间的扩散及作用机理,采用激光熔覆方法在Ti6Al4V表面熔覆纯Cr粉,利用热力学相图分析软件Thermo-Calc对Cr-Ti-Al-V四元体系进行平衡相图计算分析,利用DICTRA软件模拟合金体系的元素在Ti6Al4V基体中扩散分布情况。X射线衍射图谱表明熔覆层主要由α-Ti、Laves相Cr2Ti及亚稳态Cr1.97Ti1.07组成;扫描电镜实验结果显示熔覆层主要由片状、树枝状及细小针状组织组成。熔覆层元素体系中主要为Cr、Ti元素在不断相互扩散,Al元素扩散缓慢,V含量基本没有变化,整个体系中主要参与反应的是Cr与Ti元素。     

双金属复合板的新制备工艺——爆炸压涂

本文提出了一种制备双金属复合板的新工艺——爆炸压涂。爆炸压涂是利用炸药爆轰产生的高压驱动金属板高速撞击粉末,使粉末在得到压实的同时,牢固地附着在金属板表面形成双金属复合板的爆炸加工工艺。与现有制备工艺比较,爆炸压涂兼具了爆炸焊接和烧结复合的优点,能够制备出结合强度高,覆层性能好且具有微量孔隙的复合板。该工艺不需专用设备、工艺简单、生产成本较低。     

爆炸-轧制钛/钢复合板界面结合性能研究

爆炸-轧制法是先通过爆炸复合制坯,再进行轧制生产复合板的一种方法。本文研究了爆炸-轧制法生产的钛/钢复合板的界面金相、结合界面的元素分布情况以及退火温度对界面结合强度的影响等问题,结果表明:爆炸轧制法生产的钛钢复合板的界面近似呈平直状,在界面钢侧有一脱碳层,引起界面附近碳元素的重新分布,对结合性能有重要影响;获得高强度结合的界面特征是:剥离界面钢层上的Ti元素含量在一定范围内,钛层大量粘铁;退火温度对界面的结合强度影响较大,而在相应保温下保温时间影响不明显。     

Metallurgical and Corrosion Properties of Explosively Welded Ti6Al4V/Low Carbon Steel Clad

Titanium alloy (Ti6Al4V) and Iow carbon steel (LCS) were joined by explosive welding method using different ratios of explosive. Some metallurgical properties of joined samples were investigated. Joined samples were examined by means of optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and tensile-shearing tests. Bending, tensile, hardness and corrosion behaviour of the samples were investigated. Separation was not occurred on the joining interface after tensile-shearing and bending tests. It is seen that hardness of both plates were increased with increasing explosive.It is found that increasing explosive ratio leads to an increase in corrosion. It is also found that corrosion rate was high at the beginning of the experiment but the rate of the corrosion decreased subsequently during the experiment.     

铂／钛复合板轧制工艺及结合机理研究

针对海港码头电化学保护用铂／钛阳极材料的特点，讨论了铂／钛爆炸复合板轧制以及经轧制后的组织、成份分布和性能的变化，以便为这种复合材料的实际应用提供依据。     

爆炸焊接板材热处理支撑墩的优化设计

根据爆炸焊接复合板材热处理支撑墩在实际使用过程中发生的垮塌变形,运用数值模拟的方法反推支撑墩承载时的受力,并针对原结构设计提出改进方案.利用SolidworksSimulation对支撑墩的尺寸进行优化设计,得到在满足约束条件下的最优解.结果表明,优化后的方案在不增加整体重量的前提下,结构强度得到大幅提高,能够满足生产需求.     

夹层材料对钛/钢复合板组织及性能的影响

基于实际生产线,研究添加DT4或SL3夹层材料对TA2/Q235B复合板组织及性能的影响。通过金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱电子衍射（EDS）、X射线衍射（XRD）和力学试验等对钛/钢复合板进行分析。研究发现,添加DT4夹层的复合板界面较为干净,TiC较为均匀,界面化合物等相对较少,剪切强度达到187.4 MPa;添加SL3夹层的复合板界面夹杂物较多,界面存在TiFe、TiNi等金属间化合物,剪切强度仅为148.6 MPa。两种夹层的复合板剪切断裂位置均发生在钛侧,断口处均发现脆性断裂特征。研究表明,加入DT4夹层复合板的剪切强度更高,有利于工业化生产。     

电厂烟囱用钛-钢复合板钛复材焊接缺陷产生原因及预防措施

对于钛-钢复合板而言,钛自身的焊接性有若干显著的特点,而且钛和钢熔焊的焊缝会产生脆裂,进一步增加了钛-钢复合板中钛复材焊接的复杂性。本文分析了电厂烟囱用钛-钢复合板钛复材焊接缺陷的产生原因,并提出了相应的预防措施。