铝-钨粉末合金涡旋定盘热挤压成形工艺研究

试验研究了铝-钨合金粉末的冷压、热压制坯成形工艺,确定主要挤压工艺参数。该合金涡旋定盘挤压件致密度达到99%左右。利用Gleeble-1500热模拟机测试了该合金在变形温度为450℃~540℃,应变速率为(10-3~1)s-1条件下的流变力学行为。采用Fields-Backofen本构模型实现了对该材料应力-应变曲线的拟合。通过引入一个"软化因子",更好地描述了变形温度、应变速率和应变对流变应力的影响,进一步完善了流变应力本构模型。通过有限元模拟对涡旋定盘挤压件成形进行数值模拟,确定合理的挤压成形工艺,并通过试验进行验证,最终获得了合格的涡旋定盘挤压件。     

铝钨合金高温流变行为及神经网络本构关系模型

采用Gleeble-1500热模拟实验机研究铝钨合金在变形温度为450℃~540℃、应变速率为0.001s-1~1s-1下单道次压缩过程的高温流变行为。基于BP神经网络建立铝钨合金本构关系模型。在该模型中,输入变量为应变、应变速率和变形温度,输出变量为流变应力。与传统方法相比,该本构关系模型的测试数据可以为描述整个变形过程提供一个很好的代表性,也为开发铝钨合金本构关系提供方便和有效的途径。     

铝钨粉末合金挤压成形工艺研究

设计了铝钨粉末合金冷压、热压模具,并给出各项模具参数。确定了铝钨粉末合金冷压、热压过程中的压制压力、加压速度、保温时间以及挤压温度等工艺参数,挤压件致密度达到99%以上。研究了变形温度450~570℃、应变速率0.001~1s-1、最大变形程度60%的条件下铝钨粉末合金热压缩的流动应力变化规律,并结合金相图进行了组织分析。结果能为制定铝钨合金塑性成形工艺提供理论依据。     

挤压态7075铝合金高温流变行为及神经网络本构模型

采用Gleeble1500D热模拟实验机研究挤压态7075铝合金在变形温度为250～450℃、应变速率为0.01～10s-1下单道次压缩过程的高温流变行为。结果表明:材料在350℃及以下变形时,流变应力曲线呈动态回复型;在温度为350℃以上、应变速率为0.1s-1时,流变曲线局部陡降明显;当应变速率为10s-1时,流变曲线发生波动,呈动态再结晶型;挤压态7075铝合金的流变应力曲线峰值应力及稳态应力均高于铸态合金的,且在变形温度较高时,挤压态材料更易于发生动态软化。基于BP神经网络建立挤压态7075铝合金的本构关系模型,预测值与实验值对比表明:所建立的本构模型整体误差在5.35%以内,拟合度为2.48%,该模型可以用于描述7075铝合金的高温变形流变行为,为该合金热变形过程分析和有限元模拟提供基础。     

Cu-0.23Be-0.84Co合金热变形行为

为实现Cu-Be-Co合金连续挤压的数值模拟和制定合理的热成形工艺参数,采用Gleeble-1500D热模拟机对Cu-Be-Co合金在变形温度为450℃~850℃和应变速率为0.1s-1~10s-1条件下的热变形行为进行研究;分析热压缩对合金组织的影响;根据Arrhenius方程对实验数据进行分析,建立Cu-Be-Co合金热变形本构方程。结果表明,Cu-Be-Co合金热变形的流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而减小,并且Cu-Be-Co合金在高温变形条件下发生动态再结晶。     

2195铝锂合金热模拟平面应变压缩行为研究

2195铝锂合金被认为是航空航天领域的理想结构材料,吸引了广大研究学者的兴趣,但其热变形行为的研究却相对较少。本文通过热模拟平面应变压缩试验,研究了2195铝锂合金的热变形行为,变形温度为400~500 ℃,应变速率为0.01~10 s-1。研究表明,材料变形呈稳态流变特征,随变形温度增加,应变速率降低,流变应力逐渐减小,合金具有正应变速率敏感性。建立了2195铝锂合金材料本构方程,其激活能值为214.937KJ/mol。通过分析加工图,得到材料的适宜加工区为应变速率接近0.01 s-1,温度为475~500 ℃。最后通过分析动态软化过程中的应力规律,得到了材料软化机制判定方程。     

Cu-0.8Mg合金高温变形行为与机制

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cu-0.8Mg合金进行热变形试验,变形温度为500~850℃、应变速率为0.001~10 s-1,研究不同试验条件下合金流变应力的变化规律,分析合金的流变应力、应变速率和变形温度之间的关系,对合金的热加工图进行研究。结果表明:合金在热变形过程中,其流变应力曲线表现出典型的加工硬化、动态回复和再结晶特征,随着变形温度的升高和应变速率的降低,其流变应力和峰值应力也随之降低;合金热变形过程中的激活能为177.88 k J/mol,构建了合金的本构方程;合金在热变形过程中的最优加工参数为:变形温度为700~800℃、应变速率为0.01~0.1 s-1。     

AZ91镁合金高温变形本构关系

采用Gleeble-1500热模拟机对AZ91镁合金进行了高温压缩变形实验,分析了该合金在变形温度为250-400℃,应变速率为0.001-1 s-1条件下流变应力的变化规律.结果表明,变形温度和应变速率均对流变应力有显著的影响,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,当变形温度≥400℃、应变速率≤0.001 s-1时,流变应力随变形量的增加达峰值后呈稳态流变特征.并采用双曲正弦模型确定了该合金的变形激活能Q和应力指数n随应变量的变化规律,建立了相应的热变形本构关系.经实验验证,所建立的本构关系能较好地反映AZ91镁合金实际热变形行为特征.     

Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金在热压缩变形中的流变应力行为

采用Gleebe-1500D热压缩模拟试验机在变形温度350℃~500℃、应变速率0.001s-1~5s-1的条件下对Al-17.5Si-4Cu-0.5Mg合金进行热压缩实验,研究该合金在热塑性变形条件下的流变应力行为,并建立热变形时的本构方程。研究结果表明,随着应变速率的增加、变形温度的降低,合金的流变应力增加,为正应变速率敏感性材料;采用Znenr-Hollomon参数双曲正弦形式对合金高温塑性变形时的流变应力行为进行描述,流变应力σ解析表达式中材料常数A,σ,n分别为1.81×1019s-1,0.024MPa-1和6.37,合金的平均热变形激活能Q为308.61kJ·mol-1。     

Cu-Cr-Zr-Ag合金高温热变形行为与变形机制

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Cr-Zr-Ag合金进行高温等温压缩试验,当热压缩应变速率为0.001~10 s-1、热变形温度为650~950℃时,同时对合金高温热压缩的热加工图以及变形机制进行研究。结果表明:流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大;热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构关系式来描述,其激活能为Q=343.23 k J/mol,同时利用逐步回归的方法建立了该合金的流变应力方程。根据动态材料模型计算并分析了合金的热加工图,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数:温度为750~800℃、应变速率范围为0.01~0.1 s-1,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.