Inconel 718合金厚板真空电子束焊接头的显微组织与高温力学性能(英文)

对Inconel 718高温合金12mm厚板的真空电子束焊(EBW)接头整体及分层的显微组织和高温力学性能进行了研究。结果表明:经熔透焊+修饰焊的接头,焊缝中心的上、下层为树枝晶,中层为柱状晶;热影响区由上层至下层晶粒长大程度逐渐减小。经固溶+双时效热处理后,EBW接头各区域晶界处均有δ相析出,在焊缝中心最多,在热影响区及母材较少,晶粒内部均析出了γ″相。在650℃时,接头整体的抗拉强度σb、屈服强度σs和伸长率δ分别为1100MPa、800MPa和18%,达到了母材的90%、80%和80%。分层切片的力学性能下层最高,σb、σs和δ分别达到了1170MPa、870MPa和18%;上层最低,分别为1080MPa、780MPa和7%。上层断口以脆性断裂为主,中、下层断口以韧性断裂为主。显微硬度分布为焊接中心最低,热影响区与母材较高。晶界δ相的析出数量越多,显微硬度值越低。     

超声波振动对钛箔拉伸性能及位错分布的影响

以研究超声波振动条件下钛箔的塑性变形特征和位错分布为目的,通过超声波辅助单向拉伸实验和微观组织分析研究不同超声波振动施加方式对钛箔塑性拉伸变形过程中的应力-应变、伸长率及位错分布的影响规律。结果表明:超声波振动过程中钛箔的流动应力最大降幅可以达到约80%,材料的伸长率从未施加超声时的40.33%最大增加至54.46%。通过TEM可以发现超声波振动条件下位错呈现平行分布的趋势且无大量缠结出现,而未施加超声拉伸的试样中位错的分布则显得杂乱无章且缠结严重。     

Ti2AlNb合金超塑成形／扩散连接工艺研究

为研究Ti_2AlNb合金的超塑性及其成形性能,在920~960℃温度区间,应变速率10~(-3)-10~(-5)s~(-1)范围内对该材料的超塑性进行了研究,结果表明该材料在960℃,1×10~(-4)s~(-1)应变速率时具有较好超塑性,最大延伸率可达230%,应变速率敏感性指数为0.31;用Marc软件模拟了Ti_2AlNb合金的3层结构超塑成形过程,对缺陷形成进行分析,分析表明在芯板厚度为面板厚度1/3时,可改善3层结构表面缺陷;用超塑成形/扩散连接工艺实现了Ti_2AlNb合金3层结构的制备,并通过改变芯板和外层面板的厚度比改善了3层结构表面缺陷,结果表明,采用合理的工艺方式及工艺参数能够实现该合金的空心夹层结构的制备.     

控制厚度分布的变摩擦正反向超塑成形

为研究摩擦力在超塑成形中对工件厚度分布的影响规律,以正反向超塑成形侧壁厚度均匀的TC4深筒形件为背景,采用MARC有限元数值模拟分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数在正反向超塑成形时对成形件壁厚分布的影响.结果表明:合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高零件最终壁厚分布均匀性有利.同时,终成形模摩擦力的减小,可以使板料趋于整体变形,壁厚分布趋于均匀.根据数值模拟结果进行了变摩擦正反向超塑成形试验,制得了厚度分布在1.50～1.78mm范围内的航天用TC4钛合金深筒形件,比普通正反向超塑成形件厚度分布(1.18～2.24mm)有了很大改善.     

厚度近均匀分布的Ti6Al4V钛合金筒形件超塑成形(英文)

采用MSC.MARC软件设计不同形状的预成形模具,采有限元模拟方法研究预成形模具和终成形模具的表面摩擦因数对筒形件侧壁厚度分布的影响规律。结果表明:对预成形模具压边部分环形带区域和筒形件底部区域进行局部预减薄有利于筒形件厚度的均匀分布。当预成形模具表面的摩擦因数达到0.57时,局部减薄效果最明显,有利于最终的厚度分布。终成形模具的表面摩擦因数为0时,板料趋于整体变形,厚度分布区域均匀。通过机械加工增加预成形模具的摩擦因数,通过喷涂BN陶瓷粉末降低终成形模具的摩擦因数,最终,采用正反向超塑成形成功制得厚度分布为1.50~1.78mm的TC4钛合金深筒形件。     

TC4深筒形件超塑预成形模具型面设计及变摩擦厚度控制

以正反向超塑成形厚度均匀的TC4钛合金深筒形件为背景(厚度精度要求1.6mm±0.2mm),设计了多种预成形模形状,采用MSC.MARC有限元模拟研究了不同形状的预成形模对深筒形件侧壁厚度分布的影响, 并分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数分别对成形件壁厚分布的影响,提出了模具型面变摩擦控制厚度分布的方法.结果表明:预成形模对压边部分环形带区域和筒形件底部区域的局部预减薄,对最终侧壁的厚度分布有非常大的改善.同时,合理地增大预成形模的表面摩擦能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高工件最终壁厚分布均匀性有利.减小终成形模的摩擦,可以使板料整体变形均匀化,壁厚分布趋于均匀.根据有限元分析结果,对模具表面进行处理,并通过正反向超塑成形实验制得TC4钛合金深筒形件,其厚度分布满足1.6mm±0.2mm.     

Ti-6Al-4V义齿基托超塑成形及其精确性分析

对Ti-6Al-4V义齿基托超塑成形进行了实验研究,对其精确性进行了分析。将ZrO2-TiO2陶瓷粉末与聚乙烯醇（PVA）溶液进行混合,压模成形后,在1300℃时无压烧结3h,制成与口腔形状吻合的、具有足够强度的超塑成形用陶瓷模具。在925℃时,采用超塑性胀形法可将0．8mm厚的Ti-6Al-4V薄板成形为义齿基托。对超塑成形制件的尺寸进行测量,得出的平均厚度与坯料相比减小了约21％。采用陶瓷圆柱压痕方法测量的结果表明,热膨胀对义齿基托的尺寸精度影响不大,另外,义齿基托制件的厚度分布较均匀,不影响义齿基托与口腔的贴合,可满足普通临床需要。     

Ti2AlNb合金超塑性能及四层立筋结构超塑成形/扩散连接工艺

对Ti-22Al-27Nb合金四层结构件SPF/DB组合工艺进行试验研究,对Ti-22Al-27Nb合金的超塑性能及扩散连接性能进行探究。拉伸实验表明,当变形温度为960℃、应变速率为1×10^?4 s^?1时,材料伸长率达到最大,为230%。对温度、保温时间和扩散压力对Ti-22Al-27Nb合金接头质量的影响进行研究,结果表明Ti-22Al-27Nb合金扩散连接的最佳工艺参数为(960℃,10 MPa,2 h)。根据高温拉伸试验结果,利用有限元模拟软件对中空四层结构件超塑成形过程进行模拟。通过SPF/DB组合工艺成形得到外观质量良好的Ti-22Al-27Nb合金中空四层结构件,成形构件壁厚分布均匀。     

陶瓷粉末微注射成形脱脂与烧结机理相关研究

分析了粉末微注射成形亚微米级结构广阔的应用前景,以及亚微米尺度下脱脂和烧结理论研究的重要意义。综述了不同脱脂阶段的微观结构特征,亚微米尺度对不同阶段粘结剂的脱出机制,以及建立包含微结构比表面积的脱脂时间/速率数学模型的研究现状,讨论了获得脱脂过程中保形控制原理,亚微米阵列致密化过程中物质的迁移机制及晶粒长大的主要驱动力,以及坯体几何尺寸对不同烧结阶段物质扩散机制影响规律的关键作用,论述了明确陶瓷亚微米级结构力学特性的重要性。提出了亚微米级结构的脱脂和烧结机理今后的重点研究方向。     

一种固体火箭发动机燃烧室内流场的仿真研究

给出了一种基于小火舌模型的固体火箭发动机燃烧室内复杂压缩流场中湍流扩散的数值仿真方法.该方法将κ-ε两方程湍流模型与扩展层流小火舌模型和并在一起对火焰进行数学描述,使用聚丁二烯AP/HTPB推进剂的8组份3反应式模型描述了湍流与非平衡化学反应之间的耦合.计算结果表明:燃烧室内漩涡运动呈现出一定的时间与空间分布,轴向加质导致燃烧室截面上流场轴向速度分布的不均衡.