BT25钛合金动态再结晶行为的元胞自动机模拟

为研究热加工工艺参数对钛合金塑性成形过程中微观组织的影响,利用Gleeble-3500型热模拟试验机对BT25钛合金进行单道次等温恒应变压缩试验。分析真应力-应变曲线,建立JMAK动态再结晶动力学方程;通过对热变形行为的分析,推导出钛合金的位错密度模型、再结晶形核和晶粒长大模型;结合元胞自动机的算法,建立元胞自动机(Cellular automata, CA)模型并利用该模型模拟和验证了BT25钛合金热变形过程中动态再结晶行为。结果表明,BT25钛合金的流动应力对应变速率和变形温度非常敏感;提高变形温度或降低应变速率均有利于材料发生动态再结晶;CA模型模拟晶粒尺寸误差约为3%,预测DRX体积分数误差在10%以内。该模型具有良好的预测精度,为合金材料在塑性加工过程中优化工艺参数和控制锻件微观组织演变提供了可靠性依据。     

选区激光烧结制备PS/Al2O3纳米复合材料的研究

试探性地利用选区激光烧结制备PS／Al2O3纳米复合材料，利用乳液聚合方法改性纳米Al2O3，并在相同工艺条件下对PS／Al2O3纳米复合材料成型粉末（NH1）与纯聚苯乙烯（PS）粉末选区激光烧结试样的力学性能进行了比较结果表明，NH1烧结试样（PS／Al2O3纳米复合材料）较纯PS的拉伸强度提高了2倍左右，最大值达到29．8MPa；缺口冲击强度提高了20％～50％，最大值达到10．5kJ／m^2；洛氏硬度仅增加约5％；并利用场发射扫描电子显微镜对试样的冲击断面进行了微观结构分析．发现纳米Al2O3经乳液聚合改性后在基体中分散良好，起到很好的增强增韧作用．     

Effect of ball milling time on microstructure and properties of Laves phase NbCr2 alloys synthesized by hot pressing

Laves phase NbCr2 alloys with a composition of Nb-66.7Cr (molar fraction, %) were prepared by mechanical alloying and hot pressing. The microstructures and properties of the Laves phase NbCr2 alloys, prepared from elemental niobium and chromium powders under various ball milling time by hot pressing at 1 250 ℃ for 0.5 h, were investigated. The results indicate that if the ball milling time is longer than 40 h, the synthesizing reaction of Laves phase NbCr2 can be accomplished much sufficiently. Then the nearly full-dense Laves phase NbCr2 alloys can be prepared by hot pressing from ball milled powders with more than 40 h. The hot pressing sample with homogeneous and fine microstructure made from 40 h ball milled powders has the optimum microstructure and properties. It has a relative density of 98.1%, Vickers hardness of 11.4 GPa, compress strength of 1 981 MPa and fracture toughness of 4.82 MPa·m1/2. The effect of fine grain toughening is fully realized.     

差温无模锻造的三维FEM模拟与分析

为探索差温无模锻造技术在成形齿形类锻件中的应用,首先建立了差温加热的三维温度场有限元分析模型,并通过正交实验法确定了在两种不同加热方式下最佳温度场的工艺匹配,在此基础上进行了两种不同热加载方式的变形模拟.通过变形模拟分析可知:无论采用哪种热加载方式,镦粗锻件局部突出变形都不是特别大.利用差温无模锻造技术来成形具有多个较大局部突出的齿形类锻件有一定的难度,但可作为初锻的一种成形方法.     

7050铝合金蠕变本构模型及其泛化能力研究

目的 研究7050铝合金在温度为121～163℃、外加载荷为170～250 MPa条件下的蠕变拉伸行为。建立7050铝合金蠕变本构模型,对比本构模型精度并研究其泛化能力。方法 采用CTM504–A1高温蠕变持久试验机进行蠕变拉伸实验,基于蠕变曲线及数据处理,分析蠕变温度和外加载荷对蠕变拉伸行为的影响,采用人工神经网络模型和幂律方程构建7050铝合金蠕变本构模型。结果 7050铝合金在温度为121～163℃、外加载荷为170～250MPa时,蠕变速率为4.44×10-8～1.09×10-5 s-1,蠕变应变和稳态蠕变速率随着温度的升高而增大,在温度为163℃、外加载荷为250 MPa以及温度为177℃、外加载荷为170～250 MPa条件下,出现了蠕变第3阶段的加速蠕变,依据幂律方程构建的本构模型预测值的平均相对误差为2.45%,相关系数为99.02%;人工神经网络本构模型的预测值的平均相对误差为0.96%,相关系数为99.98%。结论 在温度为121～149℃、外加载荷为170～250 MPa时,合金具有良好的低温抗蠕变性能。通过验证分析,与幂律方程模型相比,人工神经网络模型的预测精度...     

应变速率对TC11钛合金流动应力和微观组织的影响

利用THERMECMASTOR-Z型热模拟试验机,在温度为960和1050 ℃,应变速率为0.001～70 s-1范围内对TC11钛合金进行了真应变为1.2的等温恒应变速率压缩实验,得到了高温塑性流动的真应力-真应变关系曲线特征.采用金相显微镜对其变形前后的微观组织进行了观察.结果表明,在960 ℃,较佳的应变速率为0.001 s-1,变形机制为超塑性;在1050 ℃,较佳的应变速率在0.1 s-1附近,变形机制为动态再结晶.     

金属基复合材料的二次成型加工工艺研究进展

金属基复合材料的发展非常迅速,应用越来越广泛,是一类重要的材料。为了制造实用的零组件,需要对金属基复合材料进行二次成型加工。介绍了目前金属基复合材料二次成型加工方法选择的原则,重点综述了二次成型加工的方法,包括铸造成型法、挤压模锻塑性成型法、粉末冶金法、机械加工法、电切割法、高能光束及液流切割法、焊接法等方法,概述了每种方法的加工过程、在加工中存在的问题及解决措施,列举了典型加工工艺的优点及应用状况。最后对金属基复合材料的二次成型加工工艺的发展作了展望。     

热暴露对Cr-12Nb-4.4Ni合金组织及性能的影响

对机械合金化+热压制备的Cr-12Nb-4.4Ni合金在1200℃下分别热暴露30,50,100h,研究了热暴露不同时间后合金的组织和性能的变化。结果表明：合金由Cr固溶体和NbCr2构成,Ni主要存在于NbCr2中,热暴露过程中物相稳定;随着热暴露时间的延长,合金中Cr固溶体颗粒长大而NbCr2颗粒尺寸变化不大,Ni优先取代Cr的位置,松弛了NbCr2结构,Cr/NbCr2两相界面处压应力的增加,促进了Cr固溶体中位错的出现和NbCr2颗粒中层错/孪晶密度的增加。随着热暴露时间的延长,合金的室温压缩强度,屈服强度和塑性应变虽略有降低,但仍能保持较高的强度和良好的塑性,热暴露100h后,其压缩强度,屈服强度和塑性应变仍有2170MPa,1406MPa和9.5%。Cr-12Nb-4.4Ni合金热暴露100h后仍具有良好的断裂韧性。     

真空烧结温度对Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金显微组织及力学性能的影响

为获得细晶TiAl合金及有效减少传统铸造带来的内部缺陷,采用真空热压烧结工艺制备了Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金,研究了烧结温度对TiAl合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:Ti、Al元素粉末反应合成后,经XRD检测,3种烧结温度(1150、1240、1300℃)烧结后的合金主要由γ-TiAl和α_2-Ti_3Al_2种基体相组成,随着烧结温度的增加,γ相含量增加,α_2相则减少;结合SEM观察发现,改变烧结温度可获得TiAl合金不同典型组织,其中1150℃烧结合金为近γ组织、1240℃烧结为双态组织、1300℃烧结为近片层组织,烧结温度的升高使得合金组织愈发均匀;配合EDS分析,烧结温度的升高有助于Nb元素在基体相中的扩散,同时合金密度随烧结温度的升高逐步增大,当烧结温度升至1300℃,合金的密度达到4.419g/cm~3;通过力学性能检测,在1240℃烧结制备的TiAl合金组织为细小的双态组织,显示出较好的综合力学性能,其显微硬度为5270 MPa,在高温压缩时展示出良好的抗压强度。     

基于动态材料模型的材料热加工工艺优化方法

基于动态材料模型理论的加工图技术被广泛用于设计和优化材料热加工工艺中,以实现微观组织和性能的控制。综述动态材料模型的相关理论,介绍基于动态材料模型的稳定变形区和失稳变形区的各种判据及其物理含义,比较和分析各种判据的应用情况及其有效性,对判据在某些情况下预测失败的原因进行分析,指出利用各种判据优化材料热加工工艺时的选用原则。