曲轴箱体模具温度场循环模拟与热平衡分析

在金属型铸造中,开模后金属型的冷却工艺往往需要根据大量的试制来确定,从而增加了生产成本。为了解决这一问题,提出利用数值模拟的方法代替试制。针对金属型低压铸造的汽车用曲轴箱体铸件,利用商业化数值模拟软件ProCAST中的循环浇注功能,对其循环铸造过程进行了数值模拟。通过对比不同的模具冷却条件下,铸件及模具的平衡温度场,确定了最佳的模具冷却方案。并与实际生产结果进行了对比。结果表明,利用该方法确定模具冷却工艺,可以为铸件的实际生产提供科学的理论指导。     

激光功率对AZ31B镁合金与DP780镀锌钢激光热传导搭接焊接头微观组织与力学性能的影响（英文）

采用离焦激光束对AZ31B镁合金和DP780镀锌钢进行了激光热传导搭接焊(LHCLW)。研究了激光功率对接头组织和力学性能的影响,通过检测接头的拉伸剪切强度和显微硬度、观察分析微观组织等方法来评价接头的优劣,并且分析了镁/钢界面各种物相的形成机理。结果表明,镀锌层通过改善熔融镁合金在钢界面上的扩散能力并与Mg发生反应,促进镁合金与钢的冶金结合,从而提高接头的强度。观察发现在接头界面处形成了连续致密的层状共晶组织(α-Mg+MgZn),焊缝边缘处和热影响区(HAZ)形成了MgZn₂和MgZn相,而无镀层钢与镁合金之间没有发生冶金反应。当功率为2.5 kW时,接头的拉伸剪切强度能够达到最大值,约为42.9 N/mm。然而,在2.6 kW时由于共晶反应层中产生了微裂纹而导致接头强度略有降低。     

激光熔覆35.8%Fe-20%Ti-20%Al-24%Cr-0.2%Y2O3涂层组织与性能研究

采用激光熔覆工艺在304不锈钢板表面制备质量分数35.8%Fe-20%Ti-20%Al-24%Cr-0.2%Y₂O₃的合金涂层,并对涂层的组织、元素分布和力学性能等进行了表征。结果表明：激光功率2200 W、扫描速率5 mm/s、搭接率50%条件下,获得的一次成型涂层,其组织均匀致密,无裂纹、气孔等缺陷;涂层与基体间为冶金结合,稀释率为7.31%;涂层相组成为(Fe,Cr)Al、Y₂TiO₇和TiO₂,晶粒平均尺寸为6.7μm;涂层具有较高的硬度和良好的高温耐磨性能,硬度达到550 HV(基体为210 HV),400℃条件下磨损试验质量损失率仅为304不锈钢的3.67%。     

AC4B铝合金与H13金属型的传热系数计算

界面传热系数是铸造过程数值模拟的重要边界条件之一,但是其取值较难确定,而一般的计算方法又比较繁琐。为了解决这个问题,利用数值模拟软件求解界面传热系数。通过实测铸件凝固温度曲线,利用ProCAST中的反算模块计算得到了AC4B铝合金与H13金属型之间的界面传热系数。结果表明,界面传热系数应当设为温度的函数,且利用商业软件计算的结果能够满足工程需要。     

316L表面制备Ni-Al系金属间化合物层的耐铅铋腐蚀性能

利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面熔覆一层Ni60合金粉末,采用热喷涂技术在Ni60合金涂层表面制备纯Al涂层,再通过620 ℃×5 h高温扩散试验,使Ni60合金涂层和纯Al涂层中间生成Ni-Al金属间化合物。最后把制备有Ni60合金和Ni-Al金属间化合物涂层试样置于液态铅铋合金中进行400 ℃×500 h腐蚀试验。采用SEM,XRD对金属间化合物涂层腐蚀前后的表面、截面的形貌、物相组成及元素分布进行测试,分析Ni60合金涂层和金属间化合物涂层在400 ℃液态铅铋合金中的腐蚀情况。试验结果表明,经过高温扩散试验,试样表面生成了一层由Ni3Al,NiAl等组成的Ni-Al系金属间化合物;经过400 ℃液态铅铋合金腐蚀试验,Ni60合金涂层表面腐蚀较为严重,表面大量金属元素被氧化、溶解,在试样表面形成了不连续金属氧化物和腐蚀坑;Ni-Al金属间化合物涂层被氧化成为稳定的金属氧化物涂层,可以有效阻止Pb,Bi,O等元素渗透进入基体,提高316L的耐液态铅铋腐蚀性能。 创新点： 利用激光熔覆、热喷涂、高温扩散相结合的方法制备了金属间化合物,并研究了金属间化合物涂层在液态铅铋合金中的腐蚀情况。     

应力对316L在液态铅铋共晶合金中腐蚀行为的影响

目的 研究应力对316L在高温液态铅铋合金(LBE)中腐蚀行为的影响。方法 将316L制成C型环试样,加载应力后将其置于500 ℃的LBE中腐蚀2 500 h,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析腐蚀程度。结果 在应力作用下,316L在LBE中的腐蚀机制仍然为氧化腐蚀,且形成的氧化层结构和成分与无应力状态下的一致;材料表面氧化层总厚度显著增加,且内/外氧化层之间更容易产生裂纹,随腐蚀时间的延长,外氧化层有剥落的趋势。施加应力后,试样的氧化速率系数从0.190 1 μm/h增大至0.278 1 μm/h,其中内氧化层生长速率增加得更显著。EBSD分析表明,施加应力后,316L组织未发生改变,晶界附近的腐蚀加剧。结论 在应力作用下,基体晶界缺陷密度增加,元素在晶界处的扩散速率增大,内氧化层的生长速度加快,腐蚀速度增加。