低熔点合金半固态流变成形工艺开发应用研究

利用金属浆料通过旋转的内外筒之间的缝隙形成剧烈剪切应力场作用的原理,自行开发了一种新型的低熔点轻质合金半固态浆料制备与直接流变成形装置.通过以Sn-15Pb合金、Mg-30Zn合金和AZ91镁合金为原料,进行半固态浆料制备并直接近终成形的试验,得到晶粒细小、组织均匀的半固态加工产品,说明新开发的流变成形装置的实用性和可行性.本装置的开发对半固态加工成形技术的工业应用提供了一个新思路.     

终轧温度及轧后冷却速度对Q460C钢组织和相变的影响

在Gleebl-1500热应力／应变模拟实验机上热压缩模拟Q460C含铌钢的轧制过程,并控制终轧温度和轧后冷却速度。通过观察金相组织和膨胀曲线研究控轧控冷对Q460C钢组织和相变的影响,分析了轧制过程中可能诱导其裂纹产生的原因。结果表明,Q460C钢组织分布不均、控轧控冷工艺不合理均可能造成其裂纹的产生,提高终轧温度可促进相变提前发生,而在较高终轧温度下,轧后冷却速度对Q460C钢组织变化的影响很小。     

半固态钢铁材料轧制产品的力学特性

将弹簧钢（60Si2Mn)和不锈钢（1Cr18Ni9Ti)在半固态下1道次轧制成形，对轧制产品进行拉伸实验，研究其在室温条件下的力学性能，并对拉伸变形过程中的塑性变形机理进行了分析，研究结果表明：不同的固相率对轧制产品的力学性能有明显的影响，在研究范围内随着固相率的提高，其力学性能亦提高，半固态轧制过程中所产生的液固相分离，导致半固态轧制产品组织分布差异，使轧制产品不同区域的力学性能不同，同时由于半固态轧制产品特有的球形固相颗,其伸拉时的塑性变形机理也有自身的特点。     

轧制工艺设计教学改革与实践

为提高创新型工程技术人才应具备的计算、画图、计算机应用、分析及解决问题等工程设计能力,通过对轧制工艺设计课程教学模式、设计方式及内容、教学手段等课程体系等进行改革,改善了课程教学效果,学生工程设计能力明显提升。     

铝材轧制油摩擦学特征及表面吸附行为的分子结构依赖性

基于试验研究和理论计算从宏观和微观尺度揭示了分子结构对铝材轧制基础油摩擦学性能和铝表面吸附行为的影响。研究分别以异构烷烃煤制油(CTL)和正构烷烃白油(D100)为基础油,制备含不同浓度亚磷酸二丁酯(DP)的铝材轧制油,并采用四球摩擦磨损试验表征其摩擦学性能;基于量子化学计算和分子动力学模拟研究CTL、D100和DP的分子结构特征、吸附反应活性及在铝表面的吸附行为。结果表明：对于理化性能相近的CTL与D100,CTL的油膜强度(88 N)低于D100的(98 N),但CTL对DP极压剂的敏感性更好。在同等DP浓度下,以CTL为基础油时,铝材轧制油具有更高的油膜强度,最大值为1050 N;而以D100为基础油时,油膜强度仅为981 N。理论研究表明：CTL和D100分子的最高占据轨道(HOMO)分布相同,均分布于整个分子碳链,但二者的最低空轨道(LUMO)分布不同,前者位于分子支链侧末端,而后者位于分子中心。CTL和D100分子均具有稳定的化学结构,且二者化学稳定性的差异较小;CTL和DP分子具有协同吸附作用,二者复配能显著促进轧制油体系在铝表面的吸附,并提高吸附膜稳定性。     

有色金属轧制工艺润滑技术研究

本文由轧制工艺润滑机制入手，探讨了有色金属轧制工艺对润滑的要求，以及工艺润滑的现状与发展，并结合工艺润滑中存在的问题提出了参考意见。     

铜轧制油中磷酸酯的吸附特性与润滑性能

采用密度泛函理论(DFT)计算轧制油中二烷基二硫代磷酸酯(DDE)分子的反应活性,建立DDE-铜表面稳定吸附构型;利用四球摩擦磨损试验机和四辊轧机分别考察DDE对轧制油摩擦学性能和润滑性能的影响;并通过X射线光电子能谱(XPS)对磨损实验后铜表面产物进行分析。结果表明:DDE是一种具有优异极压性能及良好抗磨减摩性能的铜轧制油添加剂,在基础油中添加0.05%(质量分数)DDE使得轧制油油膜强度pB达到588 N,比基础油的提高66.57%,同时摩擦因数与磨斑直径明显降低。其吸附本质是在DDE与铜表面摩擦过程中发生化学反应形成S、O与Cu的化合物,计算的吸附能达到225.80 k J/mol,表明分子在Cu表面产生稳定的化学吸附。含0.05%DDE的轧制油在实际轧制过程中的最小可轧厚度为22μm。     

AZ31B镁合金板带轧制微乳液润滑效果试验研究

对轧制油、微乳液和乳化液摩擦学性能进行了测试分析,获得了它们的油膜强度、平均摩擦因数和平均磨斑直径,并计算了极压抗磨减摩系数。在Ф400/170 mm×300 mm四辊轧机上进行AZ31B镁合金板带中温轧制试验,研究了不同润滑条件下AZ31B镁合金板的终轧厚度、轧后表面质量及其影响因素。结果表明,采用微乳液轧制AZ31B镁合金的极压抗磨系数达到了传统轧制润滑剂的水平,微乳液不仅可以减小AZ31B镁合金板带的终轧厚度,而且减少了板带表面粘附磨损,显著改善了轧后板带的表面质量,表现出良好的润滑-冷却效果。     

板带钢热轧纳米润滑实验研究

通过在不同润滑条件下的热轧润滑实验,研究纳米润滑对板带钢热轧过程中轧制工艺参数、轧后表面质量及氧化层厚度的影响。结果表明:采用纳米润滑能够保证轧制过程顺利进行,相比传统轧制液能够降低轧制力10%~16.3%,减少终轧厚度10.8%;同时能降低板带钢表面粗糙度,显著改善轧后表面质量;采用纳米润滑时板带钢轧后氧化层厚度只有7μm左右,且氧化层致密、均匀,空洞、裂纹等缺陷较少。     

考虑应变因素的2099合金高温流变行为模型（英文）

采用等温热压缩试验研究2099合金在变形温度300~500°C、应变速率0.001~10 s-1条件下的热变形行为。为了准确地表征流变行为,采用摩擦与温度修正后的实验数据构建本构模型。结果表明,温度和应变速率对合金热变形行为的影响可用包含Arrhenius关系的Z参数来表征。此外,通过计算不同应变量下的材料常数(α、n、Q和A)考虑了应变对本构模型的影响。利用统计分析对比了由本构模型获得的预测曲线与试验修正曲线,二者显示了很好的吻合,这表明所构建的本构模型能够很好地预测2099合金的热变形流变行为。