热拉伸变形及固溶时效处理对TC4-DT钛合金显微组织的影响

分别在α+β两相区(925℃)、近β两相区(960℃)、准β单相区(995℃)对TC4-DT钛合金进行等温恒应变速率热拉伸变形,再进行920,940,960,980℃固溶和550,720℃时效热处理,研究了其流变应力的变化趋势和不同工艺处理后的显微组织。结果表明:在拉伸变形初期,流变应力迅速增大至峰值后缓慢减小,同时流变应力降幅随变形温度的升高而减小;拉伸变形温度越高或变形量越大,组织中初生α相量越少,针状α相越多,形成的片层组织越多;经960,995℃拉伸变形和不同温度固溶处理后,固溶温度越高,析出的针状α相越多,越易形成片层组织;经拉伸变形、固溶和时效处理后的显微组织和时效处理前的差别不大,但在针状α相间的β相上析出了次生α相,且时效温度越高,针状α相越粗大,片层组织越明显。     

固溶及时效温度对TC18 组织性能的影响

固溶及时效处理是实现钛合金强化的关键工艺,文中采用不同的固溶及时效温度对TC18钛合金进行了强化处理,对处理后合金的显微组织和性能进行了对比分析。在固溶过程中,随着温度的升高,亚稳β相生成量增加,使得后续时效过程的次生α相析出量增加,从而提高了合金强度,但塑性降低;在时效过程中,随着温度的升高,初生α相晶粒长大,次生α相析出量减少,合金强化效果降低而塑性提高。通过控制固溶及时效温度,调整初生α相与次生α相之间的数量及尺寸关系,可以达到调整合金性能的目的。     

TC4钛合金在节能热处理中的组织演变分析

采用金相显微镜、扫描电镜和维氏硬度分析仪研究了Al在TC4钛合金慢速冷却至不同温度下水冷过程中对显微组织及硬度变化的作用。结果表明,Al元素可促进TC4钛合金中α相形成并影响试样硬度变化,TC4钛合金固溶后缓慢冷却到800℃水冷时,析出α相均匀细小,试样硬度达到246HV5的最高值。研究结果对TC4钛合金热处理获得最佳性能,从而缩短生产周期具有重要的实际意义。     

低熔点合金灌注在钛合金封装壳体加工中的应用

针对TC4钛合金封装壳体薄壁易变形的结构特点,提出了采用低熔点合金填充至壳体内腔的工艺方法,以提高零件的刚度,解决薄壁壳体机械加工时的变形问题。文中分析了钛合金封装壳体的加工工艺难点及可以采取的工艺措施,探讨了封装壳体加工对腔内灌注填充材料的要求,着重介绍了低熔点合金的材料特性、低熔点合金成分和成分选择.此外对介绍TC4钛合金封装壳体的加工工艺作了简要的介绍。     

TC4钛合金等离子弧焊接接头组织及性能

采用等离子弧焊接工艺焊接TC4钛合金,通过室温拉伸、显微硬度测试、金相分析及X射线衍射试验,对TC4钛合金等离子弧焊接接头的显微组织和性能进行了研究。实验结果表明:TC4钛合金等离子弧焊接接头焊缝的组织为针状马氏体α'相和残余β相,组织形态为粗大柱状晶,过渡区和近焊缝区中的组织为细小的针状α相和β相、少量的α'相,组织形态为较粗大的等轴晶;接头焊缝熔化区的硬度最高;接头断口的主要微观特征为韧窝,属于延性断裂,但部分区域韧窝很浅,趋向于脆性断裂。     

高强高导铜-铬-锆合金的铸态显微组织

采用光学显微镜、场发射扫描电镜及其附带的能谱仪研究了高强高导Cu-0.8Cr-0.2Zr合金的铸态显微组织以及合金中形成的铬锆相。结果表明:合金铸态显微组织为粗大的柱状晶;铬主要以未溶相、初生相、次生相存在于合金中,未溶相以块状存在于晶内,粗大的初生相以颗粒链状形式分布在晶界上,次生相以小颗粒弥散均匀分布于基体内部;锆主要以共晶的α+Cu5Zr形式呈长条状分布于晶界上和以次生相的形式弥散均匀分布于基体内部;合金中还存在少量层片状的铜铬锆三元共晶组织。     

固溶时效热处理制度对TC4饼材组织性能的影响

通过改变固溶时效温度对T C4钛合金饼材进行研究,用金相显微镜观察了其微观组织形貌,测试了力学性能。结果表明：在相变点以下930℃、950℃和970℃温度下固溶,530℃/6 h时效,随着固溶温度的升高,饼材初生α晶粒逐渐长大,强度先升高后降低,塑性先降低再升高;在相变点以上990℃/1 h固溶,530℃/6 h下时效后,饼材出现魏氏组织,强度和塑性均大幅下降;在950℃/1 h固溶,530℃/6 h下时效后, T C4饼材的组织均匀,力学性能达到良好的匹配。     

热加工工艺对TC11钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了常规锻造和特种锻造工艺及不同热处理工艺对TC11钛合金组织和力学性能的影响。结果表明:特种锻造后得到的锻态组织为少量球状α相、细板条α相与β相构成的网篮组织,热处理后的力学性能明显高于常规锻造的;钛合金经特种锻造结合高温均匀化与双重退火处理可得到由12%(体积分数)左右球状初生α相、一定宽长比条状初生α相和β相组成的网篮组织,可使其获得良好的强韧性匹配。     

电子束熔丝增材制造TC11钛合金组织及力学性能

采用电子束熔丝增材工艺制造了直径260 mm的试环。分析了不同热处理状态的增材制造TC11钛合金微观组织和室/高温拉伸性能及其各向异性。并测试分析了锻件基体晶粒2次热处理和锻件基体与增材界面处的组织和性能。结果表明：沉积态微观组织为沿<001>β方向生长的柱状晶。晶界存在连续α相，晶体内部由集束和网篮α相组成的片层组织。经950℃/2h/空冷+530℃/6h/空冷的热处理后晶界连续α相破碎，晶内α相宽度从1.1μm增加至1.8μm。并形成具有二次α相的双片层组织。锻件与增材过渡区锻件一侧，等轴初生α相转变为“雪花”状初生α相。锻件基体2次热处理后等轴初生α相轮廓光滑，转变β相比例增加，并形成大量细小的针状二次α相。沉积态室温及500℃高温拉伸性能均具有明显的各向异性。经过热处理后室/高温拉伸性能均获得改善并高于锻件要求且各向异性明显降低。与沉积态相比，热处理态室温抗拉强度和断后伸长率各向异性分别从4.4%和27.1%降低至1.6%和5.4%。柱状晶及其晶界连续α相是引起塑性各向异性的原因。锻件+增材界面处热处理后其室/高温拉伸性能均满足锻件要求。     

新型TC4钛合金材料热处理工艺研究

钛合金经过热处理后有很高的比强度,随着武器装备的轻量化发展,钛合金的应用越来越多,急需进行钛合金热处理工艺技术研究。试验选择TC4钛合金,通过设计不同尺寸的工艺试件以及不同热处理工艺参数,对工艺试件进行试制。经过热处理试验,对试件热处理后的力学性能进行检测,并对热处理参数与力学性能指标进行分析。结果表明,在固溶温度910～930℃范围内,时效温度500～600℃范围内,温度变化对TC4钛合金力学性能影响较小。结合实际生产状况,优选出合理的新型TC4钛合金材料固溶、时效热处理工艺参数,确定出较优的热处理工艺参数为固溶温度范围910～920℃,时效温度范围520～560℃,掌握了钛合金热处理工艺技术,为武器装备未来发展需求奠定了基础。     

某型机上大梁高效加工工艺研究

针对某机型梁类零件典型结构的工艺性分析及加工方案,根据TC4材料的加工特点,合理选择刀具几何参数及切削参数,阐述了在数字化加工中的具体实施过程,从而总结并提炼出了指导性的工艺资料。     

TC4管状零件内壁加工残余应力计算及其有限元分析

针对残余应力对加工零件使用性能有严重影响以及TC4材料难以用X射线法进行残余应力测量的现状,提出了一种通过测量外壁应变来计算TC4管状零件内壁加工残余应力的方法。为验证该方法的正确性,在有限元软件中对模型内壁进行分层施加预定的随深度变化的残余应力,并用生死单元技术将内层单元逐层“杀死”来模拟实际实验中应力层被腐蚀的过程。根据外层不断变化的应变以及推导出的计算公式来计算内壁随深度变化的残余应力,并将计算得到的残余应力与之前所施加的应力进行对比,可发现该方法求得的残余应力值准确度较高,由此可以得出结论：该方法可用于测量实际零件的残余应力。     

基于多色集合理论和遗传算法的加工中心工步排序研究

针对加工中心上一次装夹下复杂的工步排序问题,通过实例介绍一种基于多色集合理论和遗传算法的工步排序优化算法。首先,在分析工步排序原则和典型工艺路线的基础上,根据多色集合理论建立加工中心上工步排序问题的约束模型。然后,以辅助时间最短为优化目标,建立其数学优化模型。最后,将遗传算法应用到工步排序中从而得出最优解。实例证明,在多色集合约束模型约束下的遗传算法能够很好地求解加工中心上的工步排序问题,排序结果接近最优且可以大幅提高加工中心的效率。     

高精度薄片环形钛合金齿轮齿坯的加工工艺

针对薄片环状钛合金(TC4)齿轮齿坯加工难题,在梳理薄片环状零件以往加工经验的基础上,凝练出一种薄片环状高精度钛合金(TC4)齿轮齿坯的加工方法,特别适合光学系统中钛合金(TC4)薄片环状隔圈零件的加工,也适用于钛合金(TC4)、高温合金、不锈钢等材料类似零件的加工。     

数字化加工过程:概念、结构及其应用

尝试建立一个规范化的体系结构,使来自不同研究者的不同模型可以方便地规范化地嵌入其中,最终形成能反映切削过程各个侧面的数字工艺原型。应用实例表明,数字化加工过程可以提供一个有效的方法和手段将加工过程仿真到物理层 ,从而有有实现在制造前评估所设计的工艺。     

盘状沟槽凸轮的数控加工

凸轮轮廓的加工质量是影响凸轮机构运行质量的关键因素。文中以木材单板旋切机进给控制凸轮机构的盘状沟槽凸轮的数控加工为例，提出了对盘状沟槽凸轮轮廓的加工要求和改进的工艺措施，介绍了用三坐标测量机测量轮廓的过程以及数控加工过程中所遇到的问题及采取的措施。     

Engagement Angle Modeling for Multiple-circle Continuous Machining and Its Application in the Pocket Machining

The progressive cutting based on auxiliary paths is an effective machining method for the material accumulating region inside the mould pocket. But the method is commonly based on the radial depth of cut as the control parameter, further more there is no more appropriate adjustment and control approach. The end-users often fail to set the parameter correctly, which leads to excessive tool load in the process of actual machining. In order to make more reasonable control of the machining load and tool-path, an engagement angle modeling method for multiple-circle continuous machining is presented. The distribution mode of multiple circles, dynamic changing process of engagement angle, extreme and average value of engagement angle are carefully considered. Based on the engagement angle model, numerous application techniques for mould pocket machining are presented, involving the calculation of the milling force in multiple-circle continuous machining, and rough and finish machining path planning and load control for the material accumulating region inside the pocket, and other aspects. Simulation and actual machining experiments show that the engagement angle modeling method for multiple-circle continuous machining is correct and reliable, and the related numerous application techniques for pocket machining are feasible and effective. The proposed research contributes to the analysis and control tool load effectively and tool-path planning reasonably for the material accumulating region inside the mould pocket.     

薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化

针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。     

塑料盘形槽轮切削加工工艺研究

盘形槽轮是绣花机实现复杂运动的一个关键的塑料零件,零件精度对整机工作性能有直接的影响。本文讨论用数控方法制造该零件的工艺,特别是提高加工精度、防止零件在加工过程变形的一些措施。     

UG加工数据库研究与应用

提出了UG加工数据库应用的一种实用方案，通过UG内置加工数据库与刀具库存管理系统数据库的集成，实现数控编程系统与刀具库存管理系统的信息共享。在应用UG进行数控编程时，编程人员调用统一的加工数据库，包括刀具参数库、刀具材料库、加工方法库、工件材料库及切削参数库，共享加工经验，有助于提高数控编程效率以及加工合格率。