超声振动细化Al-Fe合金的研究

利用受控凝固和受控振动相结合的实验装置和方法,在Al-Fe合金的凝固过程中引入不同功率的超声振动,初步揭示了超声参振对Al-Fe合金熔体温场以及组织形态和抗拉性能的影响。实验表明,熔体的温场随施振功率的增加和施振时间的延长而升高,并趋于一平衡温场;超声参振可以显著细化先共晶FeAl_3相,Al-Fe合金生长的组织形态的差异主要取决于凝固速度;超声参振凝固的Al-Fe合金的热稳定性好,预计有良好的应用前景。     

CA法研究超声频率对激光熔覆凝固组织的影响

综合考虑超声的空化作用和声流效应,通过元胞自动机将超声振动作用模型耦合到激光熔覆凝固过程的晶粒形核模型中,研究超声频率对激光熔覆TiC/FeAl凝固组织的影响,并采用直线截点法定量分析凝固组织随超声频率的变化规律,同时采用自行设计的超声振动工作台制备超声辅助激光熔覆TiC/FeAl复合涂层。结果表明:超声的空化作用及声流效应促使激光熔覆TiC/FeAl凝固组织细化,组织及TiC颗粒分布较为均匀;凝固组织随超声频率的增大先细化后粗化,且振动频率为20 k Hz时晶粒细化效果最佳,达到16.7%。模拟计算结果与试验结果一致。     

生长速率对NiAl-43V(Dy)合金定向凝固组织的影响

用高温梯度定向凝固液态金属冷却技术(LMC,GL=310 K/cm)制备NiAl-43V-x Dy(质量分数x=0,0.05%)过共晶合金,研究定向凝固生长速率对两种成分合金固液界面形态和稳态区组织演变影响,同时对比研究微量Dy对NiAl-43V合金定向凝固组织的影响。结果表明:在6~150μm/s内两种合金固、液界面均为胞枝共存界面;两种合金凝固组织均由初生V相和共晶组织(片层V相+NiAl相)组成,随生长速率增大,合金凝固组织中枝晶析出增多,枝晶体积分数增大,共晶组织和枝晶得到细化。在NiAl-43V合金中加入质量分数为0.05%的Dy使Gibbs-Thompson系数减小,在相同生长速率下,微量Dy可使共晶层间距减小,溶质原子重新分配,枝晶尖端过冷度降低,枝晶体积分数减小,枝晶间溶质原子浓度增加使一次枝晶间距增大;微量Dy可抑制初生枝晶生长。     

船舶推进轴系纵向振动特性及控制技术研究

船舶推进轴系受到螺旋桨非定常激振力作用,产生纵向振动。通过建立船舶推进轴系分布质量模型,分析轴系纵向固有频率及影响因素;通过有限元分析软件 Patran 仿真分析被动式动力吸振器和主动控制方法对轴系纵向振动的控制效果。研究表明：螺旋桨质量和附链水对轴系固有振动特性影响较大;被动式动力吸振器受吸振器质量的限制,不如主动控制方法对轴系纵向振动控制效果好;主动控制力在达到激振力一半以上时就可以取得较好的控制效果,但必须考虑系统时滞的影响。     

纤维/二元合金复合材料凝固过程的数值模拟

根据合金凝固过程中的守恒定律和传输原理，建立了纤维／二元合金复合材料的凝固模型。利用所建立的模型，对Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｃｕ复合材料的凝固过程进行了数据模拟，研究了复合材料固时溶质传输和分 及其对纤维／基体界面的影响。模拟结果与实验结果吻合较好。     

凝固条件对半固态合金组织影响的研究

对不同温度下的半固态ZA9合金凝固过程中的传热和流动行为进行模拟,测量出合金在不同工艺下的温度场分布,获取不同温度场下的金相图,并计算出其对应温度下的凝固率和晶粒的形状特征尺度。结果表明:温差较大的晶粒成型速度较快,合金的传热性较高;对合金采用机械振动和机械搅拌后,枝晶碎断,使晶粒大大细化,半固态合金内部的温度场分布趋于均匀,从而改善合金组织性能。     

宏观偏析“黑斑”形成的Rayleigh判据及应用

对合金宏观偏析(黑斑)研究中出现的各种形式的Rayleigh判据及其应用进行了总结。讨论了各种判据产生的条件及使用范围。根据Flemings的宏观偏析理论建立了一种考虑凝固界面倾角效应的黑斑通用判据,并讨论了该判据在特殊条件下的表达式,找出了它与其它判据的联系。利用垂直向上和水平定向凝固方法试验检验了这些判据的正确性。发现Worster提出的判据和Flemings的宏观偏析理论是一致的。凝固速率对黑斑形成的影响大于温度梯度的影响,考虑凝固界面倾角的判据能更好的预测黑斑的形成。     

振动对稀土Ce铝铜合金组织的影响

利用斜坡振动浇注工艺生产Al4.5Cu4Ce合金,研究浇注温度、冷却方式和振动电压3个参数对合金凝固组织的影响。实验表明,这些参数对合金晶体形核和晶体的生长方式产生重要影响。700℃温度斜坡振动铜模水冷浇注的Al4.5Cu4Ce合金组织为均匀、细小的近球状非枝晶组织,晶粒平均直径为38.3μm,晶粒平均圆度为2.31。     

超声冲击改善焊接接头疲劳性能的研究进展

概述了超声冲击对焊接接头疲劳性能影响的国内外研究进展。超声冲击处理可以减小焊趾处的应力集中,改善焊接残余应力,细化晶粒,提高焊接接头的疲劳性能等。采用超声冲击方法提高焊接接头的疲劳性能具有重要的研究意义。此外,分析了目前超声冲击对焊接接头疲劳性能和疲劳寿命影响研究的不足之处以及今后的研究趋势。     

超声冲击改善焊接接头疲劳性能的研究进展

概述了超声冲击对焊接接头疲劳性能影响的国内外研究进展。超声冲击处理可以减小焊趾处的应力集中,改善焊接残余应力,细化晶粒,提高焊接接头的疲劳性能等。采用超声冲击方法提高焊接接头的疲劳性能具有重要的研究意义。此外,分析了目前超声冲击对焊接接头疲劳性能和疲劳寿命影响研究的不足之处以及今后的研究趋势。     

纤维/二元合金复合材料凝固过程的数植模拟

:根据合金凝固过程中的守恒定律和传输原理,建立了纤维二元合金复合材料的凝固模型。利用所建立的模型,对Al2O3AlCu复合材料的凝固过程进行了数据模拟,研究了复合材料凝固时溶质传输和分布及其对纤维基体界面的影响。模拟结果与实验结果吻合较好。     

稀土Sc和高强超声振动对A380合金的作用及机理

在A380合金中添加质量分数为0~0.5%的稀土Sc进行高强超声振动,研究Sc及高强超声振动对A380合金显微组织和力学性能的影响及作用机理。结果表明:加入Sc及高强超声振动可以使A380合金显微组织中的初生α相明显细化,由粗大的树枝晶变为细小、无定向的枝晶,并且形态变为圆整;Sc质量分数为0.3%时,对α相的细化效果最佳,Sc与高强超声振动还使A380合金显微组织中的共晶Si和Al3Fe Si2相尺寸显著减小,由粗大的针片状变为蠕虫状和点状;Sc质量分数为0.3%的A380合金铸造状态下的抗拉强度、伸长率、硬度分别为299 MPa、3.68%、104BHN,高强超声振动作用下则分别为314 MPa、3.7%、109BHN,此时,单位面积晶粒数量最多。     

爆炸加载制备纳米晶铜实验研究

采用爆炸动态加载使粗晶铜发生高应变率塑性大变形的方法制备出了纳米晶铜。分析了冲击飞板动能对铜的应变、晶粒细化程度的影响,初步讨论了爆炸加载下纳米晶铜的晶粒细化机制。结果表明:采用爆炸加载法可制备出纳米晶铜,晶粒度范围为26.1~31.4 nm;冲击动能和试验应变的增大更有利于晶粒细化;位错和孪生是晶粒得以细化的主要机制。     

深孔数控变径超声椭圆振动镗削加工方法研究

深孔镗削采用超声椭圆振动技术具有大幅降低切削力、抑制颤振和提高工件加工精度的优势。为充分发挥超声椭圆振动切削和数控加工优势,在研究固-固界面传振理论基础上,针对长径比大于20 的复杂内腔深孔件的加工难题,提出了一种新型数控变径超声椭圆双刃镗削加工方法,通过切削对比实验验证了超声变径双刃数控镗削比普通镗削更具有提高加工精度、表面质量、抑制颤振的优势。与普通切削相比,在相同加工参数下,加工孔直径16 mm,长径比23颐1,单边落差0. 5 mm 的深孔内腔轴类零件,超声镗削可达到表面粗糙度Ra 为0. 65 μm,表面质量和加工精度满足设计要求。数控变径超声椭圆振动镗削加工方法为深孔复杂内腔加工提供了一条有效途径。     

主轴承刚度对曲轴振动特性影响的研究

本文以 610 2型柴油机为例 ,应用模态实验的方法 ,分别对自由状态下和安装状态下的曲轴进行了模态频率特性实验 ;在实验验证的基础上 ,用有限元方法计算了曲轴在自由状态下扭转和纵向振动的固有频率 ,然后计算了不同边界条件下曲轴的扭转和纵振固有频率 .通过比较得出了主轴承刚度对曲轴扭转和纵向振动的影响情况     

铸件凝固组织模拟的研究进展

对铸件凝固组织形成的计算机模拟及利用各种数值计算方法所取得的模拟成果进行了评述 ,重点介绍了晶粒形核和生长的理论数学模型 ,同时分析和比较了这些数学模型所存在的问题 ,最后展望了铸件凝固组织模拟的发展方向。     

改性B 炸药凝固模拟验证

为验证ProCAST 在改性B 炸药凝固过程中所得模拟结果的准确性,对改性B 炸药凝固模拟进行验证。 建立热交换模型,设定改性B 炸药实验条件与模拟边界条件,采用ProCAST 软件对改性B 炸药的凝固过程进行数 值模拟,通过模拟其不同时刻的凝固状况,对比不同时刻在凝固界面的2 维曲线的拟合情况,验证了ProCAST 在模 拟改性B 炸药凝固的准确性。结果表明,ProCAST 程序能够准确模拟出改性B 炸药的凝固情况。     

超声冲击对6082铝合金MIG焊接接头表层组织的影响

对6082铝合金MIG焊接接头进行超声冲击试验,借助光学显微镜、透射电子显微镜研究超声冲击对6082铝合金表层组织的影响。结果表明:当冲击电流和时间分别为1.0 A/2 min、1.0 A/5 min、1.5 A/2 min、1.5 A/5 min时,表面塑性变形层厚度分别为35、45、40、60μm,冲击参数为1.0 A/2 min时硬化层没有明显的冲击缺陷,其余3种参数冲击层均出现不同程度的缺陷;4种冲击参数下表层晶粒均有一定程度的细化,冲击参数为1.5 A/5 min时,最小晶粒尺寸可达200 nm左右。     

快速凝固方法

凝固速度增大到一般铸件凝固速度的1000倍以上,可细化铸件晶粒和改善偏析状况;凝固速度增大10~6倍则可扩大固溶度,生成亚稳相,在一定的合金中可完全消除偏析和晶体,生成非晶合金。用气体、液体或固体表面激冷液滴或细金属流方法得到的快速凝固,可用来改善材料的强度、模量、抗腐蚀能力和磁性性能。     

超声冲击处理对P265GH厚板焊接残余应力的影响

为研究超声冲击(UIT)对P265GH钢厚板焊接接头残余应力的影响,制备50 mm厚对接焊试样,采用X射线衍射法(XRD)测试焊接接头经超声冲击前后的表层及沿深度残余应力分布。结果表明:经过超声冲击后,冲击区的表面拉伸焊态残余应力全部转变为压缩应力,其峰值达到熔敷金属的室温屈服强度;超声冲击对横向、纵向残余应力深度和幅值的结果基本一致,对冲击区外的原始残余应力影响不显著;超声冲击后的纵向压应力深度达到(1.9～2.5)mm,横向约为3.3 mm,且横向和纵向压缩应力峰值达到熔敷金属的屈服强度,在距表面约为0.8 mm处。