AZ31镁合金无缝管材冷轧成形过程研究

镁合金在室温下塑性较差,导致其在轧制过程中组织分布不均而引起应力差异,因此从镁合金材料特性角度出发,分析成形过程中力学特征及组织演变过程就显得至关重要。基于此,本研究通过实验建立AZ31镁合金分段本构模型,构建包含晶粒拓扑技术的元胞自动机模型。借助二次开发技术,将上述本构模型、元胞自动机与有限元软件结合起来进行仿真,获得包含应力、应变、晶粒大小和分布规律等预测结果,对控制皮尔格轧制AZ31镁合金成形工艺以实现对成形和性能的协调控制具有一定意义,并通过实验对模拟结果进行验证。     

热轧平三角-圆三角孔型的数学模型及有限元分析

在三辊轧制工艺孔型设计中变形区的精确数学模型是非常重要的.借助于数学解析法,提出了平-圆三角孔型系统变形区分析模型,包括接触弧长、接触宽度、接触面积、压下量,轧后轧件尺寸参数.用弹塑性有限元方法模拟了8道次平-圆三角孔型系统连轧过程.模拟结果和数学模型所计算的变形区参数误差小于10％,可以说,推导的数学模型计算较准确,可以应用于实际孔型设计中.     

Analysis of Mechanical Parameters during Hot Continuous Rolling Process of Titanium Alloy TC11 Rod

将Ф25 mm 的 TC11 钛合金棒材在四机架 Y 型轧机上连轧至Ф17 mm,孔型系统选为平三角-圆-平三角-圆。试验测试了轧件入口温度为 950 ℃时在四机架连轧过程中的温降,以及轧件温度为 750, 850, 950, 1050 ℃时不同压下量对应的轧制力、轧制力矩值;分析了轧件在不同孔型中轧制时的变形区几何形状;修正了轧制力数学模型;计算值与试验值偏差较小。因此,该数学模型计算的轧制力可以为 Y 型三辊轧制钛合金棒材提供理论研究和工程实践基础。     

冷速对热连轧钛合金棒材残余应力的影响

采用ABAQUS有限元分析软件,在钛合金棒材八道次连轧的基础上,对轧后轧件冷却过程进行热力耦合分析,研究了冷却速率对轧后棒材应力的影响。结果表明,自然水冷和强制水冷时,随着温度变化有较大残余应力产生。自然空冷和强制空冷时,残余应力随温度变化缓慢上升,尤其以自然空冷时应力上升幅度最小,棒材表面应力大约136 MPa,中心应力大约35 MPa。钛合金棒材冷却时最好采用空冷或更慢冷的方式,以降低残余应力。     

铸态Ti-25V-15Cr-0.3Si钛合金静态再结晶过程中的二次相析出位置及显微组织演变（英文）

利用热压缩和热处理实验研究铸态Ti-25V-15Cr-0.3Si钛合金的显微组织演变和二次相析出位置。研究在不同热处理温度和时间下晶粒的平均长宽比、平均面积和尺寸,分析变形量和退火参数对晶粒面积和尺寸的影响。结果表明,晶粒尺寸受变形量和退火时间影响显著,在950°C、变形量为30%、当退火时间从10 min增加至2 h时,晶粒明显长大;而当退火时间为2~4 h时,晶粒长大缓慢。此外,还观察到大量弥散质点以连续的链状存在,显微组织观察和TEM衍射花样分析证实沿着原始晶界析出的弥散质点为Ti_5Si_3相。     

焊管冷弯回弹曲线方程构建及工艺优化

目的 研究316L奥氏体不锈钢板材JCOE弯曲卸载回弹和应力分布特征,对预弯曲量实施相应补偿,以提高弯曲成形精度。方法 基于弹塑性变形理论,利用有限元模拟研究各关键成形参数对板材弯曲卸载回弹的影响规律,将影响指标线性/非线性拟合叠加,构建回弹曲线方程。结果 板料回弹量与上模下压量、下模开口量呈线性关系,与上模下行速度、摩擦因数呈指数关系。结论 优化后的最佳冷弯成形工艺参数如下:上模下压量为12 mm,下模开口量为150 mm,上模下行速度为4 mm/s,摩擦因数为0.15。对于径壁比值≤10的板料成形,理论计算得到的弯曲回弹量与实测平均值吻合较好,构建的模型可以为实际生产奠定理论基础。     

基于多物理场耦合的Q345钢应力腐蚀行为研究

海上风力机组的支撑结构和相应的变压器平台极易受到腐蚀,腐蚀缺陷会导致应力集中,从而严重影响风机设备的使用寿命。以Q345钢为研究对象,采用COMSOL多物理场仿真软件建立一种Q345钢表面腐蚀缺陷生长预测的有限元模型,模拟研究海洋环境中Q345钢的应力腐蚀行为。通过电化学腐蚀试验得出Q345钢的Tafel关系,应用多物理场耦合计算应力对腐蚀缺陷处电化学腐蚀的影响,结合Faraday定律开展腐蚀缺陷的生长预测。结果表明：随着拉伸应变和缺陷深度的增加,缺陷处的应力也随着增加,加速了缺陷处的失效;当应力在缺陷处引起塑性变形时,局部腐蚀活性显著增强;在缺陷处的力学和电化学效应改变了缺陷中心的应力分布,增强了缺陷中心腐蚀速率。     

不同淬火温度下NM500/Q345复合板耐磨层的摩擦磨损性能研究

耐磨钢/碳钢复合板不仅具有高强耐磨的双重性能优势,还可以降低能耗及生产成本.针对不同淬火工艺研究该复合板耐磨层NM500的耐磨性,对NM500/Q345复合板进行不同淬火温度下的干滑动摩擦磨损试验.借助显微硬度计测量试样表面的硬度,利用扫描电子显微镜(SEM)、白光干涉三维表面轮廓仪等分析该复合板耐磨层NM500的金相组织、磨痕的宏/微观形貌以及磨损机理.研究结果表明,当淬火温度为860～920℃时,淬火前后的硬度差别很大,淬火后的试样相比淬火前的试样硬度有很大的提高,随温度的上升先增加再降低,在温度为880℃时达到最高;摩擦因数曲线完全符合标准的干滑动摩擦磨损曲线,先快速上升然后有一定程度下降,最后趋于平稳;淬火后的磨损体积相比于淬火前会有很大程度减小,在淬火温度为860℃时,磨损量最少,耐磨性最好.     

基于孔型形状系数的双相不锈钢棒材宽展模型研究

目的 针对2209双相不锈钢棒材在开坯轧制阶段宽展计算精度不高、孔型设计不合理、容易产生“折叠”“耳子”等表面缺陷的问题，建立一种基于“椭圆”孔型形状系数的宽展模型，提高产品尺寸精度。方法 建立11道次2209双相不锈钢开坯轧制有限元模型，研究轧件温度分布及“椭圆”孔型不同形状系数对轧件宽展的影响，修正传统С.И.古布金计算模型，并与实测数据进行对比，验证修正后模型的可靠性。结果 模拟轧制过程中，轧件温度变化趋势与实测值基本相同，11道次后温降为91.87 ℃，且在孔型突变阶段降幅较大。通过轧件每道次尺寸数据对比得出，С.И.古布金模型宽展计算偏差较大，在第8道次椭圆孔型偏差最大。不同形状系数的椭圆孔型分别模拟轧制后，发现形状系数为2时，椭圆孔型充满度为93.94%，下一道圆孔型充满度为98.92%，此时轧出的产品尺寸精度高。修正后的宽展模型与实测值进行对比，计算精度高于95%。结论 构建的形状系数修正宽展模型提高了轧制宽展计算精度，可用于指导双相不锈钢开坯轧制孔型设计及优化。     

变形温度对不锈钢复合近界面特征和协调变形的影响

为适应混凝土结构以提高建筑物长寿命要求，迫切需要制备一种具有耐蚀性、耐候性的建筑用材。不锈钢/碳钢复合材料完全满足复杂腐蚀环境的苛刻要求，还可以有效降低经济成本。本文基于Gleeble-3800热模拟机对不锈钢/碳钢复合材料进行高温压缩实验，研究温度950～1 150℃,应变速率0.1 s^-1、1 s^-1条件下近界面微观组织演变规律、近界面孔洞及过渡层特征；基于电子背散射衍射技术(EBSD),对不同温度和应变速率条件下的双金属变形协调性进行了研究。结果表明，当应变速率为1 s^-1,温度为1 100℃,近界面不锈钢侧和碳钢侧晶粒计算平均尺寸分别为11.38μm和13.54μm,再结晶晶粒体积分数分别为31.2%和39.3%;界面两侧晶粒发生动态再结晶比例相当，协调变形最佳。