激光工艺参数对TiC增强钴基合金激光熔覆层组织及性能的影响

采用6 kW CO_2激光制备了含10%的TiC-钴基合金熔覆层,通过OM、SEM、EDS、XRD及显微硬度计,研究激光工艺参数对熔覆层显微组织、成分、物相及硬度变化的影响规律。结果表明,熔覆层主要由γ-Co、TiC/(Ti, W)C_(1-x)、Cr-Ni-Fe-C和少量的Cr_7C_3相组成,从基体表面到熔覆层表层,组织由细树枝晶→等轴枝晶→细树枝晶,TiC弥散分布于二次枝晶臂根部、顶端或一次枝晶臂上。随激光功率降低或扫描速率增加,熔覆层枝晶含量增加,枝晶间距呈现增大趋势,TiC含量显著增加,尺寸变小,分布更均匀,而TiC形貌从边缘平滑的近圆形向不规则多边形转变,TiC溶解再析出会抑制一次枝晶或二次枝晶生长。实验范围内,随激光功率降低或扫描速率增加,熔覆层表层硬度增加,最高硬度为1246.6 HV_(0.2),相对基体提升接近5倍。     

镁合金低压脉冲磁场晶粒细化

提出一种低压脉冲磁场合金晶粒细化技术,分析常规铸造和半连续铸造条件下,低压脉冲磁场对镁合金凝固组织的影响。结果表明:脉冲磁场对AZ31、AZ91D、AZ80、AM60、AS31和Mg-Gd-Y-Zr镁合金均有显著的细化效果。施加脉冲磁场后,初生α-Mg形态发生明显球化,由粗大、发达的枝晶变为细小的蔷薇状,且溶质偏析显著降低。采用商用ANSYS软件分析了电磁力、流场以及焦耳热对熔体的影响规律,从形核和生长角度分析了脉冲磁场下镁合金晶粒细化机制,依据界面稳定性理论提出了脉冲磁场下镁合金晶粒球化模型。     

Ba-Nd复合变质对Mg-3Si-4Zn铸造合金组织及性能的影响

研究了Ba-Nd复合变质对Mg-3Si-4Zn铸造合金组织及力学性能的影响,用OM、SEM、EDS、XRD等方法对微观结构进行了表征,通过硬度测试研究了材料的力学性能。结果表明,当单一变质剂Ba在Mg-3Si-4Zn合金中的添加量为1.2%（质量分数）时,变质效果最好。形成的BaMg₂Si₂相可以作为初生Mg₂Si的异质形核核心,使初生Mg₂Si细化。Ba-Nd复合变质是通过在Mg-3Si-4Zn-1.2Ba合金中加入变质剂Nd来完成的。通过Miedema模型和对吉布斯自由能的线性拟合,发现由于Nd和/或Ba原子能与Si原子形成更加稳定的化合物NdSi、NdSi₂、Ba₂Si、BaSi₂,防止Si原子在凝固的初始阶段与Mg原子结合,因此初生Mg₂Si的生长速度被抑制,微观结构中初生Mg₂Si相变小。当Nd含量为2.0%时,Ba-Nd复合变质效果最好,即初生Mg₂Si由平均面积约为 600 μm² 的树枝状变为平均边长约5 μm的近似方形的组织,共晶Mg₂Si由平均面积约444 μm² 的复杂粗大汉字状变为平均面积约89 μm²的简单汉字状组织。合金硬度由575.75 MPa提高到612.11 MPa,提高了6.31%。     

高炉冷却器传热分析

对高炉现行应用的铸铁冷却壁、铜冷却壁及厚壁钢管冷却器的温度场分布进行了计算与分析.     

基于曲率驱动机制的晶粒生长元胞自动机模型

结合晶粒生长的统计分忻理论和概率性转变觇则，建立了基于曲率驱动机制的晶粒正常生长的二维元胞自动模型，该模型的一个显著特点是晶粒生长速率和晶界曲率(1／RC-1／R)之间满足线性关系，而传统的元胞自动机模型则难以满足这种线性关系模拟结果比较全面地反映了等温条件下晶粒正常生长的各种现象：平均晶粒面积与时间的关系，晶粒尺寸、晶粒边数的分布规律及其时间不变性，晶粒边数与尺寸的关系，以及晶粒生长速率与晶粒尺寸和曲率的关系等．模拟结果与晶粒生长的动力学理论预测相符合。     

Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响

加入微量Sr(0.01%-0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg17Al12析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al4Sr相依附在枝晶间的β-Mg17Al12相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌.     

金属快速凝固的非平衡超急速传热模型

运用非Fourier传热理论建立了金属快速凝固过程中的非平衡传热理论模型，包括非Fourier方程的建立、传热与相变模拟，模拟计算表明：（1）在溅射激冷条件下，界面换热系数越大，界面冷却速度和移动速度也越高。在界面换热系数相同时，计算得到的界面冷却速度随着固－液界面高度的提高呈现先上升而后下降的变化趋势；计算得到的冷却速度值明显小于Fourier定律的计算值。（2）在激光加热条件下，计算的界面移动速度在凝固开始时先急剧增加，然后渐趋平稳，计算还表明，金属的过热及过冷度与其热物性相关。     

电磁驱动熔体流动与枝晶变形断裂模拟

建立了电磁离心凝固过程熔体动量传递、传热和传质耦合数学模型，模拟计算了熔体在不同感应强度下的流动速度。计算结果表明，熔体在电磁力的作用下产生与铸模转动方向相反的流动，流动速度呈周期性分布，并且在凝固前沿达到最大，随着磁感应强度的增加，熔体流动速度达到的最大值也愈大，使用有限元软件ANSYS，把熔体流动计算结果作为参数，计算了枝品的受力状态，通过计算表明，熔体流过枝晶会在枝晶周围产生很大的速度变化，流体对枝晶的冲刷可使枝晶产生机械折断，电磁搅拌通过增加断裂枝晶数量促进柱状晶-等轴晶转变。     

镁基多孔材料的研究现状与展望

介绍了镁基多孔材料的主要制备方法,包括熔模铸造法、触融压铸法、固/气共晶凝固法、真空发泡法、粉末冶金法、熔体直接发泡法、渗流铸造法.分析了现有研究的主要特点,并着重对熔体直接发泡法制备镁基多孔材料的工艺进行了讨论,给出了该种方法的原则工艺流程.     

激光熔凝过程中金属薄膜瞬态电阻的测量

采用瞬态电阻测量方法,对激光表面快速熔凝过程进行了实时跟踪,分析了激光器单脉冲能量、金属薄膜的预热温度等参数对测定结果的影响。结果表明;在快速熔凝过程中金属薄膜的电阻随过程时间呈凸峰状变化,在激光加热周期内,电阻随时间迅速增加,之后随时间的推移又逐渐减小,电阻的减小速度低于增加速度;随着激光功率密度增加,电阻曲线的峰值增大,升温及冷却速度相应增大;随着预热温度的提高,电阻峰值也相应增大,但是样品下表面的热导出率下降,冷却速度下降;当样品下表面的导热能力降低时,样品的电阻曲线峰值有所提高,而在冷却段电阻却明显变化缓慢。