冷变形TB3合金二次时效后低周疲劳行为的研究

对于经过冷变形的固溶态Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金,透射电子显微镜(TEM)观察结果表明:其内部冷变形产生的高密度位错在常规时效后依然大量存在,这将导致合金材料力学性能的劣化。针对此问题,本实验研究了一种二次时效工艺,在常规时效基础上增加了短时间高温时效阶段。TEM观察结果表明,二次时效工艺处理后,合金内部位错密度大幅降低,与此同时时效析出的α片出现了变体选择效应。对经过冷变形及二次时效工艺处理后的TB3合金试样(SA试样)和未变形的常规峰值时效状态试样(FA试样)进行低周轴向拉压疲劳测试结果表明:在总应变幅低于0.01时,SA试样疲劳寿命稍高;总应变幅高于0.01时,FA试样疲劳寿命稍高。另外,对低周疲劳测试后的试样TEM观察结果表明:(1)位错滑移是该合金低周疲劳过程中的主要变形方式;(2)低周疲劳产生的位错条带结构在FA试样中较宽且不连续,而在SA试样中细小均匀。     

Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al合金的时效强化及其数值模拟（英文）

对Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金时效强化过程及时效强化机制进行了详细研究。对时效后经过塑性变形的TB3样品进行透射电子显微镜(TEM)观察发现:在早期时效样品中,位错可以绕过细小的α片;而在时效后期的样品中,α片尺寸长大且伴随着体积分数增大,β晶粒被粗大的α片分割成许多封闭的单元,变形过程中位错不能绕过这些粗大的α片而被限制在这些相对封闭的单元中。鉴于此,对早期时效(时效时间少于2h)的TB3合金,结合Orowan强化机制及强度混合定律建立了其时效强度模型,而对于时效后期(时效时间超过2h)试样,结合细晶强化理论及强度混合定律建立了时效强度模型。这些强度模型的计算结果与实测值吻合。     

基于小波有限元对注塑型腔内熔体的三维流动分析

分析了不可压缩、非等温、黏性非牛顿流体在型腔内的流动特点,应用小波有限元法准确地模拟出熔体型腔内充模流动模型,克服了传统有限元在工程奇异性问题求解中的不足。算例表明,数值计算结果与实验结果比较一致,该方法成功地模拟了注塑成形型腔内流体的流动过程的重要特征。     

拉深模激光毛化工艺参数实验研究

为改善拉深模摩擦和润滑条件,提高其使用寿命,提出使用激光毛化技术对其表面进行造型强化。通过实验对影响激光毛化效果的主要工艺参数进行研究,得到拉深模激光毛化的合适工艺参数范围,为拉深模激光毛化表面摩擦性能研究及毛化点尺寸优化奠定基础。     

拉深模激光毛化区域的研究

针对拉深件容易产生的起皱和拉裂缺陷进行分析,为提高板料的抗破裂性,讨论了利用激光毛化技术控制金属的流动,提高板料拉深成形性能.通过不同毛化区域对板料抗破裂性和模具使用寿命的影响进行分析,结合激光毛化表面摩擦磨损性能的试验研究,提出了拉深模激光毛化区域;同时,拉深模应对凸模进行毛化,以提高板料的拉深成形性能;若对凹模进行毛化,虽可提高模具使用寿命,但会降低板料的拉深成形性能.试验结果表明,对凸模进行毛化可增加拉深件危险断面的厚度,提高板料的拉深成形性能.     

Fe2O3在钛合金干滑动磨损及摩擦层形成中的作用

通过在Ti6Al4V合金滑动界面人工添加Fe_2O_3纳米颗粒及其与TiO_2、MoS_2的混合物,试图促进含Fe_2O_3摩擦层在室温下的快速形成;研究了Fe_2O_3、TiO_2、MoS_2在钛合金滑动过程中的作用,并探讨Fe_2O_3相对含量对钛合金磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:干滑动下的Ti6Al4V合金耐磨性较差,磨面添加的TiO_2进一步加速磨损,MoS_2一定程度上降低了磨损但并不显著,而Fe_2O_3完全抑制磨损但增大了摩擦系数。高载下,富TiO_2、MoS_2颗粒并不能形成摩擦层,反而聚集在磨面犁沟或者凹坑处,而富Fe_2O_3则容易形成致密的摩擦层覆盖于磨损表面,这证实了钛合金高温耐磨性的改善是由于Fe_2O_3的出现。混合MoS_2+80%(质量分数)Fe_2O_3形成的摩擦层,兼具MoS_2的润滑性和Fe_2O_3的承载能力,给Ti6Al4V合金带来最佳的摩擦磨损性能。     

Ti-2.5Cu合金应力时效析出行为及其力学性能研究

对固溶处理后的Ti-2.5Cu合金施加大约200 MPa弹性压应力,同时进行时效处理。TEM观察结果表明:Ti-2.5Cu合金时效处理析出了片状的Ti2Cu强化相粒子;在未施加压应力常规时效的试样中出现了3种Ti2Cu片的变体;而在应力时效处理后的试样里,一些晶粒中只出现2种或1种Ti2Cu片的变体,即弹性应力导致了时效析出Ti2Cu粒子的变体选择效应。拉伸试验结果表明,时效析出相变体选择效应导致了合金材料的强度降低和延伸率升高。     

利用声发射信号的特征分析对冲压模具的状态判别

根据冲压模具失效产生声发射信号的特点,确定失效信号的特征参数;以小波包分析技术提取模具信号的能量特征向量,把各频带内的能量与总能量之比为特征参数;再对各频带的特征参数进行遗传算法生成新的优化特征参数,以概率一致性原理为基础,通过模糊数学可能性理论得到特征参数的隶属度函数,进而对冲压模具的工作状态进行判定,实验证明,该方法能可靠地对模具进行状态的判别,具有很强的实用性。     

基于试验模态分析的圆锯片降低振动研究

金属圆锯片属于面积较大的薄板类零件,其在锯切加工过程中普遍存在着严重的振动问题。为提高圆锯片的锯切性能,降低其工作时的振动,在对圆锯片振动分析及其试验模态理论研究和试验分析的基础上,对比两种不同基体结构圆锯片的固有特性,分析其固有频率及振型的变化,推断基体上开减振孔对锯片整体性能,尤其是对圆锯片振动特性的的影响。试验证明,开减振孔锯片可有效降低圆锯片的振动,为圆锯片降低振动的结构设计及基体冲孔的优化设计提供理论指导。     

TB3合金应力时效后低周疲劳行为的研究

以Mg-Mn合金为基体材料,通过Y、Nd稀土元素合金化的方法,制备了新型Mg-Mn-RE挤压变形镁合金.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等实验设备,系统地研究了Mg-Mn-RE挤压镁合金的相组成、微观组织、常规性能;采用交流阻抗谱研究了Mg-Mn-RE挤压镁合金的腐蚀机理.铸态Mg-1Mn-2Y-1Nd合金的显微组织主要由平均晶粒尺寸为410～360 μm的α-Mg晶粒组成.随着Nd含量的增加,铸态Mg-1Mn-2Y-2Nd合金的显微组织明显细化并且包含了Mg12Nd相和Mg24Y5相.在热挤压过程中,与Mg-1Mn-2Y-1Nd合金相比,Mg-2Y-1Mn-2Nd合金中发生了明显的再结晶,再结晶晶粒尺寸变大,同时形成粗大的Mg12Nd相和细小的Mg24Y5相.电化学交流阻抗谱结果表明,Nd的加入使Mg-Mn系合金的抗腐蚀性能降低.