深过冷铜镍合金微观组织演化规律研究

利用深过冷快速凝固技术使Cu65Ni35合金获得了不同的过冷度,最大过冷度达到284 K。对快速凝固组织拍摄金相图片,系统研究了Cu65Ni35合金微观组织形貌特征及其演化规律。结果表明,Cu65Ni35合金在大过冷度范围和小过冷度范围内均出现了晶粒细化现象。对具有典型晶粒细化特征的Cu65Ni35合金组织进行电子背散射衍射（EBSD）检测,发现大过冷度组织和小过冷度组织具有完全不同的晶粒取向,小过冷度下的组织发生晶粒细化是由枝晶重熔碎断致使的,而大过冷度下的组织发生晶粒细化却是由应力诱导再结晶完成的。     

充型过程流场数值模拟研究

对充型过程进行分析,确立了充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机数值模拟技术对充型阶段的流动过程进行了计算。在此基础上开发了流场模拟软件,并对铸件进行了模拟,结果证明所建立的数学模型及开发的程序是正确的。     

挤压铸造准晶增强AZ91D镁基复合材料组织与性能

为了改善AZ91D镁合金的性能,采用挤压铸造法制备了Mg-Zn-Y准晶中间合金增强AZ91D镁基复合材料,研究了准晶中间合金含量对复合材料组织和性能的影响。结果表明挤压铸造工艺可以有效细化晶粒,复合材料的显微组织主要由α-Mg基体、晶界上分布的β-Mg17Al12相以及Mg3Zn6Y准晶颗粒组成,准晶颗粒和α-Mg基体之间形成稳定结合。当准晶中间合金含量为5%时,抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为194.3MPa和9.2%。复合材料的强化机制为细晶强化和准晶颗粒强化。     

一种轮毂件充型凝固过程及组织缺陷预测研究

利用铸造模拟软件Easycast,采用重力铸造和低压铸造两种不同铸造工艺对铝合金轮毂进行充型、凝固模拟分析。通过模拟获得了两种工艺下的流动场和凝固场结果,对缺陷进行了预测分析,得到了轮毂件重力铸造与低压铸造方法优劣的差异,用实际证明了计算机模拟在铸件工艺优化过程中的优越性。     

晶体相场法模拟晶界预熔区液相熔池的演化

预熔是指晶体在低于熔点温度时,晶界处预先出现类似液体而块体仍为晶体状的现象。采用晶体相场法研究原子密度对晶界预熔的影响。结果表明:晶界处液相熔池的早期演化主要涉及4个形态特征:固-固状态→小液滴状态→较大的液相熔池→均质熔融层。通过对比不同平均原子密度下的微观结构和能量变化,表明平均原子密度对液相池的形态特征敏感。二维与三维模拟结果表明,平均原子密度的降低能抑制刃型位错聚集区域中原子的结晶相特征,这有助于液相熔池的形成。从热力学的角度验证平均原子密度与液相熔池宽度之间的关系,在一定程度上为后续施加高温应变提供前提条件。     

挤压铸造工艺参数对ZL101铝合金性能影响显著性分析

采用正交实验研究了浇注温度、压力、保压时间对抗拉强度、硬度、伸长率影响的显著性。结果表明,挤压铸造参数对力学性能影响的显著性依次为压力、浇注温度、保压时间。     

Mg2Si和MgCu2相电子结构、弹性性能第一性原理研究

本文通过第一性原理计算研究了MgCu2和Mg2Si相的结构稳定性、电子结构和弹性性能等.计算的结构参数与实验理论结果非常吻合.合金形成热和结合能计算结果表明,MgCu2具有较强的结构稳定性,Mg2Si具有较强的合金化能力.计算的剪切模量G、体模量B和杨氏模量E显示:MgCu2属于延性材料,Mg2Si属于脆性材料,Mg2Si的刚度较大.态密度(DOS)和Mulliken布居数的计算表明,Mg2Si离子键较强.     

316LN不锈钢低速率应变下的热变形行为

目前, 对316LN不锈钢在低速率应变下的热变形行为研究很少. 本文选用工业316LN不锈钢, 通过Gleeble-3800热模拟试验机进行了600-1 100 ℃温度下, 应变速率为3×10-3 s-1的热压缩试验, 得到了真应力-应变曲线. 通过分析真应力-应变曲线和试样的微观组织, 得到了如下结论: 1 000 ℃和稍高温度是适于低速率应变下316LN不锈钢加工的温度.     

Al-Cu-Fe-Cr准晶增强铝基复合材料的研究

采用常规铸造法制备了四元系Al-Cu-Fe-Cr准晶,利用XRD、SEM和TEM等分析手段,分析了准晶和其类似相的微观组织以及在热处理后的相转变。以ZL101合金为基体,Al-Cu-Fe-Cr准晶颗粒为增强体,通过机械搅拌的方法制备了Al-Cu-FeCr准晶/ZL101复合材料,分析复合材料的微观组织和成分,并研究其力学性能。结果表明:铸态准晶合金组织中含有Al65Cu20-Fe10Cr5相(I+d)、准晶I相、λ-Al3Fe相以及少量的η-AlCu和θ-Al2Cu相,经880℃×30min热处理水淬后,λ相消失,得到了高纯度的Al65Cu20Fe10Cr5相和准晶I相;复合材料中由于准晶和基体之间的相互扩散,使得准晶相失稳发生分解;随着准晶含量的增加,复合材料的抗拉强度增加,延伸率减小,但由于Cr元素的加入使针状的β-Fe相转变成汉字状或骨骼状的α-Fe相,对复合材料的延伸率有提升作用。     

铸件三维温度场数值模拟隐式差分法研究

以CASTSoft/CAE为基础 ,围绕软件的模拟精度、计算速度与内存管理三个方面 ,对铸件三维温度场数值模拟隐式差分法进行了理论探讨及程序开发 ,并将原显式差分法改为隐式差分法。经实例验证 ,改变后的模拟软件计算速度更快 ,同时保证了一定的模拟精度。