大型轧辊Cr5合金钢热压缩过程微观组织演变元胞自动机模拟

为研究大型轧辊Cr5合金钢在热变形时的微观组织演变规律,采用Gleeble-1500D热模拟试验机对Cr5合金钢在变形温度为900~1200℃、应变速率为0.005~5 s-1条件下进行了热压缩实验。基于热压缩实验得到的数据,建立了Cr5钢的动态再结晶元胞自动机(CA)模型,并开发了相应的CA程序。利用该CA程序计算得到的流变应力曲线与实验数据较为吻合,验证了Cr5合金钢动态再结晶CA模型的准确性。通过有限元软件FORGE模拟了Cr5钢的热压缩过程,并将采集到的宏观场量导入所建立的CA程序中,以变形温度为1125℃、应变速率为0.1 s-1为例,采用该CA程序模拟了压缩试样不同变形区域的微观组织演变行为。结果表明,Cr5钢在热压缩过程中产生了明显的变形不均匀性,大变形区发生了完全动态再结晶,平均晶粒尺寸达到30.16μm,自由变形区再结晶百分数达到64%,平均晶粒尺寸为40.24μm,难变形区还未达到再结晶临界应变,仍保有初始组织,仿真结果与实际金相照片吻合。     

Ti-3Al-2.5V钛合金管织构演变规律研究

各向异性是钛合金管的一种重要性能,宏观上通常用收缩应变比（CSR）进行描述,而在微观上则可以通过织构演变分析其变化规律。本文通过EBSD方法研究了Ti-3Al-2.5V管轴向拉伸过程中的织构演变,揭示了CSR与织构演变的内在联系。结果表明,随着轴向塑性应变的增加,钛合金管α相晶体的基轴从开始变形时的沿径向分布逐渐朝着周向方向偏转,然后稳定在与径向成45°左右的位置。另外,β相在轴向拉伸过程中也表现出了明显的择优取向。正是因为织构的变化导致了CSR先迅速减小,然后缓慢减小,最后趋于稳定的变化规律。考虑到α相密排六方晶胞的基轴取向在轴向上的分量,改进了简化的CSR- f （织构量化参数）模型。与实验结果的对比表明,改进模型与实验值符合得较好。     

TA18高强钛管数控弯曲成形截面扁化研究（英文）

截面扁化是管材弯曲成形过程中不可避免的物理现象,而严重的截面扁化会影响弯管件的合理装配,从而制约其广泛应用。本文建立了考虑收缩应变比和弹性模量变化的钛管数控弯曲成形有限元模型,研究了不同几何条件和不同工艺条件下TA18钛管的截面扁化行为。结果表明:同时考虑收缩应变比和弹性模量变化规律可使截面扁化量发生改变,对变化规律无显著影响。获得了合理的几何、工艺参数范围。为研究TA18钛管的成形预测与控制并最终实现精确成形提供了依据。     

金属粉末注射成形技术及其数值模拟

金属粉末注射成形技术可以大批量、低成本地制造高性能异形精密零部件,是当前先进制造技术领域研究的热点之一.本文概述了金属粉末注射成形的工艺,包括粉末制备、粘结剂选取、混料、注射以及后续的脱脂、烧结,介绍了金属粉末注射成形的发展过程、现状及新工艺,深入分析了金属粉末注射成形数值模拟,在此基础上展望了金属粉末注射成形的发展趋...     

异质金属层状复合板分层应力-应变关系研究

为了准确获得异质金属层状复合板的应力-应变关系,引入了结合区的影响,通过对热轧复合而成的钛-铝-不锈钢复合板进行显微硬度试验,获得了各异质层和结合区的硬度值并确定了结合区区域宽度,基于混合法则和显微硬度-应力关系提出了一种精确获得钛-铝-不锈钢复合板各异质层和结合区应力-应变关系的方法,通过单向拉伸试验数据结合理论分析获得了复合板各异质层和结合区的应力-应变关系曲线。结果表明:采用以上提出的方法可获得考虑结合区影响下各异质层和结合区的应力-应变关系,结合区材料的强化系数和应变硬化指数介于异质层之间。     

40CrMnMoA合金钢的动态再结晶临界应变模型

为了控制40CrMnMoA合金钢在热变形后的微观组织,研究了该合金钢的动态再结晶行为。采用Gleeble-1500D热-机械模拟压缩试验机在900～1200℃、0.005～5 s^-1条件下对40CrMnMoA合金钢进行了高温压缩试验,获得了该合金钢的应力应变曲线。基于试验数据,确定了该合金钢的Zener-Hollomon参数(Z参数)及变形激活能Q=325397.448 J/mol。结果表明：在低lnZ(<30)条件下40CrMnMoA合金钢的应力应变曲线有明显的下降趋势,lnZ越小,该特点越明显,是典型的动态再结晶型曲线。在高lnZ(>30)条件下40CrMnMoA合金钢的应力随着应变的增加不断上升,呈现出典型的动态回复特性。基于试验数据,计算了40CrMnMoA合金钢的加工硬化率θ,通过分析低ln Z条件下的θ-σ曲线,获得了40CrMnMoA合金钢的临界应变和峰值应变,建立了对应的动态再结晶临界应变模型为ε_c=0.0010988Z^0.19324。     

基于SPS工艺制备的W-25 mass%Cu复合材料的组织与性能

采用放电等离子烧结(SPS)制备了W-25 mass%Cu复合材料,研究了烧结温度(900、950、1000、1050℃)对W-25 mass%Cu复合材料微观组织和性能的影响规律,重点研究了其耐电弧烧蚀行为。结果表明：采用SPS工艺制备的W-25 mass%Cu复合材料的组织分布均匀;随着烧结温度的升高,复合材料的致密度、导电率和硬度呈现出先增加后减小的趋势。当烧结温度为1000℃时,W-25 mass%Cu复合材料的综合性能最佳,其致密度、导电率和硬度最高,分别为96.7%、42.86%IACS和205.5 HB;压缩强度和断裂应变取得最大值,分别是875 MPa和26%。W颗粒的动力学生长行为研究结果表明晶格扩散是W颗粒长大的主导机制。在电弧烧蚀过程中,随着烧结温度的升高,W-25 mass%Cu复合材料表面的侵蚀区域先变小后增大、烧蚀坑逐渐变浅、烧蚀坑直径变宽。与900℃烧结制备的W-25 mass%Cu复合材料相比,1000℃烧结制备的W-25 mass%Cu复合材料的烧蚀坑直径扩大了47.3%,烧蚀坑深度降低了50%。     

AZ63镁合金累积叠轧界面结合机制的研究

基于AZ63镁合金累积叠轧试验,比较了不同道次叠轧后的界面组织特征,利用扫描电镜观察断口形貌,分析了界面断裂特性,研究了界面结合机制。结果表明:AZ63镁合金经过350℃、5道次累积叠轧后,显微组织由细小等轴晶构成,先前结合面的质量在后续叠轧中逐渐得到改善;坯料与轧辊接触面因剪切作用聚集了大量孪晶组织,并在厚度方向上由表面到中心逐渐减少。拉伸断层主要发生在最后一道次叠轧变形的界面处,已形成良好结合的界面拉伸断口表现出与基体相同的韧窝形貌特征。界面结合机制为再结晶结合机制,通过界面处形核、再结晶、晶界连接实现界面结合。     

C194铜合金轧制冷塑性变形有限元模型的建立

以C194铜合金为研究对象,利用Gleeble-1500D热模拟试验机进行了室温单向拉伸实验,获得了应变速率分别为0.01,0.1,1和10 s^-1的应力-应变曲线,构建了C194铜合金室温本构方程,验证了本构方程的准确性。基于Deform-3D有限元数值模拟平台,建立了C194铜合金轧制冷塑性变形有限元模型,并在相同工艺条件下进行了轧制变形实验,结果表明:除第5道次模拟结果与实验的厚度相对误差值为11%之外,其余误差值均小于10%,验证了轧制冷塑性变形有限元模型的可靠性和精确性。为研究C194铜合金板带变形规律及工艺优化奠定了基础。