铜、铁、铜叠片热轧复合的数值模拟

利用ABAQUS有限元软件对Cu、Fe、Cu叠片进行了轧制复合热力耦合模拟。获得了轧制复合过程的应力一应变场和温度场变化,对热轧过程有了更清晰的认识;数值模拟与试验结果吻合良好,复合板各层厚度变化误差在5%左右,可对预测产品厚度,同时对工艺的制定提供理论指导。     

根部间隙对高强钢焊接接头组织和性能的影响

采用富氩混合气体保护焊对高强钢钢板进行焊接,研究了焊缝根部间隙对焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:焊缝区的显微组织主要为铁素体和珠光体;焊接接头抗拉强度随着焊缝根部间隙的增大先升高后降低,焊缝根部间隙为2 mm时焊接接头拉伸性能最好;焊缝断口微观表面布满了大小不一的韧窝,属于典型的韧性断裂。     

H13钢热变形行为的数学模型

 为建立H13钢模具失效分析的有限元模型,利用Gleeble1500热模拟试验机对该材料在20℃-650℃范围内的弹性模量进行了测量;对其在650-800℃温度范围,0.1-20s-1应变速率下的热压缩变形行为进行了研究。结果表明：弹性模量和流变应力随变形温度的升高而降低,而流变应力随应变速率的提高而增大。结合广义Hooke定理和利用Zener-Hollomon参数描述的双曲正弦函数,建立了 H13钢的热变形行为的数学模型。     

采用空心锭挤压BFe10-1-1铜合金管材的数值模拟

采用有限体积法,对BFe10-1-1铜合金空心锭经"镦粗-穿孔"挤压无缝管的变形过程进行了3D数值模拟分析,模拟结果与生产实际吻合良好.研究表明,穿孔变形过程中,空心锭内孔壁逐渐闭合,使氧化层进入管壁,是形成挤压管夹杂、分层等缺陷的主要原因;通过改进穿孔针前端结构,可以有效防止空心锭内孔壁氧化层进入管壁.     

模桥结构对铝型材分流挤压纵向焊缝焊合性能的影响

基于刚粘塑性理论,采用Deform-3D有限元软件,对铝型材分流挤压的焊合过程进行了数值模拟.分析了不同分流模模桥结构下焊合面上接触压力、流变应力和速度场的分布及其变化.模拟分析表明,随着模桥下端尺寸d的减小,焊合区域有效焊合路径L增长,静水压力升高,等效应力降低;利用Donati提出的K参数法来判断模桥结构对焊合质量的影响,表明,模桥下端尺寸d越小,分流的金属焊合效果越好.     

Effects of process parameters and die geometry on longitudinal welds quality in aluminum porthole die extrusion process

By using the rigid-visco-plasticity finite element method, the welding process of aluminum porthole die extrusion to form a tube was simulated based on Deform-3D software. The welding chamber height (H), back dimension of die leg (D), process velocity and initial billet temperature were used in FE simulations so as to determine the conditions in which better longitudinal welding quality can be obtained. According to K criterion, the local welding parameters such as welding pressure, effective stress and welding path length on the welding plane are linked to longitudinal welds quality. Simulation turns out that pressure-to-effective stress ratio (p/σ) and welding path length (L) are the key factors affecting the welding quality. Higher welding chamber best and sharper die leg give better welding quality. When H=10 mm and D=0.4 mm, the longitudinal welds have the best quality. Higher process velocity decreases welds quality. The proper velocity is 10 mm/s for this simulation. In a certain range, higher temperature is beneficial to the longitudinal welds. It is found that both 450 and 465 °C can satisfy the requirements of the longitudinal welds.     

硬质相对6061铝合金异型散热型材表面质量的影响

采用化学成分分析、金相分析、扫描电镜、力学性能测试、能谱分析及PoDFA杂质分析等技术对国产6061铝合金异型散热型材和进口同种优质6061铝型材进行对比分析.结果表明:国产型材的杂质总含量为0.195mm2/kg,明显高于进口型材的杂质总含量(0.016 mm2/kg),且其中存在较多的MgAl2O4尖晶石和MgO硬质杂质相,这些物相具有特殊的形态和较高的硬度,在加工过程中易划伤模具表面而降低型材的表面质量;国产6061铝型材中Mg和Si元素的含量均高于进口试样的,但由于形成了较多大块状、硬而脆的Fe2Si2Al9相,导致国产型材的强度虽稍高于进口型材的,但其伸长率却大幅度下降,也影响型材的表面质量.     

含Ni变形锌铝合金的耐蚀性能研究

为开发耐腐蚀的高强变形锌铝合金,采用极化曲线、阻抗谱、扫描电镜和能谱微区分析等方法,研究了Ni元素的添加对挤压态和稳定化热处理态ZAT10变形锌铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:挤压态ZAT10-xNi(x=0,0.3,0.5,0.7)在3.5%NaCl溶液中表现出明显的钝化现象,钝化后随着电极电位继续增加至失效电位,电流密度再次开始快速上升,合金电极处于过钝化状态,过钝化使合金表面出现局部溶解,造成点蚀。稳定化热处理可以减弱ZAT10-xNi合金的钝化现象,降低合金的腐蚀速率。与ZAT10、ZAT10-0.3Ni和ZAT10-0.7Ni相比,在3.5%NaCl溶液中挤压态、热处理态的ZAT10-0.5Ni均表现出最好的耐蚀性能。添加适量的Ni和稳定化热处理可以改变ZAT10合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀产物的形貌、分布,使其尺寸减小、分布更加均匀,但没有改变腐蚀产物的主要化学成分。     

热处理对CuFeNiCrAl多主元合金组织与力学性能的影响

采用非真空混杂熔炼方法对三类废金属进行重熔制备,获得一种CuFeNiCrAl多主元合金,研究了铸态以及退火态合金的组织结构与力学性能。结果表明:合金主要由bcc的α相和fcc的树枝状晶β相组成,多主元合金经热处理后,富Cr的α相尺寸减小且分布更为弥散,区域回熔的细小树枝状晶覆盖在整个合金上;退火后CuFeNiCrAl多主元合金塑性和强度得到提高,经800℃×10 h退火后抗拉强度由490.6 MPa提高到646.1 MPa,延伸率由5.0%提高到11.6%;拉伸试验应力应变曲线呈现异常的"下凹形";铸态断口属于脆性断口,800℃×10 h退火后属于韧性断口。     

基于DEFORM的6061铝合金FSW温度场及流场数值模拟

6061铝合金因其具有优良的可加工性、焊接工艺性、力学性能和耐腐蚀性,被广泛应用于工业结构中。通过应用DEFORM-3D软件构建6061无倾角FSW温度场和流场模型,并对焊接过程进行模拟,研究搅拌头在行走过程中温度场及流场的动态变化规律。结果表明,6061焊接试板上表面温度场近似圆形,最高温度出现在轴肩作用区且呈月牙状并向前进侧倾斜,温度场在板厚方向上呈盆状并向焊接方向倾斜,随着焊接速度逐渐提高,工作温度呈上升趋势。匙孔周围及轴肩作用区速度矢量大,轴肩作用区在焊接方向达到最大。速度矢量的分布呈漏斗状,在试件表面呈圆形分布,并向周围辐射。当焊接速度由低变高时,最大速度矢量也由小变大,轴肩下方金属的流动呈现从前进侧流向返回侧,并有流向搅拌针周围的趋势。