一、细小冲头的工艺改进(论文文献综述)
许兵[1](2021)在《喷射成形7034铝合金往复挤压及热处理工艺研究》文中研究指明Al-Zn-Mg-Cu等超高强铝合金密度低且比强度高,韧性和扩散性能良好,加之优异的抗疲劳性能等特点,目前已广泛应用在核工业以及国防军工等领域。由于航空航天飞行器等正朝着安全系数高、结构重量系数低、高速长寿和节约成本等方向发展,对超高强铝合金等结构材料提出了更高的要求。本文以喷射成形7034铝合金为研究对象,旨在通过往复挤压工艺并匹配合理的热处理工艺,以期达到改善显微组织和提高力学性能的目的。本文采用有限元模拟的方法研究了往复挤压不同变形参数下Al-Zn-Mg-Cu合金的变形规律,探索合理的变形参数区间。结合Al-Zn-Mg-Cu合金的有限元模拟优化结果,对喷射成形7034铝合金开展不同道次往复挤压实验,采用金相显微镜观察(OM)、X射线衍射分析(XRD)、硬度和室温拉伸等分析测试手段,对不同变形条件下喷射成形7034合金的微观组织和力学性能进行研究。有限元模拟结果表明:单道次往复挤压过程的等效应变分布存在明显的几何对称性,不同位置区域等效应变差异较大。对多道次往复挤压试样纵截面不同区域的等效应变均匀性分析可得,随着变形道次的增加,试样边缘的应变量与中间区域的应变量差异逐渐缩小,其中径向中心区域的等效应变变异系数最低,变形的均匀性最好。最适宜的变形参数为:挤压比4,上冲头下压速度0.5 mm/s,变形温度为350℃。显微组织表征结果表明:往复挤压变形对喷射成形7034铝合金具有明显的晶粒细化作用。一道次往复挤压变形后试样横截面的晶粒大小分布不均匀,试样的边缘变形量大,组织晶粒细小;心部变形量小,组织晶粒粗大。随着变形道次的增加,心部的粗大晶粒数量逐渐较少,心部到边缘的晶粒尺寸差减少,心部到边缘的组织均匀性得到一定改善。往复挤压变形后微观应变量大幅增加,随着道次增加微观应变量增幅逐渐减小,位错密度先增大后略有减小。显微硬度和拉伸实验结果表明:随着往复挤压道次的增加,平均显微硬度值和抗拉强度值先增加再降低,延伸率先降低后增加。在变形过程中,7034铝合金同时发生动态再结晶和动态回复过程,3道次变形时,由于其动态回复过程占据主导地位,导致其位错密度下降,强度和硬度降低。与未热处理的变形试样相比,经过热处理后试样的硬度、抗拉强度和屈服强度明显增高。2道次往复挤压变形试样经过单级固溶+单级时效处理后抗拉强度值最大,为835 MPa,延伸率为2.8%。
盛杰[2](2021)在《低活化钢挤扭镦变形析出相及对强塑性影响》文中提出低活化铁素体/马氏体(Reduced Activation Ferritic-Martensitic,RAFM)钢具有高热导率、较低的热膨胀系数、较好的抗辐照能力和优异的机械性能等特点,加之较为成熟的工业制备基础,是核聚变反应堆包层的候选结构材料之一。本文采用有限元数值模拟和不同温度条件下的闭塞式变截面挤扭镦工艺对其进行研究。采用有限元模拟研究挤压比、扭转角、扭转通道高度、不同背压力等不同工艺参数对低活化钢变形的影响。采用金相显微镜观察(OM)、X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜观察(TEM)等分析测试手段,对不同变形条件下低活化钢显微组织以及第二相的演化情况进行研究,并结合理论知识,对其演变机理进行分析讨论。最后结合材料变形前后的力学性能变化,计算了不同强化机制对低活化钢屈服强度的贡献。有限元模拟结果表明:不同挤压比和扭转角对金属累积应变影响较为明显。挤压比、扭转通道高度和扭转角对成形载荷影响较为明显。载荷变化规律一致,始终分为初段增加、中段平缓、中段激增和尾端平缓四个阶段。挤压比、扭转通道高度、扭转角和背压力对金属纵截面梯度式应变分布影响较大,整体上随着挤压比的增加、扭转通道高度增加、扭转角增加和背压力增加,整体应变累积增加且梯度式应变分布更加明显。显微组织结果表明:挤扭镦变形后,低活化马氏体钢中沉淀相主要有Cr23C6和Ta C,其含量随着温度的增加,呈现降低的趋势。经过热处理后组织中M23C6和MX相平均直径分别为109nm和22nm,体积分数分别为2.51%和0.48%。在不同温度条件下变形显着降低了M23C6相的平均直径,600℃、670℃和740℃条件下变形后M23C6相平均直径分别为55nm、60nm和70nm,对应的体积分数为2.7%、2.69%和2.0%。MX相尺寸降低幅度较小,600℃、670℃和740℃条件下变形后MX相平均直径分别为13.64nm、13.96nm和19.15nm,对应的体积分数为0.5%、0.3%和0.32%。硬度和拉伸实验结果表明:挤扭镦变形可以显着提高低活化钢的力学性能。显微硬度和屈服强度随着变形温度的增大呈现减小的趋势,600℃变形后,试样显微硬度达322HV,屈服强度为966.4MPa,较热处理试样提升幅度达到46.36%和82.34%。此外,通过对变形前后材料的强化机制进行讨论分析表明,细晶强化、析出强化和位错强化是低活化钢挤扭镦变形过程中的主要强化机制。
周涛[3](2021)在《基于ProCAST的铝合金凸轮轴盖压铸模具结构及工艺优化》文中提出近年来,节能环保成了广泛关注的话题。铝合金压铸这一汽车轻量化技术可实现汽车工业的低碳模式发展。为探究大中型复杂压铸模具设计的先进设计路线,本课题基于数值模拟技术、p-Q2图技术和响应曲面实验设计,研究铝合金凸轮轴盖压铸模具设计及工艺优化,具体研究内容为;首先,通过传统理论设计完成浇注系统、排溢系统的设计及压铸机的选用;基于p-Q2图技术,优化内浇口截面积为467.6mm2,所设计的模具与所选用压铸机的配合性能达到最优。然后,为了验证设计的浇注系统的合理性,利用ProCAST进行数值模拟仿真。根据仿真结果改进浇注系统,最终确定了将初始方案左侧两浇道合并的五浇道的改进浇注系统,改善了金属液的流动状态和凝固过程孤立液相区的补缩状况,缩孔体积减少了 73.8%。随后,为了初步分析理论设计模具结构温度场分布的影响,进行了压铸循环模拟,获得了热平衡后的模具温度场分布。再根据温度场分布,设计了两种理论上可行的冷却方案,最终选择了冷却效果更理想的带点水冷的水道方案。为了获得最压铸工艺的最佳工艺参数组合,设计了响应曲面实验,建立了浇铸温度、模具预热温度、压射速度与缩松缩孔体积、凝固时间的响应曲面。对凝固时间而言,压铸工艺参数对其影响程度由大到小依次为:模具预热温度、浇注温度、压射速度;对缩孔体积而言,压铸工艺参数对其影响程度由大到小依次为:模具预热温度、浇注温度、压射速度;综合铸件质量与凝固时间,确定最终压铸工艺的最优参数为浇注温度610℃、模具预热温度200℃、压射速度1.30m/s。最后采用优化后的工艺参数进行压铸生产实验,并对压铸件进行检测分析。通过对比X光探伤结果和缩孔数值模拟结果,发现数值模拟的缩孔结果与探伤检测结果基本吻合;通过光学和扫描电镜显微组织分析,发现铸件在薄壁区域的晶粒细小,在铸件的厚壁处有小范围的缩松及小气孔出现,薄壁位置的共晶硅相较厚壁位置的长条状更为细小;背散射衍射结果显示,薄壁位置的晶粒内取向差较小,故内应力更小;铸件显微硬度测试获得薄壁处平均硬度值103.6HV、厚壁处101.6HV。上述结果表明,本研究所设计模具结构及工艺参数合理,压铸件质量符合要求。
颜泽华[4](2020)在《高强耐热Mg-9Gd-3Nd-lZn-lSn-0.5Zr合金的制备及强化行为》文中研究说明稀土合金化作为镁合金强化的重要途径之一,近年来广受相关学者的关注。而铸态稀土镁合金(Mg-RE)晶粒尺寸过大、组织不均匀且力学性能较差,无法满足其在工业结构件上的应用,因此亟需在合金成分设计和成形加工技术方面有所突破。本研究以此为背景,设计并开发了一种新型的轻重稀土混合型多元稀土镁合金(Mg-Gd-Nd-Zn-Zr)。探讨了 Gd和Sn的含量与合金组织演变及力学性能之间的关系,明确了 Mg-9Gd-3Nd-1Zn-1Sn-0.5Zr(GNZ931K-1Sn)合金的变形工艺。此外,本文系统的研究了 GNZ931K-1Sn合金在不同热处理及塑性变形下合金组织与力学性能之间的关系,获得的研究结果如下:证实了 Gd可以细化Mg-3Nd-1Zn-0.5Zr合金微观组织及增强其力学性能的结论,揭示了 Gd 对 Mg-xGd-3Nd-1Zn-0.5Zr(x=0,1,5,9 wt.%)合金的强化机制主要是由于Gd加入后促使合金内部的Mg12Nd相被Mg5(Gd,Nd,Zn)相所取代所引起的。Mg5(Gd,Nd,Zn)相合金内起到阻碍晶粒长大的作用,促使合金强度提高。此外,Sn加入到Mg-9Gd-3Nd-1Zn-0.5Zr合金中能够形成一种高熔点的Mg2(Sn,Nd)3Gd2相,此相可以一定程度地细化合金组织。对比加与不加1wt.%Sn 的 Mg-9Gd-3Nd-1Zn-0.5Zr 合金拉伸强度可知,Sn 对铸态 Mg-9Gd-3Nd-1Zn-0.5Zr合金的细晶强化与固溶强化效果提升不明显,但可以明显提升合金的时效强化效果。构建了 GNZ931K-1Sn合金的本构方程并绘制了此合金的热加工图,对热加工图分析得到了合金不易失稳的安全加工区在350℃/1s-1、395℃/0.001s-1和450℃/0.01s-1附近的结论。并在此基础上设计了挤压验证实验,证实了合金热加工图预测结果与实验结果相符的结论。此外,在DEFORM软件中执行了GNZ931K-1Sn合金挤压与轧制的数值模型计算。研究表明,合金在挤压与轧制的过程中其内部温度场、应力和应变等均存在着不均匀性,合金内部的应变值随着变形量的增大而逐渐增大。通过对成形过程分析,探究了 GNZ931K-1Sn合金在成形时各种场的变化规律,对合金挤压与轧制的参数进行了优化。分析得到GNZ931K-1Sn合金在带狭区的模具中挤压时其动态再结晶(DRX)主要集中在狭区,挤压有助于细化晶粒与促进共晶组织均匀的分布。对挤压态合金峰时效处理发现,合金在欠时效产生的β"相逐渐转变为椭球状的β’相。此外,合金内部LPSO相的数量明显增大,β相与LPSO相的相互作用促使合金达到最大强度。时效处理将挤压态合金的极限拉伸强度(UTS)和屈服强度(YS)分别由370MPa和292MPa提升至462MPa和392MPa,但延伸率(EL)由11.44%下降至4.19%。而过时效态合金内部球状β’相转变为较粗的β1相,同时LPSO相的数目也明显提高。β’相的形成和LPSO相的增加消耗了β’相里的稀土,造成了β’相数量降低,这使得合金强化效果较峰时效态降低。此外,时效处理后的GNZ931K-1Sn挤压棒在250℃以下均具有较高拉伸强度,而此合金250℃以上显着软化,可能是在接近此温度激活了镁合金新的滑移系或者是再结晶晶粒粗化造成的。GNZ931K-lSn合金经过不同压下量的轧制后,合金内部均产生了明显的孪晶。压下量为80%轧制态合金的UTS、YS和EL分别为349MPa、303MPa和6.68%。峰时效态处理轧制态合金中β’相数目较多,其UTS和YS分别增加到431MPa和372MPa,但其塑性降低到3.11%。而过时效态合金的晶内出现了少量垂直于β’相的LPSO相,此时峰时效态合金中产生的β’相变为板状,其尺寸变大但数量减少,使得合金性能降低。峰时效处理后的轧制板材在250℃以下具有优越的高温拉伸性能,但是此合金在300℃时其强度大幅度下降,但其延伸率明显增加。
侯湘武[5](2020)在《固相再生Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织性能及旋转挤压变形规律研究》文中认为镁合金作为轻量化金属结构材料,具有密度小、比强度大、阻尼减震性能、切削加工性能和电磁屏蔽性能良好等一系列优势,广泛应用于航空航天、汽车工业、电子通信等领域。添加Gd、Y等稀土元素可以使镁合金的组织性能极大改善。随着镁合金产品的大量使用,其在加工生产过程中的浪费也剧烈增加。因此,实现镁合金废料的固相再生,可促使节能减排,有利于镁合金工业的可持续发展。往复镦挤和旋转挤压是大塑性变形工艺,可以细化晶粒和均匀组织,进而提高镁合金材料的力学性能。本课题首先将通过热压烧结和放电等离子烧结对铸态Mg-7Gd-4Y-2Zn-0.4Zr合金碎屑进行固相再生实验,对铸态、热压烧结态和放电等离子烧结态合金进行显微组织和力学性能研究。随后通过有限元模拟研究不同参数下再生稀土镁合金旋转挤压成形的变形规律,并确定合理的工艺参数。最后通过有限元模拟研究往复镦挤成形预制坯料工艺,以增加旋挤件的累计变形量,提高变形均匀性,为固相再生稀土镁合金往复镦挤及旋转挤压成形的研究提供工艺参考。对稀土镁合金碎屑开展不同烧结温度参数下的热压烧结实验和最优参数下的放电等离子烧结实验。随后对铸态及固相再生稀土镁合金进行显微组织分析和力学性能测试。结果显示热压烧结再生合金中,采用热压烧结温度为400℃的再生合金显微组织和力学性能较好,动态再结晶较完全,晶粒得到细化。放电等离子烧结再生合金的组织性能在铸态及再生态合金中最好,其抗压强度为479.4MPa,极限压缩应变为21.7%。通过有限元模拟再生稀土镁合金旋转挤压成形过程,研究旋转挤压温度、凹模旋转速度、冲头运动速度参数对旋挤件温度分布、应力应变分布、模具载荷扭矩的影响规律,并进行动态再结晶晶粒度分析,为固相再生稀土镁合金旋转挤压成形的研究提供工艺参考。确定固相再生稀土镁合金旋转挤压成形工艺的合适参数为:旋转挤压温度为400℃、凹模旋转速度为1.57rad/s、冲头运动速度为1.0mm/s。通过有限元模拟再生稀土镁合金往复镦挤预制坯旋转挤压成形过程,研究往复镦挤道次数对往复镦挤预制坯料及旋挤件温度分布、等效应力应变分布、模具载荷的影响规律,为固相再生稀土镁合金往复镦挤预制坯旋转挤压成形的研究提供工艺参考。结果显示往复镦挤预制坯料及旋挤件等效应变随着往复镦挤道次数的增加而增大,四道次相比于三道次差别不大。因此选择往复镦挤道次数为3,不但能达到理想的增加累计应变量效果,提高了旋挤件的变形均匀性,还能节省人力物力,经济效益高。
刘永旺[6](2020)在《ZL205A合金变型腔液态模锻组织性能调控的研究》文中研究说明ZL205A合金因其优异的力学性能表现被广泛应用于工业生产的各个领域,但是其结晶区间高达100?C左右,容易在凝固结晶时带来热裂、缩孔、疏松疏空等问题,大大限制了其应用空间。液态模锻结合微合金化成分改性一体制坯通过提高过冷度和变质强化可很大程度上消除铸造缺陷,为实际生产提供思路。常规液态模锻工艺成形后,制件仅发生少量塑性变形,其不能满足实际生产要求。为了进一步提升成分改性后ZL205A合金坯料的性能,采用了变型腔液态模锻工艺,合金在压力下凝固结晶,一段时间后施加更大压力使其产生大塑性变形,不仅可以更好的成形制件,且能够提高坯料性能。针对排气和消除缺陷设计和制造了合金坯料制备模具,基于塑性变形原理设计并制造了变型腔液态模锻成形模具。确定了ZL205A合金的熔炼工艺窗口,采取熔料、改性、除杂、保温、浇注、保压一体化流程制备成分改性后的ZL205A合金和变型腔制件。利用金相显微镜和扫描电镜研究了Zr、Sc含量对ZL205A合金组织的影响。ZL205A铝合金在加入Sc元素的基础上加入适量的Zr元素后,坯料凝固结晶时生成的Al3(Sc,Zr)复合粒子组织性能调控作用较Al3Sc粒子更优。适量的Zr、Sc元素可以细化晶粒、优化组织、提升合金综合力学性能。但是过量的Zr、Sc元素则会使得Al3(Sc,Zr)粒子发生聚集,令铝合金综合力学性能降低。发现含0.4%Sc元素和含0.15%Zr元素的ZL205A合金综合力学性能最佳,液锻态室温下延伸率达到了15.7%,抗拉强度可达到398.5MPa,150?C延伸率则达到了24.1%,抗拉强度达到了217.8MPa,T5热处理后150?C下延伸率略有下降,为15.8%,抗拉强度有所提高,达到了345.1MPa。介绍了变型腔液锻的原理及工艺,结合Pro CAST和Deform-3D数值软件模拟变型腔液态模锻的充型和形变过程,通过数值模拟计算结果设计模具和工艺参数。当750?C浇注铝液,模具预热250?C,浇注时间为7s时,铝液在模具中充型平稳,呈层状流动,不会引起冲刷夹杂等问题。当二次加压温度升高时,变形能力增强,载荷增加;当加载速度提升时塑性变形能力提高,载荷降低;对制件侧向施加压力后,冲头载荷增加了80%,应力应变也增加了50%左右,制件保持了三向压应力状态,晶粒也得到明显细化。
屈文英[7](2019)在《半固态浆料微观组织演变及多相流动机理数值模拟研究》文中提出汽车轻量化是当前节能环保,守护绿水青山的重要途经。铝合金汽车零部件在轻量化征程中起着举足轻重的作用,如何制备高品质铝合金零部件是当前制造业面临的新的挑战。19世纪70年代提出的半固态成形技术是介于液态和固态成形的新型成形工艺,其产品具有低成本高品质的优势,是汽车轻量化的首选技术。本研究主要针对半固态压铸工艺浆料制备组织不均匀及充型流动不稳定两个问题开展基础理论探索。本文采用以实验为基础和标杆,以数值模拟建模与应用为主的研究策略,开展了 357.0铝合金半固态浆料制备过程中晶粒形貌的演变机制和压铸充型时浆料的多相流动机制研究。首先根据半固态制浆的工艺特点,建立了耦合溶质场、温度场和速度场的相场-格子-玻尔兹曼微观组织模拟模型,基于该模型系统研究了特定范围内参数对晶粒形貌演变的影响机制,揭示了形成球状晶的关键控制因素。其次,针对半固态浆料流动过程中较为典型的固液分离现象建立了充分考虑相间作用的适用于半固态压铸充型模拟的多相流模型。基于该模型研究了工艺参数、型腔形状等对固液分离程度的影响机制,揭示了多相流动过程中宏观流动形态-微观运动行为之间的作用机理,阐明了颗粒在不同区域的流动倾向,解释了不同特征的固液分离现象。全文得到了如下的研究成果:(1)建立了适用于半固态浆料微观组织演变的相场-格子-玻尔兹曼模型(Phase-Field-Lattice-Boltzmann-Method,PF-LBM),准确模拟了不同参数对晶粒形貌的影响,并给出了研究区域内的溶质分布及速度场,对揭示晶粒形貌演变的内在控制机制提供定量的分析依据。(2)通过微观组织模拟研究得到了如下对工艺优化具有指导性作用的结论:生长空间越小越有利于球状晶的形成。局部晶粒稳定生长过冷度(2.3~16.3℃)越小,球状晶形成的几率越大。晶粒的球形度随稳态冷却速率(0.0162~1.62℃/s)的增大先增大后减小。溶质膨胀引起的自然对流(溶质膨胀系数βc=-4.0~7.3)能够使树枝晶的二次枝晶臂随着自然对流强度的加大而逐渐变细,但不是十分明显。强制对流(0.0001~0.2无量纲量)对低过冷度下生长的晶粒形貌影响程度较小,对高过冷度下的晶粒形貌影响程度十分显着,顺流侧的晶粒生长受到抑制,逆流侧得到促进。(3)依据半固态浆料的特有属性建立了适用于其流动过程多相流动模拟的模型,粘度模型-颗粒相间作用模型-颗粒液相间作用模型的子模型组合为(k-ε realizable)-(Syamlal-O’brien)-(Gidaspow)。(4)基于建立的多相流模型研究了不同参数对浆料流动过程中固液分离的影响机制。总体而言,充型速度越大,固体颗粒相的分布相对低速下比较均匀。随着颗粒尺寸(50 μm,100 μm和150μm)的增加流动前沿的固液分离程度先降低后增加。固液分离程度随着通道弧度的增加而加剧。(5)解释了在不同的区域内(边界层颗粒区和中心颗粒区)颗粒的流动行为,揭示了壁面处及流动前沿产生固液分离的机制。根据流体力学理论及半固态浆料流动过程中各参数对其固液分离的影响探究了相分离缺陷产生的内部机制,得出在浆料固相分数为0.5且颗粒尺寸为100 μm时控制浆料流动速度在一定临界值时20.799 m/s可保证较薄的固液分离层及较适宜的流动状态。(6)本研究为半固态压铸全流程多尺度数值模拟技术的研发丰富了两项内容:微观组织模拟和多相流动模拟,初步建立了两者之间的接口,并与前端材料计算和后续缺陷预测进行了初步的对接。
张翔[8](2019)在《基于SPD工艺的超细晶材料强韧化机理及摩擦学性能研究》文中研究表明近年来,超细晶材料(Ultrafine-grained materials,UFG)因其具有比传统粗晶材料更加优异的综合性能而受到国内外学者日益广泛的关注,成为金属结构材料领域的研究热点之一。等通道转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion,ECAE)作为最具代表性的一种大塑性变形技术(Severe Plastic Deformation,SPD),具有模具结构简单、变形前后不改变试样截面形状和尺寸、可实现多路径反复多道次变形等优点,被广泛应用于制备多种块体超细晶(包括亚微米晶和纳米晶)材料。然而,传统ECAE工艺存在单道次晶粒细化能力不强、试样应变分布不均匀、多道次变形工序繁琐、挤压成形效率不高等问题,在一定程度上限制了其工业化应用。本文以发掘材料性能潜力为出发点,基于“一次挤压,多种工艺,连续变形”的研究思路,突破传统ECAE全过程通道截面尺寸相等的思路,将“球形分流”和“膨胀挤压”结构引入ECAE,提出等通道球形转角挤压(Equal channel angular extrusion with spherical cavity,ECAE-SC)与等通道球形转角膨胀挤压(Equal channel angular expansion extrusion with spherical cavity,ECAEE-SC)两种集塑性剪切、膨胀和挤压等多种变形形式于一体的新型复合SPD工艺,旨在实现坯料单道次复合、连续、高效成形,进而有效细化材料微观组织,提升材料综合性能,这对于发展和创新轻质材料的制备加工技术具有重要意义。全文基于有限元数值模拟技术、金属塑性成形原理、摩擦学基本理论等知识,综合运用理论分析、数值模拟和实验研究三种技术手段,明确了新型SPD变形过程中材料的塑性流变特征与变形行为,探讨了材料微观组织、力学性能及摩擦学性能的演变规律,阐明了剧烈塑性变形诱导下材料的晶粒细化机制与强韧化机理,从根本上揭示了“变形工艺-微观组织-综合性能”三者之间的内在联系。采用Gleeble-3500热压缩模拟试验研究了6061铝合金高温流变行为,建立了包含Zenen-Hollomon参数的双曲正弦形式的修正Arrhenius方程。在自行设计的ECAE模具上完成6061铝合金4道次热挤压变形实验,并对变形试样进行了组织观察与性能测试。结果表明,单道次ECAE变形不均匀,材料内部晶粒破碎不充分;随着变形道次的增加,材料内部累积应变量增大,晶粒细化程度不断提高,抗拉强度和硬度值得到有效提升。4道次ECAE变形后,获得了细小、均匀的等轴超细晶组织,材料综合性能良好。基于传统ECAE工艺技术原理和数值模拟技术,建立了两种新型复合SPD工艺(ECAE-SC与ECAEE-SC)变形过程的刚粘塑性有限元模型,较为完整地揭示了复合剧烈塑性变形过程中材料的塑性流变特征以及挤压载荷、应力、应变等场量的分布及变化规律。同时,明确了复合SPD工艺变形过程中的关键技术因素,确定了合理的模具结构、工艺参数和成形方案。结果表明,新型复合SPD工艺在改善材料流动性、增大累积应变量、提高挤压效率与变形均匀性等方面均优于传统ECAE工艺。在此基础上,研制了不同变形形式的实验用复合SPD挤压模具。为了降低新型复合工艺的开发周期和设计成本,采用更易塑性变形的纯铝1060为实验材料,并以传统ECAE变形为对照组,顺利完成了ECAE-SC与ECAEE-SC两种复合SPD工艺室温单道次挤压变形实验,并对变形后的材料进行了组织观察与性能分析。结果表明,复合SPD工艺实现了坯料的连续、高效成形,变形金属流动性得到改善,可避免出现传统ECAE变形模具转角处的“死区”。单道次变形后,原始粗大的铸态晶粒受剪切作用发生破碎和细化,材料内部形成了细长的条带状剪切带,组织呈纤维状且分布较为均匀。与传统ECAE变形材料相比,ECAE-SC与ECAEE-SC变形后材料力学性能提升明显,显微硬度(58.7 HV与70.2 HV)与抗拉强度(131.2 MPa与165.5 MPa)得到显着改善,增幅分别为123.5%与135.8%。纳米压痕硬度测试结果与显微硬度测试结果相吻合。对新型复合SPD工艺变形材料的微观结构特征进行EBSD表征,获得了取向成像图、晶粒图、取向差分布图、晶粒尺寸分布图、极图和反极图等晶体学信息,并深入进行了TEM组织结构分析。结果表明,相比传统ECAE工艺,ECAE-SC与ECAEE-SC具有更加强烈的塑性剪切作用,材料晶粒细化与破碎程度更大。复合剧烈塑性变形过程中,织构的产生和消失是动态连续变化的,存在着“织构起伏”效应。单道次ECAE-SC变形组织为大、小角度晶界并存的混合组织,其塑性变形机制以位错滑移为主;而单道次ECAEE-SC变形组织主要为具有大角度晶界结构的细小晶粒,其塑性变形由位错滑移与连续动态再结晶两者共同驱动。采用机械剪切模型对新型复合SPD工艺成形过程进行力学解析,建立了累积应变量的理论计算模型,计算结果与数值模拟值相吻合,阐明了新型ECAEE-SC工艺下材料的晶粒细化机制。结果表明,三种SPD工艺下ECAEE-SC变形应变累积量最高,晶粒细化效果最好,在机械镦-剪-挤耦合作用下,其晶粒细化机制以位错变形机制为主,并伴有不完全连续动态再结晶。变形初期,通过塑性应变累积形成了大量交叉的平行剪切带,晶粒发生破碎细化,变形组织以小角度晶界亚晶为主。变形后期,通过细小亚晶的破碎、旋转与合并,形变储能驱动了连续动态再结晶过程的发生,小角度晶界结构逐渐转变为大角度晶界结构。ECAEE-SC工艺膨胀通道结构的特殊设计可提供近似背压作用,有效提高了塑性应变累积量,材料强韧化机理由晶粒细化、位错作用、晶界强化与织构转变等多种机制联合作用。基于球-面接触往复式摩擦磨损试验,研究了不同条件下材料的摩擦磨损性能,通过对磨损表面进行SEM和三维形貌观察,阐明了复合SPD工艺对材料摩擦学性能影响的作用机理。结果表明,ECAE变形后材料耐磨性能提升明显,随着挤压道次的增加,耐磨性能不断增强。三种SPD工艺(ECAE、ECAE-SC与ECAEE-SC)均有利于提高材料的耐磨性能,其中ECAEE-SC提升效果最好。不同变形条件下材料的磨损机制存在很大差异。ECAE变形材料磨损机制是以磨粒磨损和氧化剥层磨损为主导的混合磨损机制;ECAE-SC变形材料磨损机制以磨粒磨损为主,氧化剥层为辅;而ECAEE-SC变形材料磨损机制则以磨粒磨损主导,并伴有轻微氧化磨损。该论文有图117幅,表10个,参考文献165篇。
汪彦博[9](2019)在《SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料界面结合及耐磨性研究》文中指出三维空间结构泡沫陶瓷/金属基复合材料是一种双连续相复合材料,陶瓷相和金属相互相交叉渗透、连续分布,界面结合强度较高。这种复合材料融合了陶瓷相高硬度、高耐磨性与金属相良好延展性等优点,应用领域十分广泛。本文利用挤压铸造浸渗法制得SiC泡沫陶瓷/205A复合材料。利用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪、数显维氏硬度计、电子万能材料试验机、摩擦磨损试验机等现代材料分析测试方法,研究了SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料的界面结合情况,并测试了其硬度和抗弯强度这两项基本力学性能以及摩擦磨损性能。进行了不同孔隙率陶瓷增强相的SiC泡沫陶瓷/205A复合材料的制备,分析了复合材料界面结合、凝固组织及界面元素扩散情况。结果表明,当液相浇注温度低于750℃时,界面缺陷较多,易出现分离现象,780°C为最佳浇注温度,SiC泡沫陶瓷与铝基体材料结合较为紧密,空隙等缺陷消失;泡沫陶瓷增强相的加入细化了铝基体相的晶粒,增强相孔隙率越低,则孔筋结构越细小,凝固组织中晶粒尺寸越小;小孔隙率复合材料靠近孔筋处晶粒尺寸大于远离孔筋处,大孔隙率复合材料则相反;复合材料界面上存在元素扩散并有Al4C3、CuSiO3等新相生成;SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料的界面结合结制是一种同时存在机械结合、元素扩散和界面反应的混合机制。进行了SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料的硬度以及抗弯强度的测试。结果表明,复合材料的硬度最大达到127.6HV,铝基体材料仅有52.8HV,复合材料的抗弯强度最大达到415.0MPa。其弯曲断口存在解理台阶和河流花样特征,整体呈现脆性断裂。通过改变负载、时间和转速三个试验参数进行了复合材料和铝基体材料的耐磨性检测。结果表明复合材料的耐磨性能不仅远强于铝基体材料,而且在不同的摩擦条件下呈现出稳定的耐磨性能;对磨损面微观形貌进行分析,结果表明,连续陶瓷相的存在将铝基体相严重的粘着磨损和剥落磨损转变为较轻的磨粒磨损,极大提升了复合材料的摩擦磨损性能,为其用于耐磨领域提供了理论依据。
闫括[10](2019)在《6061铝合金摩擦压力剪切变形工艺研究》文中进行了进一步梳理管棒状材料在当今具有广泛的应用,其在经历各种热过程后,往往会产生各种组织缺陷,为了获得稳定可靠的力学性能,研究改善材料内部组织结构的工艺显得非常重要。通过高温下剧烈的剪切变形工艺会使材料产生均匀细化的晶粒,组织的抗疲劳性等各项力学性能得到明显的提高,但是传统的剪切变形工艺,像等通道转角挤压(ECAP)或者高压扭转(HPT)等工艺往往较为繁琐,工序较多,本文仿照管的高压剪切装置的结构,设计了摩擦压力剪切变形装置,区别于管高压剪切,该装置能够实现不同温度下以及不同变形量下的剧烈变形,模拟摩擦热辅助旋碾变形,具有较好的实用性。通过初期的实验将试样设计成了齿形结构,以6061铝合金为研究试样,建立有限元仿真模型,通过对温度场的计算分析得到最佳转速和最佳下压速率,使试样在摩擦产热阶段得到较好的温度梯度,方便进行剪切变形。利用有限元模拟高温下的剪切变形,通过不断优化试样形状得到试样能够发生剧烈塑性形变的最佳齿数和最佳厚度,并分析了摩擦因子、旋转速度、旋转角度及扭转次数对试样成形质量及成形载荷的影响,并分析了试样剪切变形后的径向、轴向应变和应力场。研究表明,对于6061铝合金的剪切工艺适合在0.2rad/s的速度下进行剪切变形,随着扭转角度的增加,试样的应变在逐渐变大,扭转圈数最大为2圈,变形量呈现出齿根位置最大,两侧对称分布的特点。最后,对实验后的试样进行显微组织的观察和力学性能的测试,证实了模拟的可靠性及该装置的工艺可行性,为工艺优化和实际生产了提供了指导依据。
二、细小冲头的工艺改进(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、细小冲头的工艺改进(论文提纲范文)
(1)喷射成形7034铝合金往复挤压及热处理工艺研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Al-Zn-Mg-Cu合金概述 |
1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu合金的国内外研究现状 |
1.2.2 喷射成形技术及其应用 |
1.2.3 Al-Zn-Mg-Cu合金的成分优化 |
1.3 往复挤压工艺及其应用 |
1.3.1 往复挤压工艺的基本原理 |
1.3.2 往复挤压工艺的研究进展 |
1.3.3 往复挤压工艺的细化机制 |
1.4 课题的来源、研究内容及意义 |
1.4.1 课题来源及研究内容 |
1.4.2 课题的意义 |
1.5 本章小结 |
第二章 实验材料及分析测试方法 |
2.1 实验材料及特性 |
2.2 实验方案及流程 |
2.2.1 实验流程 |
2.2.2 实验方案 |
2.3 往复挤压实验 |
2.3.1 实验设备 |
2.3.2 往复挤压模具 |
2.3.3 温控系统 |
2.3.4 热处理设备 |
2.3.5 其它辅助设备 |
2.4 分析测试方法 |
2.4.1 金相显微组织观察 |
2.4.2 致密度测量 |
2.4.3 X射线衍射分析 |
2.4.4 显微硬度测试 |
2.4.5 拉伸性能测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 喷射成形7034 铝合金往复挤压数值模拟研究 |
3.1 有限元模型的建立 |
3.1.1 几何模型的建立 |
3.1.2 参数设定 |
3.2 变形参数的确定 |
3.2.1 挤压比的确定 |
3.2.2 上冲头下压速度的确定 |
3.2.3 变形温度的确定 |
3.3 往复挤压过程分析 |
3.3.1 单道次往复挤压变形过程分析 |
3.3.2 多道次往复挤压变形过程分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 喷射成形7034 铝合金往复挤压变形微观组织研究 |
4.1 往复挤压试样宏观形貌 |
4.2 往复挤压变形前后致密度分析 |
4.3 往复挤压变形前后试样的金相组织分析 |
4.3.1 往复挤压变形前后试样的晶粒尺寸分布 |
4.3.2 往复挤压变形试样不同区域的微观组织分布 |
4.4 往复挤压变形前后亚结构分析 |
4.4.1 X射线衍射图谱前处理 |
4.4.2 7034 铝合金晶体结构分析 |
4.4.3 位错密度计算 |
4.5 本章小结 |
第五章 往复挤压7034 铝合金力学性能研究 |
5.1 往复挤压变形前后合金力学性能分析 |
5.1.1 往复挤压变形前后合金硬度分析 |
5.1.2 往复挤压变形前后合金拉伸性能分析 |
5.2 热处理对变形后试样的力学性能影响 |
5.2.1 热处理对变形后试样硬度的影响 |
5.2.2 热处理对变形后试样拉伸性能的影响 |
5.3 本章小节 |
第六章 主要结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间参与科研项目及发表论文 |
(2)低活化钢挤扭镦变形析出相及对强塑性影响(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 聚变堆包层结构材料:低活化铁素体/马氏体钢材料概述 |
1.2.1 聚变堆包层结构材料 |
1.2.2 低活化铁素体/马氏体钢发展概况 |
1.2.3 低活化铁素体/马氏体钢大塑性变形研究现状 |
1.2.4 沉淀相颗粒在强变形过程中的演化行为 |
1.2.5 低活化马氏体钢中强化机制 |
1.3 大塑性变形工艺及挤扭镦工艺原理 |
1.3.1 累积叠轧 |
1.3.2 等径角挤压 |
1.3.3 往复挤压 |
1.3.4 挤扭 |
1.3.5 闭塞式变截面挤扭镦工艺 |
1.4 课题来源和主要研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 课题主要研究内容 |
1.5 本章小结 |
第二章 实验材料及分析测试方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 闭塞式挤扭镦实验 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 挤扭镦模具 |
2.3 实验方案及流程 |
2.3.1 实验方案 |
2.3.2 实验材料准备 |
2.3.3 挤扭镦变形实验过程 |
2.4 分析测试方法 |
2.4.1 金相显微组织观察 |
2.4.2 X射线衍射分析 |
2.4.3 透射电镜观察 |
2.4.4 显微硬度测试 |
2.4.5 室温拉伸测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 低活化马氏体钢挤扭镦有限元模拟研究 |
3.1 有限元模型建立 |
3.1.1 三维结构建模 |
3.1.2 材料模型 |
3.1.3 网格划分 |
3.1.4 接触关系 |
3.2 挤扭镦结构参数对成形效果影响研究 |
3.2.1 模具挤压比对成形效果的影响 |
3.2.2 不同高度的扭转通道对挤扭镦成形效果影响 |
3.2.3 不同扭转角对挤扭镦成形效果影响 |
3.2.4 不同背压力对挤扭镦成形效果影响 |
3.3 最优模具参数挤扭镦变形试样模拟结果分析 |
3.3.1 挤扭镦变形金属流动分布和损伤 |
3.3.2 等效应变分布 |
3.3.3 不同截面应变分布 |
3.4 本章小结 |
第四章 低活化马氏体钢挤扭镦变形微观组织演变 |
4.1 低活化马氏体钢挤扭镦变形后微观组织形貌 |
4.1.1 金相表征分析 |
4.1.2 TEM微观结构观察 |
4.2 低活化马氏体钢挤扭镦变形后微观亚结构分析 |
4.2.1 位错密度 |
4.2.2 位错形貌 |
4.3 沉淀相演化机理 |
4.3.1 沉淀相含量及形貌分析 |
4.3.2 沉淀相演变过程研究 |
4.3.3 低活化马氏体钢沉淀相演变机理 |
4.4 本章小结 |
第五章 挤扭镦变形对低活化马氏体钢力学性能的影响 |
5.1 闭塞式变截面挤扭镦变形前后低活化马氏体钢硬度分析 |
5.2 低活化马氏体钢挤扭镦变形前后室温拉伸性能分析 |
5.3 低活化马氏体钢的强化机制 |
5.3.1 晶界强化 |
5.3.2 位错强化 |
5.3.3 析出强化 |
5.3.4 总强度计算 |
5.4 本章小结 |
第六章 主要结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文 |
(3)基于ProCAST的铝合金凸轮轴盖压铸模具结构及工艺优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 铝合金铸造国内外研究现状 |
1.2.1 压铸技术 |
1.2.2 p-Q2图技术 |
1.3 铸造过程数值模拟应用研究现状 |
1.3.1 流场数值模拟 |
1.3.2 温度场数值模拟 |
1.3.3 缩孔缩松预测 |
1.3.4 应力分析 |
1.3.5 微观组织模拟 |
1.4 课题研究内容及技术路线 |
1.4.1 课题研究内容 |
1.4.2 课题技术路线 |
第二章 实验方法与实验设备 |
2.1 数值模拟实验 |
2.1.1 充型过程的数学模型 |
2.1.2 凝固过程的数学模型 |
2.2 压铸实验 |
2.3 检测分析实验 |
2.3.1 X射线探伤 |
2.3.2 X射线衍射分析 |
2.3.3 金相观察 |
2.3.4 扫描电子显微镜检测 |
2.3.5 硬度实验 |
2.4 本章小结 |
第三章 铝合金凸轮轴盖压铸模具结构设计 |
3.1 凸轮轴盖零件概述 |
3.1.1 结构分析 |
3.1.2 压铸材料选用 |
3.2 浇注系统设计 |
3.2.1 内浇口设计 |
3.2.2 直浇道设计 |
3.2.3 横浇道设计 |
3.3 排溢系统设计 |
3.3.1 溢流槽的设计 |
3.3.2 排气槽的设计 |
3.4 冷却系统设计 |
3.5 压铸机的选用 |
3.6 基于p-Q~2图技术的内浇口优化 |
3.6.1 p-Q~2图技术的理论基础 |
3.6.2 压铸机与成型模具特性线的确定 |
3.6.3 内浇口尺寸优化 |
3.7 本章小节 |
第四章 铝合金凸轮轴盖压铸过程数值模拟 |
4.1 计算前处理 |
4.1.1 网格划分 |
4.1.2 初始条件及边界条件 |
4.2 原始方案数值模拟结果 |
4.2.1 充型过程分析 |
4.2.2 凝固过程分析 |
4.3 浇注系统结构优化 |
4.3.1 改进方案的浇注系统结构 |
4.3.2 改进方案充型过程分析 |
4.3.3 改进方案凝固过程分析 |
4.4 冷却系统设计优化 |
4.4.1 冷却系统设计 |
4.4.2 模具热平衡分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 铝合金凸轮轴盖压铸工艺优化 |
5.1 响应曲面实验介绍 |
5.2 实验设计及结果 |
5.3 实验结果分析 |
5.4 优化参数方案的数值模拟 |
5.5 压铸生产实验及分析 |
5.5.1 压铸生产实验 |
5.5.2 X射线探伤 |
5.5.3 显微组织分析 |
5.5.4 材料性能分析 |
5.6 本章小节 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(4)高强耐热Mg-9Gd-3Nd-lZn-lSn-0.5Zr合金的制备及强化行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及研究的必要性 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 镁合金研究待解决的问题 |
1.1.3 镁合金研究的必要性 |
1.2 镁及镁合金发展现状 |
1.2.1 镁及镁合金的基本性质 |
1.2.2 镁合金的变形机制 |
1.2.3 稀土镁合金的发展 |
1.2.4 Mg-RE-Zn系合金的研究现状 |
1.2.5 Mg-RE-Sn系合金的研究现状 |
1.3 镁合金的强化机制 |
1.3.1 加工硬化 |
1.3.2 固溶强化 |
1.3.3 细晶强化 |
1.3.4 时效强化 |
1.4 镁合金的大塑性变形技术 |
1.4.1 热挤压技术 |
1.4.2 等通道挤压 |
1.4.3 多向锻造 |
1.4.4 多道次轧制 |
1.4.5 高压扭转 |
1.5 本研究的主要内容 |
第2章 材料的制备及实验方法 |
2.1 实验方案及技术路线 |
2.1.1 实验方案 |
2.1.2 技术路线 |
2.2 材料的制备 |
2.2.1 合金成分的设计 |
2.2.2 合金的熔炼与铸造 |
2.3 合金变形及热处理 |
2.3.1 变形前的固溶热处理 |
2.3.2 挤压变形工艺 |
2.3.3 轧制变形工艺 |
2.3.4 时效热处理方案 |
2.4 合金的显微组织分析 |
2.4.1 OM测试 |
2.4.2 SEM测试 |
2.4.3 XRD测试 |
2.4.4 TEM测试 |
2.4.5 DSC测试 |
2.5 力学性能测试 |
2.5.1 硬度测试 |
2.5.2 拉伸测试 |
2.5.3 热压缩测试 |
第3章 Mg-Gd-Nd-Zn系合金成分的设计 |
3.1 引言 |
3.2 合金材料的选择原则与思路 |
3.3 Mg-Gd-Nd-Zn-Zr合金微观组织和力学性能 |
3.3.1 铸态Mg-Gd-Nd-Zn-Zr合金的微观组织与力学性能 |
3.3.2 固溶态Mg-Gd-Nd-Zn-Zr合金微观组织与力学性能 |
3.3.3 固溶态Mg-Gd-Nd-Zn-Zr合金的时效强化效应 |
3.4 GNZ931K-ySn合金微观组织和力学性能 |
3.4.1 铸态GNZ931K-ySn合金的微观组织与力学性能 |
3.4.2 固溶态GNZ931K-1Sn合金的微观组织及力学性能 |
3.4.3 固溶态GNZ931K-1Sn合金的时效强化效应 |
3.5 本章小结 |
第4章 GNZ931K-1Sn合金的热压缩行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 GNZ931K-1Sn合金热压缩设备及实验参数 |
4.2.1 GNZ931K-1Sn合金热压缩实验设备 |
4.2.2 热压缩GNZ931K-1Sn合金的参数 |
4.3 GNZ931K-1Sn合金热压缩流变行为及组织演变 |
4.3.1 压缩后合金的宏观形貌 |
4.3.2 合金热压缩的应力应变 |
4.3.3 应变强化热压缩合金的机制 |
4.4 合金的本构行为及热加工图 |
4.4.1 固溶态GNZ931K-1Sn合金本构方程 |
4.4.2 固溶态合金热加工图 |
4.4.3 热加工图的验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 GNZ931K-1Sn合金挤压及轧制的数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 DEFORM建模过程及模拟参数 |
5.2.1 DEFORM-3D建模过程 |
5.2.2 挤压及轧制有限元模拟的假设及简化 |
5.2.3 材料的热物性参数及挤压模型参数的选择 |
5.3 GNZ931K-1Sn合金的模拟 |
5.3.1 挤压坯料网格划分与模具型面设计 |
5.3.2 挤压态合金的速度场 |
5.3.3 挤压态合金的温度场 |
5.3.4 挤压态合金的等效应力场 |
5.3.5 挤压态合金的等效应变场 |
5.4 GNZ931K-1Sn合金的轧制模拟 |
5.4.1 轧制模型及相关参数 |
5.4.2 轧制态合金的边裂 |
5.4.3 轧制态合金的温度场 |
5.4.4 轧制态合金的等效应力场 |
5.4.5 轧制态合金的等效应变场 |
5.5 本章小结 |
第6章 GNZ931K-1Sn合金挤压变形及时效行为 |
6.1 引言 |
6.2 热挤压对GNZ931K-1Sn合金微观组织及力学性能的影响 |
6.2.1 高强GNZ931K-1Sn合金挤压棒的制备 |
6.2.2 热挤压过程中GNZ931K-1Sn合金微观组织的演变 |
6.2.3 挤压比对GNZ931K-1Sn合金微观组织的影响 |
6.2.4 GNZ931K-1Sn合金在热挤压过程中的晶粒细化机制 |
6.2.5 挤压比对GNZ931K-1Sn合金力学性能的影响 |
6.3 时效对挤压态GNZ931K-1Sn合金组织和性能的影响 |
6.3.1 挤压态GNZ931K-1Sn合金的时效硬化行为 |
6.3.2 时效对挤压态GNZ931K-1Sn合金微观组织的影响 |
6.3.3 时效对挤压态GNZ931K-1Sn合金力学性能的影响 |
6.3.4 峰时效挤压态GNZ931K-1Sn合金的强化机制 |
6.4 本章小结 |
第7章 GNZ931K-1Sn合金轧制变形及时效行为 |
7.1 引言 |
7.2 不同压下量GNZ931K-1Sn合金的组织演变 |
7.2.1 GNZ931K-1Sn合金的轧制工艺 |
7.2.2 轧制态GNZ931K-1Sn合金板的宏观形貌 |
7.2.3 轧制前后GNZ931K-1Sn合金中颗粒相的转变 |
7.3 轧制过程中GNZ931K-1Sn合金组织和性能的演变 |
7.3.1 轧制过程中GNZ931K-1Sn合金晶粒尺寸的演变 |
7.3.2 轧制过程中GNZ931K-1Sn合金孪晶及织构的演变 |
7.3.3 轧制强化GNZ931K-1Sn合金的机理 |
7.4 时效对GNZ931K-1Sn合金的微观组织及力学性能的影响 |
7.4.1 轧制态GNZ931K-1Sn合金的时效硬化行为 |
7.4.2 轧制态GNZ931K-1Sn合金的时效析出过程 |
7.4.3 轧制态GNZ931K-1Sn合金的力学性能 |
7.4.4 峰时效轧制态GNZ931K-1Sn的强化机制 |
7.5 本章小结 |
结论 |
创新点 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)固相再生Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织性能及旋转挤压变形规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 镁合金研究现状 |
1.2.1 镁合金概述 |
1.2.2 稀土镁合金研究现状 |
1.3 镁合金再生技术研究现状 |
1.3.1 镁合金液态再生技术 |
1.3.2 热压烧结固相再生技术 |
1.3.3 放电等离子烧结固相再生技术 |
1.4 镁合金挤压工艺研究现状 |
1.4.1 镁合金挤压工艺概述 |
1.4.2 旋转挤压工艺 |
1.4.3 往复镦挤工艺 |
1.5 主要研究内容 |
第2章 实验方案及研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验流程 |
2.4 有限元模拟方案 |
2.4.1 旋转挤压有限元模拟 |
2.4.2 往复镦挤预制坯旋转挤压有限元模拟 |
2.5 模具设计 |
2.5.1 模具材料 |
2.5.2 模具结构 |
2.6 实验方案 |
2.6.1 热压烧结固相再生实验 |
2.6.2 放电等离子烧结固相再生实验 |
2.7 组织分析和性能测试方法 |
2.7.1 扫描电子显微镜分析 |
2.7.2 室温拉伸试验 |
2.7.3 室温压缩试验 |
2.7.4 高温压缩试验 |
第3章 固相再生稀土镁合金组织性能 |
3.1 引言 |
3.2 铸态稀土镁合金组织性能分析 |
3.2.1 铸态稀土镁合金显微组织分析 |
3.2.2 铸态稀土镁合金力学性能分析 |
3.3 热压烧结稀土镁合金组织性能分析 |
3.3.1 热压烧结稀土镁合金显微组织分析 |
3.3.2 热压烧结稀土镁合金力学性能分析 |
3.4 放电等离子烧结稀土镁合金组织性能分析 |
3.4.1 放电等离子烧结稀土镁合金显微组织分析 |
3.4.2 放电等离子烧结稀土镁合金力学性能分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 再生合金旋转挤压有限元模拟 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型建立 |
4.2.1 坯料及模具设置 |
4.2.2 模拟设置 |
4.3 模拟结果分析 |
4.3.1 旋转挤压温度分析 |
4.3.2 凹模旋转速度分析 |
4.3.3 冲头运动速度分析 |
4.3.4 动态再结晶晶粒度分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 往复镦挤预制坯旋转挤压有限元模拟 |
5.1 引言 |
5.2 有限元模型建立 |
5.3 模拟结果分析 |
5.3.1 变形过程分析 |
5.3.2 往复镦挤预制坯分析 |
5.3.3 预制坯旋转挤压件分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(6)ZL205A合金变型腔液态模锻组织性能调控的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 液态模锻成形工艺 |
1.2.1 液态模锻工艺国外研究现状 |
1.2.2 液态模锻工艺国内研究现状 |
1.3 ZL205A合金研究现状 |
1.3.1 ZL205A合金铸造工艺研究现状 |
1.3.2 ZL205A合金成分改性研究现状 |
1.4 本文的研究内容 |
第2章 试验材料、设计及使用仪器 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 基体合金 |
2.1.2 中间合金 |
2.1.3 精炼剂 |
2.2 ZL205A合金制备及设备 |
2.2.1 熔炼与成形设备 |
2.2.2 ZL205A合金坯料制备模具设计 |
2.2.3 ZL205A合金坯料制备试验 |
2.2.4 液态模锻参数的确定 |
2.3 ZL205A合金变型腔液态模锻试验流程及设备 |
2.3.1 ZL205A合金变型腔液态模锻制备模具 |
2.3.2 ZL205A合金变型腔液态模锻制备流程 |
2.4 本章小结 |
第3章 Zr、Sc对 ZL205A合金组织性能的影响 |
3.1 ZL205A合金液锻坯料的制备 |
3.2 Sc含量对ZL205A合金组织性能的影响 |
3.2.1 Sc含量对ZL205A合金组织结构的影响 |
3.2.2 Sc含量对ZL205A合金室温力学性能的影响 |
3.2.3 Sc含量对ZL205A合金室温硬度试验的影响 |
3.3 Zr和 Sc含量对ZL205A合金组织性能的影响 |
3.3.1 Zr和 Sc含量对ZL205A合金组织结构的影响 |
3.3.2 Zr和 Sc含量对ZL205A合金室温力学性能的影响 |
3.3.3 Zr和 Sc含量对ZL205A合金150℃力学性能的影响 |
3.3.4 Zr和 Sc含量对ZL205A合金室温拉伸断口的影响 |
3.3.5 Zr和 Sc含量对ZL205A合金150℃拉伸断口的影响 |
3.4 Zr和 Sc含量对ZL205A合金T5 热处理的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 ZL205A合金变型腔液态模锻与数值模拟 |
4.1 变型腔液态模锻工艺方案 |
4.1.1 变型腔液锻工艺原理 |
4.1.2 变型腔液锻试验方案 |
4.2 变型腔液态模锻的充型模拟 |
4.2.1 成分改性后ZL205A合金的物性参数 |
4.2.2 充型数值模拟参数的确定 |
4.2.3 浇注温度对变型腔中铝液流动的影响 |
4.2.4 模具预热温度对变型腔中铝液流动的影响 |
4.2.5 浇注时间对变型腔中铝液流动的影响 |
4.3 变型腔液态模锻的形变模拟 |
4.3.1 形变数值模拟的参数设置 |
4.3.2 二次加压温度对变型腔液锻的影响 |
4.3.3 加载速度对变型腔液锻的影响 |
4.3.4 侧向加压对变型腔液锻的影响 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)半固态浆料微观组织演变及多相流动机理数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 课题的提出及意义 |
1.2 半固态成形技术发展现状 |
1.2.1 半固态成形技术概述 |
1.2.2 半固态浆料制备技术 |
1.2.3 半固态成形合金及坯料状态 |
1.3 半固态浆料微观组织演变机制研究现状 |
1.3.1 半固态浆料微观组织传统实验研究 |
1.3.2 微观组织演变原位观察实验研究 |
1.3.3 半固态浆料微观组织数值模拟研究 |
1.4 半固态浆料流动行为研究现状 |
1.4.1 半固态浆料流动行为传统实验研究 |
1.4.2 半固态浆料流动行为原位观察实验研究 |
1.4.3 半固态浆料流动单相模拟研究 |
1.4.4 多相流模拟研究 |
1.5 研究目的及内容 |
1.6 研究难点及创新性 |
2 研究方案及实验方法 |
2.1 研究技术路线 |
2.1.1 技术路线 |
2.1.2 本论文重点章节 |
2.2 实验材料及设备 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验设备 |
2.3 主要研究方案 |
2.4 数值模拟及实验验证方法 |
2.4.1 微观组织演变模拟方法 |
2.4.2 半固态浆料多相流动模拟方法 |
2.4.3 实验验证方法 |
3 旋转热平衡法制浆过程模拟模型建立 |
3.1 旋转热平衡法制浆系统特征研究 |
3.1.1 体系降温特性及边界条件 |
3.1.2 制浆系统的建模分析 |
3.2 357.0合金热力学及动力学计算 |
3.3 模型建立及实验验证 |
3.3.1 模型建立 |
3.3.2 实验验证 |
3.4 本章小结 |
4 铝合金半固态浆料微观组织演变机制研究 |
4.1 温度梯度对半固态浆料组织均匀性的影响 |
4.1.1 浆料内部存在的温度梯度 |
4.1.2 温度梯度对组织影响的模拟研究 |
4.1.3 温度梯度影响组织均匀性的内在机制 |
4.2 坩埚尺寸对微观组织演变的影响 |
4.2.1 不同坩埚尺寸下的浆料冷却过程分析 |
4.2.2 不同坩埚尺寸下的微观组织模拟 |
4.2.3 模拟结果及讨论 |
4.2.4 坩埚尺寸对组织演变的影响机制 |
4.3 偏心旋转外场对微观组织演变的影响 |
4.3.1 外场作用下组织演变的模拟 |
4.3.2 模拟结果及讨论 |
4.3.3 外场对组织演变的影响机制 |
4.4 微观组织演变机制的单晶粒研究 |
4.4.1 生长空间对晶粒形貌的影响 |
4.4.2 初始过冷度对晶粒形貌的影响 |
4.4.3 冷却速度对晶粒形貌的影响 |
4.4.4 自然对流对晶粒形貌的影响 |
4.4.5 强制对流对晶粒形貌的影响 |
4.4.6 小结 |
4.5 本章小结 |
5 铝合金半固态浆料多相流动行为建模 |
5.1 铝合金半固态浆料的特性研究 |
5.1.1 不同固相分数的半固态浆料流变行为 |
5.1.2 半固态浆料的结构特征 |
5.1.3 半固态浆料的多相属性 |
5.2 多相流动模型 |
5.3 半固态浆料多相流动模型建立与验证 |
5.3.1 参照实验 |
5.3.2 数值实验 |
5.3.3 模型建立 |
5.3.4 模型多方验证 |
5.4 本章小结 |
6 压铸过程中半固态浆料多流动行为实验和数值模拟研究 |
6.1 充型速度对浆料多相流动行为的影响 |
6.1.1 平板充型 |
6.1.2 蛇形通道充型 |
6.2 初始固相分数对浆料多相流动行为的影响 |
6.2.1 平板充型 |
6.2.2 蛇形通道充型 |
6.3 颗粒尺寸对浆料多相流动行为的影响 |
6.3.1 不同颗粒尺寸浆料的平板充型模拟 |
6.3.2 颗粒尺寸对浆料流动行为的影响机制 |
6.4 型腔形状对浆料多相流动行为的影响 |
6.4.1 不同型腔形状下的浆料充型模拟 |
6.4.2 型腔形状对浆料充型行为的影响机制 |
6.5 多相流流动机制 |
6.5.1 宏观流动形态及其与微观颗粒运动间的关系 |
6.5.2 边界层和中心区单个颗粒的运动 |
6.5.3 减小半固态浆料固液分离的措施 |
6.6 本章小结 |
7 半固态压铸过程全流程多尺度数值模拟技术 |
7.1 微观组织模拟结果的参数化分析 |
7.2 组织模拟与多相流模拟的接口建立 |
7.2.1 入口分区建模 |
7.2.2 入口边界条件 |
7.3 不同组织特征浆料的多相流模拟 |
7.4 本章小结 |
结论 |
主要创新点 |
附录A Sn-Pb合金近等温充型具体实验条件及步骤 |
附录B 浇注温度对浆料微观组织影响的元胞法模拟 |
附录C 浆料内部温度分布对充型单相流动行为的影响 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
作者简介 |
(8)基于SPD工艺的超细晶材料强韧化机理及摩擦学性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 超细晶(UFG)材料 |
1.4 等通道转角挤压(ECAE)工艺 |
1.5 复合SPD工艺 |
1.6 摩擦及磨损基本理论 |
1.7 研究内容及技术路线 |
2 实验材料及实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方案 |
2.3 热模拟压缩实验 |
2.4 SPD工艺变形实验 |
2.5 试样切割方案 |
2.6 微观组织观察 |
2.7 力学性能测试 |
2.8 摩擦磨损性能试验 |
3 ECAE挤压变形实验研究 |
3.1 热压缩变形行为研究 |
3.2 ECAE变形组织观察 |
3.3 ECAE变形性能测试 |
3.4 本章小结 |
4 复合SPD挤压工艺有限元分析 |
4.1 挤压变形有限元建模及关键技术处理 |
4.2 单道次ECAE-SC工艺有限元分析 |
4.3 单道次ECAEE-SC工艺有限元分析 |
4.4 三种SPD工艺变形行为对比分析 |
4.5 本章小结 |
5 复合SPD挤压变形实验研究 |
5.1 工艺变形过程对比 |
5.2 典型变形特征分析 |
5.3 三种SPD工艺力学性能对比分析 |
5.4 三种SPD工艺EBSD对比分析 |
5.5 本章小结 |
6 复合SPD挤压变形机理分析 |
6.1 ECAE变形材料TEM分析 |
6.2 复合SPD变形材料TEM分析 |
6.3 复合SPD变形晶粒细化机制 |
6.4 复合SPD变形强韧化机理 |
6.5 本章小结 |
7 SPD制备UFG材料摩擦学性能研究 |
7.1 ECAE变形材料磨损性能 |
7.2 复合SPD变形材料磨损性能 |
7.3 磨损机制分析 |
7.4 本章小结 |
8 结论 |
8.1 全文主要内容和结论 |
8.2 本文创新点 |
8.3 全文展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料界面结合及耐磨性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内装甲车负重轮制造现状 |
1.2.1 负重轮钢质耐磨圈 |
1.2.2 负重轮混杂增强复合材料耐磨圈 |
1.3 泡沫陶瓷 |
1.3.1 泡沫陶瓷及其应用 |
1.3.2 泡沫陶瓷制备方法 |
1.3.3 泡沫陶瓷研究现状 |
1.4 金属/陶瓷双连续相复合材料 |
1.4.1 双连续相复合材料 |
1.4.2 金属/陶瓷双连续相复合材料制备方法 |
1.4.3 金属/陶瓷双连续相复合材料研究现状 |
1.5 金属/陶瓷双连续相复合材料耐磨性能 |
1.5.1 磨损机理 |
1.5.2 金属/陶瓷复合材料摩擦磨损 |
1.6 课题主要研究内容 |
第2章 试验材料及方案 |
2.1 引言 |
2.2 试验原料 |
2.2.1 铝合金原料 |
2.2.2 SiC泡沫陶瓷 |
2.3 试验设备及模具 |
2.3.1 试验设备介绍 |
2.3.2 复合材料成型模具介绍 |
2.4 SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料制备 |
2.5 陶瓷及复合材料性能检测 |
2.5.1 陶瓷及复合材料体积密度、致密度及孔隙率测定 |
2.5.2 复合材料硬度测试 |
2.5.3 复合材料抗弯强度测试 |
2.5.4 复合材料摩擦磨损性能测试 |
2.6 复合材料微观组织分析 |
第3章 SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料界面结合及力学性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验方法及过程 |
3.2.1 试验材料预处理 |
3.2.2 SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料制备方法 |
3.2.3 力学性能测试 |
3.3 SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料界面结合研究 |
3.3.1 浇注温度对复合材料界面结合的影响 |
3.3.2 浇注温度对复合材料凝固组织的影响 |
3.3.3 泡沫陶瓷对复合材料凝固组织的影响 |
3.3.4 复合材料界面反应研究 |
3.4 SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料基本力学性能 |
3.4.1 复合材料的密度 |
3.4.2 复合材料的维氏硬度 |
3.4.3 复合材料的弯曲强度 |
3.4.4 复合材料断口形貌 |
3.5 本章小结 |
第4章 SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料摩擦磨损性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验方法及过程 |
4.3 泡沫陶瓷对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
4.4 法向载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
4.5 转速对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
4.6 摩擦时间对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
4.7 摩擦磨损机制分析 |
4.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(10)6061铝合金摩擦压力剪切变形工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 剪切变形国内外研究现状 |
1.2.1 等通道挤压剪切变形 |
1.2.2 连续剪切变形 |
1.2.3 高压扭转 |
1.3 课题背景及研究意义 |
1.4 研究内容 |
第2章 实验装置的设计与安装 |
2.1 摩擦剪切变形原理及装置 |
2.2 摩擦剪切变形设备的工艺设计 |
2.2.1 往复回转运动结构设计 |
2.2.2 圆周运动结构设计 |
2.2.3 夹紧装置的设计及选型 |
2.3 工作过程及优良特性 |
2.4 零件的选择与校核 |
2.4.1 电动缸的选择 |
2.4.2 齿轮的选择 |
2.4.3 零件的校核 |
2.5 其他零件 |
2.5.1 关节轴承 |
2.5.2 拉压传感器 |
2.5.3 试样 |
2.6 初期实验 |
2.6.1 装置的安装 |
2.6.2 材料选型 |
2.6.3 剪切变形实验 |
2.7 本章小结 |
第3章 6061 铝合金模拟平台建立及温度场模拟 |
3.1 引言 |
3.2 有限元模拟理论 |
3.3 有限元模拟平台建立 |
3.3.1 几何模型建立及网格划分 |
3.3.2 材料参数 |
3.3.3 边界条件 |
3.3.4 摩擦模型及接触设置 |
3.3.5 加载方式 |
3.4 模拟结果及分析 |
3.4.1 冲头转速对温度场的影响 |
3.4.2 冲头压力对温度场的影响 |
3.4.3 位移加载速率 |
3.5 本章小结 |
第4章 剪切变形数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 影响变形的参数 |
4.2.1 齿厚对剪切变形的影响 |
4.2.2 齿数对剪切变形的影响 |
4.2.3 温度对剪切变形的影响 |
4.3 剪切变形材料流动规律 |
4.3.1 材料的流动规律 |
4.3.2 单向最大扭转角度确定 |
4.4 各个参数对应变的影响 |
4.4.1 旋转速度对试样应变的影响 |
4.4.2 摩擦对试样应变的影响 |
4.4.3 旋转角度对试样应变的影响 |
4.5 等效应变场分析 |
4.5.1 轴向应变场分析 |
4.5.2 径向应变场分析 |
4.6 最大扭转圈数的确定 |
4.7 应力场分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 剪切变形实验及显微组织分析 |
5.1 引言 |
5.2 实验目的 |
5.3 实验准备 |
5.3.1 实验材料 |
5.3.2 实验设备 |
5.4 实验过程与结果 |
5.4.1 剪切变形 |
5.4.2 剪切变形后试件 |
5.4.3 金相试样的制备与测试方法 |
5.5 剪切变形组织分析与仿真模拟对照 |
5.5.1 实验初期的变形组织 |
5.5.2 不同转角下组织变化 |
5.5.3 径向组织分析 |
5.5.4 再结晶 |
5.5.5 激光淬火试样剪切变形组织 |
5.6 硬度分析 |
5.6.1 原始态组织剪切变形前后的硬度分析 |
5.6.2 激光淬火态组织剪切变形前后的硬度分析 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
四、细小冲头的工艺改进(论文参考文献)
- [1]喷射成形7034铝合金往复挤压及热处理工艺研究[D]. 许兵. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]低活化钢挤扭镦变形析出相及对强塑性影响[D]. 盛杰. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]基于ProCAST的铝合金凸轮轴盖压铸模具结构及工艺优化[D]. 周涛. 重庆交通大学, 2021(02)
- [4]高强耐热Mg-9Gd-3Nd-lZn-lSn-0.5Zr合金的制备及强化行为[D]. 颜泽华. 哈尔滨理工大学, 2020(04)
- [5]固相再生Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织性能及旋转挤压变形规律研究[D]. 侯湘武. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]ZL205A合金变型腔液态模锻组织性能调控的研究[D]. 刘永旺. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]半固态浆料微观组织演变及多相流动机理数值模拟研究[D]. 屈文英. 北京有色金属研究总院, 2019(08)
- [8]基于SPD工艺的超细晶材料强韧化机理及摩擦学性能研究[D]. 张翔. 中国矿业大学, 2019(04)
- [9]SiC泡沫陶瓷/铝基复合材料界面结合及耐磨性研究[D]. 汪彦博. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]6061铝合金摩擦压力剪切变形工艺研究[D]. 闫括. 燕山大学, 2019(03)