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搅拌摩擦加工CuCr30合金微观组织及电弧烧蚀性能研究
谢海瑞;刘强;王文;张宇烨;张婷;王快社;首次采用搅拌摩擦加工(FSP)对CuCr30合金进行了加工,对比研究了FSP前后CuCr30合金的微观组织和电弧烧蚀性能。结果表明,母材中,Cu、Cr两相晶粒尺寸分别为3.56～34.16μm和4.77～32.36μm;FSP后,Cu、Cr两相晶粒尺寸分别细化为40～500nm和50～329nm。经过30次和100次击穿实验后,FSP试样的质量损失比母材分别降低了77.8%和39.2%。击穿100次后,母材和FSP试样的烧蚀面积分别为6.91和8.01mm2,表明FSP试样中细化的Cr相分散了电弧能量,使得烧蚀区域均匀、分散,从而提高了CuCr30合金的电弧烧蚀性能。
Ti65钛合金热变形行为及本构方程
李萍;许海峰;孟淼;虞仁海;薛克敏;利用WDW-100H万能试验机对Ti65钛合金进行了等温恒应变速率热压缩实验,变形温度为840～1010℃,应变速率为0.001～0.1 s-1,建立了应变补偿型Arrhenius本构方程和热加工图。结果表明:在840～880℃内流动应力曲线波动较大,在880℃时峰值应力与稳定后应力之间的降幅最小,为24%,对温度敏感性较大;在920～1010℃内流动应力曲线较为平稳,在920℃时峰值应力与稳定后应力之间的降幅最大,为30%,对温度敏感性较小。采用应变补偿型Arrhenius本构方程可以较好地预测Ti65钛合金在变形条件为840～1010℃和0.001～0.1 s-1下流动应力的变化规律。根据相关系数R=0.994和平均相对误差eAARE=6.9%可以判断出该模型精度较高,平均应变速率敏感性指数m为0.31。在应变为1.0时建立热加工图,发现Ti65钛合金在低温高应变速率下可能会发生失稳,在低温低应变速率下会发生再结晶行为。最终得出Ti65钛合金的最佳热变形工艺参数,即温度区间为940～980℃,应变速率区间为0.01～0.001 s-1。
在线接触加热的高强钢板自由温折弯成形工艺研究
张龙柱;王旭;周银;郑宇;温彤;针对普通热成形工艺难以用于高强钢折弯等常见局部成形的现状,以NM450TP耐磨高强钢为研究对象,利用实验和数值模拟研究了基于局部在线接触加热的自由温折弯成形新方法,探讨了NM450TP材料的温成形特性、接触加热热传导行为以及温折弯变形等问题。结果表明,通过对坯料折弯变形区的局部、精确接触加热, NM450TP板自由温折弯性能得到了大幅提升,有效避免了自由温折弯的开裂。该方法具有模具结构简单、易于实现和加热效率高等优点,可为难变形材料的局部自由折弯温成形提供借鉴。
自润滑关节轴承成形技术研究进展
刘香港;陈辉;张静婕;肖光春;孙泽;许崇海;为缓解关节轴承成形过程中因应力集中导致的衬垫损伤和废品率高等问题,研究人员分析了关节轴承在模具挤压合套过程中的塑性变形规律、应力分布、内外圈游隙与挤压力的关系,以及内外圈尺寸形状对成形的影响。大量研究者通过关节轴承挤压成形的有限元模拟获得了不同条件下挤压成形关节轴承的试验数据,为试验提供理论支持与指导。综述了基于模具挤压合套和无模具装配技术的研究进展,讨论分析了模具内腔形状和外圈坯料尺寸对成形过程和成形后关节轴承力学性能、寿命等方面的影响。同时提出整体式关节轴承新型成形技术的研究发展方向,为关节轴承制造工艺全过程一体化联动调控理论与技术发展提供了参考。
水下搅拌摩擦加工CoCrFeNiMn高熵合金微观组织及力学性能
张宇烨;韩鹏;王文;叶东明;王快社;采用水下搅拌摩擦加工(UFSP)技术制备了细晶CoCrFeNiMn高熵合金,研究了细晶CoCrFeNiMn高熵合金的微观组织和力学性能。结果表明,经UFSP处理后,CoCrFeNiMn高熵合金试样的平均晶粒尺寸由母材的110μm细化至2.6μm,细晶内部出现大量孪晶,沿晶界析出少量BCC相晶粒细化和BCC相的析出将细晶CoCrFeNiMn高熵合金的平均显微硬度由150HV提高至310HV,抗拉强度由349。MPa提高至938MPa,分别达到母材的206%和269%。同时,孪晶协调了拉伸变形过程中试样应力的均匀分配,缓解了应力集中的出现。因此,细晶CoCrFeNiMn高熵合金表现出良好的伸长率。
金属双极板冲压成形数值分析及回弹补偿
王涌纲;何仕荣;顾猛;高枫;熊可辉;针对小型风冷电堆金属阳极板冲压成形的质量缺陷问题,运用Autoform软件对双极板冲压成形工艺进行了仿真分析,研究了压边力、冲压速度、模具间隙和摩擦因数对成形质量的影响。以最大减薄率和回弹量为优化目标开展了正交试验,得出了对成形质量影响最大的因素为压边力,而冲压速度对成形质量的影响最小。在此基础上,确定了最优工艺参数组合:压边力为80 k N,冲压速度为400 mm·s-1,模具间隙为0.15 mm,摩擦因数为0.15。结果表明,优化后的最大回弹量为1.487 mm,相较优化前减小了1.416 mm。最后,基于Autoform软件,对双极板进行了模面回弹补偿,发现回弹补偿后最大回弹量减小了41.2%。通过试验验证了仿真的可靠性。
一种方便工程应用的铝合金板非比例加载成形极限判据
阎昱;许瀚中;王海波;王飞;在深入分析比例和非比例加载路径下板料达到成形极限时的厚度减薄率基础上,提出了一种基于厚度减薄率的成形极限判据。针对5086和6111T4两种铝合金板,通过拟合线性加载路径下不同应变比与厚度减薄率之间的关系曲线,绘制出成形极限厚度减薄率图,并预测了复杂加载路径下的成形极限图。结果表明,基于厚度减薄率的成形极限判据能够合理预测不同加载路径下成形极限曲线的移动方向。在一定的预应变范围内,成形极限厚度减薄率图不受加载路径的影响,但当超过这个范围时,成形极限厚度减薄率图仍然表现出对加载路径的依赖性。因此在工业生产中,成形极限厚度减薄率图适合作为加载路径中不包含大预应变的成形极限判据,否则仍需要考虑加载路径对成形极限的影响。