分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 运用热-力耦合有限元法对SiCp/2009Al 复合材料进行了热轧模拟, 研究了复杂应力状态下的轧制成型过程、温度场、变形场及应力场分布, 得到了轧制过程中表面和中心区域的温度、应力、应变以及应变率的变化曲线, 从而可以更好地理解复合材料的热轧机理. 模拟结果表明: 在轧制入口处, 最大主应力由压应力向拉应力转变, 与出口处变化规律相反. 在轧制稳定阶段, 变形区的最大主应力则以压应力为主; 轧板表面的热传递温降效应远大于摩擦温升效应, 而轧板中心温度主要由塑性变形温升效应控制; 此外, 在轧制入口和出口处, 应变率对流动应力的贡献起主导作用; 在轧板变形区, 轧板表面的流变应力主要由应变和温度决定, 但表面黏着区是由应变率控制; 轧板中心的流动应力在变形区主要受温度影响.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 在转速1600 r/min, 焊速200 mm/min; 转速800 r/min, 焊速200 mm/min; 转速400 r/min, 焊速400 mm/min 3 组参数下对2 mm厚的退火态7B04 铝合金薄板进行搅拌摩擦焊接, 研究了焊接参数对焊缝质量及微观组织的影响, 并分析了焊核区的低温超塑性变形行为. 结果表明, 通过控制焊接参数, 可获得良好的焊接质量, 接头强度系数达100%. 焊核区发生动态再结晶, 生成细小等轴晶, 母材晶粒尺寸约为300 μm, 转速为1600, 800 和400 r/min 时晶粒尺寸分别为2, 1 和0.6 μm. 这种细晶组织有利于焊核区超塑变形, 在300 ℃, 焊核区在1×10- 3 和3×10- 4 s- 1 应变速率下获得了160%~590%的延伸率, 在350 ℃, 1×10-3 s-1条件下获得高达790%的最大延伸率, 在约400 ℃时超塑性变形行为消失.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用高能球磨和真空热压烧结相结合的方法制备了WC-2.5TiC-10Co超细晶硬质合金, 并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等性能测试手段研究了Cr3C2、VC、TaC和NbC的添加对超细晶硬质合金微观组织和力学性能的影响。结果表明: 经过球料比10∶1 及转速为350 r/min 行星式高能球磨处理30 h 后, WC粉末的粒径由0.6 mm减小到0.2 mm以下; 经过1410℃真空热压烧结1 h 后, XRD检测未发现新的反应物生成。添加0.45% Cr3C2、0.3 % VC、0.5 % TaC或NbC的硬质合金中有少量异常长大的WC晶粒, 断口表面疏松且平坦, 分析表明较大的WC晶粒在应力集中的作用下发生解理破坏,并成为材料断裂的裂纹源。当抑制剂Cr3C2和VC的含量再增加0.1%后, WC晶粒可以控制在0.5 mm以下, 断口表面致密成台阶状, 抗弯强度可提高20%; TaC和NbC对抑制WC晶粒生长的作用并不显著, 但添加NbC对提高硬质合金致密度的效果最显著。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-04-10 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用粉末冶金法制备了名义尺寸150、300、500 μm的片层石墨增强铝基(50vol.%Gf/Al)复合材料,得到密度均接近理论密度的致密复合材料坯锭。片层石墨与铝合金基体结合紧密,界面处无裂纹、孔洞等缺陷。片层石墨的xy方向基本与坯锭的xy方向平行,但受粉末冶金工艺的影响,较小片层石墨的xy方向与坯锭的xy方向略有偏差,随着片层石墨的尺寸增大,偏差逐渐减少。复合材料的强度随着片层石墨尺寸增加逐渐降低。150 μm片层石墨复合材料的弯曲强度为82 MPa,当片层石墨尺寸增至500 μm时,强度降低至39 MPa。片层石墨强度较低,裂纹容易沿片层石墨的层间扩展,随着片层石墨尺寸增大,这一现象更加明显,容易在断口中观察到片层石墨剥离的现象。复合材料xy方向的热导率随片层石墨尺寸增大而增加,最高可达604 W/m ? K,与尺寸较小的片层石墨相比提高63%。300、500 μm片层石墨复合材料的界面换热系数略低于理论值,但150 μm片层石墨复合材料的界面换热系数明显小于理论值。除了片层石墨的尺寸,其形状、分布和内部缺陷等对复合材料的热导率也有一定的影响。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 在三组参数下(1600-200、800-200、400-400,转速(rpm)-焊速(mm/min))对2 mm厚的退火态7B04铝合金薄板进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接参数对焊缝质量及微观组织的影响,并分析了焊核区的低温超塑性变形行为。结果表明,通过控制焊接参数,可获得良好的焊接质量,接头强度系数达100%。焊核区发生动态再结晶,生成细小等轴晶,且晶粒尺寸随转速的降低而显著减小(母材晶粒尺寸为~300 μm,1600 rpm下为2 μm,800 rpm 下为1 μm,400 rpm下为 0.6 μm)。这种细晶组织有利于焊核区超塑变形,在300 oC,焊核区在1×10-3 s-1、3×10-4 s-1下获得了160~590%的延伸率,在350 oC、1×10-3 s-1条件下获得高达790%的最大延伸率,在~400oC时超塑性变形行为消失。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 本文结合本研究组的研究结果,简述了异种材料、高熔点材料、铝基复合材料的焊接,以及温度场模拟、复合材料/超细晶材料制备等搅拌摩擦焊接与加工领域几个热点问题的研究进展。分别对影响异种金属材料焊接的关键因素与界面结合机理,高熔点材料(钢、钛合金)焊接过程中的组织演变及焊接工具的发展,铝基复合材料接头组织性能与工具磨损,温度场热源模型及温度场的影响因素与变化规律,搅拌摩擦加工复合材料及超细晶材料的组织特点及性能等内容进行了总结与评述。同时,对未来相关领域的研究方向进行了展望。