55NiCrMoV7模具钢锻造过程微观组织演化实验与模拟仿真 被引量：8

1

作者 禹兴胜 武川 +2 位作者 石如星 汪雨昌 王喆 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期174-184,共11页

研究了55NiCrMoV7模具钢棒材镦粗和拔长过程中的微观组织演化规律。结果表明,镦粗过程中棒材心部动态再结晶体积分数达80%,而变形过渡区和死区的动态再结晶体积分数较低;拔长过程中棒材心部发生了二次动态再结晶,过渡区动态再结晶进一... 研究了55NiCrMoV7模具钢棒材镦粗和拔长过程中的微观组织演化规律。结果表明,镦粗过程中棒材心部动态再结晶体积分数达80%,而变形过渡区和死区的动态再结晶体积分数较低;拔长过程中棒材心部发生了二次动态再结晶,过渡区动态再结晶进一步发展,而死区几乎没有发生动态再结晶。基于55NiCrMoV7模具钢在变形温度850~1250℃、应变速率0.001~10 s-1下的金相组织图,建立了动态再结晶临界应变、晶粒尺寸和动力学的数学模型,并通过DEFORM-3D软件建立了棒材镦粗和拔长过程的宏微观耦合有限元模型,研究了棒材温度、应变和组织的分布规律,预测了动态再结晶晶粒尺寸和体积分数值。将预测值与实验值进行了对比,最大相对误差为11.7%。 展开更多

关键词 55NiCrMoV7模具钢 动态再结晶 宏微观耦合有限元模型 精确成形控性

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基于机器学习模具钢大型锻件力学性能预测 被引量：2

2

作者 王孟超 武川 +1 位作者 孟亚飞 姚磊 《精密成形工程》 北大核心 2024年第12期198-208,共11页

目的为了预测模具钢大型锻件热处理后的力学性能,构建多种机器学习算法,探索出一种高效可行的算法来预测模具钢大型锻件的硬度、抗拉强度、屈服强度。方法以热作模具钢为研究对象进行热处理试验和力学性能检测得到模具钢大型锻件热处理... 目的为了预测模具钢大型锻件热处理后的力学性能,构建多种机器学习算法,探索出一种高效可行的算法来预测模具钢大型锻件的硬度、抗拉强度、屈服强度。方法以热作模具钢为研究对象进行热处理试验和力学性能检测得到模具钢大型锻件热处理后的力学性能数据集,先对其进行预处理,包括噪音消除和标准化等,以得到高质量的力学性能数据集。使用随机森林特征重要性分析法对输入参数进行筛选,去除弱相关变量降低预测算法的复杂度。随后构建随机森林算法、决策树算法、BP神经网络算法。综合对比各算法预测精度,选出最优的算法模型,对算法进行验证并应用。结果最终建立了硬度、抗拉强度、屈服强度预测算法,其中随机森林算法的确定系数R2分别为0.9539、0.9241、0.9320,决策树算法的确定系数R2分别为0.9485、0.9069、0.9280,BP神经网络算法的确定系数R2分别为0.8047,0.7921,0.7937。结论通过对比分析,随机森林算法表现出最高的预测精度,且随机森林算法对力学性能的预测误差基本保持在5%以内。说明通过该算法,可以实现模具钢大型锻件的力学性能预测,大大节省了研究和实验成本,能够极大地加快高性能材料的筛选。 展开更多

关键词 机器学习 模具钢 预测模型 力学性能 随机森林

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Ti6554钛合金β相区动态再结晶元胞自动机模拟

3

作者 彭志伟 武川 +1 位作者 王圆圆 时文才 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第2期163-171,共9页

为了探究热变形过程中工艺参数对Ti6554钛合金微观组织演化的影响机理,在变形温度为770~910℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)的条件下,采用Gleeble-3500型热模拟试验机进行热压缩实验。基于获得的应力-应变以及微观组织数据进行回归分析,... 为了探究热变形过程中工艺参数对Ti6554钛合金微观组织演化的影响机理,在变形温度为770~910℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)的条件下,采用Gleeble-3500型热模拟试验机进行热压缩实验。基于获得的应力-应变以及微观组织数据进行回归分析,构建了动态再结晶演变方程,并结合元胞自动机法(CA)实现了Ti6554钛合金高温变形过程中β相区的动态再结晶(DRX)演变模拟。结果表明,Ti6554钛合金的流变应力对变形温度和应变速率的变化响应强烈,并且随着温度的提升和应变速率的降低,材料内部通过促进DRX行为提高了软化效应,从而降低了流变应力;建立的CA模型可以准确模拟不同工艺条件下Ti6554钛合金的DRX行为,所预测的平均晶粒尺寸误差小于10%。 展开更多

关键词 Ti6554钛合金 Β相 高温变形 元胞自动机 动态再结晶

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Ti6554钛合金连续孔型轧制过程微观组织演化和力学性能研究

4

作者 孟亚飞 王庆敏 +3 位作者 武川 徐广胜 王孟超 姚磊 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期12-24,共13页

目的揭示钛合金孔型轧制的力学性能规律和微观组织演化机制。方法利用有限元软件Abaqus对Ti6554钛合金棒料进行多道次孔型轧制模拟。研究不同轧制温度(500、600、700℃)对驱动辊轧制力、等效塑性应变和温度分布的影响规律,并比较不同轧... 目的揭示钛合金孔型轧制的力学性能规律和微观组织演化机制。方法利用有限元软件Abaqus对Ti6554钛合金棒料进行多道次孔型轧制模拟。研究不同轧制温度(500、600、700℃)对驱动辊轧制力、等效塑性应变和温度分布的影响规律,并比较不同轧制温度下棒料轧制后的微观组织和力学性能。结果与初始棒料相比,轧制后棒料的微观组织更加均匀,晶粒得到了显著细化。随着轧制温度的升高,棒料内部的位错密度显著降低,棒料的室温抗拉强度从1186.3 MPa降低至984.4 MPa,屈服强度由1165.2 MPa降低到953.8 MPa;然而,断后伸长率从13.1%增长到27.8%,冲击韧性从10.8 J/cm2增长到29.7 J/cm^(2)。结论通过有限元模拟和实际实验相结合的方法,从驱动辊轧制力、棒料的温度和截面尺寸方面验证了有限元模拟的准确性和可靠性。在600℃轧制时,棒料内部各区域的等效塑性应变分布更加均匀,晶粒尺寸及组织的均匀性得到显著改善。棒料的拉伸断口有着多而深的等轴韧窝,呈现出韧性断裂特征;而在500℃轧制时,断口处韧窝的数量较少,并且存在微小的解理平面,表现出准解理断裂特征。 展开更多

关键词 孔型轧制 有限元模拟 等效塑性应变 微观组织 力学性能

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注塑模具型芯偏移优化研究现状及发展趋势 被引量：4

5

作者 郑悦 王权 +2 位作者 吴飞飞 王晓东 陈拓 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期16-23,29,共9页

深腔类塑件的模具大多具有细长、悬臂式的型芯,在注塑成型过程中,型芯由于受到聚合物熔体的不均匀压力易产生偏移,造成制件出现厚度不均等多种缺陷,严重影响制件的成型质量,降低生产效率,因此型芯偏移的优化问题亟待解决。对近年来国内... 深腔类塑件的模具大多具有细长、悬臂式的型芯,在注塑成型过程中,型芯由于受到聚合物熔体的不均匀压力易产生偏移,造成制件出现厚度不均等多种缺陷,严重影响制件的成型质量,降低生产效率,因此型芯偏移的优化问题亟待解决。对近年来国内外学者优化型芯偏移量所采用的方法进行介绍,并探讨了型芯偏移优化今后的发展趋势。 展开更多

关键词 型芯偏移 注塑成型 预测计算 计算机辅助工程 工艺参数 结构优化

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基于位错密度的钛合金电辅助压缩仿真与实验验证 被引量：1

6

作者 周宇杰 刘斌 +1 位作者 武川 曲周德 《精密成形工程》 北大核心 2023年第1期51-60,共10页

目的 以新型高强韧Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al(Ti6554)近β钛合金为对象,探讨脉冲电流对材料变形行为和温度变化的影响规律,揭示Ti6554钛合金在不同电流密度下的位错密度演化规律。方法 对材料进行不同电流密度、占空比、应变速率条件下的电辅... 目的 以新型高强韧Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al(Ti6554)近β钛合金为对象,探讨脉冲电流对材料变形行为和温度变化的影响规律,揭示Ti6554钛合金在不同电流密度下的位错密度演化规律。方法 对材料进行不同电流密度、占空比、应变速率条件下的电辅助压缩实验,建立考虑位错密度的修正电塑性本构模型,基于ABAQUS进行UMAT子程序开发,建立电-热-力三场耦合有限元模型,模拟Ti6554钛合金电辅助压缩变形过程,并进行实验验证。结果 随着电流密度和占空比增大流动应力减小,随着应变速率增大流动应力也增大;电辅助压缩实验结果与模拟结果相比的平均误差为6.31%,验证了模型的有效性;通过子程序状态变量输出位错密度的变化发现,电流密度为15.92、23.88、27.87、31.88、39.81 A/mm^(2)的位错密度分别下降了15.34%、55.63%、68.23%、83.84%、89.13%,表明位错密度随电流密度的增大而降低。结论 建立了基于位错密度的电塑性本构模型和电-热-力多场耦合的有限元模型,能够模拟Ti6554钛合金的电压缩变形行为,并且表征了位错增殖、位错湮灭及动态回复,获得了其位错密度的演化规律。 展开更多

关键词 Ti6554钛合金 位错密度 电辅助压缩 电塑性本构 动态回复

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基于多尺度建模与响应面法的55NiCrMoV7模具钢调质热处理工艺优化 被引量：4

7

作者 赵继全 曲周德 +2 位作者 武川 石如星 禹兴胜 《精密成形工程》 北大核心 2022年第2期74-82,共9页

目的探究大型55NiCrMoV7模具钢锻件(Φ1000 mm×1700 mm)调质热处理的最优工艺方案。方法建立大型55NiCrMoV7模具钢锻件的宏微观耦合的多尺度有限元模型,基于现场实验测试不同位置温度场和组织场的演化规律验证该模型。模拟研究此... 目的探究大型55NiCrMoV7模具钢锻件(Φ1000 mm×1700 mm)调质热处理的最优工艺方案。方法建立大型55NiCrMoV7模具钢锻件的宏微观耦合的多尺度有限元模型,基于现场实验测试不同位置温度场和组织场的演化规律验证该模型。模拟研究此锻件在不同淬火与回火工艺下的应力分布、HRC硬度和屈服强度变化。以残余应力均方差、硬度和屈服强度为目标函数,建立淬、回火工艺参数与力学性能之间的回归模型。结合所建立的响应面模型分析与遗传算法,对该模型进行参量约束条件下的多目标优化。结果通过响应面模型分析得出最优工艺范围为:淬火温度为850~910℃,回火温度为400~550℃。多目标优化后得到Pareto最优解集:淬火907.4℃+回火443.1℃、淬火907.4℃+回火411.5℃、淬火903.4℃+回火485.1℃、淬火895.2℃+回火535.8℃和淬火892.1℃+回火507.1℃。结论建立的淬、回火温度对应力均方差、HRC硬度和屈服强度的回归模型,为大型55NiCrMoV7模具钢锻件调质热处理工艺优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 55NiCrMoV7模具钢 多目标优化 响应面法 遗传算法 多尺度模型

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多轴曲面铣削力及工艺优化研究现状 被引量：1

8

作者 霍俊阳 张涛 +2 位作者 李冬辉 李国和 蔡玉俊 《工具技术》 北大核心 2024年第6期3-12,共10页

针对多轴曲面铣削现有技术,阐述典型的多轴铣削模型,归纳不同铣削工艺对加工效率及加工质量的影响。从铣刀几何模型、多轴铣削力模型、铣削能耗模型、工艺参数优化和刀具路径优化等方面对多轴曲面铣削技术的国内外研究现状进行综述,展... 针对多轴曲面铣削现有技术,阐述典型的多轴铣削模型,归纳不同铣削工艺对加工效率及加工质量的影响。从铣刀几何模型、多轴铣削力模型、铣削能耗模型、工艺参数优化和刀具路径优化等方面对多轴曲面铣削技术的国内外研究现状进行综述,展望了多轴曲面铣削技术的发展趋势。 展开更多

关键词 曲面加工 多轴铣削 铣削模型 工艺优化

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Cr含量及涂层厚度对超高速激光熔覆马氏体不锈钢涂层组织及耐蚀性能的影响 被引量：1

9

作者 陈田慧 帅若辉 +7 位作者 周吉 杨继凯 刘伊 蔡志海 王海斗 徐一斐 娄丽艳 李成新 《有色金属工程》 北大核心 2024年第12期177-188,共12页

采用超高速激光熔覆技术制备了厚度约为850μm和540μm的马氏体不锈钢耐蚀涂层,对比分析了不同Cr含量下不同厚度涂层的微观组织及显微硬度、耐蚀性能。结果表明:马氏体不锈钢涂层硬度均显著高于基体。高Cr涂层马氏体含量更高且在细晶强... 采用超高速激光熔覆技术制备了厚度约为850μm和540μm的马氏体不锈钢耐蚀涂层,对比分析了不同Cr含量下不同厚度涂层的微观组织及显微硬度、耐蚀性能。结果表明:马氏体不锈钢涂层硬度均显著高于基体。高Cr涂层马氏体含量更高且在细晶强化及弥散强化的协同作用下,高Cr薄涂层硬度最高可达537.71HV 0.2。高Cr厚涂层由于晶粒细小、Cr含量更高且分布更均匀,电化学测试显示出了更低的腐蚀电流密度、更高的腐蚀电位及最大的容抗弧半径、阻抗值,耐腐蚀性能最优。中性盐雾腐蚀实验结果表明,晶间贫Cr是马氏体不锈钢涂层腐蚀失效的主要原因,但是涂层中Cr含量及成分均匀性增加、涂层厚度增加,将阻碍腐蚀介质的渗透,有利于涂层长期耐蚀性能的提升。 展开更多

关键词 涂层 激光熔覆 马氏体不锈钢 微观组织 耐蚀性

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基于机器学习的钛合金弹性模量预测方法研究 被引量：5

10

作者 王园园 武川 +1 位作者 彭志伟 时文才 《精密成形工程》 北大核心 2024年第1期33-42,共10页

目的探索一种高效可行的预测方法以提高钛合金弹性模量的预测精度,采用第一性原理计算方法与机器学习相结合的方式建立高精度的预测模型。方法通过数据挖掘获取材料数据库中钛合金的力学性质微观结构参数,结合第一性原理计算方法构建初... 目的探索一种高效可行的预测方法以提高钛合金弹性模量的预测精度,采用第一性原理计算方法与机器学习相结合的方式建立高精度的预测模型。方法通过数据挖掘获取材料数据库中钛合金的力学性质微观结构参数,结合第一性原理计算方法构建初始数据集,并对其进行预处理,包括噪音消除、归一化及标准化,以得到高质量的数据集。同时,采用随机森林特征重要性分析法对输入参数进行筛选,去除弱相关变量以降低预测模型的复杂度。在此基础上,构建随机森林模型、支持向量机模型、BP神经网络模型及优化后的GA-BP神经网络模型,综合对比各模型的回归能力,分析误差后选出最优的算法模型。结果最终建立了钛合金弹性模量预测模型,其中随机森林模型、支持向量机模型、BP神经网络模型、GA-BP神经网络模型的预测相关系数R分别为0.836、0.943、0.917、0.986。结论GA-BP模型对弹性模量的预测误差基本保持在5%~7%。遗传算法可以优化BP神经网络的权值和阈值,使预测精度大幅提升。说明通过该方法可以实现钛合金弹性模量的预测,大大节省研发和实验成本,加快高性能材料的筛选。 展开更多

关键词 钛合金 第一性原理 机器学习 遗传算法 力学性能

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同步送粉水下激光增材铁基合金凝固组织演变与温度场研究

11

作者 刘伊 娄丽艳 +1 位作者 刘康诚 李成新 《有色金属工程》 北大核心 2024年第12期1-10,I0002,共11页

针对海洋环境中大量存在的铁基结构材料表面损伤修复与水下原位再制造的需求,通过层状累加成型的方法,实现了同轴送粉式水下激光增材制造(SUAM)技术。由于多次热量输入时温度梯度的不稳定性,增材结构上部的晶粒生长与平面涂层相似,靠近... 针对海洋环境中大量存在的铁基结构材料表面损伤修复与水下原位再制造的需求,通过层状累加成型的方法,实现了同轴送粉式水下激光增材制造(SUAM)技术。由于多次热量输入时温度梯度的不稳定性,增材结构上部的晶粒生长与平面涂层相似,靠近基体的区域没有明显的柱状晶粒。EBSD结果表明,晶粒大小和位错密度在增材叠加界面发生了变化,出现外延生长现象,在块体中间出现了一个周期性细晶粒带,细晶粒带的平均硬度为805 HV 0.025,而较大的等轴晶粒区的硬度为770 HV 0.025。进一步通过引入保护气流和沸腾模型,利用数值模拟获得了SUAM激光加热过程的温度场。水下激光加热最高温度比空气中低约16%,且沸腾模型不会影响温度分布。研究为进一步实现SUAM提供了理论支持。 展开更多

关键词 激光增材 水下原位制造 凝固组织 数值模拟

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基于机器学习与有限元相结合的Ti6554合金热挤压棒材组织均匀性调控 被引量：1

12

作者 彭志伟 武川 +1 位作者 王园园 时文才 《精密成形工程》 北大核心 2024年第8期91-101,共11页

目的寻求一种快速且高效的方法,以获得微观组织分布均匀的Ti6554钛合金棒材制备工艺参数。方法通过实验验证了Ti6554钛合金棒材热挤压有限元模型的准确性,并基于有限元模拟获取的晶粒尺寸数据,构建以工艺参数为输入特征量、以组织均匀... 目的寻求一种快速且高效的方法,以获得微观组织分布均匀的Ti6554钛合金棒材制备工艺参数。方法通过实验验证了Ti6554钛合金棒材热挤压有限元模型的准确性,并基于有限元模拟获取的晶粒尺寸数据,构建以工艺参数为输入特征量、以组织均匀度为输出的机器学习数据集。随后,采用随机森林回归(RFR)算法构建Ti6554钛合金棒材的组织均匀度预测模型,同时采用粒子群(PSO)算法对模型进行优化,以提高预测精度。在此基础上,利用粒子群优化随机森林回归(PSO-RFR)模型映射的数据,建立了关于挤压速度v、挤压温度t_(0)、挤压比γ和组织均匀度ΔDDRX的多项式方程,并利用遗传算法(GA)在搜索域进行目标搜索,最终确定最佳工艺组合。结果与RFR算法相比,PSO-RFR算法构建的预测模型有更好的预测精度,采用GA算法获得的工艺组合(v=47.9 mm/s、t_(0)=989℃、γ=9.06)制备棒材时,棒材微观组织晶粒细化、分布均匀性好。结论相较于实验或者有限元的传统方法,该调控方法不仅节约了时间,还提高了效率,同时也为热挤压棒材的组织均匀性调控提供了新的思路。 展开更多

关键词 Ti6554钛合金 热挤压 随机森林 遗传算法 均匀性调控

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超高速激光熔覆Ni-cBN/(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层的组织及性能

13

作者 王新生 骆纪锋 +6 位作者 李洋 牟泓霖 仝永刚 邢志国 蔡志海 魏世忠 于月洋 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期46-56,共11页

钛合金性能优越,但表面耐磨性差制约了其应用和发展。为了克服钛合金耐磨性差的缺点,采用超高速激光熔覆技术在TC11基体上制备(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层并加入Ni包覆cBN颗粒,借助cBN颗粒的高硬度特性制备耐磨涂层。采用X射线衍射... 钛合金性能优越,但表面耐磨性差制约了其应用和发展。为了克服钛合金耐磨性差的缺点,采用超高速激光熔覆技术在TC11基体上制备(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层并加入Ni包覆cBN颗粒,借助cBN颗粒的高硬度特性制备耐磨涂层。采用X射线衍射仪分析涂层物相,采用扫描电子显微镜(SEM)与能量分散谱仪(EDS)分析涂层组织,借助维式显微硬度计研究涂层截面硬度分布规律,利用摩擦磨损试验机测试涂层的耐磨性能。研究结果表明,Ni包覆cBN颗粒的加入会促进(NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层中Cr元素的偏聚,使富Cr相组织长大。当Ni包覆cBN颗粒的含量在5~15 wt.%时,涂层组织逐渐致密,涂层的硬度随Ni包覆cBN含量的增多而升高,但Ni包覆cBN颗粒含量到达20 wt.%时,涂层致密性降低,涂层的硬度也随之降低。涂层的摩擦因数随Ni包覆cBN含量的增加而升高,耐磨性也随含量的增多而增强。15 wt.%Ni包覆cBN涂层的综合性能最佳,硬度达到1024 HV_(0.5),摩擦因数为0.534,磨损体积0.017 mm3,涂层耐磨性是未添加Ni包覆cBN颗粒涂层的2.8倍。Ni包覆cBN颗粒的加入可以提升涂层的耐磨性,为cBN在耐磨涂层的研究及应用提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 超高速激光熔覆 Ni包覆cBN 硬度 耐磨 (NiCoCr)_(94)Al_(3)Ti_(3)涂层

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工艺参数对注塑制品翘曲变形的影响 被引量：8

14

作者 王权 杨崇营 +3 位作者 杜开辉 吴正环 赵学礼 张珉 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期98-100,108,共4页

运用正交试验,通过Moldflow模拟分析,将模拟分析样条与实际注塑成型微样条进行对比,研究了模具温度、熔体温度、保压时间、保压压力、注射压力工艺参数对注射成型制品翘曲变形的影响。通过微型样条模具进行成型实验,用三坐标测量仪对成... 运用正交试验,通过Moldflow模拟分析,将模拟分析样条与实际注塑成型微样条进行对比,研究了模具温度、熔体温度、保压时间、保压压力、注射压力工艺参数对注射成型制品翘曲变形的影响。通过微型样条模具进行成型实验,用三坐标测量仪对成型制品的翘曲变形进行了测量,结果表明,保压压力和熔体温度对样条翘曲变形的影响较大,实际注塑成型样条的翘曲变形量比模拟分析的翘曲变形量大,拉伸样条模拟数值与实际的平均差值为0.205mm,实际值比模拟值增大了约50%;冲击样条的模拟数值与实际数值的平均差值为0.2405mm. 展开更多

关键词 注塑成型 翘曲变形 MOLDFLOW 工艺参数 正交试验

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7075铝合金挡风梁热冲压成形减薄预测模型 被引量：5

15

作者 董晓传 倪炀 +2 位作者 蔡玉俊 潘高峰 袁斌先 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期590-597,共8页

以7075铝合金挡风梁在热成形过程中的减薄率为研究对象,通过热拉伸试验,研究了7075铝合金在变形温度为440~480℃、应变速率为0.001~0.1 s^(−1)条件下的真实应力−应变曲线,并将其引入数值模拟模型,分析了板料初始温度(440~500℃)、压边力... 以7075铝合金挡风梁在热成形过程中的减薄率为研究对象,通过热拉伸试验,研究了7075铝合金在变形温度为440~480℃、应变速率为0.001~0.1 s^(−1)条件下的真实应力−应变曲线,并将其引入数值模拟模型,分析了板料初始温度(440~500℃)、压边力(20~50 kN)、摩擦因数(0.1~0.7)对7075铝合金挡风梁热冲压成形危险区域标记点减薄率的影响规律及其预测模型,并进行了实验验证。结果表明:挡风梁成形件危险区域标记点的减薄率随着板料温度的上升先减小后增大,随着压边力的增大而增加,随着摩擦系数的增大呈上升趋势,且变形过程中标记点减薄率由高到低依次为A>D>C>B。经修正后的预测模型与实验值进行比较,所得最大误差为6.7%,最小误差为1.5%。 展开更多

关键词 7075铝合金 热冲压 成形性能 减薄预测

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热力条件下Co基等离子熔覆层的失效行为 被引量：2

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作者 李洋 谭娜 +1 位作者 崔秀芳 金国 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期119-126,共8页

等离子修复完成后形成的表面/界面结构,对机械零件服役性能和安全可靠性至关重要,为了研究修复层表界面结构在热、力作用下的失效行为,采用等离子熔覆技术在FV520B基体上制备了钴基熔覆层,并对熔覆层表面和界面结构进行了热疲劳、常温... 等离子修复完成后形成的表面/界面结构,对机械零件服役性能和安全可靠性至关重要,为了研究修复层表界面结构在热、力作用下的失效行为,采用等离子熔覆技术在FV520B基体上制备了钴基熔覆层,并对熔覆层表面和界面结构进行了热疲劳、常温拉伸及高温拉伸等测试,并通过扫描电镜、金相显微镜对其组织进行观察。结果表明:钴基熔覆层在600℃具有优异的抗热疲劳性能,随着温度升高熔覆层表界面结构疲劳性能降低,疲劳裂纹在涂层与基体间界面处萌生;单轴拉力作用下表界面结构中的涂层发生断裂,进一步研究发现涂层中的多层搭接位置晶粒粗大发生断裂;300~700℃高温拉伸实验中,钴基熔覆层体系在各种温度下均失效于涂层位置,随着合金元素的加入熔覆层强度提升,断裂失效的位置由原来的涂层处转移到基体。 展开更多

关键词 Co基等离子熔覆层 表面/界面 热力耦合 失效行为

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2A14铝合金环件轧制缺陷分析及工艺优化 被引量：3

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作者 董晓传 吴润谋 +1 位作者 姜玉洁 曲周德 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期113-118,共6页

针对2A14铝合金环件在轧制过程中经常出现的“鱼尾”缺陷,通过有限元模拟的方法研究了直径增长速度、轧制曲线及初始轧制温度对产生“鱼尾”深度的影响规律,并获得了最优工艺方案。继而进行了1∶1生产实验对该最优方案进行验证,所得2A1... 针对2A14铝合金环件在轧制过程中经常出现的“鱼尾”缺陷,通过有限元模拟的方法研究了直径增长速度、轧制曲线及初始轧制温度对产生“鱼尾”深度的影响规律,并获得了最优工艺方案。继而进行了1∶1生产实验对该最优方案进行验证,所得2A14铝合金环件的“鱼尾”深度与预测值的偏差约为9.39%。通过单向拉伸实验分析了2A14铝合金环件径向、轴向和切向的屈服强度、抗拉强度和伸长率。所得最优的实验方案为:初始轧制温度取430℃、各阶段直径增长速度分别取3、5、8、1和1 mm·s^(-1),轧制曲线取直线形。 展开更多

关键词 2A14铝合金 环件轧制 工艺优化 数值模拟

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Ti6554钛合金双道次热挤压宏微观演化的有限元模拟与试验研究 被引量：5

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作者 刘斌 武川 周宇杰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期83-95,共13页

通过热挤压试验和有限元模拟研究了Ti6554钛合金双道次挤压宏观变形和微观组织演化规律,并进行优化获得了最优挤压工艺参数。首先,基于热压缩试验建立了材料热挤压变形本构方程、动态再结晶动力学模型和晶粒长大模型。其次,基于Deform-2... 通过热挤压试验和有限元模拟研究了Ti6554钛合金双道次挤压宏观变形和微观组织演化规律,并进行优化获得了最优挤压工艺参数。首先,基于热压缩试验建立了材料热挤压变形本构方程、动态再结晶动力学模型和晶粒长大模型。其次,基于Deform-2D软件建立了材料双道次挤压宏微观耦合的有限元模型,研究了挤压比(13.04、10.56和8.73)、预热温度(890、940和990℃)和挤压速度(35、45和55 mm·s^(-1))对棒材的温度场、等效塑性应变场和晶粒尺寸的影响,并通过挤压试验进行了模型验证。最后,采用Design-Expert建立了挤压工艺参数与平均晶粒尺寸标准差、体积分数标准差和挤压力之间的响应面模型,采用Matla遗传算法进行多目标优化,获得了最优挤压工艺(挤压比8.73、挤压速度52 mm·s^(-1)、预热温度913℃)。采用此工艺对Ti6554钛合金进行了热挤压试验,并对挤压得到的棒料试样进行金相观察,结果表明,晶粒破碎效果较好,晶粒尺寸均匀性提高。 展开更多

关键词 Ti6554钛合金 棒料热挤压 有限元模拟 多目标优化 响应面法

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Ti6554钛合金脉冲电流辅助压缩本构模型的建立及应用 被引量：6

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作者 刘斌 武川 周宇杰 《精密成形工程》 北大核心 2022年第5期27-35,共9页

目的基于电辅助压缩试验,建立Ti6554钛合金的电辅助压缩本构模型,并对本构模型进行验证。方法针对Ti6554钛合金材料,在一定脉冲电流参数(电流密度为40、32、24 A/mm^(2),频率为1、5、10 Hz,占空比为0.7、0.5、0.3)以及应变速率为0.002、... 目的基于电辅助压缩试验,建立Ti6554钛合金的电辅助压缩本构模型,并对本构模型进行验证。方法针对Ti6554钛合金材料,在一定脉冲电流参数(电流密度为40、32、24 A/mm^(2),频率为1、5、10 Hz,占空比为0.7、0.5、0.3)以及应变速率为0.002、0.005、0.01 s^(-1)、下压量为50%的条件下,进行电辅助压缩试验,并基于唯象和物理机制,建立电辅助压缩的本构模型,采用回归拟合的方法确定本构模型参数,得到具体方程,并基于电辅助压缩试验的应力–应变曲线,分析脉冲电流参数对应力–应变的影响规律。结果将电辅助压缩试验测得的试验值与本构模型得到的预测值进行相对误差分析,得到最大相对误差小于7%。结论采用回归拟合的方法建立的本构模型相对误差较小,能够准确预测材料在不同脉冲电流参数下的流动应力。 展开更多

关键词 电致塑性 Ti6554 本构方程 脉冲电流

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粉体预氧化对NiAl激光熔覆涂层组织和性能的影响

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作者 李洋 谭娜 +3 位作者 刘进 胡泽宇 张国亮 雍青松 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期358-368,共11页

目的激光熔覆是集节能、环保、减排于一身的低碳技术,能够解决涂层存在的粗大枝晶、较大开裂敏感性及纳米增强颗粒昂贵等难题。方法借助Al颗粒的易氧化特性,提出一种预氧化气固反应手段,原位制备铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体,采用激... 目的激光熔覆是集节能、环保、减排于一身的低碳技术,能够解决涂层存在的粗大枝晶、较大开裂敏感性及纳米增强颗粒昂贵等难题。方法借助Al颗粒的易氧化特性,提出一种预氧化气固反应手段,原位制备铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体,采用激光熔覆技术将复合粉末制备成冶金涂层,并考察预氧化方法对NiAl涂层组织和性能的改性规律。结果通过预氧化方法获得了铝粉表面附着氧化铝的复合型粉体,且制备的涂层成形良好、无缺陷;预氧化涂层的枝晶更细小,XRD测试表明预氧化涂层中出现了Al2O3。由于预氧化方法带来的细晶强化和第二相强化作用,使得预氧化涂层的硬度在NiAl涂层的基础上提升了约20%,预氧化方法引入的氧促使摩擦界面形成了一层氧化物润滑膜,使得预氧化处理后涂层的摩擦因数降低了约23%,同时耐磨性得到显著提升。结论采用预氧化方法以低成本原位合成了复合型粉体,通过预氧化方法使涂层实现了从组织结构到性能的良性转变,为推动绿色低碳技术发展,高性能新型粉体的研发,以及NiAl涂层的应用提供一些思路与方法。 展开更多

关键词 预氧化 NIAL 激光熔覆 硬度 摩擦磨损

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