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热处理过程大型铸钢件变形的三维动态测量

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00617

本文提出了一种新的铸件变形三维动态测量方法-固定方位角测量法,解决了热处理过程高温无标志点情况下大型铸钢件变形的三维动态测量问题,并建立了相应的数据分析方法.采用该方法对某工厂正火过程强制风冷阶段大型水轮机叶片铸件的翘曲变形行为进行了三维动态测量,获得了整个叶片的翘曲变形过程,并对叶片翘曲变形的测量误差进行了分析.测量结果表明,固定方位角法能有效用于高温和无标志点情况下大型弱刚度铸件翘曲行为的三维动态测量,为研究热处理过程的铸件变形提供了新的方法.

关键词: 大型铸钢件 , 热处理 , 变形 , 动态测量 , 无标志点 , 固定方位角法

Mg70Ni15Gd10Ag5块体非晶的制备及晶化行为

彭浩 , 李双寿 , 黄天佑 , 汤彬

稀有金属材料与工程

采用铜模铸造法制备新型块体非晶合金Mg70Ni15Gd10Ag5(at%),其临界制备尺寸不低于5 mm,是目前Mg-Ni基非晶合金制各尺寸的最大值.采用差示扫描量热(DSC)法研究非晶合金的晶化行为,发现合金的晶化为多级晶化.随着升温速度的提高,玻璃转变温度Tg、晶化开始温度Tx、熔化前4个放热峰温度(Tp1、Tp2、Tp3、Tp4)、熔化开始温度(Tm)和液相线温度(T1)均向高温区移动,晶化行为具有显著的动力学特征.利用Kissinger法计算特征温度对应的激活能,其值分别为Eg=188.05 kJ/mol、Ex=144.79 kJ/mol、Ep1=138 kJ/mol、Ep2=142.40 kJ/mol、Ep3=119.10 LJ/mol、Ep4=72.86 kJ/mol.

关键词: Mg-Ni基非晶合金 , 块体非晶合金 , 晶化行为

ZG20SiMn高温流变性能研究

康进武 , 熊守美 , 柳百成 , 黄天佑

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2004.01.002

在Gleeble-15000热力模拟实验机上测定了ZG20SiMn从300℃到固相线温度区间的流变性能,辨识出其符合流变学[H]-[NIS]模型以及流变参数.将流变学模型和拉伸实验得到的弹塑性模型进行了比较分析,结果表明流变学模型更适合描述铸件的高温力学行为.

关键词: ZG20SiMn , 流变学模型 , 高温流变

等轴晶移动对宏观偏析影响的数值模拟

马长文 , 沈厚发 , 黄天佑 , 柳百成

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.03.002

建立了自由等轴晶移动对宏观偏析影响的数学模型,对铸锭凝固过程中的对流和溶质分布进行了数值模拟.在模型中按照临界固相分数将糊状区分为紧密树枝晶和自由等轴晶两个不同的区域.对带冒口铸钢锭的宏观偏析进行了数值模拟,并同实验结果进行了比较.与假设糊状区内固相静止的模型相比,考虑等轴晶移动的模型得到的溶质分布结果与实验结果更接近.在凝固过程中,等轴晶随液体流动并在铸锭的底部中心聚集,在凝固后的铸锭中形成锥形的负偏析.还发现,在铸锭的中心靠上的区域形成正偏析,在铸锭的外部区域形成负偏析.

关键词: 材料科学基础学科 , 金属凝固 , 宏观偏析 , 数值模拟 , 自由等轴晶 , 枝晶密排面

余热热处理对Al-Si-Cu合金铸件组织和性能的影响

何亮 , 黄天佑 , 康进武

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.04.016

研究了余热热处理工艺对Al-Si-Cu合金中Cu元素的固溶效果、共晶Si颗粒形貌及尺寸变化、以及该工艺对合金铸件力学性能的影响.结果表明,余热热处理工艺条件下,铸件可以在更短的时间内获得理想的固溶效果.通过分析铸件微观组织显微可知,余热热处理工艺可以通过缩短固溶处理时间有效地抑制共晶Si颗粒的粗化,在4h的固溶处理中Si颗粒平均尺寸持续减小且未出现粗化趋势.采用相同工艺参数,余热热处理工艺条件下制备的单铸试棒抗拉强度比传统T6热处理工艺提升约15%.

关键词: Al-Si-Cu合金 , 余热热处理 , 铸件力学性能

基于cv-FDM法的铸件凝固过程热应力数值模拟

吕宝佳 , 康进武 , 黄天佑

材料科学与工艺

为了实现铸件凝固过程多物理场的无缝耦合数值模拟,开展基于有限差分法的铸件凝固过程热应Ζ力分析.建立了热弹塑性的三维控制体积有限差分(cv-FDM)算法,开发了相应的铸件凝固过程热应力分析三维仿真软件.将该软件应用于典型的应力框试件和轧钢机机架铸件,计算得到了铸件凝固过程产生的应力和位移,并将结果与采用有限元分析软件ANSYS的计算结果进行了对比验证,吻合较好,表明模拟结果基于cv-FDM的铸件热应力分析达到了有限元法的精度水平.

关键词: 控制体积-有限差分法(cv-FDM) , 数值模拟 , 热应力 , 铸件

铝钛硼稀土中间合金的微观组织及其细化纯铝机制研究

陈亚军 , 许庆彦 , 黄天佑

中国稀土学报

采用氟盐与稀土铝水反应法制取Al5Ti4RE1B中间合金, 对其进行物相、微观组织和细化效果分析, 通过深入观察细化处理后晶粒形貌和微区成分分析对细化机制进行了研究. XRD及EDS分析显示RE和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE相, 细化试验表明Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力. 微观组织及面扫描结果显示细化后的晶粒呈菊花状, 在花瓣的不同位置存在RE和Ti分布的不均匀性, 热处理后晶粒花瓣减少, 成分也趋于均匀. 这是由于Ti2Al20RE相在铝液中逐渐溶解并释放出RE和Ti原子, 而α-Al晶体以枝晶的方式生长, 同时将稀土原子排到枝晶间, 最终形成了菊花状组织及元素分布的不均匀性.

关键词: 铝钛硼稀土 , 中间合金 , 物相分析 , 微观组织 , 包晶反应 , 细化机制

薄板坯连铸连轧过程温度场模拟

张雷 , 沈厚发 , 黄天佑

连铸 doi:10.3969/j.issn.1005-4006.2003.01.012

基于有限差分法建立薄板坯连铸连轧过程三维传热分析模型,考虑复杂传热边界条件及温度和合金元素对铸坯物性的影响.模拟计算结果同理论分析及商用有限元软件计算结果接近,可以用于铸坯缺陷分析及生产工艺的优化.

关键词:

连铸轻压下技术的机理比较

马长文 , 沈厚发 , 黄天佑

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2003.06.001

轻压下技术对改善连铸坯中心偏析有显著的效果,在生产中得到了广泛的应用.为此分析了两种机械压下技术改善中心偏析的机理,比较两者改善中心偏析的效果,并进一步讨论了轻压下技术在工业应用中要注意的问题.

关键词: 连铸 , 轻压下 , 中心偏析

铝合金晶粒细化剂研究进展

陈亚军 , 许庆彦 , 黄天佑

材料导报

阐述了铝行业用细化剂的历史和现状,提出了Al-Ti-C和Al-Ti-B-RE两大发展方向.对钛硼中间合金的制备工艺和线材成形方法进行了对比,并分析归纳了现有细化机理.细化机理的研究仍然没有统一认识,但都肯定了TiC、TiB2和TiAl3的作用.Al-Ti-B-RE细化效果好、长效性好,是一种很有前景的细化材料,但其理想的成分配比、制备工艺和细化机制还缺乏系统的研究.

关键词: 中间合金 , 细化剂 , 制备工艺 , 细化衰退 , 长效性

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