检索结果-内蒙古大学图书馆

现代冶金（内蒙古） 2007年第1期 54-64页

作者： Naoki NAKATA[日本] 张怀军(译) 兰岳光(校)

Ti-Nb高强度低合金钢为目前普遍研究应用的高强度低合金钢（HSLA），本文在实验室研究了抗拉强度为780MPa的Ti-Nb高强度低合金钢热机械加工过程中显微组织演变。用热扭矩试验模拟全部热轧工艺，应用Gleeble1500热机械模拟仪，使用单向... 详细信息

Ti-Nb高强度低合金钢为目前普遍研究应用的高强度低合金钢（HSLA），本文在实验室研究了抗拉强度为780MPa的Ti-Nb高强度低合金钢热机械加工过程中显微组织演变。用热扭矩试验模拟全部热轧工艺，应用Gleeble1500热机械模拟仪，使用单向拉伸和双向拉伸试验分析材料基本状态，静态再结晶，奥氏体分解过程，还有连续冷却转变试验（CCT），应用时效试验研究沉淀强化机理。基于试验结果，提出热轧、冷却输出和卷取过程的显微组织模型，应用此模型可预测工业生产热卷板显微组织．其预测的铁素体晶粒尺寸与工业热轧生产得到的晶粒结果相吻合。

关键词： HSLA钢显微组织演变基本状态静态再结晶奥氏体到铁素体转变铁素体晶粒尺寸沉淀模型

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3104铝合金热轧过程有限元分析及应用

3104铝合金热轧过程有限元分析及应用

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作者：康煜华中南大学

学位级别：博士

热轧加工条件对铝合金产品的组织及性能具有重要的影响。在零部件的材料加工生产中,为了达到特定的技术指标要求,其轧制规程的制订通常采用实验和纠错的方法,这种单凭重复实验的“经验”性试错方法不仅消耗大量的时间和财力,而且无法获... 详细信息

热轧加工条件对铝合金产品的组织及性能具有重要的影响。在零部件的材料加工生产中,为了达到特定的技术指标要求,其轧制规程的制订通常采用实验和纠错的方法,这种单凭重复实验的“经验”性试错方法不仅消耗大量的时间和财力,而且无法获得工艺过程中变化的全面规律,从而延滞了新材料与新产品的开发与应用。随着计算机科学的迅速发展和对材料成形过程物理规律研究的深入,有限元等数值模拟技术逐渐在材料科学与工程领域得到了广泛应用,正在深刻地改变着传统的产品设计、制造方式。热轧过程包含金属传热、变形和显微组织演变等多种现象,各种现象之间相互作用和影响。本文借助于实验研究结果,在有限变形理论的基础上,采用大型商用有限元软件***开发了一个热力耦合的热轧板带数学模型,可对轧制过程中3104铝合金厚度方向任意节点上的温度和变形情况进行分析和预测,同时研究了各种轧制工艺参数对热轧过程温度和变形的影响。通过用户定义子程序二次开发技术将显微组织演变特性融入上述有限元模型,可用来对轧制道次间的显微组织(静态再结晶)演变进行量化分析。其成果对于优化轧制工艺、预报产品质量和指导实际生产等,具有重要的应用价值和理论意义。本文的主要研究工作如下： 1)利用Gleeble-1500热模拟机,对不同温度和变形条件下3104铝合金的高温变形行为进行了实验研究,根据实验结果,采用数理统计的方法确定了3104铝合金流变应力模型及材料常数,为热轧过程温度、变形及显微组织分析提供了理论基础。 2)在实验室热轧实验台上进行了大量的实验研究,实测了不同轧制工艺条件下轧制力和温度在轧制过程中的变化情况,获得了大量的实验数据,为数值模拟计算中的一些复杂参数(如接触换热系数)的设定提供了可靠的数据论证。 3)使用***商用非线性有限元软件,综合考虑了热轧过程中的温度及变形现象,建立了热力耦合的热轧有限元仿真模型,分析了轧制过程中轧件温度的变化规律及变形场的分布情况,并研究了工艺参数对温度变化及变形场分布的影响。 4)采用双道次热压缩实验,对3104铝合金静态再结晶规律进行了实验研究,获得了3104铝合金在热加工条件下显微组织演变的规律,然后嵌入到上述热力耦合有限元模型,能够对轧制过程中的显微组织演变进行数值模拟,从而推算出轧制过程中轧件在厚度方向上的静态再结晶百分数。 5)研究了多道次轧制过程中有限元实现方法中很多关键技术。采用网格重划分的技术解决了多道次热轧过程中网格严重畸变,从而影响计算精度和效率的问题;利用Marc的二次开发技术解决了多道次热轧过程有限元几何模型间节点温度、累积塑性应变以及自定义变量的数据传递问题;轧制阶段和非轧制阶段(轧制间隙)采用不同的时间步长来设计模拟工况,且根据轧制过程是否达到稳定,采用自适应步长和固定步长技术组合,合理分配计算过程中时间步长的大小和所需的时间,从而极大限度地缩短模拟时间,提高运算效率。 6)为了验证所开发模型的正确和可靠性,采用该系统对工业现场“1+4”铝热连轧生产线进行了模拟,并将模拟结果与实测数据进行了对比。结果表明：本研究开发的模拟系统能够较准确地模拟热轧过程中温度、变形和显微组织的演变,可以用来设计和优化板带轧制工艺过程,提高产品加工质量。

关键词：轧制铝合金板热变形显微组织演变数值模拟有限元方法控冷静态再结晶

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7085铝合金热变形行为及加工图研究

7085铝合金热变形行为及加工图研究

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作者：陈学海中南大学

学位级别：硕士

7085铝合金是一种具有高强度、高韧性、高淬透性和高损伤容限等优异综合性能的新型铝合金,该合金在航空航天、国防军工等领域有着极为重要的应用。本文针对7085铝合金航空构件的热加工工艺设计问题,采用Gleeble-1500热模拟实验机,并运... 详细信息

7085铝合金是一种具有高强度、高韧性、高淬透性和高损伤容限等优异综合性能的新型铝合金,该合金在航空航天、国防军工等领域有着极为重要的应用。本文针对7085铝合金航空构件的热加工工艺设计问题,采用Gleeble-1500热模拟实验机,并运用金相显微镜与透射电镜等观察手段相结合的方法,系统研究了7085铝合金热变形的流变行为及其热变形的显微组织演变行为。基于动态材料模型原理,绘制了7085铝合金的加工图,详细地分析了7085铝合金在不同热变形条件下的高温塑性加工特性。主要结论如下： (1)研究了热变形参数与7085铝合金流变应力的关系。研究发现该合金的流变应力及峰值应力所对应的应变均随变形温度升高而减小,并且流变应力随应变速率升高而增大。采用线性回归方法,建立了关于峰值应力与变形温度和应变速率的本构方程。 (2)揭示了热变形过程中的显微组织演变规律。研究发现变形温度升高以及应变速率降低均有利于7085铝合金的动态再结晶进行。并且在相同变形温度与应变速率条件下,动态再结晶体积分数随应变程度增大而增大。结合7085铝合金热变形的实验结果,建立了7085铝合金的动态再结晶模型。 (3)通过对7085铝合金的加工图分析,表明应变量对7085铝合金加工图的影响很小。温度340℃～450℃,应变速率0.0001s-1～s-1为加工安全区；失稳区域为变形温度300℃-340℃,应变速率0.01s-1～s-1,在此区域热加工,7085铝合金产生流变失稳现象,形成绝热剪切带,且带内组织为剧烈拉长晶粒；潜在危险加工区域为温度300℃～340℃,应变速率0.0001s-1～0.01s-1。

关键词： 7085铝合金热变形参数流变应力本构方程显微组织演变动态再结晶模型加工图

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Ni_3Al金属间化合物自蔓延高温合成中的显微组织演变

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稀有金属材料与工程 2006年第4期35卷 567-572页

作者：马妍范群成顾美转肖国庆郭创立西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 兵器工业西北地区理化检测中心陕西西安710043

为了研究用Ni粉和Al粉自蔓延高温合成(SHS)Ni3Al过程中的显微组织演变,用燃烧波淬熄法使蔓延的燃烧波自行熄灭,用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察和分析了淬熄试样中的显微组织,测试了燃烧温度,并用X射线衍射(XRD)分析了合成产物... 详细信息

为了研究用Ni粉和Al粉自蔓延高温合成(SHS)Ni3Al过程中的显微组织演变,用燃烧波淬熄法使蔓延的燃烧波自行熄灭,用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察和分析了淬熄试样中的显微组织,测试了燃烧温度,并用X射线衍射(XRD)分析了合成产物的相组成。结果表明,合成反应开始于Al的熔化,从而使Ni粉粒开始部分溶解,Ni与Al原子间的互扩散导致Ni3Al反应扩散层在未溶解的Ni粉粒表面形成并逐渐增厚。该反应具有不完全性,可能是实验中使用了较粗的Ni粉和Al粉的缘故。

关键词： Ni3Al 金属间化合物自蔓延高温合成显微组织演变

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铸造Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y(wt.﹪)镁合金的时效硬化与显微组织研究

铸造Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y(wt.﹪)镁合金的时效硬化与显微组织研究

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作者：陈敬区华南理工大学

学位级别：硕士

本文综述了镁合金的特点、应用现状及发展方向，介绍了Mg-Zn系合金的研究进展。利用显微硬度、光学金相、XRD、SEM、EDS和TEM等手段，对砂型铸造Mg-5Zn-0．6Zr-1RE-2Y镁合金的时效硬化行为和显微组织演变进行了研究。　　 Mg-5Zn-0．6Zr... 详细信息

本文综述了镁合金的特点、应用现状及发展方向，介绍了Mg-Zn系合金的研究进展。利用显微硬度、光学金相、XRD、SEM、EDS和TEM等手段，对砂型铸造Mg-5Zn-0．6Zr-1RE-2Y镁合金的时效硬化行为和显微组织演变进行了研究。　　 Mg-5Zn-0．6Zr-1RE-2Y合金的铸态组织由镁固溶体和晶界共晶组织构成。镁固溶体晶内合金元素含量极低，晶粒内部没有析出相，晶内显微硬度较低。晶界的“鱼骨状”平衡及非平衡共晶组织由Mg、Mg3Y2Zn3（W）相和MgZn2（β2'）相组成，而连续网状晶界组织是Mg3Y2Zn3（W）相。450℃×12h固溶处理后，晶界非平衡共晶组织溶解，致使晶界组织明显减少，变得纤细和呈不连续状，镁固溶体晶内的合金元素含量明显升高，同时晶粒内部有极少量Mg3Y2Zn3和MgZn粒子析出。　　 450℃×12h固溶和200℃时效后，合金随时效时间延长，晶内时效硬化效应增强，200℃时效8小时达到硬化峰值HV69。合金晶内大量析出W（Mg3Y2Zn3）相、β1'（MgZn）相和β2'（MgZn2）相，且随时效时间的延长，W（Mg3Y2Zn3）和β1'（MgZn）的含量逐渐增多。较大尺寸的杆（块）状W相和极细小针状的β1'相的形成是Mg-5Zn-0．6Zr-1RE-2Y合金时效强化的主要原因。合金出现过时效的原因有两方面：一方面是沉淀相粒子长大，与镁基体界面失配;另一方面是合金元素以合金相形式析出后，造成基体固溶强化作用减弱。450℃×12h固溶和100℃时效后，合金随时效时间延长，晶内时效硬化效应增强，100℃时效3个月时达到硬化峰值HV87。时效初期时合金晶内析出W相，随着时效时间的延长，合金晶内形成长周期结构X（Mg12YZn）相，并析出β1'（MgZn）相，且含量逐渐增多。长周期X（Mg12YZn）相和细小针（棒）状的β1'（MgZn）相的形成是Mg-5Zn-0．6Zr-1RE-2Y合金时效强化的主要原因。　　合金无论高温时效或低温时效，都是随时效时间延长，晶内时效硬化效应增强，直至达到硬化峰值，时效时间继续延长，出现过时效，硬度降低。100℃低温时效3个月达到的硬化峰值HV87高于200℃时效8小时达到的硬化峰值HV69，主要归因子长周期X（Mg12YZn）相在低温时效的大量形成。W相和β1'相的形成是200℃高温时效强化的主要原因，而X相和β1'相的形成是100℃低温时效强化的主要原因。200℃高温和100℃低温时效晶内析出过程分别为：晶内过饱和α'（Mg）→α（Mg）+W+β1'+β2'+X（微量），晶内过饱和α'（Mg）→α（Mg）+W（少）+β1'+β2'+X（多）。

关键词：铸造镁合金时效硬化显微硬度时效时间晶内低温时效时效强化共晶组织析出相固溶体硬化效应合金元素含量晶界峰值长周期结构高温时效显微组织演变过时效非平衡

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原位Mg_2Si/Al复合材料半固态组织的形成与演变

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特种铸造及有色合金 2009年第7期29卷 589-592页

作者：秦庆东赵宇光邱仕麟黄海波中国铝业股份有限公司郑州研究院吉林大学材料科学与工程学院

研究了P对原位Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响,利用等温热处理的方法成功地得到了基体与增强体双相球化的半固态球状组织,探讨了球化机理。结果表明,P孕育变质后,铸态组织中Mg2Si增强相由粗大的枝晶转变为细小的块状,经过等温热处理后... 详细信息

研究了P对原位Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响,利用等温热处理的方法成功地得到了基体与增强体双相球化的半固态球状组织,探讨了球化机理。结果表明,P孕育变质后,铸态组织中Mg2Si增强相由粗大的枝晶转变为细小的块状,经过等温热处理后的半固态组织,增强相分布均匀、尺寸细小,均表现为规则的球形,而α-Al的形貌也变得较为圆整。此外,随着热处理保温时间的增加,Mg2Si尺寸没有明显的变化,相反,α-Al的尺寸却有明显的增加。

关键词：原位Mg2Si/Al复合材料孕育变质半固态显微组织演变

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电解铜粉和雾化铜粉对SPS过程中显微组织演变的影响

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功能材料 2005年第11期36卷 1728-1730,1733页

作者：刘雪梅宋晓艳张久兴北京工业大学材料学院新型功能材料教育部重点实验室北京100022

以电解铜粉和雾化铜粉为SPS烧结原材料,对它们在SPS烧结过程中的烧结曲线、烧结体显微组织的演变过程,以及烧结温度对烧结体相对密度的影响进行了分析、比较,并分析了其中的原因。得到电解铜粉和雾化铜粉在SPS烧结过程中显微组织演变特... 详细信息

以电解铜粉和雾化铜粉为SPS烧结原材料,对它们在SPS烧结过程中的烧结曲线、烧结体显微组织的演变过程,以及烧结温度对烧结体相对密度的影响进行了分析、比较,并分析了其中的原因。得到电解铜粉和雾化铜粉在SPS烧结过程中显微组织演变特征和规律不同的结论。

关键词：放电等离子烧结(SPS) 电解铜粉雾化铜粉显微组织演变

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自蔓延高温合成Al/Mg_2Si复合材料的淬熄试验

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兰州理工大学学报 2009年第3期35卷 1-3页

作者：周琦李福祥南雪丽高海棠孟倩兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室甘肃兰州730050

采用燃烧波前沿淬熄法研究Al/Mg2Si复合材料在自蔓延高温合成(SHS)过程中的显微组织演变规律.用扫描电子显微镜观察和分析淬熄试样中的显微组织,通过XRD分析合成产物的相组成.研究结果表明,反应直接生成了Mg2Si而没有中间产物,Mg-Si可... 详细信息

采用燃烧波前沿淬熄法研究Al/Mg2Si复合材料在自蔓延高温合成(SHS)过程中的显微组织演变规律.用扫描电子显微镜观察和分析淬熄试样中的显微组织,通过XRD分析合成产物的相组成.研究结果表明,反应直接生成了Mg2Si而没有中间产物,Mg-Si可以在较低的温度下发生固-固反应生成Mg2Si;在淬熄合成过程中Al始终没有参与反应.

关键词：自蔓延高温合成 Al/Mg2Si复合材料燃烧波前沿淬熄法显微组织演变

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TB8合金热变形组织的分形研究及演变模拟

TB8合金热变形组织的分形研究及演变模拟

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作者：张青合肥工业大学

学位级别：博士

随着塑性成形技术的发展以及对产品质量要求的进一步提高,需要更为全面、细致、深入地了解和掌握生产中工件内部组织的变化过程,因而分析变形过程中的微观组织形貌并采用计算机对其演变进行模拟近年来已成为科学工作者研究的热点,具有... 详细信息

随着塑性成形技术的发展以及对产品质量要求的进一步提高,需要更为全面、细致、深入地了解和掌握生产中工件内部组织的变化过程,因而分析变形过程中的微观组织形貌并采用计算机对其演变进行模拟近年来已成为科学工作者研究的热点,具有重要的理论意义和实际应用前景。晶粒形貌作为表征材料微观组织的重要指标,迄今为止还无法采用传统的数学方法对其进行定量描述,分形几何的应用则为解决这一难题提供了强有力的工具。本文对新型近β型钛合金—TB8合金的高温变形行为及变形过程中动态再结晶规律进行了系统研究,首次采用分形理论对其热变形显微组织进行深入分析,建立了组织演变的计算机分形模拟模型,利用该模型对动态再结晶过程进行模拟。本文主要工作如下: 1、在热模拟试验机上对TB8合金进行了恒温恒应变速率热模拟压缩实验,研究其高温变形行为,并建立了该合金的高温流变应力模型,该模型能够精确描述高温变形条件下合金的流变应力,是进行有限元数值模拟的先决条件。 2、采用刚粘塑性有限元法,引入前面得到的TB8合金流变应力本构模型对热压缩过程进行了热力耦合有限元数值模拟,结果与实验吻合较好,在此基础上得出应变、位移等场变量,为热变形组织模拟提供必要前提。 3、精确的显微组织预测模型是提高组织模拟精度的关键环节。本文依据热模拟实验结果,对TB8合金动态再结晶规律进行研究,建立了其动态再结晶晶粒尺寸模型和动态再结晶动力学模型,研究表明所建模型能够比较精确地预测显微组织参数随变形工艺参数的变化而变化的情况。这不仅为提高组织模拟精度创造前提,也为制定合理的热加工工艺提供了理论依据。 4、要进行组织的分形模拟,首先必须根据分形理论对热塑性变形显微组织进行分析。本文在图像处理的基础上,分别采用小岛法和盒维数法对再结晶和形变显微组织的分形维数进行计算,研究表明变形过程中的显微组织具有典型的分形结构,可以采用分形维数对其进行定量描述。文章系统分析了显微组织分形维数与变形条件之间的关系,首次采用人工神经网络的方法建立了形变显微组织的分形维数与变形温度、应变速率关系的预测模型,为变形金属显微组织的定量研究及精确的微观组织演变模拟提供了更为科学的理论基础。 5、以分形模拟方法—元胞自动机方法为基础,实现正常晶粒生长的二维计算机模拟,获得了与实际金属较为相似的显微组织形貌。分析表明,模拟所得晶粒形貌具有分形特征,且晶粒的演化符合动力学生长规律,采用该方法模拟得出的显微组织是合理有效的。 6、为了既能反映动态再结晶组织演变的动力学机制,又能真实再现组织演变的过程,本文在晶粒长大模拟的基础上,将热力耦合刚粘塑性有限元模拟、微观组织的动力学模型和基于分形的随机性模型—元胞自动机模型相结合,建立了动态再结晶显微组织演变的分形模拟模型。结果表明,模拟结果很好地描述了动态再结晶动力学规律,获得的组织与实际组织非常接近,其分形维数数值及变化趋势也均与实际结果符合较好,因而可以精确再现动态再结晶显微组织的整体形貌。以上研究表明,本文所采用的热力耦合有限元模拟、再结晶显微组织的动力学模型、晶粒生长的元胞自动机模型以及将三者进行结合所得到的再结晶显微组织演变模型具有较高的可靠性和稳定性,对于优化工艺参数、提高产品的组织性能具有实际的指导意义。

关键词：钛合金热塑性变形动态再结晶显微组织演变分形模拟

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原位Mg_2Si/Al复合材料的变质与半固态组织演变

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特种铸造及有色合金 2007年第3期27卷 235-237页

作者：赵宇光秦庆东丛培军吉林大学材料科学与工程学院

研究了Sr对原位Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响,并利用等温热处理的方法成功地得到了半固态球状组织。其结果显示,Sr加入后能够改变初生Mg2Si的树枝晶形貌,随着Sr含量的增加,其形貌逐渐由多边形状变为块状,经过等温热处理后,初生Mg2Si... 详细信息

研究了Sr对原位Mg2Si/Al复合材料显微组织的影响,并利用等温热处理的方法成功地得到了半固态球状组织。其结果显示,Sr加入后能够改变初生Mg2Si的树枝晶形貌,随着Sr含量的增加,其形貌逐渐由多边形状变为块状,经过等温热处理后,初生Mg2Si相和α-Al相同时被球化,并简要地讨论了球化机理。

关键词：原位Mgzsi/Al复合材料变质半固态显微组织演变

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