一、侧向挤压在镁钢复合棒生产中的运用(论文文献综述)
吴世松[1](2021)在《Mg-Li/Al-Li轧制复合板组织演变与性能研究》文中研究表明随着能源危机的来临,工业领域对轻量化材料的需求急为迫切,超轻Mg-Li合金具有轻质、比强度、比刚度高、良好的电磁屏蔽性和阻尼性能等优点,被广泛地应用于航空、航天、汽车、3C等领域。但是Mg-Li合金在工程领域的应用前景受绝对强度低、耐腐蚀性差的限制。1420Al-Li合金是一种性能优良的超轻铝合金,具有低密度、高弹性模量、高比强度、高抗腐蚀能力和良好的焊接性能等特点,常用于航空航天领域。本文将1420Al-Li合金作为Mg-9Li合金的覆板,通过轧制复合形成Al/Mg-Li/Al“三明治”结构复合板,在提高Mg-9Li合金抗腐蚀能的同时,显着提高其强度和弹性模量,具有重要的理论研究意义和工程实用价值。本试验通过普通重力铸造制备了1420Al-Li合金及Mg-9Li合金。随后将预轧制的1420Al-Li合金和铸态Mg-9Li合金按照1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li顺序堆叠,厚度比为1:2:1,进行轧制复合,并对复合板进行了扩散退火。采用光学显微镜分析显微组织,带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)观察界面微观结构及附近成分变化;采用Instorn万能拉伸实验机测试了室温拉伸性能;采用维氏硬度计测量了复合板界面及两侧基板硬度;采用电化学工作站测量了复合板的电化学腐蚀性能。固溶处理的效果影响后续轧制变形。经380℃×2 h+450℃×2 h固溶处理1420Al-Li合金晶粒细小,晶界上第二相基本固溶进基体。低温固溶效果不理想,仍有部分第二相未固溶进基体;高温固溶,晶粒发生长大,发生“过烧”现象。轧制变形量影响界面结合的质量。35%压下量,复合板仅为部分结合;40%~50%压下量,复合板界面结合良好,实现完全结合;55%压下量,固定复合板的铝丝处萌生裂纹,导致复合板开裂。随着轧制压下量的增加,复合板的抗拉强度增加,伸长率下降。退火对于复合板的结合十分重要。经200℃、250℃退火1 h后,50%压下量的1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板界面与轧制态相似,无反应相生成。经300℃及以上温度退火1 h,在界面上形成金属间化合物,从1420Al-Li侧到Mg-9Li侧分别为α-Al、Al3Mg2相、Mg17Al12相和α-Mg。随着退火温度的增加,复合板的抗拉强度先增加,200℃达到最高的抗拉强度338 MPa,伸长率先逐渐下降,250℃降到最小值14%后急剧上升到22.9%。200℃退火1h后的复合板拥有最高的强度,是由于结合强度增加、针状α-Mg、拉长的α-Al和′(Al3Li)相的共同作用。经200℃退火1 h、2 h、4 h后,50%压下量的1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板两组元板晶粒有所增大,微观组织较为相似。界面均结合良好,没有反应相生成。不同退火时间下,复合板的抗拉强度、伸长率都略微地下降。1420Al-Li合金的耐腐蚀性能显着地高于Mg-9Li合金。
赵志坡[2](2020)在《冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板及其性能研究》文中研究表明钛/钢复合板具有优良的耐腐蚀性能和良好的机械性能,使用其代替钛板可以节约钛资源,降低使用成本,在航空航天、机械、船舶、海洋平台、核电等领域具有广泛的应用前景。目前工业上生产钛/钢复合板常采用爆炸焊接、爆炸-轧制和真空封焊-轧制等方法,存在界面氧化和结合不充分以及工艺复杂等问题。冷喷涂作为一种新型的粉末固态沉积技术,具有沉积温度低、颗粒速度快及过程无氧化等优点,在轻质金属及其复合材料制备领域具有引人注目的应用前景。本论文的目标是探索冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板的可行性,即利用冷喷涂增材制造技术将钛粉末沉积在钢板表面,而后通过热轧制使两种材料发生结合,形成钛/钢复合板。论文的主要内容如下。首先对冷喷涂-乳制制备钛/钢复合板的新技术进行了可行性探索。以纯钛粉末和Q235钢板为原材料,采用冷喷涂-乳制制备钛/钢复合板,并研究了其微观组织结构和力学性能。结果表明:冷喷涂增材制造实现了纯钛粉末和钢板的预结合,避免了界面氧化的发生;热轧制修复了冷喷涂沉积钛层内部的孔隙和缺陷并实现了钛颗粒/钛颗粒界面和钛/钢界面的冶金结合;轧制后钛/钢复合板具有较高的抗拉强度(590 MPa)和界面剪切强度(320 MPa),热处理后钛/钢复合板的延伸率得到显着改善,达到18%。证明采用冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板的新技术具有可行性。研究了退火处理温度对钛/钢复合板组织结构和力学性能的影响。将轧制后的样品分别在450℃、550℃和650℃的马弗炉进行退火处理3h。结果表明:退火处理促进了钛/钢复合板的回复和再结晶。450℃退火可使样品内部发生完全回复,消除局部应变;650℃退火使界面附近的变形钛层发生完全的再结晶。退火处理对钛/钢复合板力学性能具有如下两个方面的影响,一是消除材料内部的高密度位错,使延伸率提高;另一方面是高温促进界面TiC和FeTi金属间化合物的长大,增加了界面硬度,过大的化合物降低了界面结合强度和延伸率。实验结果证明,550℃退火处理时,所得钛/钢复合板综合力学性能最优。研究了轧制温度对钛/钢复合板组织结构和力学性能的影响。选用850℃、950℃和1050℃三种条件对钛/钢复合预制板进行轧制。结果表明:轧制温度对钛/钢复合板界面化合物层厚度和种类有重要影响。温度越高,界面化合物层厚度越大,化合物种类越多,复合板力学性能越差。850℃轧制时,钛/钢复合板界面为250 nm厚的TiC区,其延伸率(33%)最高,抗拉强度和剪切强度分别为560 MPa和309 MPa;950℃轧制的样品界面存在FeTi和TiC的混合区,总厚度约400 nm,抗拉强度(578 MPa)和剪切强度(312 MPa)最高,延伸率为29%;1050℃轧制的样品界面形成了 4 μm厚的混合化合物层,抗拉强度(516 MPa)、剪切强度(167 MPa)和延伸率(13%)最低。最后,提出制备钛/钢复合板的优化工艺:轧制温度为950℃,退火处理温度为550℃,保温3 h。对采用此工艺制备的钛/钢复合板的微观组织结构、力学性能、变形性能和抗腐蚀性能等性质进行了全面研究。结果表明,经优化工艺制备的钛/钢复合板界面结合良好,抗拉强度、剪切强度和延伸率分别达到599 MPa、309 MPa和36%,而且具有良好的变形性能和抗腐蚀性能,各项性能均大幅度超过国家标准和其他工艺制备的钛/钢复合板,具有良好的应用前景。
曾翔宇[3](2020)在《爆炸焊接界面细观力学行为及缺陷控制方法的研究》文中认为爆炸焊接技术作为一种快速、高效的复合材料加工技术已经成功的制备了数百种不同种金属的复合材料并且被广泛的应用于工业生产中。但是由于爆炸焊接的复杂性使得对焊接过程控制难度较大,此外,焊接参数的选取不当会导致界面形貌不佳,甚至会使界面形成各种缺陷或出现开裂等不良现象。界面缺陷的形成将使爆炸焊接复合材料的强度、韧性、稳定性及气密性等性能有所降低,甚至出现工件报废等现象,使爆炸焊接复合材料的综合性能及经济性大打折扣。为了实现对爆炸焊接界面形貌更好的预测和控制并抑制界面缺陷的形成和发展,以及进一步探索和完善爆炸焊接相关机理,本文以爆炸焊接实验与数值模拟相结合的方式对多种因素对爆炸焊接的影响做出了研究,主要研究内容与结论如下:首先对不同强度、硬度的碳钢基板材料进行了大量的碳钢复合板爆炸焊接实验,并采用SPH算法对其焊接过程进行了数值模拟计算研究材料强度对爆炸焊接的影响。通过汇总实验结果可以发现材料强度对界面形貌的影响十分明显,并以无量纲流体弹塑性模型为基础建立了界面比波长与比强度及再入射流厚度之间的关系式。对界面形貌的表征发现部分试样的界面上形成了如剪切带、气孔、收缩裂隙等细观缺陷,其中剪切带的形成是由于热失稳导致的,并且这种缺陷大多出现在高硬度材料中;而气孔及收缩裂缝的形成是由于界面过度熔化导致的,而这种缺陷大多出现在低硬度材料中;另外界面涡旋是由于界面金属进入流体态导致的,这类缺陷一般出现在比强度较大的焊接式样中。此外,结合数值模拟结果发现Bahrani刻入机理对波状界面形成过程的定性描述是比较贴近实际的,而界面波纹的形成是由于扰动的累积打破了平直界面的非稳定的平衡态,并使界面进入了形成周期性波纹的稳态运动。为研究飞板密度对爆炸焊接的影响选取钛合金为飞板再次进行爆炸焊接实验,焊接后进行取样并依次进行表征分析。实验结果可以发现试样中出现了大量的平直界面。出现这种现象的原因是由于较低的飞板密度会拉低界面的比强度,导致飞板对基板的侵彻能力不足并难以打破平直界面的非稳定平衡态,使得界面难以出现失稳现象。而在界面出现波纹的试样中,由于在焊接过程中异种金属的化学反应及熔融金属的氧化反应导致界面上形成了脆性的团状杂质及元素过渡层。此外,通过分析比强度与比波长之间的关系式计算结果可以发现与变强度实验中的结果十分接近,由此可见界面比强度与再入射流厚度才是影响界面形貌的最关键因素,因此爆炸焊接的相关机理结论可以推广到双金属范畴。通过分析爆炸焊接过程中两板之间气体在焊接过程中的作用和影响提出了爆炸焊接“管道效应”理论,并通过理论推导计算了不同种类气体的管道效应强度。根据计算结果并结合活性金属在焊接过程中的化学反应现象,确定了以氦气为填充置换气体的爆炸焊接方案,并分别进行了氦气保护下的钛/钢、镁/铝复合板的爆炸焊接实验。实验结果显示各焊接试样的性能均有不同程度的提升,因此新的焊接方案十分可行。
陈鹏[4](2019)在《Ti/Al复合板固-液铸轧成形机理及性能调控》文中进行了进一步梳理层状金属复合材料兼具两种或以上不同金属材料的性能优势,是节约贵金属和实现结构轻量化的有效途径,广泛应用于航空航天、海洋、化工、电力电子、交通等领域,成为近年新型材料成形领域的国际研究热点。Ti/Al复合板将钛层良好的耐高温性能和耐腐蚀性能,以及铝层低密度高导热系数等优异性能整合到一起,实现了“以铝节钛”及轻量化双重目标。但由于钛和铝力学性能差异很大,且钛材塑性加工工艺复杂,Ti/Al复合板高效制备始终是行业难题。层状复合材料固-液铸轧成形工艺是近年来发展起来的一种短流程新工艺,以双辊铸轧技术为基础,将固相金属带材与液体金属同时喂入铸轧机辊缝,在高温和压力共同作用下实现不同组元金属界面的有效结合,为Ti/Al复合板的制备提供了新途径。本文从数值模拟和实验两方面开展研究工作,解决Ti/Al复合板固-液铸轧成形过程非对称传热边界、Ti/Al界面复合机制、铸轧区KISS点高度预测与控制、铸轧复合带坯连续制备和扩散退火及轧制强化等一系列基础科学和技术问题,为Ti/Al复合板的固-液铸轧成形提供理论指导。铸轧区温度演化是影响固-液铸轧过程界面复合质量的关键因素。本文通过合理的模型边界简化,基于Fluent商业软件平台建立了Ti/Al固液-铸轧成形过程热-流耦合模型。针对铸轧区温度变化剧烈(高达1000°C/s)、温度信号采集频率要求高的问题,自制采样频率为600Hz温度采集系统,利用拖偶原位跟踪法测量了Ti/Al复合界面温度演化,验证了所建热-流耦合计算模型的可靠性。通过变参数模拟,研究了铝液浇铸温度、铸轧速度、出口厚度、铸轧区高度、钛带预热温度等工艺参数对铸轧区内温度场、流场以及Ti/Al复合界面和铸轧辊表面温度的影响规律。基于大量仿真数据,拟合建立了KISS点高度、铸轧区出口平均温度预测模型,为Ti/Al复合板固-液铸轧成形实验参数确定提供了理论基础。在立式双辊铸轧机上开展了Ti/Al复合板固-液铸轧成形实验,成功制备了界面结合性能良好的Ti/Al复合板,并通过轧卡实验分析了铸轧区入口至出口复合界面微观形貌演化。结果表明,由于钛与铝高温界面反应扩散难以在短时间内进行,钛带延伸变形产生新鲜金属界面成为获得良好界面结合强度的前提条件,但鉴于钛带所允许的变形量受限,钛带表面新增界面不足,界面剥离强度尚无法达到使用要求。KISS点过高则容易造成钛带轧裂甚至轧卡现象。针对此问题,提出了“固-液铸轧成形+扩散退火热处理”进行界面复合性能联合调控的工艺思路,通过扩散退火形成一定厚度的扩散层以提高复合界面结合强度,并通过开展系列实验建立了Ti/Al界面扩散层生长动力学模型,为Ti/Al界面性能调控提供了理论基础。针对固-液铸轧一次压下量大易造成钛带轧裂、扩散退火时间过长、退火后Ti/Al复合板深加工性能差等问题,研制了恒轧制力控制的Φ160×110mm双辊实验铸轧机,提出了“低载荷固-液铸轧复合组坯+轧制复合强化”一体化调控工艺思路,并开展了相关成形试验。结果表明,低载荷预紧条件下固-液铸轧成形工艺可实现Ti/Al复合板坯连续制备,但界面剥离强度仅10N/mm。将其加热至450°C后进行轧制,压下率为20%时界面剥离力达到最大34N/mm。圆筒形件拉深实验结果表明,整个试件中Ti/Al复合界面均未出现分层现象,所制备的Ti/Al复合板样品具有良好的深加工性能,验证了“低载荷固-液铸轧复合组坯+轧制复合强化”一体化调控工艺的可行性。
马英超[5](2019)在《铝钛铝复合板热轧工艺及其性能研究》文中研究说明随着科学技术的不断发展和各种新兴技术、新产业的出现,对材料性能的要求越来越高,单一组元材料的性能很难胜任这些需求。近年来,金属复合材料的生产、研究和应用越来越引起人们的注意。随着电力、电子、计算机工业的迅猛发展,对金属复合材料在性能上的精度和稳定性要求不断提高。钛合金TC4作为一种优质的合金材料,广泛的应用于航空航天、船舶等行业,由于成本较高,限制了其使用范围。铝合金6061成本低廉,但其自身的金属特性使其无法用于对材料强度要求较高的领域。而通过热轧复合的方式制备的铝钛铝三层复合板材可以弥补两种合金的短板,既可以降低成本又可以获得单层铝合金6061不具备的机械性能。本文将通过理论计算、数值模拟、轧制实验和性能分析等几方面对热轧复合的方法制备铝钛铝三层复合板进行系统研究。本文主要研究内容如下:首先,在经典复合板理论的基础上,以钛合金TC4作为基层材料,铝合金6061作为复层材料,计算铝钛铝三层复合板在不同铝合金层包覆率下的性能指标,包括:强度、刚度、安全系数、比强度、比刚度等指标,确定铝钛铝三层复合板具有最佳性能时的铝合金层包覆率,为数值模拟与轧制实验时选取的各层板厚比提供理论依据。其次,在最佳各层金属板厚比的基础上,使用MSC.marc有限元软件建立铝钛铝三复合板计算模型,并对其进行热轧过程模拟计算。通过模拟计算,得到热轧过程中的温度场与应力场,并分析轧制过程中的温度及应力变化对复合板结合强度可能产生的影响,确定最优轧制工艺参数。然后,在理论计算和数值模拟的基础上,考虑不同温度、不同压下量以及不同板厚比等因素,在山西省冶金设备设计及理论重点实验室的实验二辊轧机上进行了铝钛铝三层复合板热轧实验。最后,对热轧实验得到的铝钛铝三层复合板进行力学性能测试和微观形貌测试。在拉伸试验机上对轧制复合板进行了拉伸实验,分析了不同轧制工艺参数对铝钛铝三层复合板结合强度的影响规律。同时对轧制复合板在电子显微镜下观察结合面的微观形貌,并进行了能谱分析,研究了不同轧制工艺下复合板材的扩散层厚度,对宏观力学测试中所得结论进行了验证。
李晓艳[6](2019)在《铝镁双金属等温挤压成形及界面组织演化与力学性能研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的发展,结构轻量化设计技术越来越受到重视,有很大的发展前景,其中铝与镁均属于轻质材料,在结构轻量化设计技术及环保问题中倍受青睐。由于镁合金易被腐蚀,极大地限制了其使用范围。铝及铝合金表面能够形成一层致密的氧化物薄膜,使其耐腐蚀性能拥有比较好,故本文采用等温挤压的方式在镁合金外表面包覆一层铝或铝合金,以制备出耐腐性能优异的镁铝复合材料。本文采用Deform-3D有限元模拟软件,利用其刚塑性算法建立了铝镁双金属等温挤压成形模型,研究了AA6060铝合金和AZ31镁合金在等温挤压过程中的金属流动规律、等效塑性应力、等效塑性应变、温度场的分布等,并结合正交试验研究了挤压温度、挤压速度、模角及坯料几何尺寸对成形载荷的影响,最终得到了最佳挤压成形工艺参数。通过有限元模拟计算和实验验证,并结合实际生产情况,得到镁铝双金属等温挤压成形最佳工艺参数组合为:挤压速度n=2mm/s,铝坯料尺寸是Φ10mm×20mm,镁芯尺寸是Φ5mm×19mm,挤压温度T=360℃,挤压模具角度a=90°。对成形质量较好的挤压制品进行微观组织和力学性能分析研究,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)分析技术对铝镁结合界面区进行微观组织和化学成分分析,并通过剪切实验与显微硬度的测试来评价结合区力学性能。结果表明:铝镁双金属等温挤压过程中,铝镁元素通过相互扩散形成镁铝系金属间化合物,铝侧形成偏铝相Al3Mg2,镁侧形成偏镁相Al12Mg17,结合层总厚度约4μm。铝镁合金等温挤压过程中,铝合金与镁合金都发生了再结晶,使得晶粒出现不同程度的长大。铝合金在挤压过程中都有强的黄铜型织构{011}<211>和铜型织构{112}<111>存在。镁合金在挤压过程中有一个很强的且平行于ED平面的织构面(0001),主要织构为{01-10}<0001>和{-12-10}<0001>。镁铝合金等温挤形成的结合界面所能承受的剪切力各不相同,且失效多是突发性的,基本没有塑性变形阶段;结合界面的最高剪切强度为56.29MPa,最低剪切强度39.88MPa。镁铝合金等温挤压过程中生成的镁铝系金属间化合物,使得结合区的显微硬度明显高于两侧基体的硬度,最高硬度值达到了169.6HV。
苏泳全[7](2018)在《铝镁双金属复合挤压界面组织演化及控制研究》文中提出双金属复合挤压,其主要目的是生产铝壳镁芯结构的复合材料,为获得较好的比强度同时,通过铝对耐蚀性较差的镁包裹起来进行保护。双金属等温挤压技术作为一种轻量化结构生产的先进加工工艺,一直受到学术及工业界的重视,但长期以来,如何解决复合金属的协调变形及其界面的结合强度,一直成为制造中的技术难题,没有得到完善解决。基于此,本文提出一种关于铝镁双金属挤压时组织演化及晶粒度分布的计算方法,建立双金属挤压过程中温度演化模型,多金属组织演化模型,和塑性金属流动本构方程由此提出双金属等温挤压工艺优化控制方案。并验证了以强度为目标的优化策略和结果。本文通过热压缩试验,分别获取AZ31镁合金与1100纯铝两种金属动态再结晶动力学模型,并建立基于HyperXtrude有限元计算软件的二次开发脚本,推导计算脚本所需理论基础,并将其导入计算,配合正向挤压实验确定挤压过程中的摩擦模型,最后得到再结晶晶粒尺寸计算结果,并将其与实际进行比较,讨论计算方式可行性和挤压过程中晶粒组织演化情况。根据热压缩试验和晶粒尺寸热力学模型的推导,确定出AZ31镁合金与1100纯铝的晶粒尺寸模型,并计算得到了晶粒尺寸分布结果。通过与实际结果比较讨论,验证该方案计算得到的晶粒尺寸误差在17%左右,即适合于双金属挤压过程中晶粒尺寸的计算。分析讨论挤压工艺对晶粒尺寸在不同位置时间下的影响,,得出在挤压过程中晶粒尺寸在进入工作带前会有粗晶区,并在进入工作带后消失,之后在满足再结晶变形条件的情况下晶粒尺寸逐渐长大。得出在满足变形温度的情况下,应变对晶粒尺寸的影响更为明显,并设计使用在不同工艺条件下,温度和应变对晶粒尺寸影响的敏感性系数变化情况。
崔洪波[8](2018)在《油气管道用钢搅拌摩擦焊接头组织演变及力学性能研究》文中研究指明随着我国经济的高速发展,能源需求与日俱增,石油和天然气资源的开采和运输成为关注的核心问题。开采油气的连续油管以及运输用的陆上和海洋油气管道用量十分巨大,建造这些油气管道时的焊接环节显得尤为重要。目前,油气管道广泛采用熔焊技术连接,很难避免裂纹、气孔等凝固缺陷,接头晶粒粗化也十分严重,接头力学性能和耐蚀性能均严重降低,服役中的管道经常从焊缝处失效。此外,油气管道建设中复杂的熔焊工艺也极大延长了工期,增加了成本。因此,油气管连接中急需一种高效、稳定的焊接技术。搅拌摩擦焊是一种新型的固态连接技术,接头质量优异,是焊接油气管道的理想技术。为此,本文对专门用于油气管道对接的环形焊缝搅拌摩擦焊机进行了开发,并对陆上、海洋油气管道用钢以及连续油管用钢展开搅拌摩擦焊研究,对接头的微观组织演变过程及力学性能进行了系统的研究。本论文的主要工作及成果如下:(1)为将搅拌摩擦焊接技术应用到油气管道的实际焊接工程中,作者所在课题组成功开发出了专门用于油气管道焊接的环形焊缝搅拌摩擦焊机,利用该焊机可以快速、高质量地完成油气管道的连接。搅拌摩擦焊接过程无需预热和缓冷,焊接效率很高。在合理的焊接参数范围下,搅拌摩擦焊接头无焊接缺陷,接头质量稳定。(2)在高、中、低热输入条件下完成了陆上油气管道用钢-X100管线钢的搅拌摩擦焊接。研究了焊接接头搅拌区中前进侧与后退侧的原奥氏体晶粒、贝氏体相变、织构组成以及冲击韧性的变化规律。研究表明,搅拌摩擦焊过程中的强塑形变形对接头的相变有重要影响。在低热输入焊接条件下,焊接接头搅拌区中的微观组织主要是板条贝氏体,焊接接头的冲击韧性几乎与母材相同。在高、中热输入量条件下,搅拌区中生成了大量的粒状贝氏体,冲击韧性急剧恶化。(3)研究发现搅拌摩擦焊接接头存在方向性明显的纤维组织,搅拌区不同位置纤维状组织方向与微观组织存在很大差异。海洋油气管道用钢-含Mn双相不锈钢的搅拌摩擦焊接头搅拌区中前进侧、中间位置与后退侧的纤维状组织方向分别与搅拌摩擦焊接方向呈0°、90°和45°。搅拌区前进侧的再结晶比例较高,晶粒细化效果明显。在拉伸过程中,前进侧组织未变形,变形与形变诱发马氏体相变现象主要集中在搅拌区中间位置与后退侧,裂纹容易在后退侧的铁素体与转变的马氏体界面处形成,接头的抗拉强度与母材接近。(4)基于搅拌摩擦焊接低热输入量的特点,在较宽的参数范围内完成了连续油管用钢-含Mn奥氏体不锈钢的搅拌摩擦焊接。研究表明,搅拌区中的不均匀塑形变形与变形温度对接头不同位置的再结晶规律有重要影响。搅拌区前进侧同时发生了不连续动态再结晶与连续动态再结晶,而搅拌区后退侧以连续动态再结晶为主。在低转速焊接参数下,接头未产生析出相和δ-铁素体。随焊接转速提高,搅拌区中产生δ-铁素体,δ-铁素体促进了再结晶的发生,同时阻止了晶粒长大。由于母材中Mo含量极低,因而避免了有害σ相的生成。在合适的焊接参数下,接头抗拉强度几乎与母材相同。(5)为了降低钢铁材料搅拌摩焊接过程中搅拌头的磨损,本论文采用熔化极气体保护焊预热工件,简化了辅热搅拌摩擦焊接工艺流程,并完成了 X100管线钢的焊接。由于在搅拌摩擦焊接过程中接头材料己被充分预热,接头材料充分软化,搅拌摩擦焊接过程中搅拌头承受的摩擦力大为降低,从而极大地减轻了搅拌头的磨损。随着焊枪与搅拌工具之间距离的增加,预热效果减弱,接头前进侧的组织由细小的粒状贝氏体向粗大的板条贝氏体转变。
青勇权[9](2017)在《TiO2基超疏水复合材料的制备及多功能特性研究》文中指出固体表面浸润性主要由表面的几何结构和化学成分共同所决定,仿生超疏水表面因具有特殊的浸润性在日常生活和工业界等诸多领域有着重要的应用价值。近年来,随着单一功能化超疏水表面研究的日臻成熟,超疏水表面性能的多样性,如自清洁性、耐腐蚀性、润湿转换性等,在实际应用中受到广泛的关注。当前,虽然有较多关于超疏水表面的研究,但仍然无法满足人们对多功能性超疏水表面的需求,并且这些表面在恶劣的环境和一定的机械作用下容易造成超疏水性丧失,使其在许多场合的应用受到限制。因此,亟需构建性能持久及多功能性兼备的超疏水表面。本论文采用溶胶凝胶、自组装、电化学沉积、纳米粒子填充等方法在黄铜表面构筑微纳米结构,并结合多种低表面能改性技术,制备了一系列具有良好的化学稳定性和机械持久性的多功能性超疏水复合材料。基于所制备的功能性表面,系统地分析了表面的微观结构和化学成分,探究了表面浸润性的变化规律,建立起了表面的性能与结构、形貌与组成之间的关系。研究并揭示了功能表面在润湿转换、耐腐蚀、自清洁、抗冰雪等方面的作用机理和应用。主要研究内容及结果如下:(1)采用溶胶凝胶法和浸渍提拉工艺,在黄铜基体上制备了 TiO2/聚偏氟乙烯超疏水复合涂层。浸渍液为经1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷改性TiO2纳米粒子与聚偏氟乙烯的复合溶胶。研究了涂层的疏水机理、润湿转换规律、稳定性、耐腐蚀性。结果表明,所制备的涂层表面呈现微/纳米双重粗糙结构能捕获大量的空气,其水接触角为160.1°,滚动角5.5°,吸水率7.5%。有趣的是,该涂层表面在UV光和热刺激作用下,快速地实现了超疏水与超亲水之间的可逆转换,机理研究表明这种特殊的刺激响应性是由于涂层中TiO2晶格的构成发生变化所引起。另外,该涂层不仅具有良好的耐候性、耐溶剂性及耐酸碱性,还表现出优异的耐腐蚀性,能有效地保护黄铜基体不被腐蚀液体侵蚀。(2)利用双端含氢聚二甲基硅氧烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷在Karstedt催化剂作用下得到低表面能的氟化聚硅氧烷树脂,并与硬脂酸改性的TiO2粒子共混,采用喷涂工艺,成功制备了 TiO2/氟化聚硅氧烷超疏水复合涂层。研究了涂层的润湿性能、微观形貌以及稳定性。结果表明,当Ti02/氟化聚硅氧烷质量比为7:3,涂层热处理温度为150℃时,制备的涂层出现“荷叶”型的多层次微/纳粗糙结构,其水接触角为162.9°,滞后角4.7°,吸水率7.4%。该涂层在户外放置6个月后表面仍具有良好的超疏水性,而且对不同盐浓度和pH值1~14范围内的水滴均能保持超疏水性能。通过电化学手段对涂层的耐腐蚀能力进行了评测,经极化曲线、交流阻抗与等效电路分析得出,该超疏水涂层的存在,使阴极和阳极的电流都明显减小,腐蚀电位正向移动,有效地阻止了黄铜的阳极溶解过程。其腐蚀速率为1.35×10-3mm/a,腐蚀保护效率高达99.88%,表现出优异的耐腐蚀性能。(3)利用电化学沉积在黄铜基体上获得镀Zn层,经过硬脂酸改性后,形成了超疏水Zn表面。研究了 Zn表面的润湿性变化规律、微观结构以及耐久性。结果表明,该表面具有微纳尺度层状粗糙结构,与水接触角为158.3°,滚动角4.6°,并且通过改变电沉积电流密度和时间能有效地调控表面的粗糙结构和润湿性。另外,该表面在热处理和硬脂酸改性的交替作用下,实现了超疏水与亲水之间的快速可逆转换,完成1次转换仅需13 min。该表面具有良好的化学稳定性,但机械稳定性相对较弱,经砂纸磨损后容易丧失超疏水性。(4)为了进一步获得机械稳定的超疏水Zn表面,利用成熟的电沉积工艺在黄铜基体上构筑微尺度粗糙结构的Zn表面,然后用低表面能纳米颗粒对粗糙空隙进行填充,制备了超稳定的自清洁和超双疏TiO2/Zn复合表面。研究了表面的微观结构、成膜机理以及自清洁性,并采用多种方法详细评价了表面的机械稳定性。结果表明,该表面由共价键相互结合的亚微米复合粗糙结构组成,不仅具有优异的憎水性,而且对腐蚀液体和低表面能的油滴有很好的排斥性。该表面经过手指使劲擦拭、刀片划擦、砂粒和砂纸磨损后,仍然保持较好的超疏水性,这证明了该表面具有优异的机械稳定性。令人振奋的是,该表面在经过50次砂纸磨损循环和油污染后,还能保持优异的自清洁性。(5)提出以特定粗糙结构的砂纸作为填充模板,然后用低表面能的复合物填充粗糙空隙,制备了稳定的TiO2/聚二甲基硅氧烷超疏水砂纸复合表面。研究了表面的润湿性能、微观结构以及稳定性,并探讨表面的防冰雪能力。结果表明,填充不同目数的砂纸得到不同的润湿性表面,微纳米分级结构与低表面能复合物的共同作用使制备的复合表面具有超疏水特性。该表面能排斥30~100℃范围的热水、抵抗污染手指的按压、经受1.37 kPa的水压,甚至可以抵抗反复的胶带剥离和砂纸磨损。另外,该表面经降雪和结冰后仍保持滚动的超双疏性,具有优异的主动防冰雪功能。
伍豪杰[10](2013)在《4045/3003铝合金双金属管复合挤压成形工艺研究》文中提出4045/3003铝合金双金属复合管是制造高效全铝质热交换器的关键材料,其在汽车、空调领域内应用极为广泛,本文通过在Gleeble-3500热模拟机上进行热压缩变形实验,研究了4045铝合金高温压缩力学行为和组织演变规律,并利用有限元数值模拟软件和实验相结合的方法研究了4045/3003铝合金双金属管复合挤压过程中模角、挤压温度、挤压速度以及原始坯料的厚比等参数对包覆层分布的影响,研究发现:4045铝合金高温压缩变形时流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。本构分析表明可采用含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述合金的热变形流变应力行为,其变形激活能为189.9kJ/mol。根据动态模型及显微组织分析得出该实验范围内4045铝合金的失稳区主要集中在高应变速率区,同时随着应变量的增大,失稳区域不断增大,合金热变形较优的加工区域为:变形温度为380-450℃,应变速率为0.1-0.3s-1。4045铝合金热变形时,随着Z值的减少,动态回复增强,亚晶界的轮廓逐渐变得清晰,晶界趋向平直,合金趋于动态再结晶;在SEM显微组织中大体上可以观察到两种相,这两种相的差别主要体现在硅的含量上;通过TEM发现:在4045铝合金中存在两种尺寸相差明显的粒子,随着Z值的减小两种粒子都发生了不同程度的细化和球化。4045/3003铝合金双金属管复合挤压过程中易出现沿制品长度方向包覆层厚度不稳定现象。通过分析模角、挤压温度、挤压速度及包覆坯料厚度等参数对复合管厚比分配的影响,得到了合理的工艺参数,即在模角为45°、挤压温度为420℃和挤压速度为5mm/s挤压时,包覆层的厚度分布最为稳定;在该条件下又研究了包覆坯料的厚比与包覆层厚比的关系,经过线性拟合后得出了包覆层厚度占双金属管总厚度的百分数与包覆坯料占总坯料的百分数线的性方程:y1.06x1.83。经实验验证发现:实际挤压结果与数值模拟结果基本一致,这说明数值模拟具有较高的准确性和合理性。
二、侧向挤压在镁钢复合棒生产中的运用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、侧向挤压在镁钢复合棒生产中的运用(论文提纲范文)
(1)Mg-Li/Al-Li轧制复合板组织演变与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 镁锂合金概述 |
1.1.1 镁锂合金基本特性 |
1.1.2 镁锂合金强化方式 |
1.1.3 镁锂合金的发展与研究现状 |
1.2 铝锂合金概述 |
1.2.1 铝锂合金的基本特性 |
1.3 金属复合板 |
1.3.1 金属复合板复合方法 |
1.3.2 金属复合板复合机理 |
1.4 轧制复合研究现状 |
1.4.1 其他金属材料轧制复合研究现状 |
1.4.2 Mg/Al轧制复合研究现状 |
1.4.3 Mg-Li/Al轧制复合研究现状 |
1.5 本文选题及研究内容 |
第2章 材料的制备及实验方法 |
2.1 试验技术路线 |
2.2 材料及制备 |
2.3 试验过程 |
2.3.1 合金的熔炼及铸造 |
2.3.2 1420Al-Li合金固溶处理 |
2.3.3 1420Al-Li合金预轧制 |
2.3.4 复合板轧制 |
2.3.5 退火处理 |
2.4 微观组织分析与力学性能测试 |
2.4.1 光学显微镜(OM) |
2.4.2 扫描电镜(SEM) |
2.4.3 显微硬度 |
2.4.4 室温拉伸 |
2.4.5 电化学腐蚀 |
第3章 轧制复合板微观组织和力学性能 |
3.1 引言 |
3.2 组元板微观组织和性能 |
3.2.1 1420Al-Li合金铸态组织 |
3.2.2 固溶处理对1420Al-Li合金微观组织的影响 |
3.2.3 组元板微观组织及力学性能 |
3.3 轧制压下量对复合板微观组织及力学性能的影响 |
3.3.1 宏观形貌 |
3.3.2 界面微观形貌 |
3.3.3 力学性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 退火对复合板微观组织和力学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 退火温度对复合板显微组织的影响 |
4.2.1 退火温度对Mg-9Li和1420Al-Li显微组织的影响 |
4.2.2 退火温度对复合板结合界面的影响 |
4.2.3 退火温度对复合板拉伸性能的影响 |
4.2.4 退火温度对复合板硬度的影响 |
4.3 退火时间对复合板显微组织的影响 |
4.3.1 退火时间对Mg-9Li和1420Al-Li显微组织的影响 |
4.3.2 退火时间对复合板界面微观组织的影响 |
4.3.3 退火时间对复合板拉伸性能的影响 |
4.3.4 退火时间对复合板硬度的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 复合板电化学腐蚀性能 |
5.1 引言 |
5.2 极化曲线分析 |
5.3 交流阻抗分析 |
5.4 腐蚀机理 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(2)冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 冷喷涂技术 |
1.1.1 冷喷涂技术概述 |
1.1.2 冷喷涂装置 |
1.1.3 冷喷涂涂层结合机理 |
1.1.4 冷喷涂涂层的特性 |
1.1.5 冷喷涂技术的应用和发展 |
1.2 冷喷涂增材制造 |
1.2.1 冷喷涂增材制造的概述 |
1.2.2 冷喷涂增材制造的发展现状 |
1.2.3 冷喷涂增材制造后处理工艺 |
1.3 钛/钢复合板 |
1.3.1 金属复合板概述 |
1.3.2 金属复合板的制备工艺 |
1.3.3 金属复合板的结合机理 |
1.3.4 钛/钢复合板简介 |
1.3.5 钛/钢复合板的应用 |
1.4 冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板的可行性分析 |
1.4.1 冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板的构思 |
1.4.2 冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板的可行性分析 |
1.5 研究内容与研究意义 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究意义 |
第2章 实验材料和设备、样品制备和表征 |
2.1 实验材料 |
2.2 样品制备设备 |
2.2.1 冷喷涂系统 |
2.2.2 高精度微型两辊轧机 |
2.2.3 电阻炉 |
2.2.4 超声振动筛 |
2.2.5 真空包装机 |
2.3 样品制备过程 |
2.3.1 原料准备 |
2.3.2 冷喷涂增材制造 |
2.3.3 钛/钢复合板样品制备 |
2.4 力学性能测试 |
2.4.1 拉伸试验 |
2.4.2 剪切试验 |
2.4.3 弯曲试验 |
2.4.4 显微硬度试验 |
2.5 微观组织结构表征 |
2.5.1 光学金相显微镜 |
2.5.2 扫描电子显微镜 |
2.5.3 背散射电子衍射 |
2.5.4 X射线衍射分析 |
2.5.5 透射电子显微镜 |
2.6 其他表征 |
2.6.1 粒度分布 |
2.6.2 孔隙率测试 |
2.6.3 电化学测试 |
第3章 冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板 |
3.1 引言 |
3.2 样品制备 |
3.3 微观结构分析 |
3.4 力学性能分析 |
3.5 断口分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 退火温度对钛/钢复合板结构和性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 样品制备 |
4.3 微观结构分析 |
4.4 力学性能分析 |
4.4.1 显微硬度 |
4.4.2 拉伸试验 |
4.4.3 断口分析 |
4.4.4 退火温度对微观结构的影响 |
4.4.5 微观结构与力学性能的关系 |
4.5 本章小结 |
第5章 轧制温度对钛/钢复合板结构和性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 微观结构分析 |
5.3.2 力学性能分析 |
5.3.3 断口分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 优化工艺制备钛/钢复合板的结构和性能 |
6.1 引言 |
6.2 样品制备 |
6.3 微观结构分析 |
6.4 力学性能分析 |
6.4.1 整板拉伸试验和剪切试验 |
6.4.2 断口分析 |
6.4.3 弯曲试验 |
6.5 电化学试验 |
6.5.1 动电位极化曲线分析 |
6.5.2 电化学阻抗谱分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 全文总结与研究展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
(3)爆炸焊接界面细观力学行为及缺陷控制方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 爆炸焊接技术的工业发展及应用 |
1.2 爆炸焊接基本理论 |
1.2.1 爆炸焊接的飞板爆轰驱动理论 |
1.2.2 爆炸焊接的界面波理论 |
1.2.3 爆炸焊接窗口理论 |
1.3 爆炸焊接数值模拟简介 |
1.3.1 爆炸焊接数值模拟技术的发展 |
1.3.2 爆炸焊接界面的数值模拟与焊接机理 |
1.4 爆炸焊接界面细观缺陷及其产生的原因 |
1.4.1 界面细观缺陷的种类 |
1.4.2 对爆炸焊接材料界面性能改善的现实需求 |
1.5 本文主要研究思路与内容 |
2 爆炸焊接原理及其主要研究方法 |
2.1 飞板的运动及射流的形成 |
2.1.1 爆轰载荷下飞板的运动规律 |
2.1.2 界面金属射流形成 |
2.2 双金属爆炸焊接可焊窗口 |
2.2.1 双金属爆炸焊接上限 |
2.2.2 双金属爆炸焊接下限 |
2.3 爆炸焊接界面数值模拟模型的选取 |
2.3.1 SPH方法 |
2.3.2 绝热模型的选用依据 |
2.4 本章小结 |
3 材料强度对爆炸焊接界面的影响研究 |
3.1 不同强度碳钢的爆炸焊接研究 |
3.1.1 爆炸焊接实验设计 |
3.1.2 爆炸焊接试样界面形貌分析 |
3.1.3 材料强度与界面参数的量化关系 |
3.2 材料强度对界面缺陷影响的分析 |
3.2.1 界面气孔及贯穿裂纹 |
3.2.2 剪切带及剪切裂纹 |
3.3 爆炸焊接界面波纹的数值模拟研究 |
3.3.1 爆炸焊接数值模拟模型 |
3.3.2 界面缺陷的数值模拟分析 |
3.3.3 爆炸焊接界面波纹形成机理分析 |
3.4 本章小结 |
4 不同强度钛/钢的爆炸焊接研究 |
4.1 钛/钢的爆炸焊接研究 |
4.1.1 钛/碳钢复合板爆炸焊接实验设计 |
4.1.2 钛/钢爆炸焊接复合材料界面形貌及细观缺陷 |
4.1.3 材料密度与界面参数的量化关系 |
4.2 钛/钢爆炸焊接的数值模拟研究 |
4.2.1 平直界面对金属射流的影响 |
4.2.2 界面扰动影响的研究 |
4.3 本章小结 |
5 惰性气体保护爆炸焊接实验研究 |
5.1 爆炸焊接间隙中的气体对焊接的影响 |
5.2 氦气下钛/钢爆炸焊接研究 |
5.2.1 爆炸焊接实验 |
5.2.2 宏观力学性能检测 |
5.2.3 界面微观金相分析 |
5.3 氦气下镁/铝爆炸焊接研究 |
5.3.1 爆炸焊接实验 |
5.3.2 宏观力学性能检测 |
5.3.3 界面微观金相分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(4)Ti/Al复合板固-液铸轧成形机理及性能调控(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 层状金属复合板制备方法 |
1.2.1 固-固相制备方法 |
1.2.2 固-液相制备方法 |
1.2.3 液-液相制备方法 |
1.3 铸轧复合工艺研究现状 |
1.3.1 固-液铸轧复合工艺 |
1.3.2 液-液铸轧复合工艺 |
1.4 Ti/Al复合板制备工艺类型及研究现状 |
1.5 铸轧过程数值模拟研究现状 |
1.6 课题研究意义及内容 |
1.6.1 课题研究意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
第2章 Ti/Al固-液铸轧成形热-流耦合建模及可靠性验证 |
2.1 热-流耦合模型理论基础 |
2.1.1 基本控制方程 |
2.1.2 低雷诺系数湍流模型 |
2.1.3 凝固模型 |
2.2 热流耦合模型建立 |
2.2.1 基本假设 |
2.2.2 边界条件的设置 |
2.2.3 模拟条件和材料热物性参数 |
2.2.4 计算区域和网格划分 |
2.3 非对称传热机制 |
2.4 高频温度采集系统及仿真模型验证 |
2.4.1 温度信号的高频采集实现 |
2.4.2 数值仿真模型可靠性验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 工艺参数对Ti/Al固-液铸轧成形过程的影响规律 |
3.1 铸轧工艺参数 |
3.2 工艺参数对固-液铸轧成形过程温度场与流场的影响规律 |
3.2.1 铝液浇铸温度 |
3.2.2 铸轧速度 |
3.2.3 出口铝层厚度 |
3.2.4 铸轧区高度 |
3.2.5 钛板预热温度 |
3.2.6 钛带厚度 |
3.3 KISS点与铝层出口温度预测模型 |
3.4 本章小结 |
第4章 Ti/Al复合板固-液铸轧成形及扩散退火调控工艺 |
4.1 Ti/Al复合板固-液铸轧成形制备实验 |
4.1.1 固-液铸轧成形工艺原理 |
4.1.2 Ti/Al复合板制备实验 |
4.2 Ti/Al复合板铸轧区分析 |
4.2.1 铸轧区宏观形貌分析 |
4.2.2 铸轧区界面演化分析 |
4.2.3 复合界面元素扩散 |
4.2.4 铸轧区剥离界面微观形貌分析 |
4.2.5 Ti/Al界面复合机制 |
4.3 Ti/Al复合板界面结合强度分析 |
4.3.1界面结合强度实验 |
4.3.2 界面结合强度实验结果分析 |
4.4 固-液铸轧成形+扩散退火热处理工艺 |
4.4.1 退火温度的确定 |
4.4.2 退火对界面结合强度的影响 |
4.4.3 退火后剥离界面形貌分析 |
4.5 Ti/Al固-固界面扩散反应产物分析 |
4.5.1 Ti/Al扩散反应可能产物 |
4.5.2 Ti/Al扩散界面BSD分析 |
4.5.3 Ti/Al扩散产物成分分析 |
4.5.4 Ti/Al固-固界面化合物层低温生长动力学方程 |
4.5.5 Ti/Al复合界面反应产物的形成与生长机制 |
4.6 复合板单轴拉伸实验 |
4.6.1单轴拉伸实验 |
4.6.2 拉伸断口拉断形貌 |
4.7 本章小结 |
第5章 “低载荷固-液铸轧复合组坯+轧制复合强化”一体化调控工艺 |
5.1 恒轧制力固-液铸轧实验装置 |
5.1.1 恒轧制力固-液铸轧机原理设计 |
5.1.2 边部侧封结构 |
5.1.3 恒轧制力双辊实验铸轧机 |
5.2 低载荷固-液铸轧复合组坯实验研究 |
5.2.1 最佳预紧力确定 |
5.2.2 Ti/Al复合板坯结合强度 |
5.2.3 钛带变形分析 |
5.3 Ti/Al复合板坯的轧制复合强化 |
5.3.1 轧制变形量对Ti/Al复合板坯剥离强度的影响规律 |
5.3.2 变形量对Ti/Al复合板坯剥离界面形貌的影响 |
5.4 复合板成形性能测试 |
5.4.1 拉深试验原理 |
5.4.2 实验准备 |
5.4.3 实验方案与步骤 |
5.4.4 拉深实验结果 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)铝钛铝复合板热轧工艺及其性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属复合机理 |
1.2.1 机械啮合理论 |
1.2.2 金属键理论 |
1.2.3 能量理论 |
1.2.4 扩散理论 |
1.2.5 N.Bay理论 |
1.2.6 三阶段理论 |
1.3 金属叠层复合板的制备手段 |
1.3.1 挤压复合法 |
1.3.2 轧制复合法 |
1.3.3 喷射沉积法 |
1.3.4 双结晶器连铸法 |
1.4 金属叠层复合板的研究现状 |
1.4.1 国外金属叠层复合板的研究现状 |
1.4.2 国内金属叠层复合板的研究现状 |
1.5 本文研究内容及目的 |
1.5.1 本文的研究目的 |
1.5.2 本文的研究内容 |
第二章 铝钛铝复合板力学性能设计 |
2.1 引言 |
2.2 铝钛铝复合板刚度的理论计算 |
2.2.1 金属复合板理论计算前提 |
2.2.2 单层金属板的面内刚度 |
2.2.3 复合板的刚度计算 |
2.3 铝钛铝复合板强度的理论计算 |
2.3.1 铝钛铝复合板的拉伸强度计算 |
2.3.2 铝钛铝复合板弯曲强度的计算 |
2.3.3 复合板拉伸与弯曲强度结果分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 铝钛铝复合板热轧过程有限元模拟及分析 |
3.1 引言 |
3.2 MSC.marc有限元软件简介 |
3.3 铝钛铝复合板轧制过程模拟中的问题 |
3.3.1 铝钛铝复合板轧制特点 |
3.3.2 铝钛铝复合板的咬入方式的选择 |
3.4 铝钛铝复合板仿真模型的设立 |
3.4.1 铝钛铝复合板轧制模型的建立 |
3.4.2 复合板轧制过程的几何模型及网格划分 |
3.4.3 板材模型材料参数的设定 |
3.4.4 轧制过程边界条件的设立 |
3.5 铝钛铝热轧复合模拟结果分析 |
3.5.1 复合板材轧制过程中的轧制力 |
3.5.2 复合板轧制过程中的平均正应力 |
3.5.3 轧后复合板的等效米塞斯应力分布 |
3.5.4 复合板轧制过程温度场 |
3.6 本章小结 |
第四章 铝钛铝热轧复合实验方案探究 |
4.1 引言 |
4.2 铝钛铝复合板实验技术路线 |
4.3 实验方案与板材材料 |
4.3.1 实验材料 |
4.3.2 复合板板坯组合方式 |
4.3.3 实验流程 |
4.3.4 实验分组 |
4.4 轧制实验 |
4.4.1 轧制实验 |
4.4.2 后续实验 |
4.5 本章小结 |
第五章 复合板热轧实验结论及后续实验分析 |
5.1 引言 |
5.2 热轧实验结果 |
5.2.1 组坯方式验证实验 |
5.3 复合板材拉伸实验 |
5.3.1 拉伸试件的获得及分析 |
5.3.2 复合板拉伸实验过程 |
5.3.3 拉伸实验结果分析 |
5.3.4 拉伸实验结论 |
5.4 复合板材后续能谱实验分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
(6)铝镁双金属等温挤压成形及界面组织演化与力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 镁铝合金的概述 |
1.2.1 镁的性质和应用 |
1.2.2 铝的性质和应用 |
1.2.3 铝镁合金相图 |
1.3 双金属挤压概述 |
1.3.1 双金属挤压成形工艺 |
1.3.2 铝镁双金属挤压复合技术国内外现状 |
1.4 数值模拟介绍 |
1.4.1 数值模拟在双金属挤压中的应用 |
1.4.2 Deform软件简介 |
1.5 本课题主要研究内容 |
第二章 试验材料、设备和方法 |
2.1 挤压试验材料 |
2.2 挤压装置与设备 |
2.3 技术路线 |
2.4 试验方法 |
2.4.1 预处理 |
2.4.2 结合区微观组织分析测试 |
2.4.3 力学性能测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 铝镁双金属等温挤压数值模拟 |
3.1 刚塑性有限元法 |
3.2 模拟模型建立与参数设置 |
3.2.1 数值模型建立 |
3.2.2 模拟过程整体设置 |
3.3 模拟过程及结果分析 |
3.3.1 模拟挤压过程分析 |
3.3.2 等温挤压过程中关键工艺参数对成形载荷的影响 |
3.3.3 最佳挤压工艺参数的确定 |
3.4 本章小结 |
第四章 铝镁双金属等温挤压试验验证 |
4.1 等温挤压工艺参数的计算 |
4.1.1 坯料尺寸加工尺寸的计算 |
4.1.2 挤压力的计算 |
4.1.3 挤压速度的计算 |
4.2 正向挤压模具设计 |
4.2.1 模具尺寸参数的设计 |
4.2.2 模具材料的选择 |
4.3 试验方案设计 |
4.4 双金属等温挤压试验 |
4.4.1 试验方案一 |
4.4.2 试验方案二 |
4.5 本章小结 |
第五章 等温挤压复合棒材界面研究 |
5.1 结合界面区显微组织表征 |
5.1.1 结合界面处宏观形貌 |
5.1.2 结合界面处微观组织 |
5.1.3 结合界面处晶粒形貌分析 |
5.1.4 结合界面处织构分析 |
5.2 结合界面处力学性能测试 |
5.2.1 推出试验 |
5.2.2 显微硬度测试 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士期间发表的论文 |
(7)铝镁双金属复合挤压界面组织演化及控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 材料性质及其应用 |
1.2.1 镁的性质和应用 |
1.2.2 铝的性质和应用 |
1.3 铝镁热变形力学行为及动态再结晶概况 |
1.3.1 材料的回复与再结晶 |
1.3.2 动态回复与动态再结晶行为 |
1.4 复合挤压技术概述 |
1.4.1 双金属挤压成型工艺 |
1.4.2 铝镁双金属复合技术国内外研究状况 |
1.5 挤压组织演化国内外研究概述 |
1.6 数值模拟介绍 |
1.6.1 数值模拟在挤压中的应用 |
1.7 本课题主要研究内容 |
第二章 实验材料、设备、方法 |
2.1 热压缩实验 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 实验方案 |
2.1.4 金相实验、晶粒尺寸统计 |
2.2 挤压实验 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 挤压试验模具及设备 |
2.2.3 技术路线 |
2.2.4 挤压实验 |
2.3 微观组织分析 |
2.3.1 扫描电子显微镜观察(SEM) |
2.3.2 背散射电子衍射分析(EBSD) |
2.3.3 光学显微镜观察(OM) |
2.4 显微硬度实验 |
2.5 本章小结 |
第三章 铝镁热变形力学研究 |
3.1 应力应变曲线分析 |
3.2 动态再结晶动力学模型 |
3.3 本章小结 |
第四章 铝镁双金属挤压数值模拟 |
4.1 数值模型建立及优化 |
4.1.1 挤压模型建立 |
4.1.2 动态再结晶晶粒晶粒尺寸模型 |
4.1.3 脚本书写 |
4.1.4 摩擦模型选择 |
4.2 模拟计算结果分析 |
4.2.1 速度、应变、温度状态分析 |
4.2.2 速度、应变、温度对组织演化过程的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 铝镁双金属反向挤压实验与计算比较 |
5.1 晶粒尺寸数值模拟与实验比较 |
5.2 挤压过程中晶粒演化探究 |
5.3 挤压过程中的敏感系数 |
5.3.1 敏感性系数定义设计 |
5.3.2 应变、温度敏感性系数分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录攻读学位期间所发表的学术论文 |
(8)油气管道用钢搅拌摩擦焊接头组织演变及力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 油气管道的发展现状 |
1.3 油气管道焊接研究现状 |
1.4 搅拌摩擦焊接技术介绍 |
1.4.1 搅拌摩擦焊接工艺过程与原理 |
1.4.2 搅拌摩擦焊接的工艺参数 |
1.4.3 搅拌摩擦焊搅拌区的温度与变形速率分布 |
1.5 搅拌摩擦焊接工业应用现状 |
1.6 油气管道搅拌摩擦焊接研究 |
1.6.1 油气管道搅拌摩擦焊接面临的难点 |
1.6.2 钢铁材料搅拌摩擦焊接研究现状 |
1.6.3 辅助热源搅拌摩擦焊接研究现状 |
1.7 本论文的目的、意义及研究内容 |
第2章 油气管道环形焊缝搅拌摩擦焊机开发 |
2.1 引言 |
2.2 油气管道环形焊缝搅拌摩擦焊机介绍 |
2.2.1 支撑系统 |
2.2.2 夹持系统 |
2.2.3 环形运动驱动系统 |
2.2.4 搅拌头系统 |
2.2.5 退出孔消除机构 |
2.2.6 焊机参数及操作面板 |
2.3 油气管道环形焊缝搅拌摩擦焊机特点 |
2.4 本章小结 |
第3章 陆上油气管道用钢的搅拌摩擦焊接头组织及韧性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.3 实验结果分析 |
3.3.1 焊接接头宏观形貌 |
3.3.2 搅拌区原奥氏体晶粒尺寸研究 |
3.3.3 贝氏体相变研究 |
3.3.4 搅拌区中织构研究 |
3.3.5 搅拌区冲击韧性研究 |
3.3.6 搅拌头材料对搅拌区微观组织转变的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 海洋油气管道用钢的搅拌摩擦焊接头组织及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.3 实验结果分析 |
4.3.1 焊接接头宏观形貌 |
4.3.2 搅拌区微观组织转变分析 |
4.3.3 搅拌区织构研究 |
4.3.4 搅拌区拉伸微观组织转变及力学性能研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 连续油管用钢的搅拌摩擦焊接头组织及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.3 实验结果及分析 |
5.3.1 焊接接头宏观形貌 |
5.3.2 搅拌区动态再结晶机制研究 |
5.3.3 搅拌区的晶粒细化研究 |
5.3.4 搅拌区中δ-铁素体研究 |
5.3.5 搅拌区中σ相研究 |
5.3.6 焊接接头拉伸性能研究 |
5.4 本章小结 |
第6章 熔化极气体保护焊辅助搅拌摩擦焊研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验过程 |
6.3 实验结果及分析 |
6.3.1 焊接接头宏观形貌 |
6.3.2 搅拌区前进侧微观组织转变研究 |
6.3.3 辅助热源对搅拌区孔洞缺陷影响 |
6.3.4 搅拌区中间位置的微观组织转变研究 |
6.3.5 搅拌区后退侧的微观组织转变研究 |
6.3.6 热影响区的微观组织转变研究 |
6.3.7 熔焊接头微观组织转变研究 |
6.3.8 不同焊接接头的冲击韧性对比分析研究 |
6.3.9 熔化极气体保护焊辅助搅拌摩擦焊接优势分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间完成的论文及发明专利 |
致谢 |
作者简介 |
(9)TiO2基超疏水复合材料的制备及多功能特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 超疏水表面理论模型 |
1.2.1 Young's方程 |
1.2.2 Wenzel模型 |
1.2.3 Cassie-Baxter模型 |
1.2.4 浸润模型的相互转换 |
1.2.5 分级结构的超疏水稳定性 |
1.3 自然界超疏水生物材料 |
1.3.1 分级结构 |
1.3.2 单一结构 |
1.4 超疏水表面的制备技术 |
1.4.1 刻蚀法 |
1.4.2 层层自组装法 |
1.4.3 溶胶凝胶法 |
1.4.4 化学气相沉积法 |
1.4.5 电化学法 |
1.4.6 有机高分子相分离法 |
1.4.7 静电纺丝法 |
1.4.8 模板法 |
1.4.9 其它方法 |
1.5 功能化超疏水表面 |
1.5.1 润湿转换超疏水表面 |
1.5.2 抗腐蚀超疏水表面 |
1.5.3 防结冰超疏水表面 |
1.5.4 油水分离超疏水表面 |
1.5.5 超双疏水表面 |
1.5.6 导电超疏水表面 |
1.5.7 其它功能化超疏水表面 |
1.6 本文的研究目的和主要研究内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 主要研究内容 |
1.7 本文的主要创新点 |
第2章 润湿可逆转换TiO_2/聚偏氟乙烯超疏水涂层的性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 TiO_2纳米粒子的改性 |
2.2.3 复合溶胶的制备 |
2.2.4 超疏水复合涂层的制备 |
2.3 材料分析测试方法 |
2.3.1 接触角和滚动角 |
2.3.2 扫描电镜 |
2.3.3 红外光谱 |
2.3.4 透射电子显微镜 |
2.3.5 原子力显微镜 |
2.3.6 X射线光电子能谱 |
2.3.7 热稳定 |
2.3.8 吸水率 |
2.3.9 耐腐蚀性能 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 超疏水涂层的成膜机理 |
2.4.2 涂层表面的形貌 |
2.4.3 复合涂层表面的浸润性 |
2.4.4 UV光诱导复合涂层表面的润湿性转换 |
2.4.5 复合涂层的化学稳定性 |
2.4.6 涂层的热稳定性 |
2.4.7 超疏水涂层的耐腐蚀性 |
2.5 小结 |
第3章 耐腐蚀TiO_2/氟化聚硅氧烷超疏水涂层的性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂和仪器 |
3.2.2 TiO_2纳米粒子的改性 |
3.2.3 氟化聚硅氧烷的制备 |
3.2.4 超疏水复合涂层的制备 |
3.2.5 材料分析测试方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 超疏水涂层的成膜机理 |
3.3.2 FPDHS用量对复合涂层疏水性的影响 |
3.3.3 涂层表面的形貌 |
3.3.4 复合涂层的化学稳定性 |
3.3.5 涂层的热稳定性 |
3.3.6 超疏水涂层的耐腐蚀性 |
3.4 小结 |
第4章 润湿可逆转换和超稳定自清洁TiO_2/Zn超疏水表面的性能研究 |
4.1 润湿可逆转换超疏水Zn表面 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 实验部分 |
4.1.2.1 实验试剂 |
4.1.2.2 黄铜基体的预处理 |
4.1.2.3 镀Zn膜的制备 |
4.1.2.4 超疏水Zn表面的制备 |
4.1.2.5 材料分析测试方法 |
4.1.3 结果与讨论 |
4.1.3.1 不同沉积电流密度对表面形貌及浸润性的影响 |
4.1.3.2 不同沉积时间对表面浸润性及粗糙度的影响 |
4.1.3.3 超疏水表面的微观结构和化学组成 |
4.1.3.4 超疏水表面的润湿可逆转换 |
4.1.3.5 超疏水表面的化学稳定性和机械持久性 |
4.1.4 小结 |
4.2 超稳定自清洁超疏水TiO_2/Zn表面 |
4.2.1 引言 |
4.2.2 实验方法与步骤 |
4.2.2.1 实验试剂 |
4.2.2.2 涂层液的制备 |
4.2.2.3 超疏水TiO_2/Zn表面的制备 |
4.2.2.4 材料分析测试方法 |
4.2.3 结果与讨论 |
4.2.3.1 超疏水表面的浸润性及微观形貌 |
4.2.3.2 超疏水表面的成膜机理 |
4.2.3.3 超疏水表面的机械持久性 |
4.2.3.4 超疏水表面的自清洁性能 |
4.2.4 小结 |
第5章 防冰雪TiO_2/聚二甲基硅氧烷超疏水砂纸表面的性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 TiO_2纳米粒子的改性 |
5.2.3 复合溶胶的制备 |
5.2.4 超疏水复合表面的制备 |
5.2.5 材料分析测试方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 涂覆不同目数砂纸对浸润性及形貌的影响 |
5.3.2 不同表面的微观结构 |
5.3.3 超疏水表面的成膜机理 |
5.3.4 超疏水砂纸表面的化学稳定性和机械持久性 |
5.3.5 超疏水砂纸表面的防雪和防结冰能力 |
5.4 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间学术成果 |
致谢 |
(10)4045/3003铝合金双金属管复合挤压成形工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 金属层状复合材料及其应用 |
1.1.1 金属层状复合材料的特性 |
1.1.2 金属层状复合材料的发展状况 |
1.1.3 金属层状复合材料的应用 |
1.2 金属层状复合材料的制备方法及复合机理 |
1.2.1 金属层状复合材料的制备方法 |
1.2.2 金属层状复合材料的复合机理 |
1.3 有限元技术及其在金属层状复合材料研究中的应用 |
1.3.1 有限元技术 |
1.3.2 有限元技术在复合挤压中的应用 |
1.3.3 有限元技术在复合轧制中的应用 |
1.4 本文的研究目的、内容、及技术路线 |
1.4.1 研究目的及意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第2章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 4045 铝合金热变形行为和组织演变 |
2.2.1 等温热压缩实验 |
2.2.2 金相组织观察(OM) |
2.2.3 扫描电镜观察(SEM) |
2.2.4 透射电镜观察(TEM) |
2.3 4045/3003 双金属复合管的有限元模拟 |
2.4 热挤压实验 |
第3章 4045 铝合金热变形本构方程的建立及其加工图 |
3.1 4045 铝合金高温塑性本构方程的建立 |
3.1.1 真应力-真应变曲线 |
3.1.2 本构方程的建立 |
3.2 4045 铝合金加工图的建立 |
3.2.1 基于动态材料学模型的加工图理论 |
3.2.2 4045 铝合金加工图的构建及分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 4045 铝合金热压缩变形微观组织的演变 |
4.1 金相显微组织的分析 |
4.1.1 4045 铝合金热压缩前的显微组织 |
4.1.2 不同 lnZ 值对金相组织的影响 |
4.2 SEM 显微组织的分析 |
4.3 TEM 显微组织分析 |
4.3.1 亚晶的长大行为 |
4.3.2 合金中粒子的变化规律 |
4.4 本章小结 |
第5章 4045/3003 铝合金双金属复合管材的热挤压模拟及实验 |
5.1 刚塑性有限元理论 |
5.1.1 刚塑性有限元的基本假设 |
5.1.2 刚塑性变形的边值问题 |
5.2 数值模拟模型的建立和模拟参数的设置 |
5.2.1 材料数学模型的建立 |
5.2.2 几何模型的建立 |
5.2.3 模拟设置 |
5.3 模拟过程及结果分析 |
5.3.1 挤压过程分析 |
5.3.2 挤压模角对挤压过程及包覆层厚度的影响 |
5.3.3 挤压温度对挤压过程及包覆层厚度的影响 |
5.3.4 挤压速度对挤压过程及包覆层厚度的影响 |
5.3.5 包覆坯料的厚度与包覆层厚度的关系 |
5.3.6 数值模拟的验证及分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
四、侧向挤压在镁钢复合棒生产中的运用(论文参考文献)
- [1]Mg-Li/Al-Li轧制复合板组织演变与性能研究[D]. 吴世松. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]冷喷涂-轧制制备钛/钢复合板及其性能研究[D]. 赵志坡. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]爆炸焊接界面细观力学行为及缺陷控制方法的研究[D]. 曾翔宇. 大连理工大学, 2020
- [4]Ti/Al复合板固-液铸轧成形机理及性能调控[D]. 陈鹏. 燕山大学, 2019
- [5]铝钛铝复合板热轧工艺及其性能研究[D]. 马英超. 太原科技大学, 2019(04)
- [6]铝镁双金属等温挤压成形及界面组织演化与力学性能研究[D]. 李晓艳. 兰州理工大学, 2019(09)
- [7]铝镁双金属复合挤压界面组织演化及控制研究[D]. 苏泳全. 兰州理工大学, 2018(10)
- [8]油气管道用钢搅拌摩擦焊接头组织演变及力学性能研究[D]. 崔洪波. 东北大学, 2018(01)
- [9]TiO2基超疏水复合材料的制备及多功能特性研究[D]. 青勇权. 东北大学, 2017(01)
- [10]4045/3003铝合金双金属管复合挤压成形工艺研究[D]. 伍豪杰. 湖南大学, 2013(09)