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TA18钛合金管材多行程皮尔格冷轧过程三维有限元模拟:Ⅰ理论解析、模型建立与验证

黄亮 , 徐哲 , 代春 , 惠松骁 , 叶文君 , 王国 , 谢水生 , 李宏伟

稀有金属材料与工程

皮尔格冷轧技术制备的TA18钛合金管材具有高比强度、冷加工性能好、织构分布合理等优异的综合性能,在飞机和航天器液压管路系统、石油勘探钻杆中得到了广泛的应用.根据多行程皮尔格冷轧过程力学分析,获得了成形过程的精确运动模式和管材应力状态.然后,基于有限元软件ABAQUS/Explicit,建立了TA18钛合金管材多行程皮尔格冷轧三维有限元模型,并解决了建模关键技术,包括:虚拟曲柄连杆机构实现方法、多行程周期式运动控制方法、复杂模具几何实体定义、滚动与滑动摩擦定义.利用能量守恒原理和实验验证了模型的可靠性,以及利用成形过程等效应力和等效塑性应变分布评估了模型.

关键词: TA18钛合金管材 , 皮尔格冷轧 , 三维有限元模型 , 力学分析

TA18钛合金管材多行程皮尔格冷轧过程三维有限元模拟:Ⅱ塑性变形行为分析

黄亮 , 徐哲 , 代春 , 惠松骁 , 叶文君 , 王国 , 谢水生 , 李宏伟

稀有金属材料与工程

利用己建立的TA18钛合金管材多行程皮尔格冷轧三维有限元模型,研究了φ25.4 mm×1.32 mm的TA18钛合金管材轧制塑性变形行为.结果表明:平均总轧制力模拟结果比理论结果稍大.轧成管最大等效塑性应变对称出现在轧辊周向面孔型脊部偏转约63.80°的位置,而最小/最大等效塑性应变的位置相差约90°.轧成管径向和周向受压应力,轴向受拉应力,且变形程度径向最大,轴向次之,切向最小.轧成管各向异性程度从外表面到中性层再到内表面依次减小.工作锥径向塑性真应变矢量的变化分为3个阶段,其变化趋势和Q值各不相同,塑性真应变矢量的应变比变化范围是从-30°(Q=0)到0°(Q=1)再到+30°(Q=∞),且工作锥经历了从径向织构到周向织构的转变,使得最终应变比保持在20°到27°之间,管材达到了六方晶体管材织构分布的稳定状态.

关键词: 三维有限元模拟 , 平均总轧制力 , 塑性真应变矢量 , Q值 , 应变比

铸态与挤压态Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr合金在5% NaCl水溶液中的腐蚀行为

张新 , 张奎 , 李兴刚 , 邓霞 , 李宏伟 , 张宝东 , 王长顺

中国有色金属学报 doi:10.1016/S1003-6326(11)61278-8

在5% NaCl水溶液中通过浸泡和电化学测试研究铸态与挤压态Mg-5Y-7Gd- 1Nd-0.5Zr镁合金的腐蚀性能.铸态和挤压态Mg-5Y-7Gd- 1Nd-0.5Zr镁合金的平均晶粒尺寸分别为100 μm和15 μm.在腐蚀初期,铸态合金的腐蚀形貌为点蚀和少量丝状腐蚀,挤压态合金的腐蚀形貌为点蚀.挤压态合金的腐蚀速率大于铸态合金的腐蚀速率.包含稀土的第二相在合金中作为阴极,改善了合金的腐蚀性能.铸态与挤压态合金的腐蚀电位分别为-1.658V 和-1.591 V.探讨了铸态与挤压态合金腐蚀性能不同的原因.

关键词: Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr镁合金 , 腐蚀形貌 , 极化曲线

高强超耐磨浇注料的研制与使用

贺巧玲 , 李健 , 田齐啸 , 王玉 , 李宏伟

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2000.04.013

研究了骨料、基质、结合剂等对Al2O3-CaO-Fe2O3浇注料的常温耐压强度、常温磨损量等性能的影响.结果表明:以Al2O3-CaO-Fe2O3合成料为原料、高铝水泥为结合剂,加入适量超微粉而研制出的Al2O3-CaO-Fe2O3浇注料强度高,耐磨性好,在循环流化床发电锅炉上使用效果较好.

关键词: 高强超耐磨浇注料 , 循环流化床锅炉

RH炉浸渍管外衬刚玉-尖晶石浇注料的研制

贺巧玲 , 李健 , 李宏伟 , 王玉 , 田齐啸

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2000.06.009

通过选择合适的超细粉加入量、镁砂粒度组成及加入量,优化基质的组成,利用A12O3与MgO在使用过程中直接生成尖晶石,研制的刚玉-尖晶石浇注料具有优良的抗渣性、耐剥落性以及适度的微膨胀。

关键词: RH炉 , 刚玉-尖晶石浇注料 , 镁砂

铝合金ZL114A的激光焊接工艺

王志敏 , 顾兰 , 李宏伟 , 刘刚 , 成晓芳

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2007.04.016

主要研究了铝合金ZL114A的激光焊接工艺特性.首先对其可焊性进行了摸索,然后探讨了激光焊接工艺参数对焊缝熔深、焊缝宽度以及接头组织和力学性能的影响.结果表明,选择适当的激光焊接工艺参数,如:激光功率、焊接速度、离焦量、保护气体流量等,可以获得高质量的焊缝.组织观察发现,焊缝组织致密、晶粒细小,接头强度可以满足使用要求.

关键词: 铝合金ZL114A , 激光焊接 , 工艺参数

TC11钛合金流变行为及其应变分段本构模型

崔军辉 , 杨合 , 孙志超 , 李宏伟 , 李智军 , 沈昌武

稀有金属材料与工程

针对TC11钛合金,提出了基于应变分段的Arrhenius双曲正弦模型,并进行热模拟压缩试验,分析了TC11钛合金高温流变行为及流变参数对流变应力的影响.采用分段函数的Arrhenius双曲正弦方法,在不同应变区域下求出不同的材料参数,得到了更为精确的本构模型.对比试验结果表明,模型具有很高的精度,并对比了模拟结果,表明模型是可靠的.

关键词: TC11钛合金 , 流变行为 , 本构模型 , Arrhenius双曲正弦 , 分段函数

基于共振法的粘弹性材料动态力学参数测试方法研究

李宏伟

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.06.011

为了验证直接测量粘弹性材料共振参数来获得材料动态力学参数的可行性,用某种试验材料对共振法测试原理对进行了试验,结果表明:共振法的测试结果与粘弹仪的测试数据吻合较好,基于共振法的测试原理是可行的.

关键词: 粘弹性材料 , 动态力学参数测试 , 共振法

凹凸棒石-银纳米复合抗菌材料制备方法和表征

陈天虎 , 李宏伟 , 汪家权 , 施晶俊 ,

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2005.02.031

凹凸棒石是具有链层状晶体结构镁铝硅酸盐粘土矿物,呈现直径约30~40nm、长度可达数微米的棒状晶体形态,是产出丰富的天然纳米矿物材料,表现出纳米效应、吸附活性和化学活性,是一种重要的载体材料.本文研究了凹凸棒石-Ag纳米复合抗菌材料制备方法和抗菌效果.高分辨透射电镜(HRTEM)表征结果表明:用丙胺基三乙基硅烷为表面活性剂,醌醇为还原剂,凹凸棒石硝酸银浸溃法制备的复合材料,纳米银颗粒为1~7nm,均匀分布在凹凸棒石表面,复合抗菌材料含银0.52%.抗菌圈实验显示较好的抗菌效果,悬浮液浊度法抗菌实验显示凹凸棒石-Ag纳米复合抗菌剂最低抗菌浓度为0.47g/L.

关键词: 凹凸棒石 , , 纳米复合材料 , 环境矿物学

激光焊接ZL114A/5A06异种铝合金接头组织及性能

李宏伟 , 姚为 , 王志敏 , 陈绍勇 , 果建文

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.06.017

采用激光焊接ZL114A/5A06异种铝合金,通过参数优化以获得性能优良的焊接接头,利用光学显微镜(OM)、拉力试验机、高温疲劳试验机、SEM和EDS对接头的显微组织、力学性能和拉伸断口进行了研究.结果表明:焊缝中心区的金相组织为等轴晶;接头焊后不经热处理,抗拉强度可达到265 MPa,为母材强度的80%以上,并有很好的抗疲劳性能;断口分析显示断裂位置在ZL114A母材一侧的熔合线附近;在保证焊透的前提下,激光功率越小,晶粒越细小,接头强度越高.对框架蒙皮结构铝合金贮箱产品试验件进行了焊接,试验件达到了产品各项性能指标要求.

关键词: 激光焊接 , ZL114A铝合金 , 5A06铝合金 , 异种铝合金

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