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轴向交变磁场对电场活化烧结工艺温度场影响的数值模拟

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.01.022

提出了在电场活化烧结过程中施加轴向交变磁场与脉冲电场耦合改善烧结体径向温度场以减小其温度差的方法,并对不同大小磁场的作用进行了数值模拟.结果表明:施加轴向交变磁场可使横截面上的最大温度差减少3/4.其原因是交变磁场的感应电流具有集肤效应,可以使试样外部得到更多的热量.试验结果证明了模拟的准确性.

关键词: 交变磁场 , 电场活化烧结 , 温度场 , 耦合

Ti3Al和Ti2AlNb合金扩散连接界面的组织及力学性能

李万青 , 魏红梅 , 何鹏 , 高丽娇 , 林铁松 , 李小强 , 赫兰春

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.01.007

采用直接扩散连接Ti3Al和Ti2AlNb合金,研究了连接压力、连接温度、保温时间等工艺参数对接头界面组织形貌及性能的影响.利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法观察分析了界面组织结构,并测试了接头的力学性能.结果表明:直接固相扩散连接接头的典型组织为Ti3Al/O相+α2相过渡层/富B2层/Ti2AlNb.当连接温度为1000℃,保温时间60min,连接压力为5MPa时获得的接头室温抗剪强度为635MPa,室温抗拉强度为795MPa,均断裂于Ti3Al母材一侧.经1000℃/60min热循环后Ti3 Al母材的抗拉强度下降至原始母材的76％.连接温度低于950℃或保温时间小于60min会导致未焊合等缺陷;温度高于1050℃或保温时间超过120min则导致Ti3Al发生相变.

关键词: 扩散连接 , Ti3Al合金 , Ti2AlNb合金 , 微观组织 , 性能

新型铝锂合金板材塑性流动与各向异性性能试验研究

孙中刚 , 宋楠 , 王旭 , 陈洁 , 李小强

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150317

通过单向拉伸试验，研究了新型Al－Li－Cu－Mg合金板材的基本成形性能。针对材料显著的各向异性性能，选取屈服强度、抗拉强度、延伸率以及厚向异性指数等材料性能参数进行对比分析，绘制了7个不同取样方向的单向拉伸曲线，研究了材料各向异性的规律。基于对本构方程、各向异性屈服准则的研究及对比，建立了新型Al－Li－Cu－Mg合金的本构模型，并根据实验曲线计算得到 Hill48、Barlat89屈服准则中的各向异性参数，结合各屈服准则绘制了新型Al－Li－Cu－Mg合金屈服轨迹。对比分析各试件的断口方向，并结合第一、第三强度理论，分析了材料的各向异性。利用SEM观察试样的断口形貌，分析对比试件断口的韧窝特征及带状特征。研究发现：试件的延伸率越大，其韧窝特征越明显；反之，其带状特征越明显。从微观角度印证了Al－Li－Cu－Mg合金板材存在的各向异性。

关键词: Al-Li-Cu-Mg合金 , 本构模型 , 各向异性 , SEM实验 , 断口分析

粉末短流程成形固结技术的研究及展望

李元元 , 肖志瑜 , 刘允中 , 李小强 , 杨超

中国材料进展

针对粉末冶金行业最新发展的几种短流程成形固结新技术，结合华南理工大学近十多年来在粉末材料-工艺-装备-零件一体化方面开展的研究，重点阐述了粉末冶金温压成形、高速压制成形、喷射成形、多场作用下粉末成形与烧结一体化技术的研究进展及应用情况。指出在粉末冶金成形固结研究领域，合理拓展现有粉末冶金技术规范的空间，有望给传统粉末冶金成形固结技术注入新的活力。粉末冶金成形固结新技术的不断出现，必将促进先进制造业和高技术产业的快速发展，也必将给材料工程和制造业带来更加光明的前景。

关键词: 粉末冶金 , 温压 , 高速压制 , 喷射成形 , 多场成形与烧结

大塑性变形-反应烧结TiAl合金的高温压缩屈服强度

李小强 , 李元元

稀有金属材料与工程

研究了大塑性变形-反应烧结TiAl合金的高温压缩屈服强度.结果表明:高能球磨显著改善了烧结TiAl合金的压缩性能,同时其压缩性能还取决于烧结工艺.球磨1 h粉末挤压坯经1 250℃烧结4 h后,800℃时的压缩屈服强度最高,达到620 MPa,且与其实温值相当;而经1 250℃烧结不同时间的未球磨粉末烧结体,800℃时压缩屈服强度最高仅为485 MPa.因此,采用大塑性变形-反应烧结工艺制备高性能TiAl合金是可行的.

关键词: TiAl合金 , 高能球磨 , 反应烧结 , 高温压缩屈服强度

钛合金/不锈钢网的扩散连接

周荣林 , 何鹏 , 李小强 , 张九海 , 田锡唐

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.1999.01.010

探讨了钛合金/不锈钢网扩散连接的可行性,确定了直接扩散连接条件下的最佳工艺参数,分析了影响扩散连接的主要因素及接头微观形态.针对实际构件,深入分析了加压方式和变形率的关系,并提出了控制变形量得到无变形接头的方法.

关键词: 扩散连接 , 钛/不锈钢网 , 剪切强度 , 变形率

电场活化烧结温度场的数值模拟

杨俊逸 , 李元元 , 李小强 , 郭亮 , 杨超

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.11.023

根据电磁理论及微/纳米尺度热波模型,建立了粉末电场活化烧结过程中温度场-电场耦合控制方程,利用有限元方法对纯钛粉试样电场活化烧结中的热电效应进行了数值模拟,得到电场活化烧结过程中模冲、阴模及试样内的电流密度、焦耳热及温度场分布.结果表明:电场活化烧结过程中存在较大的升温速率和径向温度梯度,电流密度的分布对焦耳热、温度场的分布有较大影响.实测温度值与有限元计算值变化趋势基本一致.

关键词: 电场活化烧结 , 温度场 , 数值模拟 , 粉末冶金

磁场在金属材料制备成形中的应用

罗勇 , 夏伟 , 李小强 , 龙雁 , 李元元

材料导报

讨论了稳恒磁场、变化磁场对金属凝固组织、基体中合金元素的固溶度以及Al-Cu合金热裂的影响,介绍了动磁压制技术的原理、特点及应用情况,磁场在提高NdFeB永磁体的磁性能和在粉末固相、液相烧结致密化中的应用,并展望了磁场在金属凝固和粉末冶金中未来的研究和应用发展前景.

关键词: 磁场 , 凝固 , 压制 , 烧结

电流烧结制备WC-6Co-1.5Al硬质合金

李小强 , 郑峰 , 李元元 , 邵明 , 张建兵

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.09.010

研究了WC-6Co-1.5Al硬质合金球磨粉末的电流烧结工艺对合金性能的影响.结果表明:在脉冲电流基值、峰值、频率和占空比分别为360 A,3 000 A,50 Hz和50%时,在恒流电流为1 500 A,总烧结时间为6 min,烧结压力为30 MPa的工艺参数下,采用1 min脉冲+5 min恒流电流烧结工艺,WC平均晶粒尺寸约为500 nm,合金的密度、硬度和抗弯强度分别达到最大值14.22 g/cm3,94 HRA和1 660 MPa;与1 min脉冲+5 min恒流烧结工艺相比,采用单一的恒流电流烧结,通过增大恒流强度可进一步提高最大烧结密度,但同时合金的硬度和横向断裂强度均相对降低.

关键词: WC-Co-Al硬质合金 , 电流烧结 , 硬度 , 断裂强度