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GCr15钢奥氏体晶粒长大规律研究

利用Gleeble-3800型热模拟试验机研究不同加热温度和保温时间下GCr15钢的奥氏体晶粒长大规律.结果表明,奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数关系长大,随保温时间的延长近似呈抛物线关系长大,同时晶粒平均直径与保温时间的关系符合Beck方程,温度越高,晶粒生长指数越大.在已有模型的基础上.通过对试验数据进行非线性回归得到了描述GCr15钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型.

关键词: GCr15 , 奥氏体 , 晶粒长大 , 数学模型

GCr15钢单道次压缩实验分析及三维模拟

廖舒纶 , 张立文 , 岳重祥 , 裴继斌 , 高惠菊 , 贾元伟 , 廉晓洁

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.08.008

用Gleeble-3800热力模拟试验机对GCr15钢进行了单道次压缩实验,实验温度从950～1150℃变化,实验应变速率从0.1～10s-1变化.获得了实验钢种的应力一应变曲线、峰值应力模型、动态微观组织演变模型.借助MSC.Marc软件及其子程序代码,发展了一组三维有限元模型,研究了不同变形条件下的压缩过程,分析了试样的应变分布,并评估了变形参数对动态再结晶分数与晶粒大小的影响.所得晶粒尺寸模拟值与实验值吻合较好.

关键词: 组织演化 , 动态再结晶 , 晶粒尺寸 , 模拟

GCr15钢奥氏体晶粒长大的有限元模拟

岳重祥 , 张立文 , 廖舒纶 , 裴继斌 , 高惠菊 , 贾元伟 , 廉晓洁

机械工程材料

用Gleeble-3800型热模拟试验机研究了不同加热温度和保温时间对CCr15钢奥氏体晶粒的长大影响,得到了描述GCr15钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型;井将该模型写入Marc的子程序,利用大型商业有限元软件Marc模拟了加热保温过程申GCr15钢奥氏体晶粒的长大过程.结果表明:晶粒长大的模拟结果与试验结果基本吻合.

关键词: GCr15钢 , 奥氏体晶粒 , 有限元模拟

厚钢板激光弯曲成形机理的模拟研究

裴继斌 , 张立文 , 张全忠 , 王存山 , 董闯

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.047

对厚钢板的激光弯曲成形过程进行数值模拟.建立了钢板激光弯曲成形的三维非线性瞬态热力耦合有限元模型,模型中考虑了材料热物性参数和力学性能参数与温度的相关性.计算了钢板激光弯曲成形过程中的温度和应力,并预测了钢板的弯曲角度.模拟结果表明,厚度方向的温度梯度是导致钢板弯曲变形的主要原因.对数值模拟的结果进行了相应的实验,模拟结果与实验结果符合较好.

关键词: 厚钢板 , 激光弯曲 , 数值模拟 , 有限元

K4104镍基高温合金表面Al及Al-Si渗层的微观组织研究

牛静 , 张立文 , 裴继斌 , 张凡云

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.04.025

分别采用料浆法和粉末包埋法在K4104镍基高温合金上制备Al-Si和Al渗层.借助X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA),详细分析Al-Si、Al渗层的微观组织,探讨渗层形成机理,并且对比研究Al-Si共渗层和单渗Al层的微观结构,找出Si对渗Al层组织结构的影响.结果表明:Al-Si共渗渗层中包含CrxSiy化合物、富Al的β、富Ni的β、Cr的碳化物和γ′相,单渗Al层则包含富Al的β、富Ni的β、Cr的碳化物和γ′相;Si的加入使Al-Si共渗层出现过渡层,过渡层导致Al元素含量由外向内的减少趋势较单渗Al的平缓.

关键词: 镍基高温合金 , Al-Si共渗 , 单渗Al , 微观组织

钛合金筒形件真空热胀形过程数值模拟及模型优化

王明伟 , 张立文 , 裴继斌 , 李辰辉 , 张凡云

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.089

利用MSC.Marc有限元分析软件,建立了BT20合金筒形件真空热胀形的热力耦合有限元模型.在优化模型中引用了步长自适应控制技术和两步法模拟.计算了BT20合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场.结果表明:采用步长自适应控制技术和两步法模拟,有效的缩短了模拟时间,在精度变化不大的情况下,显著提高运算效率.计算结果与实验结果吻合较好.

关键词: BT20合金 , 真空热胀形 , 热力耦合 , 模型优化 , 步长自适应

高温合金渗Al-Si层的微观组织分析

牛静 , 张立文 , 裴继斌 , 张凡云 , 李辰辉

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.04.016

利用SEM,XRD和EPMA详细分析K4104镍基高温合金料浆渗Al-Si的微观结构.结果表明,表层主要为富Al的β-NiAl+CrxSiy化合物,过渡层主要为富Ni的β-NiAl相,内扩散层主要为β-NiAl相+富Cr相+γ'-Ni3Al相+Ni固溶体.

关键词: 镍基高温合金 , Al-Si共渗 , 微观组织

元胞自动机方法对动态再结晶过程的模拟

何燕 , 张立文 , 牛静 , 裴继斌

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.04.030

建立了模拟多晶金属材料动态再结晶过程的二维元胞自动机模型,模型考虑了动态回复、位错密度及形核率等因素对动态再结晶的影响.利用这个模型可以得到整个形变过程的位错密度变化,晶粒形态及晶粒的取向和大小,模拟结果与动态再结晶生长动力学理论符合较好,并证实了动态再结晶的平均晶粒尺寸与初始晶粒的分布和大小无关的结论.

关键词: 动态再结晶 , 元胞自动机 , 微观组织演化 , 生长动力学

激光相变硬化过程数值分析与工艺优化系统

张立文 , 裴继斌 , 张国梁 , 陈騛騢

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2001.03.012

应用本系统可建立不同钢种的热物性参数库和激光相变硬化处理工艺参数库.建立了激光相变硬化过程的传热模型,应用有限元或有限差分方法计算了激光相变硬化过程的温度场及组织场.计算出的温度场和组织场可以用图形的方式直观地显示出来.激光相变硬化区宽度和深度的计算结果与实验符合较好,为工艺优化提供了依据.

关键词: 激光相变硬化 , 有限元 , 有限差分 , 温度场

纯铜动态再结晶过程的元胞自动机模拟

卢瑜 , 张立文 , 邓小虎 , 王赛 , 裴继斌 , 张国梁

金属学报

基于热加工过程金属学原理，建立了纯铜动态再结晶的二维元胞自动机模型,模拟了加工硬化、动态回复、形核及再结晶晶粒生长等一系列过程。利用该模型可得到整个热加工过程流变应力变化，晶粒的形态、晶粒取向和大小及分布。流变应力的大小可由基体与再结晶晶粒位错密度的平均值计算。采用该模型对不同应变、应变率、温度下纯铜动态再结晶过程进行了模拟，模拟结果与相同热变形条件下纯铜实验结果吻合较好。本模型将微观尺度位错运动与介观尺度晶界移动动力学及宏观热加工参数进行了初步结合，为将来多尺度模拟研究奠定了基础。

关键词: 动态再结晶 , cellular automata , microstructure evolution , growth kinetics

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