【摘 要】
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当代社会对产品的功能及性能的要求越来越高,苛刻的使役条件要求零件具有功能耦合、多环境适应的能力.金属多材料增材制造技术相比传统制造技术具备更大的优势,在航空航天、汽车工业、电力行业、生物医学等领域中均具有广阔的应用前景.研究了电子束增材制造、电弧增材制造和冷喷涂增材制造在金属多材料增材制造中的应用现状以及最新发展.重点研究了金属多材料增材制造技术在宏观成形精度、微观组织缺陷和粒子界面结合中存在的关键问题.最后,指出了金属多材料增材制造技术在材料种类、基础理论、零件复杂度、质量控制等方面的发展趋势.将为金属
【机 构】
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郑州轻工业大学 机电工程学院,郑州 450002;郑州轻工业大学 机电工程学院,郑州 450002;河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂,河南 南阳 473007
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当代社会对产品的功能及性能的要求越来越高,苛刻的使役条件要求零件具有功能耦合、多环境适应的能力.金属多材料增材制造技术相比传统制造技术具备更大的优势,在航空航天、汽车工业、电力行业、生物医学等领域中均具有广阔的应用前景.研究了电子束增材制造、电弧增材制造和冷喷涂增材制造在金属多材料增材制造中的应用现状以及最新发展.重点研究了金属多材料增材制造技术在宏观成形精度、微观组织缺陷和粒子界面结合中存在的关键问题.最后,指出了金属多材料增材制造技术在材料种类、基础理论、零件复杂度、质量控制等方面的发展趋势.将为金属多材料应用于增材制造技术提供新的思路和借鉴价值.
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目的 为了成形高质量、少缺陷的汽车燃油箱隔热板.方法 采用整体翻边-局部反拉深的工艺方法,以隔热板曲面凸台圆角处的最大减薄率为试验指标,采取正交试验及极差分析确定最优成形工艺参数,并利用有限元数值软件对其成形过程进行模拟.结果 各因素对曲面凸台圆角减薄的影响主次顺序为:凸模下压速度、摩擦因数、凸模与顶出块夹紧力,最优成形工艺参数组合为:下压速度为10 mm/s、摩擦因数为0.12、夹紧力为40 kN.由等效应变结果分析得出,随着变形量的增加,左侧翻边曲面等效应变分布大于右侧,两侧翻边曲面交接处也积累了较大
目的 研究A100钢的热变形行为,确定热加工范围并优化工艺参数.方法 使用Gleeble-3800热模拟实验机,对A100钢进行应变为0.6,变形温度为1073～1473 K,应变速率为0.01～10 s–1的等温热压缩实验.利用A100钢的热压缩实验数据,建立在不同变形温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线.建立A100钢基于唯象的本构模型与基于物理的本构模型以及基于Murty失稳准则的热加工图.结果 当应变速率一定,温度升高或一定,应变速率下降时,A100钢的流变应力会减小,流变应力曲线上主要表现为
目的 为优化CrMnFeCoNi高熵合金成分,消除富Cr脆性相的析出倾向.方法 用Cu取代Cr元素,以四元MnFeNiCu高熵合金为研究对象,探究含Cu高熵合金的微观组织及其热处理过程中的相变特征.结果 铸态MnFeNiCu合金中Cu元素具有较强的偏析倾向,其枝晶间存在大量颗粒状富Cu析出物,通过均匀化热处理能完全消除Cu元素偏析现象,得到单相FCC组织.结论 Cu与其他3种元素均表现为不同程度的不相容性,具有最大的偏析倾向,使其在凝固过程中于枝晶间富集,均匀化热处理过程中Cu元素发生溶质扩散,最终形成了
针对新型高超音速飞行器的服役要求,迫切需要开发使用温度更高的轻质薄壁中空结构材料.分析了高超音速装备发展对耐高温轻量化结构的重大需求,综述了原位反应制备钛铝板材的研究现状,以及钛铝薄壁曲面结构国内外成形技术及应用进展.讨论了钛、铝箔材层状反应过程存在的扩散机制及控制难题、致密化过程孔洞形成及迁移机理.论述了塑性变形引入原位反应过程的原位反应扩散机制和规律,双向应力状态下的原位反应对抑制孔洞的产生和消除的作用,渐变材质高温变形规律和机制以及成形过程中构件的组织和性能演变规律.提出了“箔材原位反应与超塑成形一
目的 为了有效改善Al-Cu-Mg-Zn超硬铝合金盘类锻造构件成形精度和力学性能.方法 通过对代号7A04的Al-Cu-Mg-Zn系超硬铝合金进行热压缩实验,分析其流变行为;通过应力-应变数据,建立本构方程及热加工图.将构建的7A04超硬铝合金材料模型导入有限元分析软件中,同时对锻件成形过程进行仿真模拟并优化.结果 获得了基于Arrhenius模型的流变应力本构方程;确定了7A04超硬铝合金最适宜的加工区域,为后续的仿真模拟提供指导;基于7A04超硬铝合金盘类构件锻造成形有限元仿真模拟分析结果,获得了变形
目的 探究大型55NiCrMoV7模具钢锻件(Φ1000 mm×1700 mm)调质热处理的最优工艺方案.方法 建立大型55NiCrMoV7模具钢锻件的宏微观耦合的多尺度有限元模型,基于现场实验测试不同位置温度场和组织场的演化规律验证该模型.模拟研究此锻件在不同淬火与回火工艺下的应力分布、HRC硬度和屈服强度变化.以残余应力均方差、硬度和屈服强度为目标函数,建立淬、回火工艺参数与力学性能之间的回归模型.结合所建立的响应面模型分析与遗传算法,对该模型进行参量约束条件下的多目标优化.结果 通过响应面模型分析得
目的 研究整体式超高强钢门环对车身碰撞安全性能的影响,探索高性能超高强汽车用钢制作整体式冷冲压门环零件的可行性.方法 充分利用高性能超高强钢的材料特性,设计开发整体式超高强钢冷冲压门环零件,通过结构设计、坯料制备、样模开发、零件试制,研究门环零件焊缝优化、闭环坯料拼焊、大尺寸模具调试等关键工艺技术.结果 整体式超高强钢冷冲压门环零件可以有效提高整车侧面碰撞性能,增强抵御25％小偏置碰的能力,实现质量减轻2％,回弹仿真精度达到75％.结论 这是对整体式超高强钢门环零件的一次有益探索和尝试,整体式超高强钢门环
目的 通过热模拟实验研究挤压态Mg-8.5Gd-4.5Y-0.7Zn-0.4Zr合金的本构方程及加工图.方法 在Gleeble热模拟机上开展应变速率为0.001～1 s?1,变形温度为300～450℃条件下的单轴热压缩实验.根据动态材料模型,建立合金的热加工图,分析功率耗散因子随变形温度、应变速率和应变的变化规律.结果 合金的流变应力在不同的变形温度和应变速率下表现出不同的特征,流变应力与变形温度和应变速率的关系可用双曲正弦本构关系来描述,其平均激活能为209.223 kJ/mol,应力指数为3.442.
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