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冷轧压下率和罩式退火升温速度对微碳深冲钢板织构的影响

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2002.04.010

在四辊冷轧试验机和Gleeble-1500试验机上进行了热轧微碳钢板的冷轧和退火试验.用D/max-RC衍射仪测量了试样的1/4层织构,并用Roe软件进行了ODF分析.研究表明,所研究的热轧微碳深冲板压下率约为75%,退火升温速度为20～40℃/h时,试样为{111}织构特征;压下率较大(80%)时,退火织构为较弱的{111}组分.无论{111}织构还是非{111}织构都是在形核阶段开始形成,在晶粒长大优先长大,受到定向形核和选择生长双重机制的作用.

关键词: 微碳钢板 , 织构 , 冷轧 , 退火

磁性离子Fe掺杂钛酸钡铁电材料的结构和物性研究

孙会来 , 黄重国 , 靳舜尧 , 郭振刚

人工晶体学报

采用高温固相反应法制备了铁掺杂的钛酸钡BaTi1-xFexO3(0.1O≤x≤O.60)样品,研究了其结构、铁电和磁学性质.X射线衍射谱表征了铁掺杂钛酸钡材料的结构,确定了BaTi1-xFexO3样品为四方相结构,晶体结构精修表明掺杂离子的引入使得BaTi1-xFexO3材料的晶体结构在ab面发生了扩张,而沿c轴方向收缩.X射线光电子能谱研究了材料的化学成分和表面化学价态,表明三价和四价铁离子同时存在于晶格中,并取代四价钛离子而形成了BaTi1-xFexO3结构.样品的介电温谱和磁滞回线表明BaTi1-xFexO3材料在室温下同时具有铁电性和铁磁性.随着Fe掺杂量由10％增加至60％,单个铁离子在材料中产生的磁矩由0.70μB增加到1.55μB.通过对样品磁性的分析发现,材料的铁磁性来源于铁离子和氧离子的双交换作用.

关键词: 钛酸钡 , 铁电性 , 铁磁性 , 结构精修

TC4钛合金负角度零件超塑成形及性能研究

邵宗科 , 张文明 , 黄重国 , 袁清华 , 雷鹍

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.04.001

在前期材料实验的基础上对TC4钛合金负角度零件超塑成形过程进行仿真,获得压力-时间曲线和壁厚分布,并根据仿真结果中接触摩擦力分布情况,预测了模具磨损.对仿真获得的压力-时间曲线进行修正,并将修正后曲线作为实际加载曲线进行超塑成形实验,获得负角度零件.比较了零件型腔底端壁厚的实际结果与仿真结果,同时,研究了成形零件的负角度壁壁厚分布、显微组织、力学性能.结果表明:取件温度为300℃时,零件外形及表面质量较好；实际零件型腔底端壁厚分布与仿真结果趋势相同,两者最大误差为4.4％；零件最小壁厚在负角度过渡圆角处,其值为0.66 mm,最大减薄率为67％；负角度壁壁厚标准差为0.186 mm,说明此部位壁厚分布比较均匀；成形后材料的晶粒尺寸长大明显,而室温屈服强度、抗拉强度、延伸率从原始材料的951,1045 MPa,13.9％下降至853,955 MPa,10.8％,说明经过超塑成形后,材料由于晶粒长大而导致力学性能下降.

关键词: TC4钛合金 , 负角度零件 , 超塑成形 , 壁厚分布 , 力学性能

TC4盒形钣金零件气压成形工艺的研究

袁清华 , 张文明 , 黄重国 , 任学平

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.04.005

采用普通工业TC4板料,在MTS高温拉伸试验系统上进行了不同变形条件的恒速拉伸试验,研究材料的高温变形行为.分析了5类通用高温本构关系对该材料真实应力应变曲线的拟合情况.最终,采用经典的Kumar模型建立了TC4的高温本构关系.利用MARC分析TC4机身盒形零件的气压成形过程,依据正交试验原理确定FEA仿真方案,并对成形模具进行了设计.以壁厚标准差为评价指标,采用极差分析法确定各因素对指标的影响程度和最佳工艺参数,并通过气压成形试验获得满足质量要求的零件.

关键词: TC4(Ti-6Al-4V) , 本构关系 , 气压成形 , 有限元分析

淬火温度对车轴管用XCQ16-1钢组织和性能的影响

董红磊 , 黄重国 , 袁清华 , 井溢农

机械工程材料

对车轴管用XCQ16-1钢进行了不同温度淬火和相同温度回火的热处理,测定了其力学性能,并用0M和SEM对热处理后钢的显微组织和断口形貌进行了观察,分析了淬火温度对其组织和性能的影响机理.结果表明:在840～910℃的温度淬火对XCQ16-1钢屈服强度、抗拉强度和硬度的影响不大,而对伸长率和冲击功的影响较大;860℃淬火后该钢具有良好的综合力学性能,可满足车轴管钢的要求;860℃淬火+490℃回火后该钢的显微组织为回火索氏体,冲击断口具有韧性断裂特征.

关键词: XCQ16-1钢 , 车轴管 , 淬火温度 , 力学性能 , 显微组织

XCQ16-1车桥用钢调质热处理工艺的研究

董红磊 , 黄重国 , 袁清华 , 井溢农

材料科学与工艺

为了提高整体式车桥用钢的综合力学性能,对XCQ16-1钢进行了调质热处理工艺研究.通过材料单向拉伸、冲击和硬度等试验,研究了不同回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对XCQ16-1钢力学性能的影响规律,制定了试验条件下的调质热处理工艺,并分析了不同工艺参数对材料组织的影响规律.试验结果表明:回火工艺对XCQ16-1钢组织和力学性能的影响比较大,随回火温度的升高和回火保温时间的延长,材料的强度性能下降,塑性和韧性指标上升.经860℃保温30 min淬火+470℃保温90 min回火调质处理后,该材料可获得良好的综合性能.

关键词: XCQ16-1钢 , 调质热处理工艺 , 组织 , 性能

TC1深型腔负角度零件超塑成形模具设计与优化

王燕华 , 黄重国 , 袁清华 , 马涛 , 侯红亮

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.04.004

钛合金在航空、航天等工业中有广泛的应用,其中TCl钛合金在变形温度为860℃,应变速率为7.5×10-4 s-1时,延伸率最大可达710%,具有良好的超塑性,通过超塑性气压成形工艺可成形形状较为复杂的零件.根据深型腔负角度钛合金法兰盘零件的特点,提出了超塑性气压成形工艺,并根据零件尺寸特征设计了弧形底面和平底两种的模具,同时,根据TC1拉伸力学特性建立了材料的高温本构关系,应用MARC有限元对其超塑成形过程进行了模拟.结果表明,弧形底面模具成形零件最薄处为1.2mm,壁厚分布标准差为0.198 mm,变薄率为40%,在成形过程中最大应力约6.6 MPa;而平底模具成形的零件最薄处仅为0.82 mm,壁厚分布标准差为0.303 mm,变薄率高达59%,在成形过程中最大应力约7.8 MPa.因此弧形底面模具厚度分布较均匀,壁厚减薄较小,最大应力较小,降低了应力集中程度,是该类零件超塑成形工艺较为理想的模具.

关键词: TC1 , 超塑成形 , 模具设计 , FEA模拟

单面正向和正反向超塑成形对TC4钛合金负角度零件性能的影响

邵宗科 , 黄重国 , 靳舜尧 , 雷鹍 , 袁清华

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.1.001

利用MARC软件完成负角度零件模具设计,修改了获得的压力-时间曲线,并用加载曲线完成超塑成形实验.研究了单面正向、正反向超塑成形后TC4钛合金零件力学性能情况及负角度壁的壁厚分布,并对结果进行了分析.结果表明:圆弧连接面比垂直连接面有更好的壁厚分布；根据修改的加载曲线能够成形负角度零件；在壁厚最小的负角度壁,单面正向成形和正反向成形后零件的最大减薄率分别为67％和64％,壁厚分布标准差分别为0.186mm和0.125mm,说明正反向成形在提高零件最小壁厚的同时使壁厚分布更均匀；由高温稳态退火及应变诱发的晶粒长大致使零件的力学性能下降；正反向成形零件比单面正向成形零件氢氧含量高,塑性下降较多.

关键词: 单面正向超塑成形 , 正反向超塑成形 , 壁厚分布 , 力学性能 , 氢氧含量