罗成浩
,
黎军顽
,
左鹏鹏
,
吴晓春
上海金属
对焊接夹具中base板进行了高强度钢板换用及结构优化,并辅以计算机仿真进行轻量化设计.设计结果表明:base板材料由Q235换为Q690并进行结构优化后,厚度减薄5mm,重量减轻20％,最大等效应力减小1.8 MPa,且变形量不变,变形区域减小.轻量化后的base板成功应用于工业生产,大大提高工作效率,降低维修成本.
关键词:
base板
,
焊接夹具
,
轻量化设计
,
计算仿真
张云
,
黎军顽
,
李爽
,
冯全忠
,
周路海
,
吴晓春
材料热处理学报
为了评价模具材料的导热性能对热冲压成形工艺的影响,选择优质H13钢和自主开发的HDLM热冲压专用模具材料进行对比分析,采用LF457型激光导热仪对模具材料的导热性能进行评价,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对其组织进行观察.同时,建立了盒形件热冲压成形及模内淬火过程的数值仿真模型,研究了模具热导率对成形件冷却行为、组织演变以及模具温度的影响规律.研究表明,在热冲压模具服役温度200 ～400℃内,HDLM模具钢的热导率高于40 W/(m·℃),约为H13钢的1.5倍;在热冲压保压淬火过程中,模具材料的热导率对热冲压成形件的冷却行为起重要作用;当模具材料为HDLM钢时,仅需约10 s就能使盒形件关键部位的组织完全转变为马氏体,相比于H13钢,其保压冷却时间缩短了近41％,保压冷却效率提升了约80％,有效地加快了热冲压生产节拍和提高了生产效率,并且模具温度的均匀性也有较大改善,最高温度不超过330℃,有利于延长模具的使用寿命.
关键词:
热冲压
,
热冲压模具材料
,
热导率
,
数值模拟
黎军顽
,
闵娜
,
汤磊磊
,
吴晓春
材料热处理学报
通过试验实测冷作模具钢SDC99的低温参数,结合沸腾换热经验模型求解沸腾换热系数,建立有限元数值分析模型,对SDC99冷作模具钢试件深冷处理过程进行数值模拟.研究表明,试件心部和表面的冷却状况差异较大,尤其是温度和冷却速度.然而,这种温度和冷却速度的剧烈变化主要集中于从试件表面至内部的1/3厚度内,而在试件心部温度和冷却速度变化比较平缓.模拟结果与试验实测数据比较吻合,最大相对偏差为10.58％,这说明采用数值分析方法能较好的再现试件在深冷处理过程中的动态温度场变化规律,为后续组织性能评估以及深冷处理工艺的制定提供依据.
关键词:
深冷处理
,
有限元
,
沸腾换热
,
冷作模具钢
封源
,
黎军顽
,
谢尘
,
闵娜
,
吴晓春
材料热处理学报
基于金属-热-力耦合理论框架,利用DEFORM有限元分析软件建立了SDC99铣刀深冷处理多物理场耦合数值分析模型,探讨了深冷处理过程中铣刀内残留奥氏体的演变及分布规律,并借助X-ray衍射仪验证模拟结果.研究表明:淬火初始,铣刀中奥氏体的体积分数急剧下降,随着淬火时间的增加,奥氏体向马氏体的转变趋于平缓.淬火后,铣刀中残留奥氏体主要分布于刀刃根部附近和铣刀中空内圆柱面上,尤其是刀刃根部其残留奥氏体含量高达20％.进入深冷处理后,铣刀中的残留奥氏体继续向马氏体转变,与淬火初始相比,其奥氏体转变速率要小得多.深冷处理后,铣刀中残留奥氏体含量明显降低,其含量在3％以下,但仍主要聚集在刀刃根部.模拟结果与XRD定量分析结果比较吻合,验证了数值模拟的准确性和可靠性.
关键词:
铣刀
,
深冷处理
,
残留奥氏体
,
数值模拟
黎军顽
,
江五贵
金属学报
采用准连续介质法模拟了单晶Al和单晶Cu纳米压痕实验中的初始塑性变形过程获得了压头在不同压深下的加载和卸载曲线. 在计算得到的载荷-压深曲线基础上, 根据Oliver-Pharr法计算了薄膜材料的接触刚度、纳米硬度和弹性模量,并与相关文献的实验结果进行了比较. 研究表明, 接触刚度--位移曲线呈线性关系;纳米硬度测量中存在尺寸效应, 而在弹性模量测量中却不存在尺寸效应. 单晶Al和单晶Cu纳米硬度和弹性模量计算值分别为(0.584±0.013)和(84.088±0.332) GPa, (0.755±0.027)和(131.833±4.449) GPa.预测值与实验结果吻合, 表明使用该方法预测薄膜材料的纳米硬度和弹性模量是可行的.
关键词:
准连续介质法
,
nanoindentation
,
size effect
黎军顽
,
倪玉山
稀有金属材料与工程
采用多尺度准连续介质法(简称QC方法)对单晶Ag薄膜纳米压痕过程进行模拟,研究压头宽度对纳米压痕过程中接触应力分布、位错形核临界载荷以及纳米硬度的影响,并用Rice-Thomson位错模型(简称R-T位错模型)进行分析.结果表明,纳米压痕获得的载荷.位移曲线呈现出的不连续性与位错之间的协同作用密切相关;压头尺寸对纳米压痕过程中接触应力分布、位错形核临界载荷以及纳米硬度具有明显的影响:随着压头宽度的增加,法向和切向接触应力以及纳米硬度值递减,呈现出明显的压头尺寸效应;而压头下方薄膜内位错形核临界载荷却递增,且与压头半宽度的平方根成正比.模拟结果与相应实验结果以及R-T位错模型计算结果吻合.
关键词:
多尺度模拟
,
纳米压痕
,
准连续介质法
,
R-T位错模型
,
尺寸效应
黎军顽
,
周路海
,
邵严
,
吴晓春
机械工程材料
利用光学显微镜、扫描电镜以及能谱仪并结合热稳定性试验，对SDCM3和SDCM4热作模具钢在热稳定性试验前后的微观组织进行研究，采用自约束热疲劳试验方法研究了两种钢的热疲劳性能。结果表明：与SDCM4钢相比，SDCM3钢具有更优良的热稳定性和抗热疲劳性能。
关键词:
热作模具钢
,
热稳定性
,
抗热疲劳性能
谢尘
,
黎军顽
,
封源
,
许茜
,
吴晓春
材料热处理学报
基于金属-热-力耦合理论,建立了C型环试样淬火和深冷处理的多物理场耦合数值模型,探讨了淬火和深冷处理过程中试样冷却行为和组织转变对其应力演变和分布的影响.研究表明:淬火和深冷处理过程中,由于C型环试样不同部位的冷却行为差异,导致温度变化和组织转变呈现非同时性.淬火和深冷处理后,试样残留奥氏体的含量分别为15.5％和2％左右,与实验测试结果吻合.在淬火过程中,试样等效应力变化曲线先后出现两个峰值,其中第一个应力峰值是由于试样心表温差引起的热应力所致,第二个应力峰值与试样心表组织转变的非同时性引起的组织应力密切相关;在深冷处理过程,试样心表温差和心表奥氏体体积分数差峰值出现的时间基本保持一致,且比淬火过程小两个数量级,导致试样的等效应力变化相比淬火过程要平缓得多.相比于淬火过程,深冷处理后试样残余应力的分布状态未发生明显改变,但试样的整体应力值有所下降,尤其是在缺口和最大壁厚附近残余应力得到释放.
关键词:
深冷处理
,
C型环
,
应力演变
,
残留奥氏体
,
数值模拟
何西娟
,
李丰
,
左鹏鹏
,
黎军顽
,
吴晓春
上海金属
为降低材料成本,研发出一种经济型低合金空心芯棒用钢30Cr3 MoV,研究了高温均质化对30Cr3 MoV钢液析碳化物及冲击韧性的影响.结果表明,通过高温均质化处理有效地消除了钢中液析碳化物VC,提高芯棒冲击韧性,合理的高温均质化温度为l 230℃,同时芯棒横纵比提高了约0.18,等向性能大大提高.
关键词:
30Cr3MoV钢
,
空心芯棒
,
高温均质化
,
冲击性能
,
液析碳化物
黎军顽
,
江五贵
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.08.013
采用准连续介质法模拟了单晶Al和单晶Cu纳米压痕实验中的初始塑性变形过程,获得了压头在不同压深下的加载和卸载曲线.在计算得到的载荷-压深曲线基础上,根据Oliver-Pharr法计算了薄膜材料的接触刚度、纳米硬度和弹性模量,并与相关文献的实验结果进行了比较.研究表明,接触刚度-位移曲线呈线性关系;纳米硬度测量中存在尺寸效应,而在弹性模量测量中却不存在尺寸效应.单晶Al和单晶Cu纳米硬度和弹性模量计算值分别为(0.584±0.013)和(84.088±0.332)GPa,(0.755±0.027)和(131.833±4.449)GPa.预测值与实验结果吻合,表明使用该方法预测薄膜材料的纳米硬度和弹性模量是可行的.
关键词:
准连续介质法
,
纳米压痕
,
尺寸效应
,
纳米硬度
,
弹性模量
