徐文臣
,
单德彬
,
吕炎
,
李春峰
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.009
针对小锥角零件(半锥角α=7°)的成形,以LF2,LF6,LF21铝板料为原料,采用先预制坯后多道次剪旋的成形方案,试验研究了材料塑性、工艺参数和壁厚减薄率对旋压件成形质量的影响,确定了成形小锥角零件的合理方案.研究表明:材料的塑性对可旋性有很大影响,为获得较高的成形极限,材料应同时具有较好的塑性和适当的加工硬化性;在每道次前均退火的条件下,合理的道次分配方案是前一道次在材料的成形极限范围尽量减薄,而最终道次减薄率需控制在一定的范围内(50%以内);旋压过程中保持一定的负偏离(3%左右),同时采用较大的进给比有利于提高旋压件精度.
关键词:
小锥角
,
剪切旋压
,
多道次
,
负偏离
,
加工硬化
韩修柱
,
单德彬
,
徐文臣
,
杜志慧
,
张绪虎
宇航材料工艺
主要研究高强韧稀土镁合金筋板类构件等温精锻工艺及随后的锻件微观组织与性能的控制.通过Deform软件对典型筋板类构件的等温精锻工艺进行模拟研究,通过分析等温精锻工艺过程中金属材料的流动趋势及可能出现的问题,提出相应的解决方案,在随后的实验过程中,成功成形出具有高筋薄腹板的典型筋板类锻件.研究结果表明:筋板类构件等温精锻过程中在两个侧筋相交的位置充填最为困难,利用有限元方法对坯料尺寸进行优化设计,有效地改善了金属在复杂模具型腔内的充填能力,并降低了等温成形载荷,成形出表面质量良好的稀土镁合金精锻件.通过200℃时效63 h后,高强韧稀土镁合金筋板类构件的强度达到峰值,其峰值抗拉、屈服强度和延伸率分别为371、243 MPa和4.07％.β'相和长周期相在基体上的弥散分布是锻件获得较高强度的主要原因.锻件断口在未时效处理状态下主要为韧性断裂,而随着时效过程的进行,断裂方式逐渐转变为准解理断裂.
关键词:
筋板类构件
,
稀土镁合金
,
等温精锻工艺
,
时效工艺
徐文臣
,
陈勇
,
王春晓
,
单德彬
,
郭斌
材料科学与工艺
针对热强旋过程的变形特点,本文研究了基于平面应变压缩的物理模拟模型对钛合金热强旋过程的组织性能演变预测的可行性.为此本文对TA15钛合金平面应变压缩变形的组织和热强旋过程进行了对比分析,并以平面应变压缩的组织性能演变模型为基础,采用BP神经网络对TA15钛合金热强旋旋过程的组织性能进行了预测.研究结果表明,TA15钛合金平面压缩变形和热强旋过程的组织性能演变规律基本一致,采用平面应变压缩的组织性能模型可有效预测钛合金热强旋过程的组织演变.但是,由于强力旋压的多道次累积变形较平面压缩的单道次变形更为均匀充分,使得大减薄率时的预测误差略有增大趋势.
关键词:
TA15钛合金
,
平面压缩
,
强旋
,
组织
,
性能
,
预测
单德彬
,
史科
,
徐文臣
,
吕炎
稀有金属材料与工程
研究了TC11钛合金在温度800～1050℃,应变速率0.005～5s-1条件下的高温压缩变形行为,基于动态材料模型建立了热加工图,并结合变形微观组织观察确定了该合金在实验条件下的高温变形机制.结果表明:TC11钛合金在两相区低应变速率下(0.005～0.05 s-1)变形时主要发生片状组织的球化,并且球化的效果随变形温度的降低和应变速率的增加而增加.在两相区高应变速率下(0.05～5 s-1)变形时发生热加工的非稳定流动,产生剪切裂纹和剪切带等缺陷.在β相区低应变速率下(0.005～0.05 s-1)变形时发生动态再结晶,高应变速率下(0.05～5 s-1)发生动态回复,并且应变速率大于0.1 s-1时有可能发生不稳定流动现象.在变形温度为900℃左右、应变速率为0.005 s-1时,功率耗散率达到峰值,约为57%.
关键词:
TC11钛合金
,
变形机制
,
加工图
,
流变失稳
徐文臣
,
张恒大
,
单德彬
,
郭斌
,
康达昌
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.01.004
针对TCA钛合金轮圈的结构特点,设计了钛合金轮圈热旋的模具结构,研究了TCA钛合金的热变形特性,分析了钛合金热旋翻边过程成形缺陷的产生原因,最终获得了钛合金轮圈的合理热旋工艺.研究表明,采用分瓣组合模具是成形钛合金车轮合理的模具结构方案,热旋工艺参数对钛合金轮圈的成形质量有显著的影响.TCA钛合金轮圈的适宜翻边温度为600～700 ℃,采用略小于坯料壁厚的间隙(小于坯料壁厚的10%左右)及较小的进给比(f≈0.1 mm/r)可有效防止翻边起皱和开裂.直边较短的轮圈采用直线轨迹可一道次翻边成形.
关键词:
TC4钛合金
,
轮圈
,
热旋
,
起皱
单德彬
,
吕炎
,
刘芳
,
徐文臣
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.01.006
设计了一套带有组合凹模的等温闭塞式成形试验模具,利用模拟试验方法研究了模具形状、坯料形状和成形力等对金属变性流动规律的影响.研究结果表明:采用等温成形和闭塞式成形复合技术可以整体精密成形带径向扭曲叶片的转子锻件,利用组合凹模结构能够解决转子锻件锻后的顺利脱模问题,等温变形条件使薄而长的铝合金叶片的成形性大大提高,而锥底凸模和分流原理可以有效地降低模压力和提高金属充填模腔能力.所成形的锻件的叶片部分接近零件的形状和尺寸,金属的流线方向完全沿零件的几何外形分布,可以有效地提高构件的强度.
关键词:
精密塑性成形
,
叶片
,
转子
,
等温成形
,
闭塞式成形
杨国平
,
徐文臣
,
陈宇
,
单德彬
,
康达昌
,
吕炎
材料科学与工艺
为了研究强旋工艺中钛合金材料变形组织和织构演化规律,进行了BT20钛合金筒形件反旋工艺实验,采用光学和X射线衍射方法分别对表面微观组织和晶体取向演化过程进行了分析.研究表明:旋压件外表面组织因反复拉压和剪切作用变得复杂和不均匀;多道次大变形旋压变形可以改善组织不均匀性,在轴截面上形成较均匀的轴向纤维组织;旋压过程中因径向压缩变形导致基面{0002}趋于与筒表面相切排列.在内表面,基面择优程度随内层实际变形量增大而稳定增强.在外表面,基面择优程度在一定变形量内迅速增强,随后有所减弱.
关键词:
旋压组织
,
择优取向
,
BT20钛合金
徐文臣
,
单德彬
,
李春峰
,
吕炎
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.04.003
为了研究TA15(Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)钛合金的动态热变形行为,采用圆柱试样在Gleeble-1500热模拟机上进行了恒应变速率压缩变形试验(变形温度550～1000℃,变形速率0.01～1 s-1),计算了材料的变形激活能Q并观察了热变形组织.结果表明,材料的流动应力随着变形温度的升高而降低,随应变速率的提高而增大.材料的流变行为表现为加工硬化(550～600℃)、动态再结晶(650～900℃)、动态回复(950～1000℃)三种类型.材料在(α+β)相区的热变形激活能为517kJ/mol,β相区为205kJ/mol.流动应力曲线、变形激活能以及变形组织分析表明,在α+β相区动态再结晶是材料的主要软化机制,而在β相区软化机制则以动态回复为主.随着变形速率的降低,在(α+β)双相区动态再结晶进行得更加充分,而在β相区则动态回复的亚晶趋于长大.
关键词:
热压缩
,
变形激活能
,
加工硬化
,
动态再结晶
,
动态回复
,
亚晶
温道胜
,
宗影影
,
徐文臣
,
杨单媚
,
单德彬
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00507
为了研究热氢处理技术对TiAl基金属间化合物Ti-45Al 5Nb-0.8Mo-0.3Y合金高温变形行为的影响规律,对未置氢和H含量为0.037％(质量分数)的铸态合金进行了等温热压缩实验,并利用SEM和TEM观察了合金压缩后的微观组织.结果表明,H可以降低合金的高温变形流动应力,细化微观组织.提高合金的热加工性能.与未置氢合金相比,在1200℃,应变速率0.01 s-1变形条件下,H可使合金的峰值流动应力下降25％左右.置氢处理促进了位错运动、动态再结晶和孪生变形,并提高了β相的含量,这是置氢合金高温变形流动应力下降的主要原因.
关键词:
TiAl基金属间化合物
,
置氢
,
流动应力
,
位错运动
,
动态再结晶
赵小凯
,
徐文臣
,
陈宇
,
林恒龙
,
张治朋
,
单德彬
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160402
TA15钛合金作为一种高比强度结构材料具有良好的室温和高温强度、热稳定性能，广泛应用于飞机、导弹和发动机等飞行器，实现关键受力构件的减重要求。本文针对钛合金筒－锥复合曲母线构件的特点，重点开展了TA15钛合金薄壁曲母线构件热旋压成形技术的研究，采用剪切旋压预成形，强力旋压／普通旋压多道次复合旋压终成形的工艺方案，获得了成形质量较好的TA15钛合金筒－锥复合曲母线旋压件。建立了多道次曲母线构件的有限元模型，结合旋压实验解释了强旋／普旋复合成形过程中出现的典型缺陷产生机制。对热旋压过程坯料的显微组织观察分析发现，剪切旋压对显微组织具有一定程度的晶粒破碎作用，多道次强旋／普旋复合旋压成形后显微组织沿构件轴向和切向都发生伸长。经历剪切旋压和多道次强旋普旋复合旋压成形后，坯料的微观组织更加细化，且均匀性得到改善。 TA15钛合金旋压成形工件的单向拉伸实验结果表明，相对于原始坯料旋压件强度明显提高，塑性略有下降。
关键词:
TA15钛合金
,
曲母线构件
,
强力旋压
,
复合旋压
,
多道次成形
,
有限元模拟
