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Spray Deposition Behavior and Numerical Simulation of Growth of Tubular Preform in Spray Forming Process

钢铁研究学报(英文版)

关键词: 沉积行为 , 喷射成形 , 数值模拟 , 瓶坯 , 管状 , 生长 , 数学模型 , 倾斜角度

气体雾化与喷射成形中雾化过程的数学模型

李会平 , 何伟

材料导报

应用波理论描述了金属融体气体雾化与喷射成形中初次雾化阶段的破碎过程,导出了最不稳定的波数方程.结合波峰剥离模型,提出了融滴尺寸预测的数学模型,并在计算机上进行了数值模拟.探讨了雾化参数对破碎过程及融滴尺寸的影响,结果表明:在气流速度大于100m/s的情况下,用表面波理论模拟金属融体初次雾化阶段的破碎过程是合理的;从融滴尺寸角度,选用N2气作雾化气体比较合适;表面张力是影响雾化过程的一个重要参数,表面张力越小,雾化越易进行,破碎后的融滴尺寸越小.

关键词: 融滴尺寸 , 破碎 , 波理论 , 数学模型 , 气体雾化 , 喷射成形 , 金属

喷射成形Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu合金沉积、预热和挤压3种状态的显微组织分析

张智慧 , 熊柏青 , 张永安 , 朱宝宏 , 刘红伟 , 石力开

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2005.04.037

利用金相、 XRD、 SEM、 TEM等测试方法对喷射成形工艺制备的Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu超高强铝合金材料沉积、预热和挤压3种不同状态的显微组织演变进行了分析. 结果表明:沉积坯件和预热坯件的显微组织都由等轴晶粒组成, 晶粒平均尺寸分别约为23和24 μm, 没有发生明显变化, 经过热挤压后, 晶粒沿挤压方向拉长;合金在沉积、预热、挤压3种不同状态, 一次析出相主要组成为MgZn2, Al2Cu和Al2CuMg相, 没有发生变化. 沉积坯件晶内呈针状、类球状和块状等形态的MgZn2相经过热挤压之后在一定程度上被破碎, 尺寸变小, 弥散分布于晶内;原来存在晶界上的尺寸稍大的Al2CuMg相经过热挤压之后被剧烈破碎, 由在沉积态中主要呈现的骨骼状变为尺寸细小的不规则形态, 并沿挤压方向分布;Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu超高强铝合金中添加的主要合金元素在沉积、预热、挤压3种状态中的分布规律没有发生变化.

关键词: 喷射成形 , 超高强铝合金 , Al11.4Zn2.6Mg1.7Cu , 沉积态 , 预热态 , 挤压态 , 显微组织

应变振幅对过共晶Al-Si-xLa合金室温阻尼行为的影响

易宏坤 , 刘兆婷 , 李飞虎 , 张荻

中国有色金属学报

研究了过共晶Al-Si-xLa合金在室温下不同频率的阻尼-应变振幅行为.Al-Si合金通过常规的铸造和喷射成形工艺制备,并采用动态热机械分析仪(DMTA)对其阻尼行为进行研究.结果表明: 大多数铸态以及喷射成形态过共晶Al-Si-xLa合金显示了类似的室温应变振幅-阻尼行为,即随振幅的增加,阻尼先不增大,然后明显升高出现阻尼峰,最后回落,此行为可以用G-L位错阻尼理论加以解释; 铸态下添加La对Al-17Si合金的阻尼行为影响不大,过量La(6%)添加明显降低阻尼性能,而La的添加明显提高喷射成形态Al-Si合金阻尼性能; Si含量高的铸态Al-25Si合金的阻尼比铸态Al-17Si合金的阻尼峰低,所需振幅大,而喷射成形态Al-Si合金的阻尼明显比相应铸态Al-Si合金的阻尼高.

关键词: Al-Si合金 , 镧 , 阻尼 , 振幅 , 喷射成形 , 位错 , 热错配

喷射成形镍基高温合金时效行为

康福伟 , 曹福洋 , 张雪敏 , 岳红彦 , 冯义成

稀有金属材料与工程

主要研究了喷射成形镍基高温合金的微观组织特征和时效硬化行为.合金经1140℃,8h固溶处理,然后在780℃,2～12 h时效处理.分别测试了合金显微硬度、析出相大小及形态、电导率和正电子湮没寿命与时效时间的关系.结果表明,在时效8h时,显微硬度达到最大值,此时y'长大到临界尺寸56 nm.然而,时效时间超过8h,合金显微硬度降低,这是由于y'长大超过了其临界尺寸.随着时效时间延长至6h,电导率快速增加到其最大值32％IACS,但是正电子湮没寿命则降低到最小值149 ps,在时效时间为10h时,正电子湮没寿命达到最大值297 ps.这是由在时效过程中y'尺寸的变化以及缺陷浓度的变化引起的.

关键词: 时效硬化 , 喷射成形 , 电导率 , 正电子湮没寿命

一种喷射沉积坯尺寸检测的快速算法

迎东 , 李荣德 , 马建民 , 袁晓光 , 黄红军

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.z1.104

根据Zernike矩边缘检测原理,提出了3*3模板尺寸的Zernike矩亚像素边缘算子,由于该算子具有模板尺寸小的优点,故能快速、精确地检测沉积坯边缘轮廓.根据检测的边缘图像,采用特征尺寸提取算法完成沉积坯尺寸的检测.测试表明,整个沉积坯尺寸检测算法(包括边缘检测和尺寸提取)运行时间仅为0.135s,检测的特征尺寸相对误差不超过5.6%,故采用该方法能够实现沉积坯的快速、精确检测.

关键词: 喷射成形 , 边缘 , Sobel算子 , Zernike矩算子

喷射成形CuCr25合金触头材料的制备及致密化处理

刘红伟 , 张永安 , 朱宝宏 , 熊柏青 , 石力开 , 张济山

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.02.020

利用喷射成形技术制备了CuCr25合金触头材料, 研究了雾化压力对显微组织、致密度和收得率的影响, 对制得的沉积坯件进行了热锻压和热等静压致密化处理, 并测试了触头材料的密度、硬度和电导率.研究结果表明:最合适的雾化压力为0.6 MPa, 沉积坯件经过950 ℃锻压后再在1070 ℃, 200 MPa下热等静压8 h, 可以得到全致密的触头材料, 铬颗粒平均直径小于10 μm, 硬度达100 HB, 电导率25～ 29 Ms·m-1, 说明致密化处理后的喷射成形CuCr25合金是一种优良的触头材料.

关键词: 喷射成形 , CuCr25合金 , 触头材料 , 热锻压 , 热等静压

新型60Si40Al合金封装材料的喷射成形制备

张永安 , 刘红伟 , 朱宝宏 , 熊柏青 , 石力开 , 张济山 , 陈美英

中国有色金属学报

利用喷射成形技术制备了60Si40Al合金新型电子封装材料.研究了各工艺参数对沉积坯件的影响,确定了较佳工艺参数.研究了材料的显微组织以及沉积态合金在加热保温过程中的组织转变规律,确定了热等静压温度,进行了热等静压致密化处理.研究结果表明:材料显微组织细小,一次硅相尺寸约为10μm,且均匀弥散分布,该材料的热膨胀系数为9×10-6～10×10-6/K,热导率约为110W/(m*K),是一种理想的电子封装材料.

关键词: 喷射成形 , 60Si40Al合金 , 封装材料 , 热等静压

喷射成形颗粒增强金属基复合材料研究进展?

司朝润 , 张贤杰 , 王俊彪

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.01.001

喷射成形是将熔融金属雾化和沉积过程相结合，直接由熔融金属制备具有快速凝固组织特征坯体的新型金属材料成形工艺。被引入到非连续增强体金属基复合材料制备领域后，先后发展出了预混喷射成形、反应喷射成形和喷射沉积等工艺方法。介绍了上述颗粒增强金属基复合材料喷射成形工艺方法的基本原理、特点及研究现状。通过对比分析发现喷射沉积技术由于其成形条件限制较少，适用范围广等特点得到了更为广泛的发展，最后结合自身研究对传统喷射沉积技术进行了一定的改进，采用气体-增强颗粒两相流作为雾化介质以期获得提高雾化效率和改善增强颗粒分布均匀性的双重效果。

关键词: 喷射成形 , 快速凝固 , 金属基复合材料 , 颗粒增强体

喷射成形超高碳钢超塑性变形后的微观组织

李小军 , 吴建生 , 章靖国 , 史海生 , 林一坚

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.06.005

研究了喷射成形超高碳钢的超塑性及其变形前后的显微组织.变形前,喷射态超高碳钢的组织为典型珠光体组织,而变形后,珠光体中的条状碳化物逐渐发生碎化和球化,并弥散分布于晶界处,此外,在铁素体基体中以及碳化物颗粒周围出现了高密度位错亚结构,而基体铁素体晶粒也有所伸长.喷射成形超高碳钢超塑性微观机制是以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起了协调作用.

关键词: 喷射成形 , 超高碳钢 , 超塑性 , 微观组织