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ZL114A异形结构导弹壳体凝固成形工艺设计

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特种铸造及有色合金 2024年第1期44卷 1-8页

作者：樊振中丛延吴凌华李卫东苗健刘国张勇为彭石磊肖佑涛杨欢中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心北京100095 北京宇航系统工程研究所北京100076 海装西安局驻成都地区第四军事代表室成都610100 四川航天长征装备制造有限公司成都610100 四川仨川航空科技股份有限公司成都610000

采用低压铸造工艺在715℃浇注了ZL114A异形结构导弹壳体,充型和凝固时长分别为4.79 s与1615 s,实现了自上而下的平稳充型,形成了自上而下与自内向外的凝固顺序。结果表明,铸态组织主要由α-Al基体、α-Al+Si共晶体、Mg_(2)Si相与Al_(3)T... 详细信息

采用低压铸造工艺在715℃浇注了ZL114A异形结构导弹壳体,充型和凝固时长分别为4.79 s与1615 s,实现了自上而下的平稳充型,形成了自上而下与自内向外的凝固顺序。结果表明,铸态组织主要由α-Al基体、α-Al+Si共晶体、Mg_(2)Si相与Al_(3)Ti相等组成,导弹壳体顶端、中部和底部区域平均晶粒直径分别为116.09、147.76与178.33μm;试样抗拉强度、屈服强度、伸长率与弹性模量均值分别为344.66 MPa、275 MPa、8.44%和71.5 GPa,离散系数分别为0.55%、0.93%、3.5%与0.7%。沿导弹壳体高度方向自上而下本体试样力学性能连续下降,顶端区域抗拉强度、屈服强度、伸长率与弹性模量分别为364 MPa、284 MPa、9.2%与71.5 GPa;时效热处理保温后铸态板条状、块状Si相形貌转变为近球状,断口表面残留大量微观韧窝,断裂机制为典型的韧窝断裂。

关键词： ZL114A 导弹壳体异形结构力学性能凝固成形

Al-Si-Mg系铸造合金应用现状与高强韧制备研究进展

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铸造 2023年第10期72卷 1227-1234页

作者：胡惠翔樊振中罗婷瑞张喆田艳中东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心北京100095 天津大学化工学院天津300350

概述了Al-Si-Mg系铸造合金的应用现状与高强韧制备研究进展,系统总结了Al-Si-Mg系铸造合金晶粒细化、硅相变质、精密热处理、成分设计与成形-成性工艺装备的研究进展,归纳了各制备工艺对材料微观组织与力学性能的影响,总结了Al-Si-Mg系... 详细信息

概述了Al-Si-Mg系铸造合金的应用现状与高强韧制备研究进展,系统总结了Al-Si-Mg系铸造合金晶粒细化、硅相变质、精密热处理、成分设计与成形-成性工艺装备的研究进展,归纳了各制备工艺对材料微观组织与力学性能的影响,总结了Al-Si-Mg系铸造合金高强韧制备的力学性能成果。最后,对其材料成分设计、凝固组织细晶化制备、计算机辅助工程开发与高强韧精密热处理工艺发展进行了技术展望。

关键词： Al-Si-Mg系铸造合金应用现状微观组织力学性能晶粒细化硅相变质高强韧

新能源汽车用一体化压铸铝合金研究现状与发展趋势

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特种铸造及有色合金 2023年第11期43卷 1472-1478页

作者：罗婷瑞樊振中胡惠翔王俊虎田艳中东北大学材料科学与工程学院中国航发北京航空材料研究院北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心京开能源有限公司

新能源汽车行业对轻质结构部件集成化制造提出了更高的要求,一体化压铸免热处理铝合金材料结合超大型超高压压铸设备可实现复杂部件的低成本高集成化制造,已成为当前研究热点。系统总结了国内外免热处理压铸铝合金材料的研究现状与一体... 详细信息

新能源汽车行业对轻质结构部件集成化制造提出了更高的要求,一体化压铸免热处理铝合金材料结合超大型超高压压铸设备可实现复杂部件的低成本高集成化制造,已成为当前研究热点。系统总结了国内外免热处理压铸铝合金材料的研究现状与一体化压铸设备的研制现状,阐述了Al-Mg系与Al-Si系免热处理压铸铝合金的力学性能与微观组织调控机理。最后,对新能源汽车用一体化压铸铝合金材料发展趋势进行了展望。

关键词：一体化压铸新能源汽车铝合金微观组织力学性能

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ZL205A高强铝合金大型支架铸件的研制

特种铸造及有色合金 2013年第6期33卷 574-577页

作者：罗传彪樊振中洪润洲北京航空材料研究院

以ZL205A支架铸件为研究对象,通过Procast温度场数值模拟分析、浇注系统设计与激冷材料选择、实现了铸件的顺序凝固。设计热处理工装对支架铸件热处理淬火尺寸变形进行控制,采用液压静压力冷态校正工艺,减小了铸件热处理后的尺寸变形程... 详细信息

以ZL205A支架铸件为研究对象,通过Procast温度场数值模拟分析、浇注系统设计与激冷材料选择、实现了铸件的顺序凝固。设计热处理工装对支架铸件热处理淬火尺寸变形进行控制,采用液压静压力冷态校正工艺,减小了铸件热处理后的尺寸变形程度。力学性能测试与尺寸检验结果表明,铸件整体力学性能达到并超过了航标标准,满足设计要求。

关键词： ZL205A 力学性能尺寸控制

分级时效热处理对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响

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特种铸造及有色合金 2023年第2期43卷 152-157页

作者：樊振中李绍威许晨玲何建伟董哲陆政中国航发北京航空材料研究院北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心大连汇程铝业有限公司

以7A85铝合金结构壁板为研究对象,结合力学性能测试与微观组织分析,研究了分级时效热处理温度与时间对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响。结果表明,7A85铝合金单级时效热处理析出相主要为Al_(2)Cu相、Mg_(2)Zn_(11)相与G.P.Ⅱ区,与α-A... 详细信息

以7A85铝合金结构壁板为研究对象,结合力学性能测试与微观组织分析,研究了分级时效热处理温度与时间对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响。结果表明,7A85铝合金单级时效热处理析出相主要为Al_(2)Cu相、Mg_(2)Zn_(11)相与G.P.Ⅱ区,与α-Al基体呈半共格关系,在保持较高强度的基础上兼具了良好的塑性。双级时效处理后合金析出相为Mg_(2)Zn_(11)相、Mg_(3.5)Zn_(1.5)相与MgZn_(2)相,强化机制为G.P.Ⅱ区和Mg_(2)Zn_(11)析出相与α-Al基体的半共格晶格畸变强化,屈服强度与硬度有所上升,塑性随之下降。随着时效保温过程的持续进行,析出相转变为Mg_(2)Zn_(11)相、MgZn_(2)相与Al_(2)CuMg相,且MgZn_(2)为主析出相,与α-Al基体的晶格关系转变为完全非共格,强度随之下降,塑性受α-Al基体影响连续上升。

关键词： 7A85铝合金时效热处理力学性能微观组织结构壁板

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不同充型条件下应力框铸件的力学性能

材料工程 2012年第9期40卷 28-34,38页

作者：樊振中熊艳才洪润洲北京航空材料研究院北京100095

通过实验与数值模拟方法研究了自由充型和低压浇注两种充型方式对A357铝合金应力框铸件铸态组织的影响,并采用拉伸实验、SEM和EDS对T6热处理后两种铸件的力学性能及断口形貌进行了观察。结果表明:采用低压浇注可以减少铸件的区域缩松与... 详细信息

通过实验与数值模拟方法研究了自由充型和低压浇注两种充型方式对A357铝合金应力框铸件铸态组织的影响,并采用拉伸实验、SEM和EDS对T6热处理后两种铸件的力学性能及断口形貌进行了观察。结果表明:采用低压浇注可以减少铸件的区域缩松与微观缩孔,A357铝合金铸态断裂以沿晶断裂为主,裂纹起源于组织缺陷处并不断生长增殖直至铸件发生断裂;T6热处理后铸件主要发生韧窝断裂,断口上交错分布一定数量的沿晶断裂,华铸CAE数值模拟研究证实了低压浇注充型方案的优越性。

关键词：低压浇注力学性能应力框铸件 A357铝合金华铸CAE

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低温球磨制备超高强度块体纳米晶纯铝

中国有色金属学报 2013年第5期23卷 1182-1188页

作者：李炯利厉沙沙樊振中李伟熊艳才北京航空材料研究院北京100095

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备块体纳米晶纯铝。分别采用透射电镜(TEM)和差热分析(DSC)对块体纳米晶纯铝的微观组织和热稳定性进行研究,并对所制备的块体纳米晶纯铝的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行测定,借助扫描电镜(S... 详细信息

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备块体纳米晶纯铝。分别采用透射电镜(TEM)和差热分析(DSC)对块体纳米晶纯铝的微观组织和热稳定性进行研究,并对所制备的块体纳米晶纯铝的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行测定,借助扫描电镜(SEM)对块体纳米晶纯铝的拉伸断口进行观察。同时,分别依据Hall-Petch公式、Orowan机制和Taylor公式定量估算细晶强化、弥散强化和位错强化对块体纳米晶纯铝屈服强度的独立贡献。结果表明:所制备的块体纳米晶纯铝的平均晶粒尺寸约为300 nm,密度为2.692 g/cm3,显微硬度为109.15HV;块体纳米晶纯铝的屈服强度和抗拉强度分别达270 MPa和379 MPa,伸长率为3.2%;块体纳米晶纯铝的高强度主要可归因于细晶强化和弥散强化。

关键词：纳米晶纯铝低温球磨微观组织力学性能强化机理

7A85铝合金板材的拉伸应变特征及本构方程

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热加工工艺 2023年第20期52卷 33-37页

作者：袁航刘艳丽陆政樊振中高文理湖南大学材料学院湖南长沙410082 中国航发北京航空材料研究院北京100095

通过对退火态7A85铝合金挤压板材进行横向热拉伸实验,研究了在不同拉伸温度(200、300、400℃)和不同应变速率(0.001、0.005、0.01 ·s^(-1))下的拉伸应变特征。结果表明,退火态7A85铝合金板材在热拉伸过程中存在着加工硬化和动态回复过... 详细信息

通过对退火态7A85铝合金挤压板材进行横向热拉伸实验,研究了在不同拉伸温度(200、300、400℃)和不同应变速率(0.001、0.005、0.01 ·s^(-1))下的拉伸应变特征。结果表明,退火态7A85铝合金板材在热拉伸过程中存在着加工硬化和动态回复过程。当应变速率相同时,7A85铝合金板材的抗拉强度随着变形温度的升高而降低,同时当变形温度相同时,板材的抗拉强度随应变速率的增加而增大。通过对热拉伸数据进行线性参数拟合,建立了满足温度和流变应力之间的Arrhenius型本构方程。

关键词： 7A85铝合金拉伸实验流变应力本构方程

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ZL101铝合金底座铸件裂纹形成机理分析

特种铸造及有色合金 2014年第2期34卷 216-221页

作者：杜旭初洪润洲樊振中陈明伟中国航空工业集团公司北京航空材料研究院

针对ZL101底座铸件研制过程中出现的宏观裂纹缺陷,借助光谱分析、OM、SEM、EDS对裂纹部位进行了化学成分、力学性能与断口形貌分析。宏观裂纹区域化学成分符合HB962-2001标准;铸态与T5热处理态抗拉强度均大于150MPa,伸长率不低于4%;断... 详细信息

针对ZL101底座铸件研制过程中出现的宏观裂纹缺陷,借助光谱分析、OM、SEM、EDS对裂纹部位进行了化学成分、力学性能与断口形貌分析。宏观裂纹区域化学成分符合HB962-2001标准;铸态与T5热处理态抗拉强度均大于150MPa,伸长率不低于4%;断口呈现为典型的沿晶断裂形貌,裂纹起始于晶界处的初生与共晶Si相,并沿晶界快速延伸扩展,T5热处理后Si粒子逐渐趋于球状化。静力载荷FEM数值仿真结果表明,ZL101底座铸件中心通孔加强筋由10mm减至5mm后,峰值静载应力由206.9MPa降为91.6MPa;最大动态位移由1.39mm降至0.61mm,宏观裂纹数量减少,铸件生产合格率得到提高。

关键词：底座铸件 ZL101铝合金裂纹数值仿真