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SiC陶瓷/K4169合金复合铸件铸造过程的数值模拟

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稀有金属材料与工程 2022年第7期51卷 2475-2482页

作者：龚浩邹鹑鸣魏尊杰王宏伟杨永泽哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

铸造一体化成形技术有助于制备大尺寸、复杂结构的陶瓷/金属复合构件,具有重要的理论意义和应用价值。本研究基于有限元方法,针对SiC陶瓷/K4169合金复合铸件,探究铸造充型过程的流场,陶瓷-金属的热交互作用以及凝固过程中复合铸件热应... 详细信息

铸造一体化成形技术有助于制备大尺寸、复杂结构的陶瓷/金属复合构件,具有重要的理论意义和应用价值。本研究基于有限元方法,针对SiC陶瓷/K4169合金复合铸件,探究铸造充型过程的流场,陶瓷-金属的热交互作用以及凝固过程中复合铸件热应力、残余应力的产生与分布特性。结果表明,金属液充型过程在内浇口处出现不稳定流动;陶瓷在接触金属液后,表面温度陡升,且在陶瓷内部形成20~30℃/mm的温度梯度;铸造热应力呈现出先降低后升高的趋势;残余应力集中在陶瓷和金属界面,且较大应力在陶瓷一侧,陶瓷端残余应力峰值在距离界面2~3 mm处。

关键词： SiC陶瓷 K4169合金数值模拟热应力残余应力

合金元素对电弧熔炼TiC/Ti-6Al-4V复合材料中TiC生长形态的影响

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稀有金属材料与工程 2010年第10期39卷 1773-1776页

作者：曹磊王宏伟邹鹑鸣魏尊杰 Harbin Inst Technol Sch Mat Sci & Engn Harbin 150001 Peoples R China

采用非自耗电弧熔炼制备含不同微合金元素的10vol%TiC/Ti-6Al-4V复合材料,研究不同的微量合金元素对复合材料中TiC形态的影响。结果表明,原始铸态复合材料中TiC形态主要是粗大且发达的枝晶状。而基体中加入0.3%(质量分数,下同)的Sn元素... 详细信息

采用非自耗电弧熔炼制备含不同微合金元素的10vol%TiC/Ti-6Al-4V复合材料,研究不同的微量合金元素对复合材料中TiC形态的影响。结果表明,原始铸态复合材料中TiC形态主要是粗大且发达的枝晶状。而基体中加入0.3%(质量分数,下同)的Sn元素后,TiC生长被抑制,TiC形态变为细小分散的颗粒状;0.3%的Ni被加入后,增大了TiC的结晶区间,使TiC枝晶生长变得更加发达;而0.3%的Nb元素的加入,则减小了TiC的结晶区间,从而减少了初晶TiC数量,促进了共晶TiC的形成。

关键词：微合金元素元素对电弧熔炼复合材料 TiC 生长形态 Composites 结晶区间质量分数枝晶生长原始铸态微量合金颗粒状制备抑制晶状结果基体共晶分散

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Al-20Mg合金高压凝固力学性能研究

金属学报 2014年第8期50卷 971-978页

作者：接金川邹鹑鸣王宏伟魏尊杰哈尔滨工业大学材料科学与工程学院金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨115110 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

将Al-20Mg合金在不同压力下凝固,采用OM,XRD以及拉伸实验对合金凝固后的物相组织及力学性能进行研究.结果表明,随着凝固压力的升高,Mg元素在Al基体中的固溶度提高,当凝固压力为2 GPa时,Al-20Mg合金转变成为过饱和固溶体,其力学性能显著... 详细信息

将Al-20Mg合金在不同压力下凝固,采用OM,XRD以及拉伸实验对合金凝固后的物相组织及力学性能进行研究.结果表明,随着凝固压力的升高,Mg元素在Al基体中的固溶度提高,当凝固压力为2 GPa时,Al-20Mg合金转变成为过饱和固溶体,其力学性能显著提高,合金的抗拉强度提高到474.8 MPa,是常压凝固之后合金抗拉强度的8.9倍,屈服强度达到232.8 MPa,延伸率也达到11.1%.当凝固压力增加到3 GPa时,合金的屈服强度有所下降,这是由于更高压力下凝固后Mg在固溶体中的均匀分布会降低合金的力学性能.高压凝固后Al-20Mg合金的断裂机制由常压下的解理断裂转变为高压下的韧性断裂.

关键词： Al-Mg合金高压凝固固溶体力学性能断裂机制

高压凝固对Ti-48Al合金片层组织及其力学性能影响

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稀有金属材料与工程 2012年第1期41卷 42-44页

作者：王宏伟朱冬冬邹鹑鸣魏尊杰哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

研究了高压下凝固Ti-48Al合金片层间距及其力学性能的变化。结果表明,压力下凝固时,随着凝固压力的增加扩散系数降低,从而引起片层增厚速度的降低,即片层间距的减小。在常压、2GPa、4GPa下凝固时,片层间距的平均值分别为495,345,227nm... 详细信息

研究了高压下凝固Ti-48Al合金片层间距及其力学性能的变化。结果表明,压力下凝固时,随着凝固压力的增加扩散系数降低,从而引起片层增厚速度的降低,即片层间距的减小。在常压、2GPa、4GPa下凝固时,片层间距的平均值分别为495,345,227nm。片层组织的显微硬度随着凝固压力的增加而增加。该实验为细化片层间距提供了一种新的方法。

关键词：高压凝固片层间距钛铝金属间化合物

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Al含量对Nb-Ti-C合金组织的影响

稀有金属材料与工程 2011年第8期40卷 1458-1461页

作者：魏文庆王宏伟邹鹑鸣魏尊杰哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

利用真空非自耗电弧炉制备了不同Al含量的Nb-21Ti-4C(βNb-Ti)合金,研究了Al元素含量变化对Nb-21Ti-4C合金组织和晶格常数的影响。研究表明:铸态条件下合金由枝晶生长的Nb基固溶体(Nbss),碳化物((Nb,Ti)C),Nb3Al和枝晶间Nbss/MC共晶组... 详细信息

利用真空非自耗电弧炉制备了不同Al含量的Nb-21Ti-4C(βNb-Ti)合金,研究了Al元素含量变化对Nb-21Ti-4C合金组织和晶格常数的影响。研究表明:铸态条件下合金由枝晶生长的Nb基固溶体(Nbss),碳化物((Nb,Ti)C),Nb3Al和枝晶间Nbss/MC共晶组织构成;Al元素部分固溶进入Nbss和MC中,随着Al含量增加,以Nb3Al相生长在Nbss内部。Al元素含量增加,使得Nbss枝晶先变大后变小。1100℃,24h热处理后,Nbss内部析出针状或片状碳化物和Nb3Al,导致Nbss晶格常数增大;枝晶间碳化物内部Nbss进一步长大,Nb原子的析出和Al元素固溶含量变化导致碳化物晶格常数改变。

关键词： βNb-Ti合金 (Nb,Ti)C Nb3Al 晶格常数

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垂直缝隙式浇注系统充型过程水模拟

材料科学与工艺 2004年第6期12卷 615-617,621页

作者：邹鹑鸣魏尊杰王宏伟曾松岩哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为研究铝合金低压铸造中使用垂直缝隙式浇注系统的充型过程以及立筒与立缝尺寸变化对液体充型形态的影响,设计了透明有机玻璃模型,采用水模拟试验对其进行了研究.研究表明:在充型初期和充型后期,型腔内分别形成旋转方向相反的环流,两种... 详细信息

为研究铝合金低压铸造中使用垂直缝隙式浇注系统的充型过程以及立筒与立缝尺寸变化对液体充型形态的影响,设计了透明有机玻璃模型,采用水模拟试验对其进行了研究.研究表明:在充型初期和充型后期,型腔内分别形成旋转方向相反的环流,两种环流之间的转变是通过流路外移完成的;稳定充填时,液体首先沿立筒上升一段距离,然后以一定角度和一定宽度充填进型腔;随立筒截面尺寸增大和立缝变宽变薄,液体沿立筒上升的临界高度增大.

关键词：充型过程浇注系统低压铸造铝合金水模拟试验型腔尺寸变化立筒液体流路

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低压铸造中液面上升延迟时间的水模拟研究

特种铸造及有色合金 2005年第3期25卷 141-143页

作者：王宏伟邹鹑鸣曾松岩哈尔滨工业大学

采用水模拟正交试验研究了影响低压铸造液面上升延迟时间的各因素。结果表明 ,加压速度和型腔内背压对液面上升延迟时间影响显著。随着加压速度增加 ,液面上升延迟时间有增加的趋势 ;型腔内背压增加 ,液面上升延迟时间增加。气源压力和... 详细信息

采用水模拟正交试验研究了影响低压铸造液面上升延迟时间的各因素。结果表明 ,加压速度和型腔内背压对液面上升延迟时间影响显著。随着加压速度增加 ,液面上升延迟时间有增加的趋势 ;型腔内背压增加 ,液面上升延迟时间增加。气源压力和缝隙式浇注系统的缝隙形态对液面上升延迟时间影响很小。加压曲线形态对液面上升延迟时间有一定的影响 ,加压速度低时 ,先加速而后减速 ,此时液面上升延迟时间较小 ;而加压速度高时 ,先加速而后减速 ,液面上升延迟时间更小。

关键词：低压铸造延迟时间加压速度背压

铸造Ti-1100-0.10B合金中原位合成TiB相的显微组织表征（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015年第7期25卷 2206-2213页

作者：付彬国王宏伟邹鹑鸣魏尊杰哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001

采用真空感应熔炼技术制备Ti-1100-0.10B合金,并对原位合成TiB相的显微组织特征以及TiB相与Ti基体的界面结构进行系统研究。结果表明:TiB相优先在原始β晶界处析出。TiB相沿[010]方向择优生长形成典型的针状形貌,横断面为六角结构。TiB... 详细信息

采用真空感应熔炼技术制备Ti-1100-0.10B合金,并对原位合成TiB相的显微组织特征以及TiB相与Ti基体的界面结构进行系统研究。结果表明:TiB相优先在原始β晶界处析出。TiB相沿[010]方向择优生长形成典型的针状形貌,横断面为六角结构。TiB相与Ti基体的界面非常干净,没有析出相出现。TiB相内部的(100)面上出现大量的堆垛层错,这归因于B原子在TiB晶体结构中的位置以及TiB与Ti基体的晶格错配能。

关键词：钛合金铸造显微组织 TiB

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烧结颈对多孔钛压缩力学性能的影响(英文)

中国有色金属学会会刊：英文版 2012年第S2期22卷 485-490页

作者：邹鹑鸣刘燕杨锌王宏伟魏尊杰哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022

为了研究烧结颈在螺旋孔隙多孔钛中所起的作用,利用数值模拟的方法对烧结颈尺寸和烧结颈位置对多孔钛单胞压缩力学性能的影响进行研究。结果表明:多孔钛单胞的压缩力学性能由单胞的螺旋孔隙结构和烧结颈决定,烧结颈的贡献系数约是螺旋... 详细信息

为了研究烧结颈在螺旋孔隙多孔钛中所起的作用,利用数值模拟的方法对烧结颈尺寸和烧结颈位置对多孔钛单胞压缩力学性能的影响进行研究。结果表明:多孔钛单胞的压缩力学性能由单胞的螺旋孔隙结构和烧结颈决定,烧结颈的贡献系数约是螺旋孔结构贡献系数的3.5倍;随着相对烧结颈尺寸的增加,多孔钛单胞的压缩屈服强度和弹性模量增加;单胞中C1烧结点是最重要的烧结位置;在相同条件下,增加C1处的烧结颈尺寸对压缩性能的提高更有效。

关键词：多孔钛螺旋孔结构单胞烧结颈压缩力学性能贡献系数