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石化容器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢的CMT电弧熔丝增材制造工艺及组织性能研究

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中国机械工程 2022年第10期33卷 1251-1259页

作者：仲杨秦晓波郑志镇李建军王承华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074 二重(德阳)重型装备有限公司德阳618000

为探索大型石化筒体根部止口的制造新工艺,采用新研发的2.25Cr-1Mo-0.25V合金丝材,使用CMT电弧熔丝增材制造技术首次堆积2.25Cr-1Mo-0.25V直壁墙,探索增材后的最佳热处理工艺,以改善沉积态显微组织与力学性能。实验发现:增材成形的直壁... 详细信息

为探索大型石化筒体根部止口的制造新工艺,采用新研发的2.25Cr-1Mo-0.25V合金丝材,使用CMT电弧熔丝增材制造技术首次堆积2.25Cr-1Mo-0.25V直壁墙,探索增材后的最佳热处理工艺,以改善沉积态显微组织与力学性能。实验发现:增材成形的直壁件内部微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体和部分马氏体,堆积方向组织差异明显,显微硬度浮动剧烈,拉伸强度远高于母材,但断裂延伸率较低。对增材后的直壁件施加“消氢处理+去应力处理”和“模拟最小焊后热处理”,发现后者能将其塑性提升至与母材相当。根据显微组织分析,经过“最小焊后热处理”,沉积态的板条贝氏体和部分马氏体可转变成均匀分布的粒状贝氏体,组织间的各向异性显著降低。实验证明,应用新研发的2.25Cr-1Mo-0.25V丝材在最佳的CMT电弧熔丝增材工艺参数下成形直壁件并结合“最小焊后热处理”能够最大程度地改善显微组织和力学性能,最终满足石化容器筒体根部止口的服役指标。相比浇铸-锻造成形止口的工艺,开发的CMT电弧熔丝增材新工艺有望大幅节约生产成本,提高制造效率。

关键词：电弧熔丝增材制造 2.25Cr-1Mo-0.25V钢最小热处理微观组织力学性能

基于特征的三维工序模型自动生成技术的研究与应用

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制造技术与机床 2022年第10期 152-156页

作者：曾芬芳郑志镇华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430073 武汉开目信息技术股份有限公司湖北武汉430000

在三维零件加工工艺规划系统中工序模型自动创建是其的核心功能,为了提高三维工序模型建模的速度和质量,提出了一种基于特征切削体的工序模型自动建模方法,即当前工序的工序模型为前一工序模型“减去”特征切削体模型。它首先利用加工... 详细信息

在三维零件加工工艺规划系统中工序模型自动创建是其的核心功能,为了提高三维工序模型建模的速度和质量,提出了一种基于特征切削体的工序模型自动建模方法,即当前工序的工序模型为前一工序模型“减去”特征切削体模型。它首先利用加工特征和加工特征工步建立工序模型与工艺过程的关联关系,并在切削体库中通过加工特征匹配得到特征切削体;然后根据加工特征的尺寸参数和定位参数,实例化特征切削体,并确定其定形参数和定位参数,最终形成切削模型;最后将前道工序模型与特征切削体模型做布尔减运算,则得到当前工序的工序模型。这种方式以加工特征和特征切削体为核心、以毛坯模型为基础,以工艺信息为依据,以余量尺寸为驱动,按实际加工顺序正向生成各工序模型,这种正向的工序模型生成方法和现实的零件加工过程是一致的,经过在企业的应用验证,完全满足企业应用需求,大大降低工艺人员在工序模型的工作量,使其有更多的精力和时间进行工艺改进和工艺创新工作,提升我国制造企业工艺水平和工艺能力。

关键词：加工特征三维工序模型模型自动生成技术三维CAPP

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基板升温对连续激光抛光304不锈钢的影响

应用激光 2023年第8期43卷 94-101页

作者：张良伟郑志镇李建军华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074

温度梯度导致的Marangoni效应,常常会使得平滑后的熔池表面发生过流,降低连续激光抛光金属表面的效果。为减轻激光抛光过程中的Marangoni效应,对304不锈钢基板进行加热以降低熔池温度梯度,基板的温度分别为25℃、100℃、200℃和300℃。... 详细信息

温度梯度导致的Marangoni效应,常常会使得平滑后的熔池表面发生过流,降低连续激光抛光金属表面的效果。为减轻激光抛光过程中的Marangoni效应,对304不锈钢基板进行加热以降低熔池温度梯度,基板的温度分别为25℃、100℃、200℃和300℃。利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对连续激光抛光后试样的表面粗糙度、熔池截面和表面微观形貌特征进行了测试和分析。结果表明,与室温抛光相比,基板温度的升高,可以获得更为平整的抛光表面。随着基板温度的升高,熔池的宽度和深度增加,且深宽比变大。当基板温度为100℃时,激光抛光基本消除了初始表面的加工痕迹,表面粗糙度从Sa=1.08μm降低到0.26μm,降低了75.9%。随着基板温度的升高,抛光后表面的碳化物析出明显增加,台阶结构也增强。

关键词：不锈钢连续激光抛光基板温度表面粗糙度

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大块非晶合金超塑性变形的研究现状与发展

塑性工程学报 2008年第2期15卷 37-41页

作者：郑志镇李建军华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

文章对国内外非晶合金超塑性基本性能的研究工作进行了介绍和评述。根据材料成形工艺的要求,提出了非晶合金超塑性成形研究的内容。介绍了非晶合金超塑性拉伸实验和压缩实验的研究进展,分析了温度和成形速率对变形的影响,介绍了粘度的... 详细信息

文章对国内外非晶合金超塑性基本性能的研究工作进行了介绍和评述。根据材料成形工艺的要求,提出了非晶合金超塑性成形研究的内容。介绍了非晶合金超塑性拉伸实验和压缩实验的研究进展,分析了温度和成形速率对变形的影响,介绍了粘度的影响因素,对这些研究内容和热点问题进行了评述。展望了非晶合金超塑性研究的发展趋势,提出应加强非晶合金超塑性流动过程的理论研究。

关键词：非晶合金过冷液态区超塑性变形粘度

压边圈夹紧及拉延成形过程动力显式有限元模拟

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中国机械工程 2002年第9期13卷 780-782页

作者：郑莹董湘怀郑志镇李尚健李志刚华中科技大学

应用动力显式有限元方法模拟具有曲面压料面的压边圈夹紧及拉延过程时 ,在压边圈夹紧阶段 ,为克服工件高速运动时由于所受约束不足带来的惯性效应的不利影响 ,采用虚拟补实压边圈进行模拟 ;在随后的拉延阶段 ,恢复采用原来的压边圈以及... 详细信息

应用动力显式有限元方法模拟具有曲面压料面的压边圈夹紧及拉延过程时 ,在压边圈夹紧阶段 ,为克服工件高速运动时由于所受约束不足带来的惯性效应的不利影响 ,采用虚拟补实压边圈进行模拟 ;在随后的拉延阶段 ,恢复采用原来的压边圈以及冲头、凹模进行模拟。

关键词：压边圈夹紧成形过程动力显式算法有限元模拟板料成形

Zr基块体非晶合金在过冷液态区微正挤压实验研究

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中国机械工程 2011年第17期22卷 2108-2112页

作者：王懿郑志镇李建军华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

为了研究Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金在过冷液态区内的微正挤压变形行为,采用不同尺寸非晶合金圆柱形棒料在不同长度凹模工作带下进行了微正挤压实验。实验结果表明:所选非晶合金在成形温度450℃、初始应变速率0.001～0.01s-1的条件下... 详细信息

为了研究Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金在过冷液态区内的微正挤压变形行为,采用不同尺寸非晶合金圆柱形棒料在不同长度凹模工作带下进行了微正挤压实验。实验结果表明:所选非晶合金在成形温度450℃、初始应变速率0.001～0.01s-1的条件下正挤压是可行的;随着坯料尺寸减小,其单位挤压力和挤出胀大比均增大,且挤压成形力表现出不同的变化趋势;坯料在短凹模中的单位挤压力和挤出胀大比分别大于在长凹模中的单位挤压力和挤出胀大比。

关键词： Zr基非晶合金过冷液态区微正挤压尺寸效应

Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5块体非晶合金在超声振动场下的流变成形能力

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中国机械工程 2017年第20期28卷 2514-2519页

作者：李辉郑志镇吴晓李建军华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074 武汉纺织大学机械工程与自动化学院武汉430200

将超声振动场引入到非晶过冷液流变成形中,设计了一套超声振动辅助金属热塑成形实验装置,进行了Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5块体非晶合金高温单轴压缩实验,研究了非晶合金在超声振动辅助下过冷液相区内的流变行为。实验结果表明,超声振... 详细信息

将超声振动场引入到非晶过冷液流变成形中,设计了一套超声振动辅助金属热塑成形实验装置,进行了Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5块体非晶合金高温单轴压缩实验,研究了非晶合金在超声振动辅助下过冷液相区内的流变行为。实验结果表明,超声振动能减小非晶合金的流动应力与黏度,且输入功率越大,越有利于非晶合金的变形。分析了超声振动场提高非晶合金流变成形能力的机理:振动导致变形过程中内应力和摩擦力周期性消失,宏观上则表现为变形抗力的降低和摩擦条件的改善。

关键词：块体非晶合金超声振动流变成形能力体积效应

氮气辅助316L不锈钢激光-MIG复合焊接组织与耐蚀性能

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焊接学报 2021年第12期42卷 7-17,I0001页

作者：仲杨郑志镇李建军张华华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074 艾森威尔(武汉)工业技术有限公司武汉430000

为了提高纯氩气下MIG焊接316L不锈钢的稳定性、改善焊缝组织以及强化耐腐蚀性能,引入1200 W小功率激光对MIG电弧进行诱导压缩,同时在氩气中混入氮气,探索不同流量比的Ar-N2混合气体对焊缝微观组织及其耐腐蚀性能的影响.结果表明,激光的... 详细信息

为了提高纯氩气下MIG焊接316L不锈钢的稳定性、改善焊缝组织以及强化耐腐蚀性能,引入1200 W小功率激光对MIG电弧进行诱导压缩,同时在氩气中混入氮气,探索不同流量比的Ar-N2混合气体对焊缝微观组织及其耐腐蚀性能的影响.结果表明,激光的诱导作用能够收缩并稳定MIG电弧,随着氮气流量的增加,焊缝的熔合线逐渐平缓,内部气孔缺陷明显降低;XRD测试和显微组织分析发现,渗氮后的焊缝内部γ相含量明显增多,中下部区域均为细小均匀的γ胞状晶,中上部区域为γ树枝晶,并且一次枝晶间距逐渐减小.当氮气流量增加到5 L/min,焊缝的显微硬度可综合提升20 HV;电化学极化测试发现,渗氮之后的焊缝表现出更强的耐腐蚀性能.试验证实,氮气辅助激光-MIG复合焊接工艺能够改善316L不锈钢焊缝的显微组织和耐腐蚀性能,当Ar∶N2气体流量比为20∶5时,γ相的强化效果最显著,综合耐腐蚀性能最好.

关键词：激光诱导电弧复合焊接 316L不锈钢氮气耐腐蚀性能微观组织

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级进模CAD冲压特征工序设计自动化的研究

中国机械工程 2002年第22期13卷 1955-1957页

作者：郑志镇王义林李建军李志刚华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

介绍了级进模 CAD系统中 ,冲压工艺特征工序设计自动化方法。建立了冲压工艺特征的计算机模型和冲压工艺特征库 ,提出了设计零件上的冲压工艺特征和冲压工艺库的特征进行匹配的技术和算法 ,给出了特征参数的计算方法。探讨了这种技术在... 详细信息

介绍了级进模 CAD系统中 ,冲压工艺特征工序设计自动化方法。建立了冲压工艺特征的计算机模型和冲压工艺特征库 ,提出了设计零件上的冲压工艺特征和冲压工艺库的特征进行匹配的技术和算法 ,给出了特征参数的计算方法。探讨了这种技术在级进模

关键词：级进模 CAD 特征映射冲压工艺设计