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TiC/Fe表面梯度复合材料微区组织及陶瓷层磨损性能

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焊接学报 2013年第5期34卷 49-53,115页

作者：王亮亮许云华钟黎声王娟闫洪华西安建筑科技大学机电工程学院耐磨材料研究所西安710055 西安石油大学材料科学与工程学院西安710065

采用灰铸铁(HT300)与厚度为0.25 mm的钛板,通过浇注法使得灰铸铁与钛板紧密结合,在真空管式炉中1 138℃保温时间8 h后,等温处理并炉冷.通过观察,在基体表面原位生成了TiC颗粒增强铁基表面梯度复合材料,对梯度复合区进行显微组织观察、... 详细信息

采用灰铸铁(HT300)与厚度为0.25 mm的钛板,通过浇注法使得灰铸铁与钛板紧密结合,在真空管式炉中1 138℃保温时间8 h后,等温处理并炉冷.通过观察,在基体表面原位生成了TiC颗粒增强铁基表面梯度复合材料,对梯度复合区进行显微组织观察、显微硬度测量以及磨损性能测试.结果表明,TiC颗粒增强表面梯度复合材料大致分为三层,各层之间最大的区别是:生成的TiC颗粒的大小及形状不相同;从复合层(C区)到珠光体区显微硬度逐渐降低,显微硬度最大的区域出现在致密陶瓷层(C区).因此对TiC颗粒增强表面梯度复合材料致密陶瓷层进行了磨粒磨损试验,表明陶瓷层耐磨性比灰铸铁(HT300)有了很大程度上的提高.

关键词：碳化钛颗粒显微硬度陶瓷层耐磨性

AZ91D镁合金半固态触变成型的数值模拟研究

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AZ91D镁合金半固态触变成型的数值模拟研究

作者：闫洪华哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

半固态成型技术具有生产效率高、铸件致密度高、组织偏析少、机加工量少、模具寿命长等优点,因而获得了一定规模的实际应用。半固态金属触变成型由于半固态坯料的加热、输送很方便,并易于实现自动化操作,已成为当今半固态成型技术中的... 详细信息

半固态成型技术具有生产效率高、铸件致密度高、组织偏析少、机加工量少、模具寿命长等优点,因而获得了一定规模的实际应用。半固态金属触变成型由于半固态坯料的加热、输送很方便,并易于实现自动化操作,已成为当今半固态成型技术中的主要工艺方法之一。采用数值模拟技术不仅可以模拟半固态铸造过程的流场、温度场、应力场及显微组织的变化,还可预测缩孔、缩松、裂纹、变形等缺陷的产生位置、形态和大小。采用模拟技术对半固态触变成型过程进行研究,对于掌握半固态合金在填充型腔时的流动行为,指导半固态合金成型生产及金属半固态成型的模具设计提供了有效依据。本文阐述了课题涉及到的几个主要基础理论知识点,即半固态金属的成型及其流动性、塑性成型理论、铸件凝固理论、铸造流变学理论,这些理论知识为半固态成型过程中的流动、凝固、最终成型提供了必要的理论支持。利用有限元法对AZ91D镁合金半固态的触变成型进行了数值模拟,采用刚粘塑性理论对该材料所符合的材料性质进行了理论解释;对有限元模拟作了基本理论假设;利用UG软件建立了有限元的几何模型;在商业有限元软件DEFORM-3D工作平台上建立了AZ91D半固态材料的材料模型和摩擦模型等物理模型。采用DEFORM-3D模拟了AZ91D镁合金半固态触变成型过程中的应力场、流场及模具变形情况。通过对模拟结果分析可以预测出缺陷的产生位置与大小形态,并对产生这种结果的原因进行了理论解释。最终达到了根据模拟结果确定冲头速度、压力、温度等最佳工艺参数,合理设计模具的目的。为了验证模拟结果的正确性与可信度,本文还对模拟结果与触变成型试验的试验结果进行了对比。试验采用自制的模具,在570℃时对AZ91D镁合金半固态进行了触变成型及触变流动性能试验研究。通过与相应的试验结果进行对比,证明了触变成型数值模拟结果的正确性。同时,用触变成型实验得到的变形力与模拟计算得到的变形力相比较,在一定程度上验证了AZ91D镁合金半固态的本构关系是正确的。

关键词： AZ91D镁合金半固态触变成型数值模拟有限元流变性

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AZ91D镁合金半固态触变成形的数值模拟

塑性工程学报 2006年第3期13卷 104-107页

作者：闫洪华王海波郑小平哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学应用科学与技术学院哈尔滨150080

采用商业有限元软件DEFORM3DTM对半固态镁合金AZ91D的触变成形过程进行了数值模拟,并利用自制的模具,在加热到570℃保温不同时间的情况下,对AZ91D镁合金半固态坯料进行触变成形试验。通过模拟分析的结果与试验的实际结果进行对比,得出... 详细信息

采用商业有限元软件DEFORM3DTM对半固态镁合金AZ91D的触变成形过程进行了数值模拟,并利用自制的模具,在加热到570℃保温不同时间的情况下,对AZ91D镁合金半固态坯料进行触变成形试验。通过模拟分析的结果与试验的实际结果进行对比,得出了最佳触变成形工艺参数,同时,在一定程度上验证了数值模拟分析结果的可靠性。

关键词： AZ91D镁合金触变成形数值模拟有限元

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细晶5083铝合金非等温拉深工艺研究

热加工工艺 2010年第5期39卷 17-20页

作者：闫洪华张凯锋哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

通过实验研究了拉深凹模温度、拉深速度、压边间隙及润滑条件对细晶5083铝合金非等温拉深工艺的影响。实验结果表明:细晶5083铝合金板料在凹模温度为250℃以上具有良好的拉深成形能力。当凹模温度为275℃时,极限拉深比达到2.9;当在较佳... 详细信息

通过实验研究了拉深凹模温度、拉深速度、压边间隙及润滑条件对细晶5083铝合金非等温拉深工艺的影响。实验结果表明:细晶5083铝合金板料在凹模温度为250℃以上具有良好的拉深成形能力。当凹模温度为275℃时,极限拉深比达到2.9;当在较佳的凹模温度不同的拉深速度下进行拉深时,得出细晶5083铝合金非等温拉深工艺在一定的拉深速度范围内对应变速率不敏感,在压头速度≤2mm/min时均能拉深成功。考虑了润滑层厚度和材料在升温过程中的热膨胀性能,通过实验得出的最佳压边间隙为1.9mm。选用水基石墨作为润滑剂,润滑层厚度达到0.3mm左右时拉深能够成功进行。

关键词：细晶5083铝合金非等温拉深拉深成形能力极限拉深比

原位生成(Fe,Cr)_7C_3/Fe复合材料的组织与磨损性能

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特种铸造及有色合金 2013年第1期33卷 69-73页

作者：康猛王娟叶芳霞闫洪华西安建筑科技大学冶金工程学院西安理工大学材料科学与工程学院西安建筑科技大学耐磨材料研究所

将纯Cr丝与灰铸铁进行复合,使纯Cr丝中的Cr原子与铸铁中的C发生原位反应生成(Fe,Cr)7C3,从而制备出(Fe,Cr)7C3/Fe复合材料。研究了不同反应时间下(Fe,Cr)7C3颗粒增强铁基复合材料的组织及不同Cr含量的复合材料的相对耐磨性。结果表明,... 详细信息

将纯Cr丝与灰铸铁进行复合,使纯Cr丝中的Cr原子与铸铁中的C发生原位反应生成(Fe,Cr)7C3,从而制备出(Fe,Cr)7C3/Fe复合材料。研究了不同反应时间下(Fe,Cr)7C3颗粒增强铁基复合材料的组织及不同Cr含量的复合材料的相对耐磨性。结果表明,复合材料主要由α-Fe、γ-Fe和(Fe,Cr)7C3组成,生成的(Fe,Cr)7C3呈颗粒或短棒状分布于铁基体中;随Cr含量增加,复合材料的相对耐磨性先增加后减小,当Cr含量为20%时,复合材料的耐磨性最好,为铸铁基体的7倍。

关键词：原位反应 (Fe,Cr)7C3 复合材料相对耐磨性

细晶5083铝合金不等厚板激光穿透焊接头的组织与性能

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焊接 2011年第8期 21-24,70页

作者：闫洪华张凯锋吴云西安建筑科技大学机电工程学院 710055 哈尔滨工业大学精密热加工国防重点实验室 150001

对细晶5083铝合金不等厚板进行了激光穿透焊试验,分析讨论了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:从显微组织角度看,焊接接头可分为4个区域,即母材、热影响区、熔合区和焊缝中心区,各区域的组织有明显的特征;焊缝中心区为细小的等... 详细信息

对细晶5083铝合金不等厚板进行了激光穿透焊试验,分析讨论了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:从显微组织角度看,焊接接头可分为4个区域,即母材、热影响区、熔合区和焊缝中心区,各区域的组织有明显的特征;焊缝中心区为细小的等轴晶组织,通过TEM观察其晶粒大小约为1.5μm;焊接接头的显微硬度呈W形分布,热影响区较窄且软化趋势最明显;焊接拉伸试样的断裂位置在熔合区,接头的抗拉强度为186 MPa。

关键词：激光穿透焊细晶5083铝合金接头组织

铁基表面碳化钛致密陶瓷层的组织性能与增韧机制

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焊接学报 2018年第5期39卷 121-124页

作者：王亮亮樊少忠付永红闫洪华许云华钟黎声林红西安建筑科技大学机电工程学院耐磨材料研究所西安710055 陕西省纳米材料与技术重点实验室西安710055 陕西省耐磨材料工程技术研究中心西安710055

利用铸渗复合-热处理工艺在铁基体表面原位制备了致密碳化钛陶瓷增强复合材料,分别研究了复合材料的物相组成、微观组织及细观组织、显微硬度、断裂韧性.结果表明,钛板中的钛原子和石墨片中溶解析出的碳原子扩散到冶金结合面原位生成了... 详细信息

利用铸渗复合-热处理工艺在铁基体表面原位制备了致密碳化钛陶瓷增强复合材料,分别研究了复合材料的物相组成、微观组织及细观组织、显微硬度、断裂韧性.结果表明,钛板中的钛原子和石墨片中溶解析出的碳原子扩散到冶金结合面原位生成了碳化钛致密陶瓷层,且致密陶瓷层与钛板、致密陶瓷层与基体之间结合良好,界面干净.致密陶瓷层显微硬度平均值为3 027.08 HV0.1,远远大于基体硬度和残余钛板硬度,试样纵截面致密陶瓷层在20 N载荷下在压痕顶端萌生,扩展了裂纹,其断裂韧性为4.5~14.2 MPa·m^(1/2),远高于一般的陶瓷材料.

关键词：致密碳化钛原位反应显微硬度断裂韧性

Superplasticity and Fracture Behavior of Fine Grained 5083 Al Alloy

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2009年第5期24卷 800-804页

作者：闫洪华张凯锋 School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology

The microstructure with uniform equiaxed fine gain was obtained by the thermo-mechanical processing （TMP） for the 5083 Al alloy （Al-4.56%Mg-0.61%Mn） plate. Uniaxial tensile test was carried out at a temperature range of 500-570 ℃ and a strain rate range of 4.17×10^-4 s-1^- 1×10^- 2 s^- 1. Maximum tensile elongation 530% was obtained at 550 ℃ and strain rate ε＆ =4 .17×10^-4 s^-1. Dislocations were observed in grain interiors and at grain boundaries during uniaxial tensile deformation by transmission electronic microscopy （TEM）, respectively. Results show that the grain boundary sliding （GBS） accommodated by dislocation motion is the principal reason for superplastic deformation. The cavities and fracture were observed during uniaxial tensile deformation of the alloy by scanning electronic microscopy （SEM）, indicating that linkage of cavities in large region would induce failure of the material. Moreover, presence of liquid phase at grain boundary also affects the superplastic deformation and behavior of cavities.

关键词： 5083 Al alloy superplasticity cavities liquid phase

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半固态成型数值模拟的研究进展

机械工程师 2006年第1期 52-54页

作者：闫洪华吉泽升哈尔滨理工大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

综述了国内外关于数值模拟技术在半固态流变铸造过程、触变铸造过程及二次加热等方面的研究进展,并展望了半固态成型数值模拟的应用前景及意义。同时,采用商业有限元软件DEFORM3DTM成功地模拟了半固态镁合金AZ91D的成型过程,并利用自制... 详细信息

综述了国内外关于数值模拟技术在半固态流变铸造过程、触变铸造过程及二次加热等方面的研究进展,并展望了半固态成型数值模拟的应用前景及意义。同时,采用商业有限元软件DEFORM3DTM成功地模拟了半固态镁合金AZ91D的成型过程,并利用自制的模具,对AZ91D镁合金570℃时的触变成型作了试验验证。通过对比得出模拟结果与试验结果基本吻合。

关键词：固态成型触变成型数值模拟有限元