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熔模铸造型壳用材料研究进展 被引量:3
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作者 王迪 李九霄 +5 位作者 董安平 隋大山 刘明亮 王旭彤 孙红飞 赵志伟 《精密成形工程》 北大核心 2023年第4期205-216,共12页
近年来,随着熔模铸造发展需求的不断提升,我国工业上更多地追求精密铸件,特别是在航空航天领域,这促使着精密铸件向大型化、复杂化、薄壁化、智能化发展,而铸件质量60%与铸造过程中制备的型壳有关。基于此,综述了现阶段熔模铸造型壳用... 近年来,随着熔模铸造发展需求的不断提升,我国工业上更多地追求精密铸件,特别是在航空航天领域,这促使着精密铸件向大型化、复杂化、薄壁化、智能化发展,而铸件质量60%与铸造过程中制备的型壳有关。基于此,综述了现阶段熔模铸造型壳用材料的研究进展,从耐火材料、黏结剂、添加剂3个方面总结了其目前的使用和改进情况。介绍了锆系耐火材料、CaO、Y_(2)O_(3)及电熔刚玉几种氧化物面层和背层耐火材料熔融石英、高岭土的应用,现阶段耐火材料的选择更多是根据不同的铸件需求来考虑的,耐火材料的搭配使用和复合耐火材料能够更好地提升型壳质量。对硅溶胶、硅酸乙酯、水玻璃3种黏结剂目前遇到的应用问题进行了分析,改进后的硅溶胶得到了更多学者认可,而硅酸乙酯和水玻璃各自有硅溶胶所不具备的优点,根据需求搭配使用更能体现三者各自的优点。总结了添加剂中常用细化剂、消泡剂、矿化剂的作用及其使用情况,现阶段添加剂的使用研究更为重要,合理地使用添加剂对整个制壳过程起到举足轻重的作用。目前我国的智能铸造发展还不是很成熟,尤其是在型壳制备方面,而未来绿色铸造和智能铸造是值得研究的重点方向。 展开更多
关键词 熔模铸造 精密铸件 耐火材料 黏结剂 添加剂 智能铸造
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热处理工艺对激光选区熔化AM247LC合金组织与性能的影响规律
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作者 罗桦 周文哲 +5 位作者 谭庆彪 孔德成 祝国梁 疏达 董安平 孙宝德 《精密成形工程》 北大核心 2023年第4期1-8,共8页
目的研究不同热处理制度对激光选区熔化(SLM)AM247LC合金微观组织和力学性能的影响规律。方法对激光选区熔化制备的AM247LC合金分别进行900/16 h℃的直接时效热处理和1210/30℃min+1050/℃30 min+950/16 h℃的固溶时效热处理,通过OM、SE... 目的研究不同热处理制度对激光选区熔化(SLM)AM247LC合金微观组织和力学性能的影响规律。方法对激光选区熔化制备的AM247LC合金分别进行900/16 h℃的直接时效热处理和1210/30℃min+1050/℃30 min+950/16 h℃的固溶时效热处理,通过OM、SEM、EBSD、XRD等表征手段研究合金热处理前后的晶粒组织、碳化物及析出相等微观组织的变化,并对打印态及不同热处理态样品的室温拉伸性能进行测试,以表征热处理对其力学性能的影响行为。结果打印态AM247LC合金中存在大量粗大柱状晶和细小晶粒组织;直接时效热处理(900/16 h℃)后的AM247LC合金晶粒组织与打印态类似,但析出了大量γ'强化相;固溶时效热处理(1210/30 min+1050/30 min+950/16℃℃℃h)后,AM247LC合金发生了再结晶,形成大量退火孪晶,并且析出沿晶界分布非连续的微米级碳化物及大量γ'强化相。合金打印态的屈服强度为846.5 MPa,断裂伸长率可达19.6%;直接时效热处理后,合金屈服强度为1042.8 MPa,断裂伸长率明显降低,仅为11.2%;固溶时效热处理后,合金屈服强度减小至767.8 MPa,但断裂伸长率提高到25.1%。结论直接时效热处理有利于AM247LC合金室温强度的提高;固溶时效热处理会提高AM247LC的室温塑性;打印态AM247LC具有较为平衡的室温强度与塑性。 展开更多
关键词 热处理 激光选区熔化 组织调控 力学性能 AM247LC合金
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航天用镍基高温合金及其激光增材制造研究现状 被引量:15
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作者 陈娇 罗桦 +2 位作者 贺戬 谭庆彪 祝国梁 《精密成形工程》 北大核心 2023年第1期156-169,共14页
新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势,使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造(LAM)技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案,能够进一步赋予高温合金更高的价值... 新型航天器用镍基高温合金部件呈现出复杂化、薄壁化、复合化、一体化的发展趋势,使得传统的铸造或锻造加工技术无法胜任。基于逐层堆积的激光增材制造(LAM)技术是实现这类复杂部件制备的理想解决方案,能够进一步赋予高温合金更高的价值,极大地推动航天装备的发展。首先介绍了航天领域常用的镍基高温合金种类,然后以研究最多的IN 718和IN 625合金为例,总结了镍基高温合金增材制造的研究现状:归纳了镍基高温合金增材制造工艺优化方法,表明增材制造综合加工图和实验设计方法是两种行之有效的方法;指出了增材制造镍基高温合金材料的微观组织特点,讨论了增材制造后续热处理对材料微观组织和力学性能的影响规律,表明增材制造技术极快速冷却的特点引起镍基高温合金材料内部存在普遍的局部微观偏析现象,导致常规热处理工艺不再是最优工艺;并通过5个典型的增材制造镍基高温合金航天构件案例展示了增材制造技术的优势。在此基础上,针对镍基高温合金增材制造过程中存在的关键科学问题和技术难题,展望了增材制造镍基高温合金未来的研究方向。 展开更多
关键词 镍基高温合金 增材制造 微观组织 热处理 航天
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合金凝固过程中显微组织演化的元胞自动机模拟 被引量:13
4
作者 朱鸣芳 汤倩玉 +2 位作者 张庆宇 潘诗琰 孙东科 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1297-1310,共14页
元胞自动机(cellular automaton,CA)方法能够有效地描述凝固过程中显微组织形貌的复杂演化过程,且计算效率较高,展现出良好的实际应用潜力.近20年来,CA模型取得了很大的进展.本文简要综述几种模拟凝固组织的CA模型,包括纯扩散和对流作... 元胞自动机(cellular automaton,CA)方法能够有效地描述凝固过程中显微组织形貌的复杂演化过程,且计算效率较高,展现出良好的实际应用潜力.近20年来,CA模型取得了很大的进展.本文简要综述几种模拟凝固组织的CA模型,包括纯扩散和对流作用下的枝晶生长、共晶凝固、多元合金中的热力学和动力学耦合、枝晶耦合凝固气孔的生长、以及多尺度的耦合模拟.最后,对今后CA模型的发展提出作者的几点思考. 展开更多
关键词 合金 凝固 显微组织 数值模拟 元胞自动机
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Effects of silicon content on microstructure and stress corrosion cracking resistance of 7050 aluminum alloy 被引量:12
5
作者 佘欢 储威 +2 位作者 疏达 王俊 孙宝德 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第7期2307-2313,共7页
Evolution of microstructure and stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of 7050 aluminum alloy with 0.094%, 0.134% and 0.261% Si (mass fraction) in T7651 condition have been investigated. The results show t... Evolution of microstructure and stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of 7050 aluminum alloy with 0.094%, 0.134% and 0.261% Si (mass fraction) in T7651 condition have been investigated. The results show that the area fraction of Mg2Si increases from 0.16% to 1,48% and the size becomes coarser, while the area fraction of the other coarse phases including Al2CuMg, Mg(Al,Cu,Zn)2 and A17Cu2Fe decreases from 2.42% to 0.78% with Si content increasing from 0.094% to 0.261%. The tensile strength and elongation of 7050-T7651 alloys is decreased with the increase of Si content by slow strain rate test (SSRT) in ambient air. However, electrical conductivity is improved and SCC susceptibility is reduced with the increase of Si content by SSRT in corrosion environment with 3.5% NaCl solution. 展开更多
关键词 7050 aluminum alloy silicon content MICROSTRUCTURE stress corrosion cracking resistance
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铝空气电池阳极材料的研究进展 被引量:11
6
作者 李碧谕 东青 +2 位作者 张佼 王俊 孙宝德 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期849-855,共7页
铝空气电池是一种金属燃料电池,发展至今已有数十年历史。与其他电池技术相比,铝空气电池在电极成本、能量密度、环保性、易充电性(阳极可更换的机械式充电)等方面具有独特的优势,是一种潜在的具有大规模商业开发和应用价值的电池技术... 铝空气电池是一种金属燃料电池,发展至今已有数十年历史。与其他电池技术相比,铝空气电池在电极成本、能量密度、环保性、易充电性(阳极可更换的机械式充电)等方面具有独特的优势,是一种潜在的具有大规模商业开发和应用价值的电池技术。可以预见铝空气电池技术的进步,将给传统电池技术和铝工业的发展带来巨大的机遇和变革。回顾了铝空气电池的发展历史,介绍了铝空气电池的结构和工作原理。主要聚焦电池的阳极材料,归纳了铝阳极的活化机理,论述了铝阳极材料当前存在的主要问题,综述了铝的纯度、微合金化、热处理及加工变形等因素对其电化学性能的影响,对铝空气电池阳极材料未来的研究重点及方向进行了展望。 展开更多
关键词 铝空气电池 阳极材料 微合金化 组织 电化学性能
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铸件显微疏松缺陷表征及其对疲劳性能影响研究进展 被引量:9
7
作者 康茂东 王俊 +4 位作者 高海燕 韩延峰 疏达 来新民 孙宝德 《铸造技术》 CAS 北大核心 2016年第9期1919-1923,共5页
综述了铸件中显微疏松缺陷形貌表征、显微疏松缺陷对铸件疲劳性能的影响、含显微疏松缺陷铸件疲劳寿命定量预测及其微观疲劳断裂机制等4方面研究进展,指出了目前研究中存在的问题及未来发展方向。
关键词 显微疏松 表征 疲劳性能 铸件
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基于Al-Ti-B细化剂的铝合金异质形核机制研究进展 被引量:8
8
作者 韩延峰 张瀚龙 +2 位作者 徐钧 张佼 孙宝德 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期632-637,共6页
综述了Al-Ti-B中间合金细化铝合金的现有理论、假说以及发展趋势,分析了现有异质形核模型的不足。形核相在异质核心上的形核属于液-固相变,熔体与固相质点接触的液/固界面区微结构决定着异质形核过程。从液-固相变角度出发,研究熔体与... 综述了Al-Ti-B中间合金细化铝合金的现有理论、假说以及发展趋势,分析了现有异质形核模型的不足。形核相在异质核心上的形核属于液-固相变,熔体与固相质点接触的液/固界面区微结构决定着异质形核过程。从液-固相变角度出发,研究熔体与异质质点间液/固界面区熔体原子有序结构形成及其在随后异质形核过程中的演变规律,将比固-固晶格匹配的唯象分析方法更直接、更真实地反映异质形核的物理过程,据此对异质核心诱导形核相形核的能力进行判定将更为有效。 展开更多
关键词 铝合金 凝固 异质形核 晶粒细化 液/固界面
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Effect of ultrasonic melt treatment on structure refinement of solidified high purity aluminum 被引量:8
9
作者 黄海军 徐逸帆 +3 位作者 疏达 韩延峰 王俊 孙宝德 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第7期2414-2419,共6页
Effect of ultrasonic melt treatment on the macrostructure of solidified high purity aluminum was studied experimentally using metallographic method and complementary numerical calculations of acoustic pressure and vel... Effect of ultrasonic melt treatment on the macrostructure of solidified high purity aluminum was studied experimentally using metallographic method and complementary numerical calculations of acoustic pressure and velocity distribution in the melt. The results reveal that the macrostructure is effectively refined within a cone-shaped zone ahead of the irradiating face. Inner crystals along with wall crystals multiply particularly within the effectively refined zone and they contribute equally to structure refining. Isothermal holding after ultrasonic melt treatment results in loss of nucleation potency for nearly a half of nuclei, indicating that ultrasound activated heterogeneous nucleation may be as equal important as homogeneous nucleation for ultrasonic induced structure refining. 展开更多
关键词 grain refinement ULTRASONIC ALUMINUM SOLIDIFICATION
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精密铸件反重力铸造凝固组织与缺陷控制研究进展 被引量:3
10
作者 刘明亮 杜大帆 +6 位作者 李九霄 隋大山 董安平 何树先 孙宝德 何林 孙红飞 《精密成形工程》 北大核心 2023年第1期199-207,共9页
镍基高温合金、钛合金和铝镁合金等精密铸件是航空航天重大装备中重要的热端部件,目前,更高的使用温度、更大的构效比和更高的机动性等航空航天装备建设的需求,促使精密铸件向大型化、复杂化和薄壁化方向发展。反重力铸造技术具有充型... 镍基高温合金、钛合金和铝镁合金等精密铸件是航空航天重大装备中重要的热端部件,目前,更高的使用温度、更大的构效比和更高的机动性等航空航天装备建设的需求,促使精密铸件向大型化、复杂化和薄壁化方向发展。反重力铸造技术具有充型稳定、压力可控等优点,是生产优质精密铸件的理想方法。早在20世纪70年代,国外就能够利用反重力精密铸造技术制造大型精密铸件。近年来,我国一些高校和研究院所也相继在反重力铸造方面开展了大量研究,在铝镁轻合金方面积累了大量经验,也具备了小批量生产能力。目前,国内的产品技术水平与国外还有一定的差距,特别是在高温合金反重力铸造方面,国内还处于起步阶段。在精密铸造过程中,疏松、裂纹、变形和尺寸超差等各类铸造缺陷的形成严重影响了铸件的使用性能,降低了铸造产品的合格率。基于此,结合反重力铸造工艺原理及技术特点,概述了反重力铸造技术的应用现状,详细综述了精密铸件反重力铸造过程中组织、缺陷的形成规律和重要的铸造缺陷预测模型,并对反重力铸造技术的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 反重力铸造 精密铸件 铸造缺陷 微观组织 数值模拟 智能铸造
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熔模铸造车间数据采集与生产智能预测 被引量:1
11
作者 闫学顺 汪东红 +5 位作者 吴文云 官邦 姜淼 邱慧慧 龚潜海 疏达 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2024年第1期135-140,共6页
针对熔模铸造企业车间设备种类多,数据传输协议和存储结构不统一,异构数据采集困难、采集的数据杂乱缺失等问题,提出一种车间生产和设备资源的数据采集与管理框架。基于车间多源异构数据感知处理策略,设计车间数据传输路线,解决设备间... 针对熔模铸造企业车间设备种类多,数据传输协议和存储结构不统一,异构数据采集困难、采集的数据杂乱缺失等问题,提出一种车间生产和设备资源的数据采集与管理框架。基于车间多源异构数据感知处理策略,设计车间数据传输路线,解决设备间数据交互差、感知处理困难的特点。结合主成分分析(PCA)和长短期神经网络(LSTM)算法,建立车间生产变化规律预测模型,完成车间数据处理和分析预测。最终,利用车间数据采集与管理框架,实现了28项工艺及现场数据的采集,且最小采集间隔时间可达1 000 ms,单日采集数据可达5×10~5条。建立车间铸件产量预测模型,平均绝对误差为0.046 2%,决定系数为0.915 2,模型具有良好的泛化性。 展开更多
关键词 铸造车间 数据采集 神经网络 熔模铸造
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3D打印镍基高温合金研究进展
12
作者 曹祎凡 王瑞 +6 位作者 孙宝德 李思彤 谭庆彪 贺戬 孔德成 祝国梁 《精密成形工程》 北大核心 2024年第7期76-95,共20页
金属3D打印技术依照三维模型进行复杂几何形状构件的制造,可以制造传统制造手段无法实现的复杂结构,已经成为复杂高温合金构件成形的重要技术手段。然而,当采用3D打印工艺制备镍基高温合金构件时,存在原料/能量源/熔池之间的相互作用,... 金属3D打印技术依照三维模型进行复杂几何形状构件的制造,可以制造传统制造手段无法实现的复杂结构,已经成为复杂高温合金构件成形的重要技术手段。然而,当采用3D打印工艺制备镍基高温合金构件时,存在原料/能量源/熔池之间的相互作用,并在大温度梯度、极快冷等条件下会进行非平衡凝固,这些特殊的过程决定了3D打印镍基高温合金有着不均匀的微观组织与各向异性的力学性能。现阶段,对增材镍基高温合金微观结构-性能-使役行为的理解比较欠缺,严重限制了其在工业领域的广泛应用。本文讨论了3D打印镍基高温合金的特点;归纳了不同制粉方式、粒径比、粉末成分、缺陷、流动性等粉末原材料特性对3D打印镍基高温合金冶金质量的影响;梳理了3D打印激光能量、扫描速度、扫描间距等工艺参数对镍基高温合金晶粒、析出相及偏析等微观组织的影响;讨论了影响3D打印镍基高温合金拉伸、蠕变及疲劳性能的因素。最后,总结了3D打印镍基高温合金发展过程中面临的问题及可能的对策,提出了一些值得探索的方向。 展开更多
关键词 高温合金 3D打印 粉末制备 组织 性能
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基于ProCAST的复杂泵体熔模铸造工艺模拟 被引量:6
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作者 孙锦玉 汪东红 +3 位作者 董安平 祝国梁 疏达 刘淑梅 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第23期77-80,85,共5页
泵体结构较为复杂,壁厚变化,易出现缩孔缩松缺陷。设计了底注式与顶注式浇注系统,通过ProCAST软件模拟分析了流场、温度场、孤立液相区及缩孔缩松体积与分布。结果显示,与底注式浇注系统相比,顶注式浇注系统凝固时间少了(315.4s从2843.... 泵体结构较为复杂,壁厚变化,易出现缩孔缩松缺陷。设计了底注式与顶注式浇注系统,通过ProCAST软件模拟分析了流场、温度场、孤立液相区及缩孔缩松体积与分布。结果显示,与底注式浇注系统相比,顶注式浇注系统凝固时间少了(315.4s从2843.45s到2528.05s),缩孔缩松体积减少了63%从8.41cm^3到3.10cm^3;耗费的金属液更少,且铸件品质更好。 展开更多
关键词 复杂泵体 PROCAST软件 孤立液相区 缩孔缩松缺陷
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光伏:能源可持续到材料可持续
14
作者 陈广玉 何占伟 +4 位作者 张瑞岩 赵紫薇 高忙忙 李进 夏明许 《宁夏大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期209-217,共9页
可持续发展理念已经成为人类社会发展的核心.在能源可持续方面,人们努力增加可再生能源的用量;然而,太阳能光伏产业经过20余年的蓬勃发展,初期建设的光伏电站组件即将迎来“退役潮”.巨量退役光伏组件给环境带来巨大压力,光伏资源可持续... 可持续发展理念已经成为人类社会发展的核心.在能源可持续方面,人们努力增加可再生能源的用量;然而,太阳能光伏产业经过20余年的蓬勃发展,初期建设的光伏电站组件即将迎来“退役潮”.巨量退役光伏组件给环境带来巨大压力,光伏资源可持续2.0概念可能是解题之钥.论述退役光伏组件结构以及含有的有价元素;指出运输成本高,乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)剥离难及含F背板回收污染严重等棘手问题;对退役光伏组件回收的阻碍作用.对光伏资源可持续2.0概念框架下的集装箱式源头拆解理念、超临界发泡组件背板技术、光伏硅废料提纯技术及其合金化工艺进行系统的评述.最后,基于材料2.0概念,对退役光伏组件资源化利用的发展趋势进行展望,可为研发更加绿色高效的退役光伏组件再利用技术,提供一定的参考. 展开更多
关键词 光伏资源可持续2.0概念 退役光伏组件 集装箱拆解 超临界发泡 光伏硅废料
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金属材料可持续发展实施策略--以铝合金为例
15
作者 邓宇芹 夏明许 《铸造技术》 CAS 2024年第3期259-269,共11页
金属材料是人类社会发展的战略资源,在国内矿产资源日趋减少及国际资源竞争加剧的背景下,寻求金属材料的可持续发展是保障我国资源安全、满足工业需求的必要措施。铝合金作为第二大金属材料,由于耐蚀性好、回收再生能耗污染小,是最具有... 金属材料是人类社会发展的战略资源,在国内矿产资源日趋减少及国际资源竞争加剧的背景下,寻求金属材料的可持续发展是保障我国资源安全、满足工业需求的必要措施。铝合金作为第二大金属材料,由于耐蚀性好、回收再生能耗污染小,是最具有回收再生价值的金属材料,但在铝合金可持续发展中存在降级回收这一问题。本文从回收与再生角度进行分析,提出精细化分选与强化提纯除杂的方向,考虑到全生命周期循环,对未来的铝合金设计方向及服役过程加以综述,最后对铝合金未来可持续发展进行了展望,期望以铝合金为代表,为金属材料可持续发展的实施策略提供参考。 展开更多
关键词 可持续发展 铝合金 回收 再生 设计 服役
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基于数值模拟的K418B高温合金精密铸件组织与性能研究 被引量:1
16
作者 刘明亮 李九霄 +8 位作者 张静雯 杜大帆 隋大山 董安平 孙宝德 何林 王迪 齐飞 易出山 《精密成形工程》 北大核心 2023年第8期129-138,共10页
目的探究高温合金调压铸造的充型凝固过程,研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律,并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。方法以某精密构件为研究对象,借助Pro CAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对... 目的探究高温合金调压铸造的充型凝固过程,研究调压铸造工艺对铸件组织缺陷和力学性能的影响规律,并验证数值模拟对实际生产指导的可靠性。方法以某精密构件为研究对象,借助Pro CAST数值模拟软件模拟了铸件的调压铸造充型凝固过程并对组织缺陷的形成进行了预测。对成形铸件的特征关键部位进行了取样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜对铸态试样的微观组织进行了观察,借助准静态万能拉伸试验机测试了特征试样的室温和高温(750℃)拉伸性能,并对断口形貌进行了观察和分析。结果数值模拟结果表明,金属液充型平稳,凝固过程基本符合自上而下的顺序凝固,铸件缺陷较少,缩孔体积分数仅为0.22%。实验结果表明,铸件的铸态组织为典型的树枝晶组织,晶粒尺寸细小均匀;二次枝晶间距较小,组织致密,缩松缩孔缺陷较少,这与数值模拟的结果吻合较好;铸件的平均抗拉强度超过900 MPa,最大伸长率为15%,该铸件具备较好的综合力学性能。结论通过数值模拟方法指导铸造生产具有一定的可靠性,同时,通过调压铸造工艺可以生产出具有较好组织和力学性能的高温合金薄壁铸件。 展开更多
关键词 数值模拟 精密铸件 调压铸造 二次枝晶间距 晶粒尺寸 拉伸性能
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高温合金定向凝固数值模拟研究进展 被引量:2
17
作者 任能 杨绿伟 +3 位作者 李军 曾龙 夏明许 李建国 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2023年第10期1336-1350,共15页
高温合金定向凝固过程中存在着传热、流动、传质的宏观传输,凝固收缩、补缩,溶质再分配、迁移,晶粒生长和熔化等行为共同作用下的多相共存、多物理场耦合作用、跨尺度的复杂过程,导致复杂形状叶片铸件中频繁出现杂晶、雀斑、小角度晶界... 高温合金定向凝固过程中存在着传热、流动、传质的宏观传输,凝固收缩、补缩,溶质再分配、迁移,晶粒生长和熔化等行为共同作用下的多相共存、多物理场耦合作用、跨尺度的复杂过程,导致复杂形状叶片铸件中频繁出现杂晶、雀斑、小角度晶界、条纹晶等缺陷。由于过程的不透明以及合金的高成本,发展数值模拟技术对深入认识高温合金定向凝固过程的机理、建立精准有效的控制方法具有重要意义。综述了近年来在镍基高温合金定向凝固数值模拟领域相关的研究进展,并对其应用进行了展望。 展开更多
关键词 定向凝固 高温合金 数值模拟 多物理场 微观组织
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镁合金表面膨胀陶瓷化涂层室温制备及1100℃阻燃机制
18
作者 王博阳 郭芳威 +5 位作者 张瑞吉 李林 刘德生 李德江 曾小勤 张醒 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第3期584-594,共11页
具有轻质高强性能的先进镁合金材料逐渐在航空航天和储氢运输领域得到应用,但是镁合金材料由于化学性质活泼燃点低,存在极大的爆炸爆燃安全隐患。针对目前镁合金表面热防护技术的不足,研制了可室温一体化喷涂成型的膨胀陶瓷化防隔热涂层... 具有轻质高强性能的先进镁合金材料逐渐在航空航天和储氢运输领域得到应用,但是镁合金材料由于化学性质活泼燃点低,存在极大的爆炸爆燃安全隐患。针对目前镁合金表面热防护技术的不足,研制了可室温一体化喷涂成型的膨胀陶瓷化防隔热涂层,对其阻燃性能和阻燃机理进行了系统性的研究。结果表明:在1100℃火焰烧蚀条件下,涂层膨胀率可以达到300%~500%,背温降低至500℃以下,且涂层质量损失率为30%~40%,残骸强度达到110 kPa~190 kPa,具有优异的阻燃隔热能力和力学强度。膨胀炭层和膨胀石墨引入的多尺度孔隙结构可以有效阻隔热量和氧气传导,且MoAlB(MAB)相材料良好的力学性能和自愈合性能形成的致密硬质结构大大提升了残骸强度,使得涂层在极端环境下表现优异的综合阻燃性能。 展开更多
关键词 阻燃性能 膨胀 陶瓷化 耐烧蚀 残骸强度
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Al-Ti-B细化含Zr铝合金中毒现象的研究进展 被引量:6
19
作者 贾义旺 疏达 +3 位作者 王舒滨 祝国梁 董安平 孙宝德 《轻合金加工技术》 CAS 北大核心 2017年第8期20-25,69,共7页
Zr是高强铝合金中普遍添加的合金元素,当用Al-Ti-B细化含Zr铝合金时,却会产生细化剂的中毒现象。Zr中毒随着时间的延长而加重,并且该过程是不可逆的。深入研究Zr中毒机制有重要应用价值。目前提出的Zr中毒机制有以下四种:一是Zr与TiB_2... Zr是高强铝合金中普遍添加的合金元素,当用Al-Ti-B细化含Zr铝合金时,却会产生细化剂的中毒现象。Zr中毒随着时间的延长而加重,并且该过程是不可逆的。深入研究Zr中毒机制有重要应用价值。目前提出的Zr中毒机制有以下四种:一是Zr与TiB_2反应生成ZrB_2或(Ti_(1-x)Zr_x)B_2;二是Zr替换了TiB_2表面TiAl_3层中的Ti;三是Zr与Ti反应生成(Ti_(1-x)Zr_x)Al_3;四是Zr与杂质元素Fe反应生成Al_8Fe_4Zr。对Zr中毒机制的研究进展作了详细介绍。 展开更多
关键词 Al-Ti-B细化剂 晶粒细化 铝合金 Zr中毒 TIB2
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DZ22B高温合金定向叶片粘砂形成机制与抑制措施 被引量:5
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作者 李飞 陈晓燕 +4 位作者 赵彦杰 王飞 孙宝德 孙东科 李振锋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期80-87,共8页
采用SEM、EDS等分析手段研究DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明:合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒形成金属-陶瓷状粘砂缺陷;粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型... 采用SEM、EDS等分析手段研究DZ22B合金定向叶片粘砂层的微观形貌与化学组成。结果表明:合金熔体渗入型壳面层孔隙中,包覆部分陶瓷颗粒形成金属-陶瓷状粘砂缺陷;粘砂层主要成分为Al2O3,并含有Cr2O3和HfO2这两种合金熔体与电熔刚玉陶瓷型壳的高温界面反应产物;DZ22B合金定向叶片表面粘砂缺陷的形成机制是以热机械渗透粘砂机制为主;向型壳面层浆料中加入一定量的粘砂抑制剂,可显著改善电熔刚玉型壳面层抗合金熔体渗透性能,经浇注验证,叶片表面光洁无粘砂,呈现出明显的金属光泽。 展开更多
关键词 DZ22B高温合金 定向叶片 陶瓷型壳 粘砂 抑制措施
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