中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 杨秀君中国农业大学 2004年硕士导师: 刘守荣共49页

摘要 : 在塑性成形中,板材成形占有极其重要的地位,因此板材成形性研究一直是塑性成形领域中普遍关注的研究课题,其中对板材的成形性预测是技术的关键.该文将晶体学塑性滑移理论、织构学理论、可视化技术和计算数学应用于金属板材成形性能的研究,以织构数据为... 展开

关键词 : 织构板材成形性能可视化

4. AZ31镁合金异步轧制与等径角轧制的研究

[学位论文] 蒋俊锋湖南大学 2010年硕士导师: 夏伟军共70页

摘要 : 变形镁合金板材以其优异的综合性能而展现出广阔的应用前景,但由于受镁合金自身晶体结构的限制,普通轧制加工生产的镁合金板材存在室温成形性能较差等局限,在很大程度上制约了镁合金板材的推广应用和发展。针对这一现状,本研究以提高镁合金板材室温成... 展开变形镁合金板材以其优异的综合性能而展现出广阔的应用前景,但由于受镁合金自身晶体结构的限制,普通轧制加工生产的镁合金板材存在室温成形性能较差等局限,在很大程度上制约了镁合金板材的推广应用和发展。针对这一现状,本研究以提高镁合金板材室温成形性能为根本目的,开展镁合金板材异步轧制与等径角轧制技术研究,并提出了等径角交叉轧制(ECACR)的新工艺。采用Deform3D有限元模拟和试验研究相结合的方法,并通过金相显微组织观察、X.Ray衍射分析、宏观织构测定、SEM和TEM分析以及室温拉伸试验等手段,较系统地研究了AZ31镁合金板材异步轧制和等径角轧制变形规律和组织性能特点,分析了轧制过程中板材内的温度场、应力场和应变场,阐明了轧制过程中板材显微组织、晶粒取向和力学性能的演变规律,研究结果表明: (1)异步轧制有限元模拟表明温度场、应力场和应变场沿厚度方向成不对称分布,慢速辊侧板材温度低于快速辊侧,等效应力、等效应变小于快速辊侧板材,剪切变形在异步轧制中的作用,小异速比优于大异速比。等径角轧制有限元模拟表明从模具入口处至转角处板材温度下降很明显,而在转角处温度升高,等效应力、等效应变在转角处也明显增大。 (2)异步轧制能显著细化AZ31镁合金板材的晶粒,并使(0002)基面织构发生一定角度的偏转而减弱。随着道次变形量的增大,沿板厚方向的组织均匀性提高,但板材内形成倾转基面织构的能力减弱。当道次变形量为10％时,与普通轧制相比,抗拉强度由235MPa提高至278MPa,延伸率由17.6％增大至22.5％,屈强比由0.77减小至0.66,晶粒细化和基面织构减弱是异步轧制板材性能提高的根本原因。 (3)随着等径角轧制道次的增加,板材中(0002)基面织构强度逐渐减弱,屈服强度和抗拉强度降低,延伸率增大而屈强比减小,其中8道次ECAR轧制板材的延伸率高达31％,屈强比仅为0.39,极大地提高了AZ31镁合金板材的室温成形性能。等径角交叉轧制后,c轴沿轧向(RD)和横向(TD)方向同时发生偏转,织构漫散度增大而对称性增强；ECACR板材沿RD和TD方向的延伸率分别为26.5％和27.6％,而屈强比分别为0.50和0.49,板材的平面各向异性明显减小。收起

关键词 : 镁合金异步轧制等径角轧制成形性能

5. 980MPa级淬火配分钢点焊工艺与成形性能研究

[学位论文] 王源东北大学 2017年硕士导师: 许云波共86页

摘要 : 目前，汽车用先进高强钢已经发展到第三代，而淬火配分(Quenching and Partitioning，简称Q&P)钢是其中的典型代表。在汽车行业中，除了强度与塑性、韧性外，钢板的成形性能与点焊性能也影响着板材的使用。本文通过薄板成形试验机对980MPa的Q&P钢进行了各种成形实验，从胀形、翻边、弯曲、冲杯等角度分析了实验钢成形性能，并和同级别产品进行对比。使用交流电阻点焊机进行电阻点焊实验，利用TEM、EBSD、XRD、EPMA等手段分析焊接参数对点焊性能的影响。得到的主要结论如下: (1)通过Thermo-calc软件计算得知本实验钢的Ac1点为688℃，Ac3点为842℃。随温度的下降，奥氏体中的碳锰元素逐渐提高，说明铁素体中的碳锰元素向奥氏体发生扩散。使用JmatPro软件进行了模拟了连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation，简称CCT)曲线，确定了不同冷速下相变温度与相体积分数。 (2)使用交流电阻点焊机进行电阻点焊实验。随热输入的增多，点焊接头从内到外分为熔核区、热影响区（粗晶区、细晶区、双相区）和母材区三部分，并从内向外组织逐渐粗化，细晶区内晶粒尺寸最小，亚晶界数最多，残余应力最大，硬度可达600HV。 (3)焊接电流从5kA增加到6.5kA时，随着电流的增加，压深率缓慢增大，此时点焊接头结合较弱，熔核直径较小，拉剪力较低。焊接电流继续增加，压深率逐渐增大熔核直径与拉剪力逐渐增大，在8.5kA处达到峰值。当焊接电流超过9kA时，发生飞溅，急剧恶化焊接性能。焊接时间的影响和焊接电流类似。焊接工艺参数为8.5kA-14cyc时焊接质量最好，此时的熔核直径为6.76mm，拉剪力为27.4kN。 (4)回火电流的添加可以使马氏体组织发生回火，使马氏体中过饱和的碳以碳化物的形式析出，使组织中的位错发生回复，从而降低基体组织硬度，使软硬相组织的协调性得到增强，使工件具有更好的性能。当回火工艺为30cyc-3kA-30cyc时焊接性能最好，熔核直径7mm，拉剪力30.45kN。 (5)使用薄板成形试验机进行成形实验，检测发现实验钢最佳IE值可达10.34mm;极限扩孔率λ可达22％;试样最小相对弯曲半径Rmin/t为1.5;90°回弹时回弹角为14.67°，120°回弹时回弹角为24.67°;极限拉延比LDR为2.05。综合以上来看实验钢... 展开目前，汽车用先进高强钢已经发展到第三代，而淬火配分(Quenching and Partitioning，简称Q&P)钢是其中的典型代表。在汽车行业中，除了强度与塑性、韧性外，钢板的成形性能与点焊性能也影响着板材的使用。本文通过薄板成形试验机对980MPa的Q&P钢进行了各种成形实验，从胀形、翻边、弯曲、冲杯等角度分析了实验钢成形性能，并和同级别产品进行对比。使用交流电阻点焊机进行电阻点焊实验，利用TEM、EBSD、XRD、EPMA等手段分析焊接参数对点焊性能的影响。得到的主要结论如下: (1)通过Thermo-calc软件计算得知本实验钢的Ac1点为688℃，Ac3点为842℃。随温度的下降，奥氏体中的碳锰元素逐渐提高，说明铁素体中的碳锰元素向奥氏体发生扩散。使用JmatPro软件进行了模拟了连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation，简称CCT)曲线，确定了不同冷速下相变温度与相体积分数。 (2)使用交流电阻点焊机进行电阻点焊实验。随热输入的增多，点焊接头从内到外分为熔核区、热影响区（粗晶区、细晶区、双相区）和母材区三部分，并从内向外组织逐渐粗化，细晶区内晶粒尺寸最小，亚晶界数最多，残余应力最大，硬度可达600HV。 (3)焊接电流从5kA增加到6.5kA时，随着电流的增加，压深率缓慢增大，此时点焊接头结合较弱，熔核直径较小，拉剪力较低。焊接电流继续增加，压深率逐渐增大熔核直径与拉剪力逐渐增大，在8.5kA处达到峰值。当焊接电流超过9kA时，发生飞溅，急剧恶化焊接性能。焊接时间的影响和焊接电流类似。焊接工艺参数为8.5kA-14cyc时焊接质量最好，此时的熔核直径为6.76mm，拉剪力为27.4kN。 (4)回火电流的添加可以使马氏体组织发生回火，使马氏体中过饱和的碳以碳化物的形式析出，使组织中的位错发生回复，从而降低基体组织硬度，使软硬相组织的协调性得到增强，使工件具有更好的性能。当回火工艺为30cyc-3kA-30cyc时焊接性能最好，熔核直径7mm，拉剪力30.45kN。 (5)使用薄板成形试验机进行成形实验，检测发现实验钢最佳IE值可达10.34mm;极限扩孔率λ可达22％;试样最小相对弯曲半径Rmin/t为1.5;90°回弹时回弹角为14.67°，120°回弹时回弹角为24.67°;极限拉延比LDR为2.05。综合以上来看实验钢具有较好的成形性能。 (6)实验钢FLD0为25％，平面变形情况和拉压应力下的成形极限优异，已经达到宝钢先进水平，但由于屈服强度较低，导致双拉应力下成形极限小。成形过程中裂纹沿晶粒边界进行延伸扩展，遇到软相铁素体组织时可直接穿过，在遇到马氏体、残余奥氏体组织时，发生扭折和偏转。收起

关键词 : 淬火配分钢点焊工艺成形性能

6. SPCE级微碳冷轧深冲板工艺优化及成形性能研究

[学位论文] 夏培培北京科技大学 2009年硕士导师: 康永林共79页

摘要 : SPCE级铝镇静钢相当于03A1钢，具有优良的深冲性能及较高的性价比，广泛用于汽车内板。本文针对唐山钢铁股份公司1700常规热轧线及冷轧薄板厂对SPCE级冷轧深冲板的生产实际，研究了微碳深冲钢在热轧期间的奥氏体组织演变规律，并对其生产工艺进行了优... 展开 SPCE级铝镇静钢相当于03A1钢，具有优良的深冲性能及较高的性价比，广泛用于汽车内板。本文针对唐山钢铁股份公司1700常规热轧线及冷轧薄板厂对SPCE级冷轧深冲板的生产实际，研究了微碳深冲钢在热轧期间的奥氏体组织演变规律，并对其生产工艺进行了优化研究，包括热轧终轧温度、卷取温度、层冷方式及罩式退火工艺；最后定性与定量相结合评价了该SPCE级深冲钢的成形性能。主要研究内容及结论如下： (1)研究了热轧微碳钢奥氏体变形期间的动态再结晶行为，分析了变形温度、应变速率对动态再结晶的影响，建立了相应的动态再结晶模型，并对现场粗轧5道次的奥氏体动态再结晶情况进行了分析和验证； (2)对热轧微碳钢进行了静/动态连续冷却转变模拟实验，观察了不同冷速下的组织，分析了轧后冷却速度对组织的影响规律。随着动态连续冷却速度从1℃·s-1升高到40℃·s-1，相变温度Ar3从890℃降低到866℃； (3)比较分析了不同热轧温度、卷取温度、层冷方式下的组织特点及性能差别，确定热轧工艺需采用“三高一低”，使终轧温度达到890℃以上，卷取温度在560～590℃，轧后宜采用后段连续冷却方式。测定含碳量0.01％(wt％)的微碳钢再结晶温度约550℃。经一系列的实验室模拟退火及EBSD分析，确定最优退火工艺为：保温温度720℃，保温时间6h； (4)分析了微碳铝镇静钢1/4厚度层上热轧及退火织构的类型及相互联系。热轧织构已呈现γ纤维织构的雏形，但α织构强度也较高。在退火过程中，具有较高变形能的{100}变形织构向稳态的{111}和{112}织构转变； (5)单向拉伸实验证明该深冲板具有优良的综合性能：屈强比在0.6以下，n值0.24，r值1.9；成形极限测试表明其在平面变形时的极限应变约45％。收起

关键词 : 微碳钢深冲工艺成形性能铝镇静钢

7. 脉动液压加载下管材轴压胀形中起皱行为的研究

[学位论文] 胡竹林桂林电子科技大学 2015年硕士导师: 杨连发共78页

摘要 : 管材轴压胀形(Tube hydroforming with axial feeding, THF with axial feeding)是一种在成形件的端部提供轴向作用力的液压成形技术，由于其对成形件的补料效果较好，被广泛应用于航空航天工业、汽车工业、家用电器等领域。通常，起皱是作为成形中的... 展开管材轴压胀形(Tube hydroforming with axial feeding, THF with axial feeding)是一种在成形件的端部提供轴向作用力的液压成形技术，由于其对成形件的补料效果较好，被广泛应用于航空航天工业、汽车工业、家用电器等领域。通常，起皱是作为成形中的一种失效形式。但有学者提出可以将皱纹分为有益皱纹与有害皱纹，如果在成形中利用有益皱纹，那么就可以提高管件的壁厚均匀性。相对其它的加载路径，脉动液压加载路径是一种较为理想的加载路径，其能够提高管材的成形性能，越来越受到重视。如何在脉动液压加载下，充分控制与利用管材成形中产生的皱纹，提高管材的成形性能，在理论研究和工程应用方面均有重要的价值。本课题中将采用理论分析、试验验证、有限元模拟等相结合的方法，开展脉动液压加载下管材轴压胀形中起皱行为的研究。具体的研究内容：（1）分析在脉动液压加载条件下管材轴压胀形中的起皱行为：提出表征起皱程度的方法，研究在脉动液压加载与非脉动液压加载下管材轴压胀形中的起皱现象及规律，揭示脉动液压参数对产生皱纹的影响规律；（2）建立判断皱纹类型的几何条件及力学条件：研究管材成形区皱纹的演变过程中，推导皱纹类型的几何判据与力学判据的表达式；（3）提出有效控制皱纹、使管材成形性得到明显提高的方法：提出了皱纹类型路径分布图，使在某种加载路径下通过控制加载参数就能产生不同类型的皱纹——有益皱纹或者有害皱纹；在试验中观察皱纹的演变过程，分析该过程中各个阶段的特点；推导皱纹程度与成形参数的关系，实现对有益皱纹的利用。结果表明：（1）提出的皱纹程度的评估方法能够有效表示起皱的程度；（2）课题中使用的有限元模型具有可靠性；（3）管材轴压胀形中，液压加载方式对成形性能和成形区上产生皱纹的影响较大，脉动液压加载有利于产生皱纹；（4）脉动液压参数对管材轴压胀形中起皱的影响比较复杂，合理地设置脉动液压的参数才能更充分地利用成形中的有益皱纹；（5）根据所提出的管材轴压胀形中皱纹类型的几何判据与力学判据，能够正确判断成形中产生的是有益皱纹还是有害皱纹；（6）根据成形中皱纹的变形特点，将有益皱纹划分为：皱纹产生、增长、减小和展平四个阶段，将有害皱纹划分为：皱纹产生、增长和减小三个阶段；（7）通过提出利用成形参数绘制皱纹类型路径分布图的方法和建立皱纹程度与成形参数间的关系，能够控制与利用有益皱纹。本课题的研究成果对进一步研究控制与利用皱纹的深入研究及应用具有一定的借鉴和指导作用。收起

关键词 : 脉动液压管材轴压胀形起皱行为成形性能

8. 新型Mg-Zn-Y-Zr铸造阻尼合金研究

[学位论文] 马戎华中科技大学 2014年博士导师: 董选普共160页

摘要 : 现代航空航天工业的发展对结构材料提出了轻质高强、高阻尼和易成形等新的要求，因此采用兼具高强度和高阻尼性能的结构功能一体化镁合金作为结构材料是航空航天工业发展的一个必然趋势。准晶增强镁合金具有满足上述需求的可能性，是当前研究的一个热... 展开现代航空航天工业的发展对结构材料提出了轻质高强、高阻尼和易成形等新的要求，因此采用兼具高强度和高阻尼性能的结构功能一体化镁合金作为结构材料是航空航天工业发展的一个必然趋势。准晶增强镁合金具有满足上述需求的可能性，是当前研究的一个热点。但大多数准晶镁合金含有较高的稀土和其他元素，不利于合金的轻量化和低成本化。本课题本着“微量多元”的材料设计原则，制备了一系列准晶增强Mg-Zn-Y-Zr系镁合金，研究了低合金元素条件下准晶相的形成与合金组织、力学性能和阻尼性能之间的关系；揭示了准晶增强Mg-Zn-Y-Zr合金组织与性能的演变规律，为高强高阻尼镁合金的进一步研发和应用提供了理论依据和实验基础。本研究以Mg-0.6%Zr合金为基体合金，首先研究了不同Zn/Y质量比时铸态Mg-Zn-Y-Zr合金的相组成、力学性能和阻尼性能。结果表明，Zn和Y元素的加入极大地细化了Mg-0.6%Zr合金的组织；当Zn/Y质量比为2和3时，Mg-Zn-Y-Zr合金中主要形成 W-Mg3Y2Zn3相，当Zn/Y比升高到5-6时，合金中的相主要为I-Mg3YZn6准晶相。W相和I相的形成都对Mg-Zn-Y-Zr合金的力学性能有益，其中I相的强化效果更好。将Zn/Y比固定为5，改变Zn和Y元素的含量，得到了含有不同I相含量的Mg-Zn-Y-Zr合金。随着I相含量的增加，Mg-Zn-Y-Zr合金的室温抗拉强度得到明显提高，Mg-3.0%Zn-0.6%Y-0.6%Zr合金(ZWK3)室温下抗拉强度为206MPa，延伸率为18.6%，应变为1×10-3时阻尼值达到了0.03，远高于AZ91D镁合金和商业纯铝，具有很好的综合性能。在ZWK3合金中加入不同含量的Nd元素后，在合金中形成了大量的晶间离异共晶，其阻尼性能相对ZWK3合金有明显提高，铸态Mg-3.0%Zn-0.6%Y-1.2%Nd-0.6%Zr合金(ZWEK3)室温下抗拉强度为191MPa，延伸率为12.75%，应变为1×10-3时阻尼值达到了0.045。其次，对ZWK3和ZWEK3合金分别进行了热处理工艺研究。结果表明，高温退火(350℃×8h)处理后ZWK3合金内有球形纳米I相和短棒状纳米Mg7Zn3相相析出，ZWEK3合金热处理后的相变和力学行为与ZWK3合金相类似，这些析出相使ZWK3合金的抗拉强度升高，延伸率有所下降，铸态和高温退火态合金的强化机制以准晶界面强化为主，高温退火后合金抗拉强度为222MPa，延伸率为15.1%；T4(425℃×8h)处理后合金内合金相大部分都分解固溶，仅有铸态下和高温下析出的纳米I相，合金的强化机制以准晶强化和固溶强化为主，其抗拉强度达到最大值224MPa，延伸率达到16%以上；T6(425℃×8h+175℃×24h)热处理后合金内有大量弥散的纳米MgZn2相析出，还发现有少量长周期组织，T6处理后大量弥散的纳米析出相是合金强度升高的主要原因。T6处理后ZWEK3合金的强度上升更加明显，抗拉强度达到了238MPa。拉伸后的T4态 ZWK3合金中出现了大量孪晶，分析认为孪晶的出现是合金强度升高时保持高延伸率的主要因素。热处理态ZWK3合金在200℃下强度有所下降，但延伸率大幅度上升，最高达到了25%。然后，对ZWK3合金进行了高温挤压成形研究，挤压比为9:1。ZWK3合金在高温挤压过程中会发生动态再结晶，未发生动态再结晶的部分出现了大量孪晶，随着挤压温度的升高，动态再结晶发生的范围加大，同时晶粒有长大趋势。经过热挤压后ZWK3合金的平均晶粒尺寸相对铸态急剧下降，由169μm下降到10μm以下。晶粒细化使得合金的屈服强度提高明显，最高达到了250MPa，抗拉强度最高达到285MPa，不同挤压态合金的延伸率均维持在11%以上。室温下ZWK3合金的变形机制以孪生为主，克服了镁合金滑移系少、塑性差的缺点，室温下合金的延伸率均达到了10%以上，最高可达20%。同时也研究了ZWK3合金的铸造成形性能。ZWK3和ZWEK3合金都具有良好的流动性，ZWK3合金的薄壁充型性能优于AZ91D商用镁合金，在一定充型条件下其充型性能ZL101接近，具有优异的液态成形能力，是一种新型的铸造阻尼镁合金。最后，对铸态和热处理态ZWK3和ZWEK3合金的阻尼机制进行了分析，结果表明两种合金的部分阻尼行为可由G-L位错模型解释。新型合金中的I相改变了合金阻尼性能的变化趋势，I相/基体界面不滋生位错，在提高合金强度的同时对阻尼性能影响不大。T6态ZWK3和ZWEK3合金中位错线可动性最差，但阻尼性能优于其他状态合金，在两种合金内发现的细长带状纳米孪晶提供了新的阻尼来源。纳米孪晶界面在交变外力作用下发生切变滑移，产生弹性应变而使应力松弛，从而将外加机械能耗散。孪晶阻尼是镁合金中新的阻尼机制，这一发现为新型阻尼镁合金的研发提供了理论和实验基础。收起

关键词 : 阻尼镁合金铸造工艺成形性能

9. 面向立体光刻3D打印的高固相含量陶瓷膏料配制方法及其成形性能研究

[学位论文] 邢宏宇山东大学 2020年博士导师: 邹斌共158页

摘要 : 针对目前异形陶瓷零件制备依赖模具，无法实现快速、自由成形等问题，利用立体光刻（Stereolithography，SL）3D打印精度高且成形速度快等优势，以研制复杂异形Al2O3、ZrO2及其相关复合陶瓷零件为目标，提出了一种适用于SL-3D打印工艺的高固相陶瓷膏料... 展开针对目前异形陶瓷零件制备依赖模具，无法实现快速、自由成形等问题，利用立体光刻（Stereolithography，SL）3D打印精度高且成形速度快等优势，以研制复杂异形Al2O3、ZrO2及其相关复合陶瓷零件为目标，提出了一种适用于SL-3D打印工艺的高固相陶瓷膏料制备方法并对其成形性能进行研究。本文总体思路如下，首先提出陶瓷膏料体系中聚合物组元、陶瓷组元及添加剂组元的设计方法与原则，确定各组元的成分组成;其次，提出并优化高粘光敏陶瓷膏料分散、混合工艺，以解决高固相含量微纳米颗粒在有机聚合物体系中的均匀分散困难问题;建立膏料的光敏、流变属性与3D打印中固化参数及铺料参数间数学公式，以提高坯体制造工艺优选效率;最后，对3D打印陶瓷零件烧结后处理，验证其力学性能与成形性能。本研究具有广泛的应用前景和重要的理论与实际意义。根据光敏陶瓷膏料使役性能要求，提出了适用于SL-3D打印的膏料设计方法原则，对聚合物、陶瓷颗粒、添加剂组元的成分及用量进行了分析，并确定了各组元的制备方法。选择低粘度自由基单体HDDA、NPG2PODA为预聚物Di-TMPTA的稀释剂，优选引发剂PI-651用量为树脂总量的3-4wt％。建立了适用于离散型、多尺寸级配特征复合粉体颗粒的最密堆积空隙率预测公式，依据该公式优化了膏料粘度方程与光敏参数Dp预测方程。确定了陶瓷粉体改性方法与试剂用量，选择了KH560为表面改性剂，改性时间与温度分别为90℃和60min。提出并优化了一种光敏陶瓷膏料分散、混合工艺，实现了高固相含量微纳米颗粒在粘稠固-液流体的均匀分散。以过滤工艺替代干燥、过筛工艺，避免颗粒改性处理后的再次团聚;选用乙醇/丁酮共沸溶剂降低固-液混合体系的粘度，70℃搅拌条件下蒸发溶剂浓缩膏料，降低了颗粒在有机物中的分散难度，制得均匀膏料。制备了固相含量介于45-50vol％，Al2O3、ZrO2、ZTA、SiCw/Al2O3体系陶瓷膏料，聚合物组元优选为45vol％HDDA+5vol％Di-TMPTA，选用聚乙二醇PEG200作为降粘分散剂，用量为陶瓷粉体的1.2-1.8wt％。建立了不同ZrO2、SiCw含量膏料的固化厚度、线宽与激光功率及扫描速度间的关系式，对优化3D打印工艺具有重要意义。优选了陶瓷SL-3D打印的光固化工艺和铺料工艺参数。单一膏料光固化时，扫描间距Hs为Lw/2，分层厚度T介于扫描线厚度Cd值的2/5至3/5间，坯体翘曲现象可有效避免。基于本研究建立的Al2O3、ZrO2体系膏料固化线宽、厚度预测公式，以不同激光功率与扫描速度，在40μm分层厚度条件下制备了长、宽、高为32×3×6mm的6组分ZTA梯度坯体，整体翘曲量小于0.1mm，进而得出了各组膏料的最优固化参数。建立了铺料流-固耦合仿真模型，分析了不同刮刀速度、分层厚度条件下膏料流场分布与零件坯体压力场分布。结合实验验证，优选刮刀速度3.5mm/s，可保证25-100μm分层厚范围内坯体制造垂直面无缺陷。以测试零件分析了打印尺寸收缩率、表面质量。可打印最小孔径为0.1mm，对应尺寸收缩率约4.5％;分层厚度对表面质量影响作用大于模型轮廓与水平面夹角值因素，为了保障制造精度将SL-3D打印分层厚度限制在50μm以内。通过分析坯体中聚合物组元热分解温度区域，设计了相应的脱脂、烧结工艺;分别从零件力学性能、显微结构、成形精度与表面质量三个方面评价其成形性。力学性能方面，1350℃烧结了气孔率20.5％的多孔A12O3陶瓷，其抗弯强度、断裂韧性分别为100±22MPa、3.75±0.50MPa·m1/2。1500℃烧结了致密ZrO2陶瓷，抗弯强度、断裂韧性和硬度分别达到754±62MPa、5.30±0.80MPa·m1/2和15.30±0.81GPa。通过显微形貌分析了ZrO2、SiCw等对Al2O3陶瓷的增强补韧机制;如ZrO2可以细化基体颗粒粒径，1500℃条件下20vol％ZrO2将Al2O3材料抗弯强度由410±71MPa提高至575±87MPa;1600℃条件下10vol％SiCw晶须通过晶须拔出机制将Al2O3材料断裂韧性由5.5±0.95MPa·m1/2提高至6.6±0.60MPa·m1/2。形状精度方面，1600℃处理ZTA零件翘曲率低于0.188‰。表面质量方面，分层厚度小于50μm，烧结Al2O3陶瓷型芯表面粗糙度Ra小于3μm，基本满足该型零件的表面质量要求。收起

关键词 : 立体光刻3D打印陶瓷膏料配制工艺成形性能

10. 2219铝合金搅拌摩擦焊接板材塑性成形性能研究

[学位论文] 杨昭哈尔滨工业大学 2015年硕士导师: 刘伟共77页

摘要 : 近年来，铝合金作为一种轻质合金在汽车、航空航天等诸多领域应用越来越广泛，适应了轻量化的需求。与此同时，大型复杂型面构件的制造对现有成形方法提出了更高的要求。2219铝合金是一种轻质高强合金，由于其具有良好的低温力学性能、断裂韧性、焊接... 展开近年来，铝合金作为一种轻质合金在汽车、航空航天等诸多领域应用越来越广泛，适应了轻量化的需求。与此同时，大型复杂型面构件的制造对现有成形方法提出了更高的要求。2219铝合金是一种轻质高强合金，由于其具有良好的低温力学性能、断裂韧性、焊接性能以及抗应力腐蚀性能，在航空航天领域中主要用于制造大型运载火箭燃料贮箱。但2219铝合金的室温塑性差，普通拉深成形存在成形极限低、容易起皱等问题。因此在成形形状复杂、大尺寸的构件时往往采用分块成形后通过搅拌摩擦焊接（FSW）成形的方法。虽然基本保证了构件的整体强度，但焊缝区组织不均一以及焊接缺陷的存在大大降低了构件的使用可靠性。为了解决该难题，本文提出采用焊接板材、通过形变热处理调整焊缝组织性能，再一体成形的方法。以2219铝合金为研究对象，着重研究了焊接参数、热处理参数、变形量对焊接接头组织和性能的影响规律，为采用2219铝合金拼焊板成形大型复杂曲面构件提供理论支持。通过力学性能测试，研究了不同焊接参数、热处理温度对FSW焊接接头性能的影响。合理的低焊速焊接工艺参数范围内焊态接头的力学性能相近，总体延伸率达到20%并略低于母材，热处理后屈服强度略有降低；随着热处理温度的升高，接头屈服强度及抗拉强度变化不大，而延伸率在350℃后发生了明显的下降，断裂区也由母材转移到了焊缝区，焊缝区的变形量逐渐增大。通过采用单向拉伸、多道次轧制变形引入不同的变形量，研究了变形后热处理对焊接接头力学性能和组织的影响。发现试样经拉伸变形及350℃热处理后，接头的力学性能没有显著降低，组织与焊态接近。随着引入大的轧制变形及350℃热处理后，其焊缝区晶粒尺寸变大、母材晶粒得到细化，整体组织变得均匀，其抗拉强度较母材有所增加，延伸率与母材接近。通过有限元模拟软件对FSW拼焊板胀形和拉深进行了模拟研究。发现随着热处理温度的增加，板材的极限胀形高度略有增加。试验研究了一道次胀形和中间热处理（350℃）的二道次胀形过程，发现通过二道次次胀形高度提高12%。开展了半球形件充液拉深件数值模拟，发现焊缝的存在对壁厚减薄影响不大。在12MPa液室压力，6000kN压边力下可以得到了无缺陷的大尺寸半球形拉深件。收起

关键词 : 铝合金搅拌摩擦焊热处理成形性能