多层喷射沉积制备耐热铝合金管坯热流分析(Ⅱ) --沉积过程热流分析

通过建立沉积阶段热流分析模型，对多层喷射沉积制备耐热铝合金管坯过程中喷射流沉积后的凝固和冷却进行了分析．喷射流沉积后与基体／沉积坯的传导热交换占热输出率的90％以上，在沉积过程中，沉积面的温度变化呈周期性的升降．计算结果表明，多层喷射沉积采用移动坩埚式扫描方式，延长了喷射流沉积时间间隔，喷射流沉积后可以获得10^3K／s以上的冷却速度。     

改善喷射沉积耐热铝合金板坯轧制成形性能的研究

喷射沉积Al-8．5Fe-1．3V-1．7Si(8009)耐热铝合金板坯是由基体金属和孔隙、少量颗粒边界的氧化膜组成的，微观组织缺乏良好的冶金结合，直接采用轧制使其致密化产生塑性变形，在工艺上存在极大的难度，轧制时易出现板坯表面裂纹及边裂。本文研究了8009合金的包套轧制、交叉横轧工艺，实验结果表明：采用包套轧制、交叉横轧工艺，有效地改善了喷射沉积板坯的轧制成形性能，成功制备出厚度为0．6～1．0mm的薄板。     

大尺寸耐热铝合金管坯的致密化及性能研究

通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等对多层喷射沉积制备的大尺寸耐热铝合金管坯及其经过挤压、旋压等致密化加工后的显微组织结构进行了检测和分析，并通过Instron拉伸实验对致密化加工过程中管坯的力学性能进行了比较．喷射沉积管坯的致密度约为88．9％，晶粒为200nm-500nm的微晶，20nm-60nm的球形或近球形析出相均匀分布于基体上．经过热致密化加工后管坯中的界面和孔洞明显愈合，析出相未见明显粗化．管坯经过挤压后，室温和350℃的断裂强度分别提高130％和400％．挤压管材旋压后，350℃力学性能变化不大，而室温屈服强度和断裂强度分别提高22％和13％．     

多层喷射沉积的传热凝固规律研究

在传统的喷射沉积工艺理论研究的基础上,研究了多层喷射沉积工艺中雾化与沉积阶段特有的传热凝固规律.由于多层喷射沉积的凝固特征为液相分数很高的雾化颗粒流在固态的沉积表面高速碰撞铺展成薄层,粘结和急冷凝固有机结合,使得多层喷射沉积坯的冷却速度不仅远大于传统喷射沉积坯的冷却速度,而且大于气体雾化粉末颗粒的冷速.文章采用GrantP.S理论对多层喷射沉积坯进行了热流分析.根据公式进行传热计算,得出了多层喷射沉积坯的冷却速度为1.3×104～1.2×106K/s.另外,根据铝合金沉积坯二次枝晶臂间距与冷却速度关系,得出枝晶臂间距为0.6μm,对应冷却速度为5×105K/s.同时坯料的显微组织特征支持了传热计算结果.     

多层喷射沉积的装置和原理

为了解决铝合金厚壁管坯、厚板坯和大直径圆锭坯的制备技术问题 ,提出了多层喷射沉积的概念 ,发明了多层喷射沉积技术和一系列装置 ,采用该装置制备出了规格为 Φ外 80 0 mm/ Φ内 3 6 0 mm× 12 0 0 mm,重达10 0 0 kg的耐热铝合金 (80 0 9)管坯 ,Φ70 0 mm× 12 0 0 mm的 6 0 6 6 Al/ Si Cp的复合材料圆柱锭坯 ,管、锭坯冷速达 10 4K/ s,经挤压后性能优异 .研究了多层喷射沉积的过程原理 ,结果表明 ,在多层喷射沉积工艺中 ,金属液滴的沉积轨迹、粘结方式、凝固规律以及工艺特点与传统喷射沉积技术有明显区别 ,多层喷射沉积装置是一种制备大尺寸快速凝固近形坯件的理想装置 .     

新材料时代的创新精神——评《多层喷射沉积技术及应用》

人类使用材料的历史已经从远古的石器时代逐步过渡到现代的新材料时代．新材料时代是一个由多种材料决定社会和经济发展的时代，我们所研究开发的新材料是在我们对材料的物理和化学性能有深入了解的基础上，为了特定的需要设计加工而成的材料，从这个意义上来讲，新材料时代是一个强调创新的时代。     

循环压制对喷射沉积7075/SiCp致密化的影响

采用循环压制工艺对多层喷射沉积大尺寸7075/SiCp复合材料(高度H>140mm)进行了致密化加工.研究了循环压制工艺对复合材料沉积坯和挤压坯密度及显微组织的影响规律,测试了复合材料的力学性能.结果表明,循环压制过程中在大的静水压力和剪切应力的共同作用下,复合材料中大部分孔洞逐渐被拉长闭合,致密化效果良好.沉积坯多次循环压制后,SiC颗粒取向平行于基体金属流动方向.挤压坯二道次压制后SiC颗粒破碎明显,分布得到改善,强度可以达到600 MPa以上.     

坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术

提出了坩埚移动式喷射共沉积制备铝基SiC颗粒增强复合材料的装置和方法,并与传统的喷射共沉积装置进行了比较.在SiC颗粒增强相加入方法中,新工艺采用了双环缝复合雾化器和螺杆给料负压引流输送装置,解决了大尺寸、高SiC体积百分比复合材料坯制备技术问题.通过上述装置已经制备出Φ800×1000mm,SiC含量为20wt%,重达1t的铝基复合材料.经后续挤压、锻造加工,制备出了性能优异的6000Al/SiCp,FV0812Al/SiCp,7075Al/SiCp的大尺寸复合材料.讨论了喷射共沉积过程中金属液体对SiC颗粒的捕获机理、喷射共沉积过程中的传热与凝固特征,分析了SiC颗粒的加入对金属液粒凝固的影响.     

SiCp/FVS1012薄板微观结构及高温性能的研究

利用OM,XRD和TEM等方法研究了喷射沉积-挤压-轧制SiC颗粒增强FVS1012(SiCP/FVS1012)薄板的微观结构以及退火对该复合材料硬度的影响.结果表明,本工艺制备的SiCP/FVS1012薄板具有优异的高温力学性能,在315℃时,σb=308 MPa,σ0.2=290 MPa,δ=5.69%;在415℃时,σb=201 MPa,σ0.2=182 MPa,δ=3.65%.微观组织分析表明:类球状细小弥散的Al12(Fe,V)3Si相的生成是该复合材料具有优异高温力学性能的主要原因,此外,SiC颗粒的加入对提高该复合材料的高温力学性能也有重要作用.     

基于Fluent的船舶辅锅炉喷油器喷雾数值仿真

为提高船舶辅锅炉热效率,减少燃油消耗率,保护燃烧室组件,预防机械故障,利用CFD商业软件Fluent6.2作为仿真求解器,用欧拉-拉格朗日模型对船舶辅锅炉喷油器的喷射雾化进行数值模拟,得到了油滴轨迹及雾滴空间散布情况等雾化特性数据,为船舶燃油锅炉雾化器设计、故障诊断与选用提供参考.     

荷电双流体喷雾射流沉积均匀性分析

为研究荷电双流体喷雾射流沉积的均匀性,基于双流体雾化喷嘴设计了荷电双流体喷雾系统及电晕荷电装置。通过试验研究,讨论了影响荷电双流体喷雾沉积均匀性的关键因素及其作用规律。结果表明,增加喷枪的工作高度、扇形压力或减小雾化压力,可以有效减小双流体雾化沉积分布变异系数,提高沉积的均匀性;静电场的参与能有效提高雾化效果,改善喷雾流场,提高沉积分布的均匀性。