多层喷射沉积耐热铝合金管坯热流分析(Ⅰ)--雾化过程热流分析

建立了多层喷射沉积制备管坯的雾化过程热流模型，并对耐热铝合金熔滴在雾化飞行过程中与雾化气流的动能和热能交换进行了计算和分析．计算结果表明：①小直径熔滴在飞行过程中的平均冷却速度较大，其凝固可以在较短时间内完成；②不同直径熔滴飞行过程中的平均冷却速度均随飞行距离的增加而减小；③在0～0．2m的雾化距离内，直径为10～220μm的耐热铝合金熔滴平均冷却速度可以达到10^4K／s以上．     

多层喷射沉积技术中的轨迹分析

提出了多层喷射沉积在板坯和管坯方面雾化液滴沉积到接收器表面的轨迹方程，分析了各工艺参数对轨迹的影响．结果表明，各参数中ωｙ／ωｘ对轨迹分布的均匀性影响最大．当ωｙ与ωｘ之比成整数时，多层喷射沉积工艺的第二层就开始沿着第一层轨迹线重喷；但随着ωｙ／ωｘ值越大，单层轨迹越复杂；ωｙ／ωｘ值偏离倍数关系时，多层喷射沉积轨迹分布趋向均匀．     

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.     

多层喷射沉积制备高硅铝合金工艺研究

利用多层喷射沉积装置制备了Al－17Si－2CU－1Mg合金板坯．通过金相观察研究了过热温度和冷却条件对合金板坯显微组织的影响，探讨了基底材料、基底表面温度和沉积板坯的粘附与脱落的关系，提出了合适的工艺条件．     

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 .     

喷射沉积Si-Al合金的数值模拟结果与分析

采用热辐射修正，模拟了喷射沉积Si-Al合金的凝固过程，研究了熔滴的速度、热交换作用系数、温度、熔滴冷却速度及固相分数与沉积距离的关系，讨论了辐射相修正前后熔滴的温度和固相分数的变化以及雾化压力和沉积距离对固相分数的影响．     

雾化喷射成形过程的计算机模拟

为了探索喷射沉积工艺的优化参数,在分析了喷射沉积工艺过程的基础上,对定点喷射和多层喷射等问题进行了计算机图像模拟,并利用图像讨论了一些工艺规律．结果表明定点喷射时喷嘴的结构参数β越大,雾化锥中的物质分布越不均匀;多层喷射时工艺参数ωx／ωy由有理数趋于无理数时,沉积坯物质分布由不均匀转为均匀．     

多层喷射沉积过共晶Al-Si-Cu-Mg合金的微观组织及力学性能

多层喷射沉积技术具有冷速快、工艺简单、氧化程度低、制备的材料组织细小且分布均匀等特点．而使高硅铝合金充分发挥实用价值的关键是细化初晶硅．作者用多层喷射沉积技术制备了过共晶Al-Si-Cu-Mg合金,并与传统的铸态冶金制备的相同化学成分的合金进行了比较．对合金的沉积坯、热挤压处理后的微观组织进行了观察与分析．结果表明,多层喷射沉积合金的初晶硅大小只有25μm左右．并对合金的拉伸性能、扫描断口进行了测试与观察,提出了合金的强化与断裂机制．     

喷射沉积板材成形与热应力研究

研究了板材的多层喷射沉积制备工艺过程中出现的热应力及其对材料成形的影响规律．提出界面热应力、层间热应力和不均匀沉积热应力均为主要的热应力，进而对相关的板材成形实验现象作出了合理的解释．在综合考虑工艺参数、热应力和板材成形三者关系的基础上，优化工艺参数，制备出５００ｍｍ３００ｍｍ２０ｍｍ的耐热铝合金ＦＶＳ０８１２板材     

大尺寸多层喷射沉积6066Al/SiC_p/Gr复合材料管坯的制备

采用多层喷射沉积技术与双喷嘴雾化系统制备了外径为 6 5 0mm ,内径为 30 0mm ,长为 80 0mm的大尺寸6 0 6 6Al/SiCp/Gr颗粒增强复合材料管坯 ,并成功挤压外径为 35 0mm ,内径为 2 5 0mm的管材 .在大尺寸管坯制备工艺中 ,喷射距离较短 ,金属液流率较大 ,以保证喷射流具有较高液相比例 ,与固相沉积坯表面结合良好 ,避免层间开裂 .与传统喷射沉积工艺相比 ,多层喷射沉积复合材料坯冷速较高 ,但致密度稍低 ,平均致密度约为 (88± 3) % .采用双环复合雾化器结构以粉包液的方式在雾化前加入增强颗粒 ,操作简单 ,影响工艺因素少 ,能实现增强颗粒的均匀连续加入 ,适用于大尺寸喷射沉积复合材料的连续制备 .分析了多层喷射沉积大型管坯制备工艺中有待解决的一些问题 ,为工业化制备大尺寸喷射沉积复合材料奠定了实验基础     

喷射沉积 6061/SiC_p 复合材料的组织与拉伸性能

采用多层喷射共沉积法制备了６０６１铝合金／１０％ＳｉＣ颗粒增强复合材料,对其显微组织和拉伸性能进行了研究．结果表明,沉积坯组织为细小、均匀的等轴晶,增强相颗粒分布均匀,基体与增强相颗粒间没有发生界面反应．增强相颗粒加速了沉淀相析出并明显缩短峰时效时间,沉积坯热挤压后经５ｈ时效即可达到峰时效状态,此时力学性能为：σｂ４３９ＭＰａ,σ０．２４０９ＭＰａ,δ１０．４％,Ｅ１２０ＧＰａ．     

可编程控制器在多层喷射沉积制备管坯工艺中的应用

多层喷射沉积是一种新型的喷射沉积工艺 .对制备大厚壁管有着其优越性 ,但存在着开头难以保证的缺点 .作者分析了开头难以保证所形成的原因 .介绍了QA2 2 1 2系列可编程控制器在解决多层喷射沉积管坯形状问题中的应用 ,可更加有效地控制管坯的形状     

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.     

颗粒增强金属基复合材料喷射成型技术

喷射成型或喷射沉积是材料制备或材料成型的新技术。它基于快速冷却技术，将高温金属或合金熔体在惰性气氛中雾化形成液滴喷射流，直接喷射到水冷或非水冷的基体上，经过高速撞击、聚结，形成大块沉积物，因而具有比铸造工艺高得多的冷却速度。目前，喷射成型的关键技术仅被少数几个发达国家掌握。     

喷射沉积6066Al的触变形组织与性能

采用自行开发的多程喷射沉积工艺制备６０６６Ａｌ（Ａｌ－１．３７Ｍｇ－３．３７Ｓｉ－０．７７Ｃｕ）圆柱坯,研究了半固态成形工艺对材料组织与力学性能影响,结果表明：喷射沉积瓣细等轴晶组织平均晶粒度为１５μｍ,在固态进行等温处理不显著粗化;在半固态发生固相颗粒长大,遵循Ｏｓｔｗａｌｄ机制,固相颗粒保持等轴形貌,具有优异的触变性能,制件形状精确,热处理过程中强化相析出迅速,峰时效时间为传统制度的１／２,材     

高性能耐热铝合金管材的制备及性能

通过多层喷射沉积方法制备了300mm／150mm×500mm(外径／内径×长)耐热铝合金管坯,并对管坯的显微结构及不同加工状态材料性能进行了检测和分析．管坯显微结构细小均匀,除Al12(Fe,V)3Si外,无其它相析出．管坯经过挤压后,密度由85．9％提高到99．8％;室温强度由210MPa提高到456MPa;高温强度由111MPa提高到181MPa．挤压管旋压后,室温强度略有降低,高温强度无差别．旋压管径425℃,3h退火后,室温强度下降约5％,高温强度差别不大．实验结果表明,多层喷射沉积耐热铝合金管坯具有良好的加工性,该技术适合于制备耐热铝合金材料．     

重力流沉积的机械分异作用

阐明了在现代地面上实际观察到的陡坡碎屑物质重力分异作用，讨论了辽河西部凹陷沙三段陡坡重力流、缓坡重力流、湖底扇和重力流水道４种不同类型的重力流沉积分异规律．分析认为，重力流沉积体系中仍发生重力分异作用，不同类型重力流沉积的分异作用特点不同．陡坡粗碎屑重力流沉积分异作用不甚明显，而缓坡重力流和湖底扇沉积分异作用明显．这对于丰富和发展陆源碎屑沉积分异理论、指导油田勘探和开发具有重要意义．     

化学液相气化沉积制备C／C复合材料工艺及性能研究

在不加和加入催化剂的条件下，采用化学液相气化沉积工艺分别在1000℃、10h及900℃、8h内制备出密度为1．67g／cm。的大尺寸（Φ110mm×25mm）C／C复合材料．不加催化剂制备的C／C复合材料主要以粗糙层为主，锥状结构明显，呈脆性断裂模式．在加入催化剂的条件下，由于催化剂的存在能够增加C沉积时的形核点，降低C沉积温度，缩短沉积时间，所以制备的C／C复合材料均匀性增加，组织结构主要为光滑层和各向同性组织，断裂方式为台阶式假塑性断裂．热处理后两种材料的弯曲强度和模量都降低，石墨化度增加．不加催化剂制备的复合材料的力学性能和石墨化度都高于加入催化剂条件下制备的复合材料．[第一段]     

大尺寸多层喷射沉积6066Al/SiCp/Gr 复合材料管坯的制备

采用多层喷射沉积技术与双喷嘴雾化系统制备了外径为650mm，内径为300mm，长为800mm的大尺寸6066Al/SiC     

喷射成形原位反应TiC/Al-Fe-V-Si复合材料的显微组织

使用X射线衍射（XRD)、光镜(OM）、电子扫描电镜(SEM)、透射电镜（TEM）等对在TiC／Al-Fe-V—Si合金中原位反应生成TiC的喷射沉积坯件的显微组织进行了分析和研究．结果表明，原位反应生成的TiC颗粒在喷射沉积过程中抑制了针状相的形成，改善了合金的显微组织，生成的TiC颗粒均匀地分布在合金基体中．