热镦棒料温度场的研究

对电热镦粗棒料工艺中通电加热的导热机理进行了理论推导，建立了非稳态、有内热源及变电阻率的导热微分方程式．通过实验，给出了初始条件和边界条件，采用有限傅里叶变换法，求得了定解问题的解析解，经试验验证，与实测值偏差小于５％，可用作温度控制的数学模型．     

钛合金材料超高速磨削湿式温度场的有限元仿真

在磨削工艺实验的基础上,运用有限元方法对钛合金超高速磨削湿式温度场进行了仿真, 分析计算了超高速磨削状态下钛合金磨削区的磨削热分配率.从而得出了钛合金主要磨削参数对湿式磨削温度场的影响趋势.     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V板材热成形的韧性破裂准则

为精确预测Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V板材热成形过程中的破裂现象,通过实验与有限元模拟相结合的方法建立基于CL,RT和Oyane的钛合金板材热成形韧性破裂准则。首先,进行不同温度及应变速率下的钛合金板材单轴等温拉伸实验,得到不同温度及应变速率下的破裂应变。随后,基于得到的破裂应变,利用有限元模拟及点追踪方法得到上述不同韧性破裂准则的损伤参数,通过引入Zener-Holloman参数lnZ,建立损伤参数随温度和应变速率变化的模型。最后,综合考虑变形历史、温度及应变速率对板材破裂的影响,建立基于CL,RT和Oyane准则的钛合金板材热成形韧性破裂准则,并将建立的韧性破裂准则应用到钛合金锥形件热旋成形破裂预测。研究结果表明:破裂应变随温度的升高和应变速率的降低而逐渐增大;不同韧性破裂准则的损伤参数随温度和应变速率的变化与破裂应变的相同;Oyane准则预测准确度最高。     

基于Flotherm的感应加热的散热设计

电磁感应加热在锻造、热处理、熔炼等方面得到了广泛的应用,在大功率电磁感应加热系统中,散热是影响系统稳定运行的重要因素之一。对此在分析电磁感应加热系统中的热源与热损耗的基础上,运用仿真的方法对系统中的热损耗进行了估算。在对散热系统中的散热器和风机进行了设计之后,结合热损耗的估算结果,用热仿真软件Flotherm对散热系统进行了仿真。最后通过实验验证了这种设计方法的可行性。     

热感应法改善天然气管路应力状态

目的 研究热感应法对压力管道焊缝及其热影响区内应力状态的改变。方法 分析了管壁中应力分布规律，管子被加强的原理，并通过实验对方法进行了验证。结果 热感应法改变了管壁中的应力，从而可防止焊缝及其热影响区中的缺陷(如裂纹等)开裂破坏。该方法处理的优劣。与内外壁面温度差、加热时间、线圈宽度、最大加热温度等因素有关。结论 热感应法对管子焊缝区的作用非常明显，它可以有效的改善焊缝及其热影响区的应力状态。     

不可思议的材料

记忆历来被认为是生物，特别是高等生物所特有的功能。但是，材料科学家在研究中发现，某些金属也有记忆功能。20世纪60年代，美国海军军械实验室的科研人员，用55%的镍和45%的钛制成了一种镍钛合金丝。他们将这种镍钛合金丝绕成一个螺旋形的线圈，把它加热到150℃，然后金属也有记忆冷却、拉直。当合金丝再次被加热到95℃时，竟出现了不可思议的情景——金属丝自动卷曲成原来螺旋形线圈的形状。科研人员又一次把它冷却、拉直，谁知当加热到同样的温度后，它又恢复了原来的形状。反复实验，屡试不爽。之后，科学家发现其他一些合金，如铜锌…     

连铸中间包钢液加热方式的模拟

研究采用模型实验法，以重庆特殊钢厂弧型连铸机、成都无缝钢管厂水平连铸机为原型，探索了中间包感应加热的温度场和升温效果，实验中使用了微机采集数据，并对数据进行系统的处理，在此基础上与电渣加热模型实验比较，结果表明：两种加热方法都可以提高中间包内的钢液温度，只是温度分布有所不同。模拟感应加热的热效率可达８０％，对结果进行了无量钢化处理，推算出热态中间包的温度分布。     

导电加热切削切削区加热电阻的检测及其特性研究

定义了导电加热切削这一加工方式中的加热电阻的结构及其所在区域，根据加热回路的特点，提出了一种对加热电阻的精确检测方法，有效地排除了回路电感和电缆电阻等因素的影响。在此基础上通过实验研究了切削深度、进给量和切削速度对加热电阻的影响，并建立了它们和该电阻的经验公式。基于加热电阻和切削用量的关系，分析了切削用量的变化对加热功率的影响，并提出通过对加热电阻的检测来判断切削用量的变化状况，进而实现对加热电流的自动调整，并用实验进行了验证。     

高超声速气动热的耦合计算方法研究

为了准确预测高超声速飞行器承受的气动热载荷,需要进行流动-传热耦合分析.采用耦合传热方法,考虑流体流动和结构传热之间的实时相互影响,对圆柱壳高超声速气动加热风洞实验进行了三维非定常数值模拟,将数值模拟结果与实验结果进行了全面对比,得到的表面压力、冷壁热流、热壁热流和温度分布与实验结果符合良好,验证了耦合计算方法的准确性,提高了气动热模拟精度,实现了气动加热的准确计算.     

天然气加热炉可视化实验研究

针对天然气加热炉的结构,设计搭建了可视化天然气加热炉实验系统.可视化实验系统用电加热的热空气来模拟燃烧热烟气,用降温的冷空气来模拟被加热的天然气.通过实验系统对筒体内中间载热介质的流动与温度分布进行实验分析,提出了一种改进结构,优化布置筒内加热面和冷却面,提高传热效果.     

Recrystallization behavior of Ti40 burn-resistant titanium alloy during hot working process

The recrystallization behavior of deformed Ti40 alloy during a heat-treatment process was studied using electron backscatter diffraction and optical microscopy. The results show that the microstructural evolution of Ti40 alloy is controlled by the growth behavior of grain-boundary small grains during the heating process. These small grains at the grain boundaries mostly originate during the forging process because of the alloy’s inhomogeneous deformation. During forging, the deformation first occurs in the grain-boundary region. New small recrystallized grains are separated from the parent grains when the orientation between deformation zones and parent grains exceeds a certain threshold. During the heating process, the growth of these small recrystallized grains results in a uniform grain size and a decrease in the average grain size. The special recrystallization behavior of Ti40 alloy is mainly a consequence of the alloy’s high β-stabilized elemental content and high solution strength of the β-grains, which partially explains the poor hot working ability of Ti–V–Cr-type burn-resistant titanium alloys. Notably, this study on Ti40 burn-resistant titanium alloy yields important information related to the optimization of the microstructures and mechanical properties.     

TC4热氧化钛合金内空半球壳体的动态响应

利用有限元程序对TC4(Ti-6Al-4V)热氧化钛合金内空半球壳体进行子弹冲击模拟,基于准静态压缩实验和动态Hopkinson压杆实验数据,研究了径厚比、冲击速度、应变率效应对TC4热氧化钛合金内空半球壳体动态响应的影响,得到了不同工况下的TC4热氧化钛合金内空半球壳体的接触力峰值以及顶点位移.TC4热氧化钛合金的材料模型由实验数据拟合得到的考虑应变率效应和温度效应的Johnson-Cook本构方程描述,其中,实验数据由Hopkinson压杆技术测得.结果表明:接触力峰值和顶点位移均与径厚比成反比;接触力峰值和顶点位移均与冲击速度成正比;考虑应变率效应更能反映TC4热氧化钛合金内空半球壳体的抗冲击能力和抗变形能力.     

金属高温塑性本构方程的研究

有限元数值模拟技术的重大发展使得其在锻造加工研究领域得到了越来越广泛的应用．本构方程是描述材料变形的基本信息和有限元模拟中不可缺少的数学模型，它反映了流动应力与应变、应变速率以及温度之间的依赖关系．为了建立本构方程，必须测量一定温度、应变速率范围内的流动应力值，这通常是由压缩试验来完成的．有限元模拟结果的有效性首先取决于本构方程的精确程度，所以，如何获取精确的本构方程成为锻造成形过程计算机模拟技术中的首要问题．     

中硅钼球铁铸件材料的研制

介绍了铁合金蠕变热压定形耐热球墨铸铁模具铸件的铸造、熔炼和热处理工艺，探讨了它的形成机理。研制出的铸件满足了钛合金蠕变定形处理的要求。     

EBM成型TC4钛合金研究进展

电子束熔化成型技术（electron beam melting,EBM）是3D打印的代表性技术之一,特别适合传统工艺不易加工的Ti-6Al-4V合金（TC4钛合金）的快速成型,目前在航空航天、化工、生物医疗等领域展示出巨大的应用前景。从EBM的原理出发,综述了EBM制备TC4钛合金的显微组织、缺陷以及力学性能。分析了受成型工艺参数和成型件位置等因素影响的冷却速度的变化所导致的TC4钛合金的显微组织发生变化;并指出了导致TC4钛合金出现缺陷的主要原因。EBM成型TC4钛合金的拉伸性能已与锻造TC4钛合金相当,其较低的疲劳强度可以通过热等静压处理提高。     

钛合金筒形件真空热胀形过程数值模拟

真空热胀形是一项创新的加工方法,零件的形状是通过模具热膨胀产生的压力来实现的.建立了钬合金筒形件真空热胀形过程的二维非线性热力耦合有限元模型.考虑了辐射传热和材料热物性参数随温度变化等因素的影响,利用MSC.Marc有限元软件模拟了钛合金筒形件真空热胀形过程.对真空热胀形过程温度场和变形场进行了分析,并进行了相应的实验验证,数值模拟结果与实验结果吻合较好.     

铁铬铝合金晶粒长大及合金中稀土元素

研究了不同稀土含量铁铬铝合金,在高温下晶粒长大及界面结构。结果表明:在1200℃以上高温,稀土组元(以La为主)对抑制合金的晶界长大有一定效果,La_2O_3可作为TiN相析出的形核中心,细小TiN质点可在晶界上出现,阻碍晶界迁移;在变温过程中,La向界而扩散,在晶界以La_2O_3形式出现,同时稀土加速氧穿过氧化膜向基体中渗透,导致Al_2O_3及La_2O_3在基体中形成。     

不同组织TA15钛合金热压缩力学行为研究

采用gleeble-1500 热模拟试验机,对TA15钛合金4种典型组织试样进行了高温准静态压缩试验,研究了不同原始组织的TA15钛合金高温压缩力学行为,不同组织对其高温准静态力学性能及温度敏感性的影响.结果表明:在同一温度下,4种组织的流变应力随温度的升高而降低,且最初流变应力随应变的增加快速增加,当流变应力达到一个峰值后,逐渐下降,最后处于稳定流变状态;不同的组织对TA15钛合金高温准静态力学性能有很大影响;600 ℃变形时,网篮组织的温度敏感性最低,固溶时效组织其次,双态组织第三,等轴晶粒组织温度敏感性最高;700~900 ℃下变形,各组织温度敏感性的排序不变,但网篮组织的温度敏感性和其它3种组织温度敏感性的差距缩小;当在超过相变温度的1000 ℃下变形时,各试样的组织完全相同,其温度敏感性不再有任何差异,其力学性能也几乎相同.     

TC11钛合金β相区热变形行为及组织演变的研究进展

综述了在TC11钛合金β相区热变形机制和微观组织演变方面的主要研究方法和成果．讨论了TC11钛合金β锻造的应力-应变曲线特征、本构关系方程、应变激活能参数,以及变形参数与组织演变机制的关系．对进一步的研究工作提出了参考性的建议．     

热成形条件下TC4钛合金的相变特征

以钛合金TC4为例评述了热成形条件下金属固态相变特征、影响因素和相变规律的研究现状,讨论了工艺条件、相变过程、微观组织与力学性能之间的因果关系. 指出传统相变研究没有考虑塑性变形对相变的影响,因而不能用于分析热成形过程中相变对热塑性加工零件微观组织和力学性能的影响. 给出了作者近期得到的TC4钛合金变形与相变的实验结果;结果证明,热塑性变形对相变有明显影响,主要表现为应变速率增加会对相变有阻止作用,应变增加对相变有促进作用.