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期刊信息/Journal information
精密成形工程
精密成形工程

吴护林

双月刊

1674-6457

jmcxgc@163.com

023-68792294

400039

重庆市石桥铺渝州路33号

精密成形工程/Journal Journal of Netshape Forming Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊宗旨：展示国内精密成形工程专业研究前沿成就，追踪国内外成形制造技术新工艺、新趋势，推进我国精密成形工程专业好中快进，科学发展，为我国制造业跨越发展提供服务。报道内容：内容覆盖金属材料成形（锻压、铸造、焊接成形等）、非金属材料（高分子材料、陶瓷材料）成形、复合材料成形等制造技术学科领域。本刊原名：《金属成形工艺》
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    含铜奥氏体不锈钢低温环境下成形性能及微观组织的研究

    王杰韩传龙王睿泱李娟...
    87-96页
    查看更多>>摘要：目的 研究含铜奥氏体不锈钢在室温及低温下的拉伸、成形性能.了解杯突试验背景下,含铜奥氏体不锈钢微观组织演变规律.方法 在室温及液氮环境-140 ℃温度下,对含铜奥氏体不锈钢进行拉伸、埃里克森(Erichsen)杯突试验.结合试验结果、扫描电镜及透射电镜表征,分析了室温及低温环境对含铜奥氏体不锈钢各项性能的影响.结果 含铜奥氏体不锈钢在-140 ℃时的极限抗拉强度提升约49.7％,屈服强度提升约35.5％,延伸率降低约27.3％.在室温下,拉伸断裂方式为韧性断裂.在低温下,拉伸断裂方式转变为脆韧混合断裂.在杯突试验中,突值从室温的12.78 mm增加到-140 ℃低温的13.45 mm,增加了 0.67 mm.结论 通过EBSD分析内部微观组织结构可知,在杯突试验过程中,应力的不断集中及应变的变化,促使位错产生滑移、孪晶,并使奥氏体发生马氏体相变.越靠近断裂裂纹区域,应力集中越明显,奥氏体转变为马氏体越明显,马氏体含量越多.孪晶诱导塑性(TWIP)及相变诱导塑性(TRIP)提高了不锈钢的强度和塑性.

    含铜奥氏体不锈钢杯突微观组织力学性能相变

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    DP980超高强钢与AA5052铝合金薄板预成形无铆连接实验研究

    张山寅邓勃然胡寓婷卢晓镡...
    97-106页
    查看更多>>摘要：目的 研究预成形无铆连接相关工艺参数对超高强钢与铝合金薄板接头形貌的影响及连接效果.方法 采用预成形无铆连接方法,对钢板进行预成形,解决铆接过程中因变形抗力太大导致的接头断裂或互锁量不足问题,同时,提出带有压台结构的铆接凸模,以防止铝合金材料外溢,压实接头,进一步提高铆接质量.选取DP780高强钢、DP980超高强钢和AA5052铝合金薄板为研究对象,以预成形深度、凹模深度以及凸模压台高度为变量,通过各种组合方法进行无铆连接实验,对比分析各工艺参数对DP780/AA5052和DP980/AA5052接头形貌的影响规律,最后采用剪切和剥离强度实验,评价DP980/AA5052预成形无铆连接的可行性与效果.结论 接头检测结果表明,随着预成形深度和凹模深度的增大以及压台高度的减小,接头互锁量增大,其中预成形深度影响较大;随着预成形深度和压台高度的减小以及凹模深度的增大,接头颈厚略有增加,其中凹模深度影响较大.由剪切和剥离实验可知,进行剪切实验时,DP780/AA5052接头出现剥离和剪切失效,DP980/AA5052接头皆为剥离失效;进行剥离实验时,2种板材接头都为铝板撕裂失效;对比两者接头剪切强度得到DP980/AA5052接头连接强度高于DP780/AA5052接头的连接强度,验证了超高强钢与铝合金薄板预成形无铆连接的可行性.

    预成形无铆连接DP980超高强钢AA5052铝合金压台凸模

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    817炮钢的热变形行为及热加工图

    郑志超张利刘承志任杰...
    107-116页
    查看更多>>摘要：目的 研究817炮钢的热变形行为,优化工艺参数并获得最佳热变形区间.方法 通过Gleeble热压缩模拟试验机对817炮钢在变形温度850～1 150 ℃、应变速率0.01～10 s-1条件下进行热压缩试验,通过试验数据点绘制不同参数区间的热变形流变应力曲线,结合传统热变形本构模型,建立了耦合应变量的高温流变本构模型;利用动态材料模型(DMM)及Prasad塑性失稳判据,分别计算出了该炮钢的能量耗散因子和非稳定因子,获得了 817炮钢的热加工图.结果 817炮钢的热变形流变应力曲线展现出典型的动态再结晶特征,塑性变形应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低;由改进后的高温流变本构模型计算的预测值与试验值的相关系数高达0.991 2,表明该模型能够准确描述817炮钢在热加工过程中的流变行为.结论 由热加工图可知,817炮钢在低的变形温度和高的应变速率下可能会失稳,观察高能量耗散区内的金相组织发现再结晶特征明显,在高温低应变速率下发生再结晶行为.最终获得817炮钢的最佳热变形区间为温度 1 000～1 100 ℃、应变速率 0.01～0.14 s-1.

    817炮钢热压缩流变行为本构模型热加工图

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    DP980双相钢CMT增材单道直壁体成形特性

    刘佳旺刘岩姚宇李博...
    117-126页
    查看更多>>摘要：目的 研究不同工艺参数下DP980双相钢单道直壁体成形特性.方法 采用直径1.0 mm的ER120S-G焊丝,选用Q235钢板为基板,基于冷金属过渡(CMT)增材技术,利用Fronius CMT焊机对DP980双相钢进行增材实验,并对增材试样截面的余高、熔宽、成形高度及成形宽度进行测量和分析.结果 对于单道单层增材试样,随着送丝速度从2.5m/min逐渐增加到8.0 m/min,熔宽与余高皆呈上升趋势,且熔宽的变化幅度较大;当焊接速度从300 mm/min逐步增至700 mm/min时,焊道的熔宽和余高皆呈现出减小的趋势;对于单道多层增材试样,固定其他参数不变,在往复式增材路径下,墙体成形均匀平直,两端尺寸相近,分别为4.7 cm和4.6cm;固定其他参数不变,当送丝速度和层间温度升高时,增材直壁体试样成形宽度与高度增大.当焊接速度增大时,增材直壁体试样成形宽度与高度减小.结论 在单层单道增材制造过程中,通过调整送丝速度和焊接速度的大小,可以有效地控制熔宽和余高,从而确保增材试样的成形质量;往复式增材路径使单道多层增材直壁体的成形更为稳定.单道多层增材试样的成形宽度与高度主要受送丝速度、焊接速度、层间温度的影响.采用CMT增材制造工艺可以实现DP980双相钢的制造,得到良好的成形质量.

    DP980双相钢增材制造增材直壁体成形特性冷金属过渡焊

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    X80高钢级管道焊接残余应力测试研究

    古松蒋广顾颖陈祥斌...
    127-133页
    查看更多>>摘要：目的 获得X80高钢级管道环焊缝焊接残余应力大小与分布模式.方法 首先采用盲孔法对X80高钢级管道的环焊缝焊接残余应力进行了测试,然后将测试结果与X80管道焊接残余应力的相关文献试验数据以及国家标准《在用含缺陷压力容器安全评定》GB/T 19624-2019所规定的内容进行了对比分析,最后根据测试数据提出了 X80高钢级管道环焊缝焊接残余应力σR与距焊缝中心距离x之间的函数关系式,进一步得到了 X80管道环焊缝沿环向与轴向的焊接残余应力计算公式.结果 X80管道环焊缝沿环向区域存在较大的残余拉应力,焊接残余应力在焊趾区域达到峰值,表现为随着距焊缝中心距离的增加,环向残余应力由拉应力小幅度增加达到峰值567 MPa后迅速转变为压应力,随后缓慢转变为拉应力并趋近于0.随着距焊缝中心距离的增加,轴向残余应力由压应力迅速转变为拉应力,其中压应力峰值为92 MPa,发生在焊缝熔合线位置,拉应力峰值为188 MPa,出现在远离熔合线16 mm位置.结论 根据试验结果提出了适用于X80管道环焊缝沿环向与轴向的焊接残余应力分布模式,为含缺陷X80管道的安全评定及修复提供理论参考.

    X80管道焊接残余应力盲孔法环焊缝试验研究

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    焊接热输入对不同Nb含量AH36钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响

    潘楠王纳赵孚张宇...
    134-143页
    查看更多>>摘要：目的 研究大热输入条件下不同Nb含量AH36钢的焊接性能.方法 使用光学显微镜、场发射扫描电镜、透射电镜、维氏硬度仪和冲击试验机,研究了热输入对不同Nb含量AH36钢粗晶热影响区(CGHAZ)微观组织、维氏硬度和常温冲击韧性的影响.采用气电立焊试验评价了工业试制的AH36钢板的焊接性能.结果 随着热输入的增大,原奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,侧板条铁素体含量与贝氏体含量逐渐下降,晶界铁素体不断粗化,硬度呈现下降趋势.当热输入为140 kJ/cm时,CGHAZ的常温冲击功高于热输入80 kJ/cm时的常温冲击功,但相近于热输入200 kJ/cm时的常温冲击功.在同等热输入下低Nb钢CGHAZ的贝氏体含量小于高Nb钢的.因此,低Nb钢CGHAZ的硬度低于高Nb钢硬度,常温冲击韧性优于高Nb钢的.气电立焊接头各区域的冲击功均满足船级社要求.结论 低Nb含量AH36钢的焊接性能优于高Nb含量AH36钢的.工业试制的AH36钢板具有良好的焊接性能.

    Nb微合金化粗晶热影响区冲击韧性针状铁素体气电立焊

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    电流辅助硅钢成形中微观组织变化对变形抗力影响的研究

    叶奔蒋保涛张蓓胡锋...
    144-152页
    查看更多>>摘要：目的 探究电流辅助硅钢成形中微观组织变化对硅钢变形抗力的影响.方法 设计了不同变形条件下的电流辅助拉伸实验及静态电流对比实验,然后对样品进行电子背散射衍射(EBSD)测试,分析并研究电流辅助拉伸成形对Fe-0.5％(质量分数)Si无取向硅钢晶粒特征、晶界特征及缺陷密度的影响.结果 在电流辅助硅钢成形中,硅钢的变形抗力显著下降.在电流作用下,晶粒尺寸小幅增加;晶粒轴比、晶界曲率、三叉结曲率等参数明显增大,晶粒轴比最多增大11％,晶界曲率最多增大71％,三叉结曲率最多增大43％;几何必需位错密度及微观缺陷密度显著减小,平均缺陷密度降低幅度最大达94％.结论 在电流辅助成形中,微观组织的变化使硅钢变形抗力降低:晶粒尺寸和晶粒轴比的增大使拉伸方向晶界间距增大;晶界(三叉结)曲率的增大使晶界(三叉结)迁移能力及越过微观障碍的能力增强,且迁移速率增大;微观缺陷密度的降低使试样的系统自由能降低,使硅钢塑性变形趋势增强.

    硅钢电流辅助成形变形抗力晶界曲率缺陷密度

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    高熵铝化物微叠层复合材料增-等材制备及组织性能研究

    覃红星王宇解蓓蓓李伯君...
    153-163页
    查看更多>>摘要：目的 研究高熵合金和铝增-等材复合制备材料的成形性能,以及制备的高熵铝化物微叠层复合材料的组织和力学性能.方法 首先研究了高熵合金和铝的复合材料增-等材制备各环节的成形性能,然后使用SEM、EDS、XRD分析了复合材料铝化物层的微观组织和生长动力学,最后从显微硬度、三点弯曲性能、断裂韧性、动态压缩强度的角度研究了复合材料的力学性能.结果 选区激光烧结成形的实物没有翘曲、弯曲等明显宏观缺陷,渗流铸造的复合材料孔洞较多,个别区域出现了较大尺寸的缺陷,真空热压烧结使复合材料结合紧实;复合材料的扩散行为是高熵合金扩散到Al层,Al基本不发生扩散;复合材料铝化物层的显微硬度高于铸造和SPS制备的高熵合金的显微硬度,随着靠近Al层,硬度呈降低现象,三点弯曲性能和断裂韧性随反应时间的延长而降低,动态压缩强度随反应时间的延长而提高.结论 高熵铝化物微叠层复合材料的增-等材复合制备材料成形性能良好;复合材料铝化物层的组织组成是Al3(Co,Cr,Fe,Ni),扩散层生长是晶内扩散和界面反应控制的混合型生长;铝化物层对复合材料性能的影响很大,其厚度增加,使复合材料三点弯曲性能和断裂韧性降低,动态压缩强度提高.

    增-等材制备微叠层复合材料高熵合金动态压缩强度断裂韧性

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    超声振动塑性机理及本构建模研究进展

    钟斌王元龙张传伟肖力...
    164-182页
    查看更多>>摘要：超声振动辅助成形技术是一项能场与物理场交叉的新兴绿色成形技术,因其可显著提高材料成形质量、减少材料成形缺陷,被广泛应用于材料加工领域.目前研究普遍认为,致使材料流动应力下降的体积效应与降低界面摩擦的表面效应是声塑性效应的主要作用机制.概述了超声振动辅助拉拔、拉深、渐进成形等先进成形工艺的原理,总结了 3种典型超声塑性成形工艺的特点和研究进展.在此基础上,综述了超声振动辅助塑性机理下的应力叠加效应、声软化效应、残余效应以及动态冲击效应等体积塑性机制以及矢量效应与局部热效应的表面塑性机制,并分别对超声振动辅助体积塑性机制与表面塑性机制的研究进展进行了总结.其次,重点从体积效应和表面效应2个方面综述了超声振动辅助塑性成形本构模型,并从唯象模型和物理模型两方面总结了体积效应下本构模型的研究现状,同时总结了表面效应下摩擦模型的研究进展.最后归纳了超声振动辅助成形机理应用中存在的问题并对发展方向进行了展望.

    超声振动辅助塑性成形体积效应表面效应动态冲击效应本构建模

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    基于WebGL的STL模型可视化技术在铸造CAE系统中的应用

    刘晶峰李洪友蹇崇军尤芳怡...
    183-192页
    查看更多>>摘要：目的 为了适应铸造CAE技术的网络化趋势,满足铸造CAE系统前置处理模块对STL模型高级渲染的功能性需求,开发一款足以媲美OpenGL渲染环境下复杂三维图形渲染效果的Web版的STL模型查看器程序——STLViewero方法 仿效 Windows桌面程序的运行方式和界面风格,选择单页面设计方案.选用Visual Studio 2019开发平台,利用HTML5、CSS3和JavaScript技术设计程序界面.深入研究基于WebGL的STL模型可视化技术,按照依托场景环境活动模型渲染的技术路线,进行STLViewer各功能模块的开发.结果 设计并实现了 STLViewer,该程序功能完整性良好、内部逻辑结构合理高效.STLViewer融隐式交互和显式交互于一体,具有本地STL模型的随机性访问、活动模型的多样化交互、模型姿态的智能化跟踪、视图动画的多方式呈现、模型导出的便捷化操作等特点,实现了网络环境下STL模型的高级渲染功能.结论 STLViewer作为一款性能卓越的STL模型查看器程序,既可辅助用户制订合理的网格剖分方案,又能带来优良的用户体验,在实际应用中得到了良好效果.

    铸造CAE系统STL模型WebGL可视化智能制造

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