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铝车轮低压铸造模具冷却传热行为与仿真优化
1
作者 郑健 王浩阳 +3 位作者 杜广宇 王佶 毕江 董国疆 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第10期3466-3477,共12页
铝车轮压铸模具传热行为对于铸造质效提升尤为关键,但换热边界条件设定偏差降低了铸造仿真的准确性,致使压铸工艺正向设计难以有效实施。本文设计与铝车轮铸造模具材质(H13钢和35CrMo)相同的冷却块,采用试验联合仿真“分段”方案开展多... 铝车轮压铸模具传热行为对于铸造质效提升尤为关键,但换热边界条件设定偏差降低了铸造仿真的准确性,致使压铸工艺正向设计难以有效实施。本文设计与铝车轮铸造模具材质(H13钢和35CrMo)相同的冷却块,采用试验联合仿真“分段”方案开展多工况空气自然对流换热和空气强迫换热行为研究。构建强迫对流换热系数(h)与流速、壁面温度和模具初始温度的三维函数模型,以期改进传统换热函数定义方式。结果表明:H13钢与35CrMo材料的自然对流换热系数与管壁温度之间分别满足以0.00003和0.000035为二次项系数的二次函数。h峰值与模具初始温度无关,并随着空气流量的增加而线性增加。当以新定义的强迫换热函数为边界条件时,可实现仿真温度误差小于10℃,为确定对应实际复杂冷却条件的h提供参考。 展开更多
关键词 低压铸造 H13钢 35CrMo 对流换热 有限元仿真
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基于机器学习的Ti-6Al-4V合金激光粉末床熔融工艺优化 被引量：3
2
作者 孙业东 姜夕义 +3 位作者 李昊卿 李星晨 任雪彭 方晓英 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3085-3095,共11页
基于高斯过程回归(GPR)模型,对激光粉末床熔融Ti-6Al-4V合金的致密度和表面粗糙度观测数据进行了机器学习,得到了高致密度合金样品的激光功率−扫描速度的工艺优化窗口,并探讨了激光功率−扫描速度对表面粗糙度的影响。结果表明:获得高致... 基于高斯过程回归(GPR)模型,对激光粉末床熔融Ti-6Al-4V合金的致密度和表面粗糙度观测数据进行了机器学习,得到了高致密度合金样品的激光功率−扫描速度的工艺优化窗口,并探讨了激光功率−扫描速度对表面粗糙度的影响。结果表明:获得高致密(≥99.5%)合金的激光功率−扫描速度工艺窗口呈梨形,扫描速度比激光功率对致密度影响更大,且高功率条件下适宜的扫描速度范围较宽。降低激光功率和提高扫描速度会单调增加表面粗糙度,且在低激光功率和高扫描速度下该影响更显著。同一激光能量密度下打印的合金致密度取决于具体的扫描速度和激光功率,但表面粗糙度基本相同。优化工艺窗口下样品的表面粗糙度小于10μm。实验证明GPR预测的优化工艺窗口是可靠的,该方法可拓展应用到其他合金增材工艺优化设计中。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 机器学习 激光功率 扫描速度
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二次铝灰硫酸铵焙烧提铝过程机理 被引量：5
3
作者 雷炳宏 刘宏辉 +4 位作者 张红玲 张笛 董玉明 娄太平 徐红彬 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1418-1429,共12页
二次铝灰是电解铝工业产生的一种含铝危险废弃物,由于成分复杂,其中的铝资源尚未得到有效利用。通过二次铝灰与硫酸铵混合焙烧形成易浸取的硫酸铝铵,可实现二次铝灰中铝资源的高效回收。本文采用热重−红外联用仪、XRD、SEM和HSC等研究... 二次铝灰是电解铝工业产生的一种含铝危险废弃物,由于成分复杂,其中的铝资源尚未得到有效利用。通过二次铝灰与硫酸铵混合焙烧形成易浸取的硫酸铝铵,可实现二次铝灰中铝资源的高效回收。本文采用热重−红外联用仪、XRD、SEM和HSC等研究了二次铝灰与硫酸铵焙烧提铝过程机理。结果表明:二次铝灰中主要含铝物相为Al_(2)O_(3)、AlN、Na_(3)AlF_(6)、Al和NaAl_(11)O_(17),二次铝灰与硫酸铵混合物料的热分解过程可分为六个阶段。在30~215℃阶段,主要为物理水挥发;在215~300℃阶段,(NH_(4))_(2)SO_(4)分解为NH_(4)HSO_(4)并产生NH_(3);在300~337℃阶段,NH_(4)HSO_(4)开始分解为SO_(2)、NH_(3)、H_(2)O;在337~437℃阶段,Al_(2)O_(3)与(NH_(4))_(2)SO_(4)反应生成NH_(4)Al(SO_(4))_(2)并产生NH_(3)、H_(2)O,含量相对较少的含铝物相(Al、AlN和NaAl_(11)O_(17))及氟化物(Na_(3)AlF_(6)、CaF2)逐渐与硫酸铵反应生成相应的硫酸盐;在437~556℃阶段,NH_(4)Al(SO_(4))_(2)分解生成Al_(2)(SO_(4))_(3)、SO_(2)、NH_(3)、H_(2)O;在556~900℃阶段,Al_(2)(SO_(4))_(3)分解生成Al_(2)O_(3)和SO_(2)。因此,二次铝灰硫酸铵焙烧提铝优化温度区间为300~500℃。 展开更多
关键词 二次铝灰 铝资源 硫酸铵焙烧 过程机理
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纳米晶NiTi形状记忆合金/Nb纳米线复合材料超弹应力的温度依赖性
4
作者 王涛涛 武泽园 +4 位作者 李亚鹏 廖仲尼 王永善 刘艳 唐玲 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期835-840,共6页
NiTi形状记忆合金因其超弹性已经得到广泛应用,然而传统NiTi合金马氏体相变的超弹应力随温度的降低而快速减小(6~7 MPa/K),显著制约了其在宽温域中的应用。本文通过熔炼、锻造及拔丝获得纳米晶NiTi/Nb丝材,然后采用透射电子显微镜、差... NiTi形状记忆合金因其超弹性已经得到广泛应用,然而传统NiTi合金马氏体相变的超弹应力随温度的降低而快速减小(6~7 MPa/K),显著制约了其在宽温域中的应用。本文通过熔炼、锻造及拔丝获得纳米晶NiTi/Nb丝材,然后采用透射电子显微镜、差示扫描量热仪及拉伸试验机分别研究丝材的显微组织、相变行为及超弹性能。结果表明:纳米晶NiTi/Nb丝材中NiTi合金的平均晶粒尺寸为14 nm,丝材在降温和升温过程中分别发生热诱发B2→R相变和R→B2相变。在328~376 K温度范围内,纳米晶NiTi/Nb丝材应力诱发B2→B19′相变超弹应力的平均值为1002 MPa,超弹应力的温度依赖性为4.1 MPa/K。 展开更多
关键词 纳米晶 NITI形状记忆合金 Nb纳米线 超弹应力 温度依赖性
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