一、Numeric simulation of thickness of intermetallic compounds in interface zone of diffusion bonding for Cu and Al（论文文献综述）
郑瀚森[1]（2021）在《高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究》文中指出层状复合材料保持了单一组元材料的优点且克服了各自组元材料的不足,具有更优异的综合性能和广泛的工业应用前景。近年来,轨道交通、航空航天、国防军工等领域制动系统轻量化日趋迫切,开发结构功能一体化、短流程低成本制备技术,研制高强耐磨层状铝基复合材料制动部件,实现以铝代钢,具有重要的理论意义和应用价值。本论文以有工程应用背景的制动毂为研究对象,设计了外层耐磨层为SiCp/A357铝基复合材料、内层为7050高强铝合金材料的PAMC/Al层状复合材料制动毂;建立了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合流变铸造仿真模型;采用模拟仿真与实验研究相结合的方法,发展了高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻成型新技术;研究了工艺参数对组织与性能的影响规律,揭示了异种材料固液复合机理,实现了层状复合材料的固液复合,制备了结构功能一体化的高强耐磨层状铝基复合材料铸件。本文的主要研究结果如下:（1）通过模拟仿真与实验验证,研究了流变模锻工艺参数对7050高强铝合金铸件成型性与缺陷的影响。研究表明:铸造热节存在于制动毂轮辐和轮辋交界处,浇铸温度升高、成型比压降低和模具温度升高均会使热节存在时间上升;优化后的流变工艺参数为浇铸温度660℃、成型比压100 MPa、模具温度200℃,7050铝合金制动毂铸件成型良好,无缩孔缩松缺陷。（2）研究了电磁均匀化熔体处理及微合金化对7050高强铝合金流变模锻制动毂铸件组织与性能的影响。研究表明:对7050铝合金熔体施加电磁均匀化熔体处理及0.15 wt.%Sc微合金化处理后,流变模锻7050高强铝合金制动毂铸件组织明显细化,力学性能显着提升,与普通液态模锻相比,平均晶粒尺寸从136.9 μm降低至42.7 μm,抗拉强度由559MPa提升至597MPa,屈服强度由464MPa提升至518MPa,延伸率由6.1%提升至13.7%。（3）通过模拟仿真与实验研究,优化了耐磨环的结构参数,研究了固液复合铸造工艺关键参数对固液结合界面的影响,揭示了实现良好界面结合的规律:确保熔体与耐磨环表面润湿,耐磨环表面需产生一定程度的重熔并与熔体产生熔合结合,且熔合结合处液相共晶区尽量窄。本文实验条件下获得良好界面结合的工艺为:采用化学法去除表面氧化层,耐磨环结构参数为厚度5 mm、高度60 mm,耐磨环预热温度为200℃,加压前等待时间10 s。（4）分析表征了 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液结合界面的组织形貌、元素分布、相组成及其力学性能。结果表明,固液界面耐磨环表层组织由细晶区、球化区和枝晶区构成;固液界面SiCp/A357铝基复合材料层存在约250 μm厚的过渡层,界面处存在大量T相和Mg2Si相;T6热处理后固液界面处T相消失生成了新相W相;经过T6热处理后,固液界面处维氏硬度从121.5 HV提升至172.0 HV,界面剪切强度由83.3 MPa提升至124.6 MPa,相比铸态提高了约50%。（5）在上述研究基础上制备了外径470 mm、高度120 mm的大型PAMC/Al层状复合材料制动毂铸件。铸件组织呈细小等轴晶,宏观偏析程度较小,固液界面结合良好。铸件经T6热处理后的力学性能为:轮辋轴向抗拉强度582MPa,屈服强度512 MPa,延伸率7.9%;轮辐的径向抗拉强度590MPa,屈服强度530MPa,延伸率6.4%;轮辐的径向抗剪强度304 MPa。摩擦性能为:摩擦系数0.5776,磨损率3.99×10-7 cm3/（N.m）。台架试验验证结果良好,性能优异,具有较好的工业应用前景。
张月莹[2]（2021）在《钢/铝异种材料电阻点焊的研究》文中认为在环境问题日趋严重的今天,轨道客车、汽车等产业面对的困难也越来越多。如今,能实现节能减排的有效对策就是汽车轻量化和轨道客车的轻量化,而增加轻量化材料的使用量是能够达到汽车轻量化目的的直接有效的手段。那么钢/铝异种材料的焊接就是眼前即刻就要解决的难点问题。在物理、化学等方面,钢和铝存在较大差异,使得钢/铝异种材料的焊接性极差,焊接接头的力学性能很难达到实际使用标准。钢/铝焊接性问题是制约汽车轻量化技术取得进展的科学技术问题之一。电阻点焊是应用较为广泛的焊接技术。因此,研究钢/铝异种材料电阻点焊,有实际应用价值和理论意义。首先本文研究了SUS301L不锈钢（16Mn低合金钢）/6063-T6铝合金异种材料电阻点焊接头,由其微观组织特点及力学行为可知,不锈钢（16Mn钢）/铝合金电阻点焊接头主要由铝合金熔核、不锈钢（或16Mn钢）熔核和钢/铝界面层组成,本质为熔-钎焊接头。胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和少量等轴树枝晶是铝合金熔核的主要晶体结构;柱状的奥氏体晶粒是不锈钢熔核的主要组成;16Mn钢熔核主要由马氏体、珠光体和贝氏体组成。在点焊过程中,液态铝合金在固态不锈钢（或16Mn钢）表面润湿、铺展并发生Fe、Al原子的互扩散以及界面反应,在钢/铝界面形成Fe-Al金属间化合物（IMC）层。钢/铝界面层为双层结构:舌状Fe2Al5层（靠近不锈钢（或16Mn钢））;针状Fe Al3层（铝合金熔核侧）。在拉剪力作用下不锈钢（16Mn钢）/铝合金点焊接头有两种断裂模式（结合面断裂和纽扣断裂）。本试验条件下不锈钢/铝合金点焊接头的裂纹主要在界面IMC层萌生、扩展（结合面断裂模式）。而16Mn钢/铝合金接头,当铝熔核直径小于5.8 mm时,为结合面断裂模式;当铝熔核直径大于5.8 mm时,裂纹主要沿着铝熔核及其热影响区萌生、扩展（纽扣断裂模式）。铝合金熔核和脆硬的界面IMC层是恶化钢/铝接头力学性能的主要原因。研究焊接参数和电极形貌两方面焊接工艺因素对不锈钢/铝合金电阻点焊接头的影响规律。在采用F型电极时,接头铝熔核直径、压痕率以及IMC层厚度随着焊接电流（或焊接时间）的增加而增加;而接头拉剪力随之增加则先增大后减小。在焊接电流4 k A-7 k A（焊接时间100 ms-200 ms）区间,熔核直径的增加导致了接头拉剪力的增大;在焊接电流（焊接时间）继续增加时,接头拉剪力减小,导致这一现象的主要因为是较厚的IMC层和铝熔核中的缩孔。当焊接电流、焊接时间和电极压力分别取值为7 k A、200 ms和2 k N时,接头熔核直径、压痕率、IMC层厚度、接头拉剪力分别为为5.4 mm、30.1%、2.3μm、1.8 k N。研究结果表明,优化电极（与钢侧接触的电极是直径10 mm的圆形电极,与铝合金侧接触的电极为半径35 mm的球形电极）更利于改进钢/铝接头表面质量、组织和性能。并且在焊接电流、焊接时间和电极压力分别为13 k A、300 ms和3 k N的优化焊接参数条件下,获得了熔核直径7.2 mm、压痕率10.9%、IMC层厚度1.4μm及接头拉剪力3.6 k N的钢/铝接头。比F型电极的熔核直径和拉剪力分别提高了33.3%和100.0%,压痕率降低了63.8%。在F型电极条件下采用纳米粉末添加法研究金属（非金属）元素:Cu、Si、Zn、Ti对不锈钢/铝合金点焊接头的影响规律。Cu、Si、Zn和Ti均对接头组织及力学性能有显着的影响:Cu、Si在促进液态铝在固态钢表面润湿铺展性的同时抑制界面金属间化合物的生长,提高了接头拉剪力;Zn在抑制界面反应的同时改善金属间化合物层的性质(生成Fe2Al5Zn0.4),提高了接头的力学性能;Ti使晶粒细化,与Fe形成新物相（Fe2Ti）抑制了IMC的生成,提高接头的力学性能。分别添加1.51 mg Cu、5.78 mg Si、0.97 mg Zn或0.62 mg Ti粉末,钢/铝电阻点焊接头拉剪力分别为3.07 k N、3.55 k N、2.74 k N、2.68 k N,比未添加合金元素的接头拉剪力（1.80 k N）分别提高了70.56%、97.22%、52.22%、44.40%。因此,金属（非金属）粉末添加法是提高不锈钢/铝合金接头拉剪力的重要手段。通过ANSYS软件建立不锈钢/铝合金点焊过程的有限元模型（轴对称）,研究其热过程。结果表明,采用F型电极在焊接参数为焊接电流7 k A、电极压力2k N时,钢/铝点焊接头界面上的温度在200 ms时达到最大值（913℃）;此时,熔核直径达到最大值（5.5 mm）,与试验结果（5.4 mm）相吻合。在热循环曲线的基础上研究不锈钢/铝合金点焊过程中的钢/铝界面反应机制,通过界面金属间化合物生长的热力学分析可知钢/铝界面反应过程中Fe2Al5率先生成,随后再生成Fe Al3。最后,探讨了Cu、Si、Zn和Ti的作用方式及钢/铝界面层的冶金反应过程。Cu、Si、Zn和Ti作用下界面层的生长可归纳为四个阶段:熔化,溶解扩散,形成长大和凝固。
肖泽宇[3]（2021）在《TiAl基合金与镍基高温合金激光焊研究与数值模拟》文中研究表明TiAl基合金从上世纪50年代开始被逐渐应用到工业生产中。因其具有密度低、比强度高、高温条件下抗蠕变能力强等特点,在国防工业、发电厂的燃气涡轮机和飞机的涡轮发动机等零部件生产中都有有重要应用。TiAl基合金的密度不及Ni基高温合金密度的一半,所以使用TiAl/Ni基高温合金的焊接结构以达到节约成本,减轻结构重量的方法拥有广泛应用前景。本文从冶金和应力两个角度分析TiAl/Ni基高温合金的焊接性特点。本文首先对TiAl/Ni基高温合金的直接焊接接头特点进行研究。研究结果表明采用脉冲激光焊接TiAl/Ni基高温合金无法实现有效的连接。焊缝中存在大裂纹,焊接后接头立即开裂。在焊缝中检测到大量的Ni、Al、Ti等元素。光镜下能够观察到组织分布并不均匀。主要的组织分别是Al Ni2Ti和Al0.35Ni0.30Ti0.35。硬度测试结果表明TiAl基合金和Ni基高温合金接头的焊缝组织硬度值较大。中心部分显微硬度超过800HV,远远大于母材的硬度。为了改变接头的相组成,采用不同厚度的纯Cu作为中间层可实现二者的连接。当加入填加0.2mm的Cu中间层无法实现二者的激光焊接。形成的主要脆性相基本上没有变化。通过填加0.4mm和0.6mm的Cu作为中间层可以TiAl/Ni基高温合金的连接。两个焊接区均主要含有Cr固溶体、（Cu,Ni）固溶体、Al（Cu,Ni）2Ti、（Cu,Ni）共晶组织和Al（Ni,Cu）2Ti。二者的接头的平均抗拉强度分别为158MPa和88MPa。拉伸的断裂处均在靠近TiAl基合金一侧。为了进一步获得更好的接头,在单一中间层的基础上进行填加复合中间层的研究。查阅资料发现添加V/Cu复合中间层可以获得良好接头。在此基础上填加Ti/V/Cu复合中间层进行试验。结果表明在焊缝区的分布相主要为（V,Cr）固溶体相、Al（Ni,Cu）2Ti相和Cu Ni Ti相。焊缝区的硬度测试结果表明,硬度的分布十分不均匀,平均硬度值为595HV。接头的力学测试结果表明,接头的抗拉强度为169.5MPa,发生断裂的位置在TiAl基合金侧界面区。推测主要原因是该区存在大量的Al（Ni,Cu）Ti、Al（Cu,Ni）2Ti等脆性金属间化合物。本文使用ANSYS有限元软件对焊接过程进行模拟分析。温度场结果表明在焊接过程中温度场分布始终不对称,Ni基高温合金面温度较高。不同厚度的Cu中间层对熔池最高温度有明显影响。使用0.2mm的Cu中间层时熔池内温度较高,使用0.4mm和0.6mm的Cu中间层时温度降低。Cu中间层的厚度过大不利于改善焊接组织。复合中间层的温度有所提升,主要是因为Cu的减少,使得激光的反射减少,焊缝热输入增加了。而应力场仿真结果表明,焊接结束冷却400s后两侧应力分布不对称且不均匀。TiAl基合金侧应力高于Ni基高温合金侧。随着Cu中间层厚度的增加,最大应力趋于减小。当加入复合中间层时,应力降低显着,其中加入V/Cu复合中间层后应力最低。应力分布曲线可以看出,TiAl基合金侧曲线出现波动,应力分布不均匀。填加单一中间层时,随着Cu中间层厚度的增加,曲线趋近于圆滑,并且总体应力减少。填加V/Cu复合中间层曲线时应力曲线圆滑,有利于改善接头焊接性。
李云峰[4]（2021）在《大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究》文中进行了进一步梳理大型履带式工程车辆广泛应用于建筑、采矿、石油等工程领域。由于工作环境恶劣,驱动履带行走的主动轮齿圈齿面在伴有高冲击载荷摩擦力作用下,短期内出现严重磨损现象,现有的齿面感应淬火工艺已无法满足工作需要。为了解决齿面短期失效问题,提升轮齿服役周期,论文以大型齿圈常用的ZG42CrMoA材料为研究对象,以提高该材料表面耐磨性能并改善抗冲击与耐腐蚀性能为研究目标,采用激光熔覆技术开展了涂层材料选择和基础工艺优化、耐磨颗粒选配、稀土元素调控、脉冲激光熔覆影响、复合涂层设计与制备以及齿圈齿面激光熔覆工艺等研究工作,取得如下主要研究结果:（1）为提升主动轮齿圈齿面耐磨耐冲击性能,设计了一种包含界面连接层、增韧层与耐磨层的“三明治”夹层式复合结构涂层。界面连接层连接熔覆涂层与基材,为消除铸钢基材气孔、夹杂等冶金缺陷,采用大稀释率制备,有利于缺陷的排除,在界面形成良好冶金结合。增韧层用于缓冲外力作用,增强涂层耐冲击性能。耐磨层用于提升涂层的耐磨性能。增韧层与耐磨层以交替层叠方式制备。选择韧性与润湿性俱佳的Ni201粉末作为连接层与增韧层的材料。由于Ni45合金具有相对良好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能,因此将其作为耐磨层主体材料,通过添加WC颗粒增强耐磨性,添加稀土提升耐冲击性。（2）采用数值模拟与工艺试验相结合的方法,获得了激光熔覆过程的最佳载粉气流量为600 L/h。在此基础上通过正交试验分析方法,针对激光熔覆的激光功率、扫描速度与送粉量进行优化选择,得到Ni45涂层与Ni201涂层的最佳激光熔覆工艺参数,即Ni45涂层采用2100 W激光功率、300 mm/min扫描速度、8.87 g/min送粉率;Ni201涂层采用2700 W激光功率、300 mm/min扫描速度、4.72 g/min送粉率。采用上述参数进行多道搭接优化试验,得到40%的最佳搭接率。通过300℃的预热缓冷处理解决了40%搭接率涂层的开裂问题。（3）为提高激光熔覆Ni45涂层的耐磨性能,研究了微米与纳米两种尺度WC颗粒对涂层组织与性能的影响。由于微米WC颗粒具有较高的硬度和较低的粘着键形成几率,因而具有良好的抗粘着磨损特性,能有效提高Ni45涂层的耐磨性能。但具有较高脆性的WC颗粒会在涂层中形成高应力集中点,使Ni45涂层的耐冲击性能明显下降。而纳米WC颗粒尺寸小、比表面积大,会附着在固液界面前沿阻碍晶粒生长,从而使涂层组织得到显着细化。在提升涂层耐磨性的同时,耐冲击性及耐腐蚀性也得到显着改善。相比于Ni45涂层,添加10 wt.%纳米WC后,涂层磨损率降低53.17%,冲击韧性提高13.4%,腐蚀电流密度降低34.12%。（4）为改善激光熔覆Ni45涂层的耐冲击性能,研究了稀土钇及其氧化物对涂层组织与性能的调控作用。纯钇能抑制晶粒生长,从而细化涂层组织,但也会产生许多硬质析出相。由于硬质相在涂层内会成为应力集中点,在冲击力作用下会增加涂层开裂倾向,进而限制涂层耐冲击性的提高。同时,硬质相会增加Cr元素析出量,加剧涂层贫Cr现象,进而不能显着提高涂层耐腐蚀性。由于氧化钇难熔且不与其他金属发生反应,阻碍晶粒生长的同时,还会成为异质形核质点,因此能有效细化涂层组织并抑制硬质相析出,缓解涂层的应力集中与贫Cr现象,提高涂层耐冲击与耐腐蚀性。相比于Ni45涂层,添加0.4 wt.%氧化钇的涂层磨损率仅降低2.86%,冲击韧性提高53.8%,腐蚀电流密度降低56.24%。（5）为进一步调控Ni45涂层的综合性能,分析了脉冲频率对涂层组织与性能的影响机制。脉冲激光使熔池具有更大的温度梯度与冷却速率,因此可以有效细化组织并减少硬质相析出。相比于连续激光熔覆层,脉冲频率为80Hz的涂层磨损率降低26.63%,冲击韧性提高29.94%,腐蚀电流密度降低40.08%。（6）综合前述最优工艺分别制备了匀质和夹层式两种结构的复合涂层。结果表明:匀质复合涂层组织细化均匀,富W与富Cr相尺寸与数量较小。夹层式复合涂层中的增韧层晶界富集Mo元素,能有效阻碍Cr元素扩散。匀质复合涂层磨损率与腐蚀电流密度较基材降低76.94%和87.98%,较高频淬火基材降低72.80%和92.71%。夹层式复合涂层具有最优异的耐冲击性能,较匀质复合涂层与高频淬火试样分别提高8.21%和14.67%。（7）设计了大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具。该工装结构简单,能快速安装定位,运动稳定,并能实现齿圈和送粉头的联动。根据齿圈和送粉头的运动轨迹控制方法在齿面制备了均匀等厚的夹层式复合涂层。通过有限元模拟方法对比分析了高频淬火、激光熔覆匀质和夹层式复合涂层三种齿面与履带销在冲击和摩擦过程中的应力分布状态。相比于高频淬火和激光熔覆匀质涂层,由于夹层式复合涂层中的增韧层在冲击和摩擦过程中会发生微观塑性变形,从而分散涂层内部应力,有效缓解齿面的应力集中,因此该涂层在保证优异耐磨性能的同时,可获得良好的耐冲击性能。
王昕玥[5]（2021）在《钛/铜/钛复合板波纹辊轧制工艺与性能研究》文中研究表明钛具有良好的抗腐蚀性能,常被用作电化学阳极的基体材料,但钛的电阻率较大,难以满足电极材料对导电性的要求。针对这一问题,本课题将铜的优良导电性与钛的抗腐蚀性相结合,采用新型波纹辊轧制法制备了Ti/Cu/Ti复合板,这种“三明治”式的波纹状复合板不仅能够满足腐蚀环境下电极材料对导电性、抗腐蚀性的要求,同时还具备良好的力学性能。本文对波纹辊轧制法和传统平辊轧制法进行对比,分别研究了二者对Ti/Cu/Ti复合板力学性能和电化学性能的影响,并使用ABAQUS软件模拟了Ti/Cu/Ti复合板在两种轧制过程中的塑性变形行为。使用万能拉伸试验机、电化学工作站对Ti/Cu/Ti复合板力学性能、导电性能和耐腐蚀性能进行检测,采用SEM、EDS、XRD、EBSD等测试手段对复合板的剥离断口、拉伸断口和界面微观组织的形貌特征、元素分布、生成物相进行了分析。有限元模拟结果表明,在相同压下率下,波纹辊轧制过程中的轧制力比普通平辊轧制大13%,等效应变、等效应力、剪切力也较大。由于波纹复合板单位体积的结合界面接触面积有效增大,使轧制力增大,同时还加剧了板材宽度方向（TD方向）的延展,促进剪切变形,有利于钛金属的撕裂和硬脆层破碎,使较软铜金属挤入,促进界面的撕裂结合,并且,塑性变形过程中产生的大量热量对促进界面结合的影响尤为显着。实验结果表明,Ti/Cu/Ti波纹复合板综合性能最佳。波纹复合板在压下率为50%时结合强度最高为20.44N/mm,此时,它的抗拉强度为370.93MPa,比理论值242.75MPa高52.8%,延伸率为19%。波纹复合板界面的良好结合归因于多种机制的共同作用:波纹状界面有效增加了界面接触面积;强应力和摩擦剪切变形促进金属流动,同时硬脆层破碎,使更多新鲜金属暴露出来。此外,采用波纹辊轧制法时,复合板的加工硬化较弱,变形程度大,界面结合良好,晶粒细化程度大,具有良好的拉伸性能。通过电化学测试结果表明,压下率为50%的波纹复合板表现出最佳的耐腐蚀能力和优良导电性。通过波纹辊轧制法得到的复合板位错密度变小、无杂质、无析出相、晶粒细化,不仅使钛层活性原子数目增多,促进钛表面生成钝化膜的能力,并且促进铜层的孪生和再结晶,使得大量位错被消耗,铜层位错密度降低,从而使复合板兼备了优良的导电性和抗腐蚀能力。
杨潇[6]（2021）在《AlCoCrFeNi高熵合金颗粒增强Al基复合材料制备及界面行为研究》文中指出传统陶瓷颗粒增强Al基复合材料存在颗粒-基体界面润湿性差、界面结合强度低及颗粒与基体塑性变形协调能力差等问题,导致陶瓷颗粒在提高材料强度的同时严重恶化了材料的塑性。高熵合金（HEA）颗粒与Al基体良好的界面润湿性以及高强度、高硬度和良好的热稳定性展现出其作为一种新型强化相的巨大潜力。论文提出以Al Co Cr Fe Ni HEA颗粒为强化相、5083Al合金为基体,利用放电等离子烧结技术（SPS）和水下/搅拌摩擦加工技术（SFSP,FSP）制备了HEA/Al复合材料。研究成果拓宽了Al基复合材料的强韧化途径,为HEA/Al复合材料的进一步发展提供了理论支撑。采用ABAQUS有限元分析的方法建立了不同HEA颗粒尺寸、形状和界面结合强度的HEA/Al复合材料的拉伸力学模型;揭示了颗粒尺寸、形状、界面强度、界面损伤行为和力学性能的关系;研究了放电等离子烧结技术制备的SPSed HEA/Al复合材料中,HEA-Al界面结构、界面微区微-纳力学性能、界面应力分布特征和力学性能,揭示了SPSed HEA/Al复合材料的断裂失效机制。探究了水下/搅拌摩擦加工制备的SFSPed/FSPed HEA/Al复合材料的晶粒细化机制、再结晶行为、界面连接机制和强化机理。ABAQUS数值模拟结果表明:对于立方形和球形颗粒增强复合材料,小颗粒展现出更高的强化效果,并且随着界面结合强度的下降,复合材料的强度和塑性对颗粒尺寸的变化越来越敏感。在理想界面条件下,球形颗粒的强化效果低于立方形颗粒,但在强界面和弱界面条件下,球形颗粒增强复合材料展现出更高的强度和延伸率;在相同情况下,界面损伤优先发生在立方形颗粒增强复合材料中,并且具有更快的扩展速率。SPSed HEA/Al复合材料的微观组织表征及力学性能测试结果表明:HEA-Al界面反应剧烈,形成了厚度约为10μm的反应层;界面反应产物为Al13（Co Cr Fe Ni）4、Al9（Co Fe Ni Mg）2和Al18Cr2Mg3;10 vol.%HEA/Al复合材料内部的平均晶粒尺寸为4.73μm,大角度晶界比例为84%,再结晶晶粒的比例为78.9%。HEA颗粒的添加提高了材料的屈服强度,降低了材料的抗拉强度和延伸率。HEA-Al界面断裂发生在界面反应层的近HEA颗粒侧,为脆性断裂。SPSed HEA/Al复合材料的界面微区微-纳力学性能测试和ABAQUS数值模拟分析结果表明:SPSed HEA/Al复合材料中反应层近HEA颗粒侧的界面结合强度低于反应层近Al基体侧。过厚的界面反应层的存在一方面弱化了HEA颗粒的强化效果,另一方面加剧了材料内部颗粒、基体及界面区域的应力集中程度,从而恶化了材料的力学性能。FSPed HEA/Al复合材料的微观组织表征和力学性能测试结果表明:通过对HEA-Al界面结构的调控,界面反应得到了有效地抑制,反应层厚度约为750 nm,Al13Co4型相先于Al9Co2型相在界面处生成。连续动态再结晶机制、颗粒促进形核机制和Zener-pinning效应的共同作用使复合材料内部的晶粒尺寸细化为2.4μm。10 vol.%HEA/Al复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为388 MPa和202 MPa,延伸率为15.3%。HEA-Al界面断口表面以韧性断裂为主,但仍然存在脆性断裂特征。SFSPed HEA/Al复合材料的微观组织表征和微-纳力学性能、拉伸性能及磨损性能测试结果表明:HEA颗粒的添加,弱化了Al基体的取向,细化了复合材料的晶粒尺寸（平均晶粒尺寸为1.2μm）,提高了材料的显微硬度、纳米硬度、弹性模量、弹性应变破坏抗力（H/E）和塑性变形抗力（H3/E2）。SFSPed HEA/Al复合材料的抗拉强度和屈服强度分别为401 MPa和219 MPa,延伸率可达18.9%。HEA-Al界面断口表面为明显的韧性断裂。SFSPed HEA/Al复合材料的界面微观结构表征、FSPed/SFSPed HEA/Al复合材料界面行为研究及SFSPed HEA/Al复合材料强化机制分析结果表明:SFSPed HEA/Al复合材料中,界面反应层由具有纳米孪晶结构的FCC相、Al18Cr2Mg3和贫Cr的纳米HEA颗粒组成,其厚度约为200 nm。FSPed HEA/Al复合材料的界面产物中Al9Co2型和Al13Co4型相低的有效生成Gibbs自由能是其生成的热力学本质。SFSPed HEA/Al复合材料中,降低的峰值温度、缩短的高温停留时间、较小的元素扩散系数以及Al基体中合金元素存在的固溶度,使得界面处的FCC相固溶体得以保存。FSPed/SFSPed HEA/Al复合材料中,界面产物Al18Cr2Mg3的生成可以归因于Cr元素和Mg元素的偏析以及热力学上较低的吉布斯自由能变化量。SFSPed HEA/Al复合材料的主要强化机制为载荷传递强化、细晶强化和位错强化。
杨春靓[7]（2021）在《铝/镁异质合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接过程的数值分析》文中研究说明随着经济和社会发展对节能减排的要求越来越高,铝合金和镁合金等轻质材料在汽车、航空航天和高速列车等行业的应用愈加广泛。铝合金和镁合金的复合构件,可充分利用两者的优点,并弥补彼此的不足。但是,由于两种材料在晶体结构和物性参数等方面存在较大的差异,铝/镁异质合金的高质量连接面临特殊的挑战。本课题组研发了超声振动辅助搅拌摩擦焊（UVeFSW）新工艺,前期实验已证明,UVeFSW在焊接铝/镁异质合金时有独特优势。但是,铝/镁异质合金UVeFSW过程中存在复杂的多物理场耦合机制,超声振动对“热-力-流-质”行为的影响机制更为复杂。因此,建立铝/镁异质合金UVeFSW过程的数理模型,开展“声-热-流-力-质”多物理场的耦合数值分析,对于揭示超声振动对异质材料焊接成形的作用机理,实现超声能场在铝/镁异质合金UVeFSW工艺中的有效利用和推广应用,具有十分重要的理论意义和工程实用价值。建立了铝/镁异质合金搅拌摩擦焊接（FSW）过程的计算流体动力学（CFD）模型,采用多相流理论描述两种材料的传输、混合以及相应的产热、传热和塑性流动行为。在此基础上,为了提高异质材料混合与分布的预测精度,分别建立了考虑搅拌针下方局部湍流的修正模型和考虑材料物性参数和体积分数的非线性关系的修正模型,定量分析了焊核区异质材料流动、混合与分布规律。建立了考虑超声软化和残余硬化效应的声塑性本构方程,并分析了超声的软化与残余硬化效应在不同温度和应变率条件下对流动应力的影响规律。将声塑性本构方程用于铝合金UVeFSW的CFD模型中。数值计算结果表明,在搅拌针侧面附近的内环区域,同时考虑超声软化与残余硬化效应时,计算出的流动应力高于仅考虑声软化时的流动应力;但在外环附近,流动应力计算结果与前述情况相反,使得施加超声之后流动范围更宽,这与实验结果相一致。同时考虑超声软化与残余硬化效应后,材料流动的预测精度更高。基于超声减摩理论（UiFR）,定量计算并分析了搅拌头-工件接触面上不同相对方向的声致减摩效应对摩擦系数的作用效果。摩擦系数在搅拌头-工件接触界面的分布投影结果呈蝴蝶状,由超声减摩效应在前进侧和后退侧比在搅拌头前方更强。上述处理,改进了铝合金UVeFSW过程中产热和温度场的预测精度。将超声的声塑性和声致减摩等效应引入到考虑局部湍流的铝/镁异质合金FSW模型,建立了铝/镁异质合金UVeFSW模型,定量分析了超声场在铝/镁异质材料UVeFSW过程中的不对称性,超声声压、声能在铝合金一侧较强,在焊核区呈现花纹状分布。施加超声之后,搅拌头与工件接触面上的产热和剪切层内塑性变形产热均有所减少。由于声致减摩效应,搅拌头-工件接触面上的摩擦系数和热流密度分布呈现出“畸形”蝴蝶状。材料流动与分布的计算结果反映了超声振动对异质材料混合的促进效果与规律,并与实验结果吻合良好。最后,基于原子扩散理论,考虑铝/镁异质合金FSW过程中温度和位错的影响,初步建立了界面上金属间化合物层（IMCs）厚度的预测模型。结合温度、应变速率和位错密度随时间的变化,定量分析了焊接过程中特征时刻扩散系数和IMCs厚度的变化以及位错密度和温度在不同阶段对IMCs形成的作用机制。IMCs厚度预测结果与实测结果吻合较好。
陈月[8]（2021）在《CZ-Zr合金与316L不锈钢真空钎焊工艺研究》文中研究指明锆合金抗腐蚀、耐高温,且机械性能、加工性能好,在众多领域应用广泛。尤其是,昂贵的锆合金与价廉性优的不锈钢连接形成的复合构件,综合了两者的优势,可获得更大的经济和社会效益。但是锆合金与不锈钢焊接时易生成脆性金属间化合物,导致两者直接连接非常困难。本文以CZ-Zr合金与316L不锈钢为母材,采用BAg72Cu二元共晶钎料和BNi7三元共晶钎料对其进行真空钎焊连接,研究了钎焊工艺对接头组织及力学性能的影响。主要结果如下:采用BAg72Cu和BNi7钎料在真空条件下钎焊CZ-Zr合金与316L不锈钢,在合理的工艺条件下均可得到可靠的钎焊接头。其钎焊接头由平行于界面的连续致密层组成,钎料与两侧母材均形成了反应层,冶金作用充分。CZ-Zr/BAg72Cu/316L钎焊接头的组织主要为Fe（Cr,Zr）2、Zr（Fe,Cr）2、（Zr,Cu）、Zr2Ag+Zr Ag、α-Zr+Zr2Cu+Zr2Ag以及Zr3Fe相。在不同钎焊温度以及保温时间下,钎焊接头均产生了显着硬化现象。近不锈钢侧的Zr（Fe,Cr）2扩散层硬度值最大,为790.8 HV,两侧母材的硬度最小,钎缝中心区域介于两者之间。接头剪切强度随着钎焊温度的提高,先升高再降低,在820℃时,最大为125 MPa。当钎焊温度一定,延长保温时间,接头剪切强度先缓慢升高后大幅度降低。接头断口形貌为典型的河流状花纹和台阶,属于解理脆性断裂。XRD结果表明,接头最薄弱的区域为锆合金与钎料界面处,裂纹易在此区域萌生并在焊缝中迅速扩展,在不锈钢侧发生脆性断裂。CZ-Zr/BNi7/316L钎焊接头生成的主要典型组织为（Cr,Fe）固溶体、Zr（Fe,Cr）2金属间化合物、Ni（Cr,Zr）-P化合物、α-Zr固溶体。接头在不同条件下均产生了显着硬化现象。焊缝中心的Ni（Cr,Zr）-P黑块硬度值最大,其次是Zr（Fe,Cr）2金属间化合物层,钎缝界面区的硬度介于中间值。钎焊间隙越小,接头剪切强度越大。在保温时间一定时,剪切强度随钎焊温度升高而增大,在钎缝间隙100μm、1050℃、20 min时,接头剪切强度最大,为150 MPa。接头断口为层状脆性断裂,焊缝中心区是接头中最薄弱的区域,此区域易萌生裂纹,继而沿着焊缝界面迅速扩展至两侧而发生断裂。基于ABAQUS软件对CZ-Zr/BAg72Cu/316L钎焊接头进行残余应力分析,结果表明,残余应力主要分布于钎缝和母材近缝处,呈现横向微拱形竖向梯度形态的规律,从焊缝向两侧母材逐级递减。接头中的残余应力主要为拉应力,远离焊缝的母材顶部、四周和中心位置存在较小的压应力。接头应力峰值位于钎料的四周直角位置,为246 MPa。
郑传幸[9]（2021）在《基于分子动力学的铜铝固液振动复合铸轧界面扩散机理研究》文中进行了进一步梳理Cu/Al复合材料将具有高导电导热率、低接触电阻的铜和质轻、经济的铝结合起来,使铜、铝在成本和性能上取长补短,实现了以铝节铜的目标,其在航空航天、电力电子等领域应用广泛。由于复合界面的结构与性能对复合材料整体性能影响较大,使得如何对复合界面层厚度及界面层结构、形态进行有效调控,进而提高复合材料性能成为当今复合新技术、新工艺发展的导向。这迫切需要从微观尺度上探究Cu/Al界面结合的本质及界面微观变形机理。本团队在Cu/Al固液复合铸轧工艺的基础上,提出了Cu/Al固液振动复合铸轧工艺。该工艺一方面具有高温、高压两种促进界面冶金结合的条件,同时还可以通过轧辊的微幅上下往复运动,使塑性变形区发生双向剪切变形,强化界面层化合物的扩散和钉扎。本文依托Cu/Al固液振动复合铸轧工艺,采用分子动力学模拟方法,围绕Cu/Al界面扩散特征以及Cu/Al界面微观变形机制两个问题开展了研究。首先,基于分子动力学模拟方法建立了Cu/Al固液扩散模型,研究了高温下扩散时间对Cu/Al界面扩散的影响。然后,对高温下长时间扩散的分子动力学模型进行了冷却模拟,得到了Cu、Al原子的扩散系数在铝液凝固过程中的变化规律,并对凝固过程中界面层厚度的变化及Cu、Al原子的扩散行为进行了表征,总结了铝液凝固对界面扩散的影响。其次,模拟分析了Cu/Al界面体系和Cu/Al扩散界面体系在压缩载荷作用下的塑性变形过程。结果表明,界面扩散会提高铜铝复合界面的压缩强度,在压缩载荷下扩散界面层先发生脆性断裂,形成复杂的层错结构和位错塞积,对后续变形产生深远影响。最后,模拟了Cu/Al扩散界面体系在压缩-循环剪切复合载荷作用下的塑性变形过程,对比分析了不同剪切幅度和剪切频率下体系的塑性变形过程。结果表明,增大剪切幅度和剪切频率均能减小体系正应力值,提高扩散界面的压缩塑性,剪切应变的添加能加快扩散界面层的断裂,摧毁扩散界面层中产生的硬化结构,引起扩散界面层中层错结构的不断变化,剪切幅度越大和剪切频率越高这种现象越明显。
刘鲜鲜[10]（2021）在《Ni/Al爆炸焊接分子动力学模拟及试验研究》文中提出与单一金属相比,金属复合材料因具有优良的性能得到了广泛的应用,如重量轻、抗氧化、耐摩擦和良好的机械性能等优点。爆炸焊接技术可以直接连接各种相同和不同的材料,由它制备的复合材料具有优异的力学性能。由爆炸焊接法制备的Ni/Al复合材料由于其优异的机械性能、抗氧化和抗腐蚀能力,在军事和航空航天领域有着广泛的应用。目前对爆炸焊接界面的结合机理研究还很少、研究结果尚不理想;Ni、Al爆炸焊接的结合机理尚未被讨论,研究Ni/Al爆炸焊接界面的结合机理有助于获得优质Ni/Al焊接部件。本文对Ni、Al爆炸焊接过程进行了模拟,对爆炸焊接中各阶段Ni/Al结合界面的形貌、Ni和Al的原子结构、微观晶体结构、焊接部件的切削特性、拉伸特性进行了研究。在不同装药高度下,采用平行爆炸焊接法制备了薄层Ni/Al复合板。对Ni/Al复合材料结合界面的形貌、元素分布、扩散层厚度、维氏显微硬度试验、准静态拉伸试验进行研究。研究结果表明:（1）在温度和压强作用下,异种原子间在焊接接头处实现扩散熔合。Ni/Al结合界面结合机制:加载阶段为压结、卸载阶段为扩散结合或熔化-扩散结合、冷却阶段为扩散结合;随着冲击速度或装药高度的增加:复合板的界面波形越来越明显,波形数量也逐渐增大,波幅在逐渐减小,界面结合强度越来越优;Al原子向Ni侧扩散在卸载阶段和冷却阶段也越明显,原子的扩散层厚度越大,产生的位错越多。（2）Ni侧和Al侧的无序原子主要是晶界,在晶界处存在熔化区,表明爆炸焊接机理包含熔化焊机理。由于极高的应变速率和热效应,在Ni板中形成的胞状位错结构、在Al板中形成多边形位错结构、混合区形成典型凝固结构;爆炸焊接中fcc结构和bcc结构可以逆向转变。冷却阶段,加载时初始温度越高,fcc结构的逆向转化率越高,冲击速度为1500 m/s、1750 m/s、2000 m/s时,分别提高了7.0%、15.6%、28.0%,hcp结构是促进fcc、bcc结构转化的媒介,为解释爆炸焊接出现的遇到的一些问题提供参考。（3）靠近Al区的原子先产生微裂纹,微裂纹不会沿着复合材料结合界面扩展;在高冷却速率、系统平衡温度大于Ni的熔点时,爆炸焊接后的焊件存在纳米粒子,与系统平衡温度未达到Ni的熔点的焊件相比,纳米粒子存在的焊件可以获得最高的抗拉强度和最好的塑性形变、复合板的抗拉强度都比初始靶材Al 1060的抗拉强度高;焊件的形成过程导致了界面附近原子的位错形核和无序排列,当刀具与工件接触时,会产生位错,在结合面发生加工硬化效应,可通过改变炸药厚度来获得比基材硬度更高的材料;切削后的焊接件在没有热作用的情况下,均能使异种原子接触强烈、扩散加强,力学性能得到强化;在炸药厚度相同的情况下,以Al为复板的界面比以Ni为复板的界面可获得更高的硬度和抗拉强度。
二、Numeric simulation of thickness of intermetallic compounds in interface zone of diffusion bonding for Cu and Al（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Numeric simulation of thickness of intermetallic compounds in interface zone of diffusion bonding for Cu and Al（论文提纲范文）
（1）高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高强铝合金的铸造成型 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的研究现状 |
| 1.2.2 7xxx铝合金的铸造工艺 |
| 1.2.3 7xxx铝合金流变成型研究进展 |
| 1.3 层状复合材料的成型方法 |
| 1.3.1 离心铸造法 |
| 1.3.2 浸渗法 |
| 1.3.3 铸造复合法 |
| 1.4 层状复合材料的界面结合机理 |
| 1.4.1 固液界面的复合机理 |
| 1.4.2 固液界面的过渡层 |
| 1.4.3 元素扩散及化合物生长对固液界面结合性能的影响 |
| 1.5 本论文研究目的与意义 |
| 1.6 本论文的难点、关键技术及创新点 |
| 1.7 本论文研究内容及技术路线 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 SiCp/A357复合材料 |
| 2.1.2 7050铝合金 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 SiC颗粒预处理装置 |
| 2.2.2 真空搅拌铸造装置 |
| 2.2.3 固液复合铸造装置 |
| 2.2.4 熔体处理装置 |
| 2.2.5 热处理装置 |
| 2.3 有限元模拟仿真 |
| 2.3.1 模拟仿真软件及内容 |
| 2.3.2 几何模型的建立及计算参数 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织观察 |
| 2.4.3 室温力学性能分析 |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.5 摩擦磨损性能分析 |
| 3 7050铝合金流变模锻工艺研究 |
| 3.1 7050铝合金流变模锻工艺仿真优化 |
| 3.1.1 模型建立及计算参数设定 |
| 3.1.2 计算结果及分析 |
| 3.2 实验中各工艺参数对成型性的影响 |
| 3.2.1 模具温度的影响 |
| 3.2.2 浇铸温度的影响 |
| 3.2.3 比压对成型性的影响 |
| 3.3 各工艺参数对微观缺陷的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 7050铝合金流变模锻组织性能调控研究 |
| 4.1 流变模锻成型工艺对组织的影响 |
| 4.1.1 浇铸温度对微观组织的影响 |
| 4.1.2 比压对晶粒形貌的影响 |
| 4.2 7050铝合金组织调控方案 |
| 4.3 7050铝合金制动毂调控前后的组织与性能 |
| 4.4 7050铝合金组织调控优化机理 |
| 4.4.1 微合金化对7050铝合金铸件微观组织与力学性能的影响 |
| 4.4.2 IC-AEMS熔体处理对7050铝合金铸件微观组织和性能的影响 |
| 4.5 7050铝合金层的拉伸断口分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺研究 |
| 5.1 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合铸造工艺仿真优化 |
| 5.1.1 耐磨环厚度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.2 耐磨环高度对其内表面升温的影响 |
| 5.1.3 耐磨环预热温度对其内表面升温的影响 |
| 5.2 复合铸造工艺参数对固液界面结合的影响 |
| 5.2.1 耐磨环表面处理对界面结合的影响 |
| 5.2.2 耐磨环预热温度对界面结合的影响 |
| 5.2.3 复合铸造加压前等待时间对界面结合的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 PAMC/Al层状复合材料制动毂固液复合界面的组织与性能 |
| 6.1 固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.1 铸态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.1.2 T6态固液复合界面的微观组织结构 |
| 6.2 固液复合界面的力学性能 |
| 6.2.1 维氏硬度测试 |
| 6.2.2 剪切性能测试 |
| 6.3 分析和讨论 |
| 6.3.1 固液铸造过程中界面的形成 |
| 6.3.2 剪切断口分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂复合铸造实验 |
| 7.1 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂结构及制备 |
| 7.2 大型PAMC/Al层状复合材料制动毂组织及性能 |
| 7.2.1 微观组织表征 |
| 7.2.2 性能分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）钢/铝异种材料电阻点焊的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 钢/铝焊接性的研究 |
| 1.3 钢/铝焊接的研究现状 |
| 1.3.1 钢/铝异种材料固相焊 |
| 1.3.2 钢/铝异种材料钎焊 |
| 1.3.3 钢/铝异种材料熔-钎焊 |
| 1.4 钢/铝界面反应的研究现状 |
| 1.4.1 钢/铝界面反应产物 |
| 1.4.2 钢/铝界面层生长行为 |
| 1.4.3 金属(非金属)元素对钢/铝界面反应的影响 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.4 试验测试分析方法 |
| 2.4.1 分析接头微观组织 |
| 2.4.2 点焊接头力学性能测试 |
| 第3章 钢/铝电阻点焊接头微观组织特点及力学行为 |
| 3.1 不锈钢/铝合金接头的组织特点及力学行为 |
| 3.1.1 不锈钢/铝合金接头的宏观形貌特点 |
| 3.1.2 不锈钢/铝合金接头的微观组织结构特点 |
| 3.1.3 不锈钢/铝合金接头的力学行为 |
| 3.2 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的组织特点及力学行为 |
| 3.2.1 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的宏观形貌特点 |
| 3.2.2 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的微观组织特点 |
| 3.2.3 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的力学行为 |
| 3.3 钢/铝电阻点焊接头的主要缺陷 |
| 3.3.1 未焊合 |
| 3.3.2 熔核区缩孔和气孔缺陷 |
| 3.3.3 裂纹 |
| 3.3.4 过度压痕 |
| 3.3.5 烧穿孔 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 工艺因素对不锈钢/铝合金点焊接头的影响 |
| 4.1 采用F型电极时焊接参数对不锈钢/铝合金接头的影响 |
| 4.1.1 焊接电流的影响 |
| 4.1.2 焊接时间的影响 |
| 4.1.3 电极压力的影响 |
| 4.2 采用优化电极时焊接参数对不锈钢/铝合金接头的影响 |
| 4.2.1 焊接电流的影响 |
| 4.2.2 焊接时间的影响 |
| 4.2.3 电极压力的影响 |
| 4.2.4 优化参数条件下钢/铝接头的微观组织及力学行为 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 冶金因素对不锈钢/铝合金点焊接头的影响 |
| 5.1 Cu元素的影响 |
| 5.1.1 添加Cu不锈钢/铝合金接头的组织结构特点 |
| 5.1.2 Cu添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.2 Si元素的影响 |
| 5.2.1 添加Si不锈钢/铝合金接头的组织结构特点 |
| 5.2.2 Si添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.3 Zn元素的影响 |
| 5.3.1 添加Zn不锈钢/铝合金接头组织特点 |
| 5.3.2 Zn添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.4 Ti元素的影响 |
| 5.4.1 添加Ti不锈钢/铝合金接头组织特点 |
| 5.4.2 Ti添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 钢/铝点焊有限元分析及接头界面生长机制 |
| 6.1 钢/铝点焊热过程有限元分析 |
| 6.1.1 点焊热过程的基本控制方程 |
| 6.1.2 点焊热过程有限元模型的建立 |
| 6.1.3 点焊热过程热-电-力耦合分析流程 |
| 6.1.4 点焊热过程的分析结果与讨论 |
| 6.2 不锈钢/铝合金界面层的生长机制 |
| 6.2.1 不锈钢/铝合金界面层生长热力学分析 |
| 6.2.2 界面金属间化合物层生长过程 |
| 6.3 金属(非金属)元素作用下界面层的生长模型 |
| 6.3.1 金属(非金属)元素控制界面层生长的作用方式 |
| 6.3.2 Cu元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.3.3 Si元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.3.4 Zn元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.3.5 Ti元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）TiAl基合金与镍基高温合金激光焊研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 TiAl基合金同质材料研究进展 |
| 1.2.1 熔化焊 |
| 1.2.2 固相焊 |
| 1.2.3 钎焊 |
| 1.3 TiAl基合金与Ni基高温合金的连接进展 |
| 1.4 激光焊模拟过程 |
| 1.4.1 有限元热源模型的发展过程 |
| 1.4.2 激光焊接模拟研究现状 |
| 1.4.3 目前存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 母材 |
| 2.1.2 中间层材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 激光焊接设备 |
| 2.2.2 接头宏观、微观组织分析 |
| 2.2.3 接头力学性能 |
| 第3章 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的微观组织特点 |
| 3.1 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的宏观组织结构 |
| 3.2 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的微观组织 |
| 3.3 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头力学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 中间层对TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的影响 |
| 4.1 采用单一中间层的TiAl/Ni基高温合金激光焊 |
| 4.1.1 激光焊接头的宏/微观组织结构 |
| 4.1.2 激光焊接头的力学性能 |
| 4.1.2.1 接头显微硬度分布 |
| 4.1.2.2 接头拉伸性能 |
| 4.2 采用复合中间层的TiAl/Ni基高温合金激光焊 |
| 4.2.1 接头宏观组织 |
| 4.2.2 接头微观组织 |
| 4.2.3 激光焊接头的力学性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 TiAl/Ni基高温合金激光焊接头的数值模拟 |
| 5.1 温度场有限元模型的建立 |
| 5.1.1 材料热物理性能参数 |
| 5.1.2 有限元模型绘制与网格划分 |
| 5.1.3 边界条件与加载 |
| 5.2 应力场有限元模型的建立 |
| 5.2.1 材料力学性能参数 |
| 5.2.2 热-应力耦合分析过程 |
| 5.2.3 边界条件与加载 |
| 5.3 不加中间层模拟结果与分析 |
| 5.3.1 不加中间层焊接温度场模拟结果分析 |
| 5.3.2 不加中间层焊接应力模拟结果分析 |
| 5.4 采用单一中间层模拟结果与分析 |
| 5.4.1 采用单一中间层焊接温度场模拟结果分析 |
| 5.4.2 采用单一中间层焊接应力场模拟结果分析 |
| 5.5 采用复合中间层模拟结果与分析 |
| 5.5.1 采用复合中间层焊接温度场模拟结果分析 |
| 5.5.2 采用复合中间层焊接应力模拟结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 相关技术研究现状 |
| 1.2.1 齿形件传统表面改性研究现状 |
| 1.2.2 金属耐磨耐冲击涂层制备技术研究现状 |
| 1.2.3 激光熔覆技术 |
| 1.2.4 激光熔覆技术研究现状 |
| 1.2.5 大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层需解决的科学问题 |
| 1.3 本文主要研究内容与方案 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究方案 |
| 第2章 复合涂层结构的初步设计、材料选择及试验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层结构的初步设计与材料选择 |
| 2.3.1 复合涂层结构的初步设计 |
| 2.3.2 界面连接层与增韧层粉末材料选择 |
| 2.3.3 耐磨层合金粉末材料选择 |
| 2.4 试验与测试分析方法 |
| 2.4.1 激光熔覆耐磨耐冲击复合涂层制备方法 |
| 2.4.2 X射线衍射分析 |
| 2.4.3 金相样件制备及组织观察 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.5 透射电子显微镜观察与分析 |
| 2.4.6 热辐射谱测试与高速摄像设备 |
| 2.5 相关性能测试方法 |
| 2.5.1 维氏硬度测试 |
| 2.5.2 耐磨性能测试 |
| 2.5.3 耐冲击性能测试 |
| 2.5.4 拉伸性能测试 |
| 2.5.5 电化学腐蚀性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光熔覆基础工艺参数优化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载粉气流量对激光熔覆涂层形貌的影响 |
| 3.2.1 载粉气流量对熔覆层宏观形貌的影响 |
| 3.2.2 载粉气流量对粉末流态的影响 |
| 3.3 单道激光熔覆正交优化试验 |
| 3.3.1 单道激光熔覆涂层工艺正交优化试验 |
| 3.3.2 正交试验结果方差分析(ANOVA) |
| 3.3.3 单道激光熔覆涂层参数优化选择与响应预测 |
| 3.4 多道搭接激光熔覆工艺优化与分析 |
| 3.4.1 多道搭接激光熔覆工艺试验 |
| 3.4.2 多道搭接激光熔覆过程应力场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳化钨颗粒对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.2.1 微米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.2.2 微米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.2.3 微米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.2.4 微米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.3 纳米WC颗粒对涂层组织与性能的影响 |
| 4.3.1 纳米WC颗粒对涂层宏观形貌的影响 |
| 4.3.2 纳米WC颗粒对涂层微观组织的影响 |
| 4.3.3 纳米WC颗粒对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 4.3.4 纳米WC颗粒对涂层性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 稀土对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纯钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.2.1 纯钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.2.2 纯钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.2.3 纯钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.2.4 纯钇对涂层性能的影响 |
| 5.3 氧化钇对涂层组织与性能的影响 |
| 5.3.1 氧化钇对涂层宏观形貌的影响 |
| 5.3.2 氧化钇对涂层微观组织的影响 |
| 5.3.3 氧化钇对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 5.3.4 氧化钇对涂层性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 脉冲频率对激光熔覆涂层组织与性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌与微观组织的影响 |
| 6.2.1 脉冲激光功率对单道涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.2 脉冲激光频率对涂层宏观形貌的影响 |
| 6.2.3 脉冲激光频率对涂层微观组织的影响 |
| 6.2.4 脉冲激光频率对熔池流动状态与凝固组织的影响机理 |
| 6.3 脉冲激光频率对涂层性能的影响 |
| 6.3.1 脉冲激光频率对涂层显微硬度的影响 |
| 6.3.2 脉冲激光频率对涂层耐磨性能的影响 |
| 6.3.3 脉冲激光频率对涂层力学性能的影响 |
| 6.3.4 脉冲激光频率对涂层电化学腐蚀特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面向大型齿圈齿面的激光熔覆复合涂层设计与制备 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 面向大型齿面的激光熔覆复合涂层结构与成分设计 |
| 7.3 激光熔覆复合涂层的宏观形貌与微观组织分析 |
| 7.3.1 激光熔覆复合涂层宏观形貌分析 |
| 7.3.2 激光熔覆复合涂层微观组织分析 |
| 7.4 激光熔覆复合涂层性能及相关机理分析 |
| 7.4.1 匀质复合涂层显微硬度分析 |
| 7.4.2 匀质复合涂层耐磨性能与磨损机理分析 |
| 7.4.3 匀质与夹层式复合涂层的耐冲击性能分析 |
| 7.4.4 带基材复合涂层综合耐冲击性能分析 |
| 7.4.5 匀质复合涂层耐腐蚀性能分析 |
| 7.5 大型齿圈齿面激光熔覆耐磨耐冲击涂层制备 |
| 7.5.1 大型齿圈齿面激光熔覆工装夹具设计 |
| 7.5.2 齿圈齿面激光熔覆运动轨迹控制 |
| 7.5.3 主动轮齿圈齿面激光熔覆工艺过程 |
| 7.5.4 不同强化层对齿圈齿面啮合过程应力状态分布的影响 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（5）钛/铜/钛复合板波纹辊轧制工艺与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛基阳极的性能特点及应用 |
| 1.2 钛/铜/钛复合板的特点 |
| 1.3 钛/铜/钛复合板的研究现状 |
| 1.3.1 复合板的制备方法 |
| 1.3.2 复合板的性能研究 |
| 1.4 有限元模拟在轧制成形中的应用 |
| 1.5 本课题研究意义及内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 技术路线和实验方法 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验流程与设备 |
| 2.3.1 轧制工艺 |
| 2.3.2 实验设备 |
| 2.4 材料微观结构、力学及电化学性能表征方法 |
| 2.4.1 剥离试验 |
| 2.4.2 拉伸试验 |
| 2.4.3 微观组织形貌分析 |
| 2.4.4 X射线衍射仪相分析 |
| 2.4.5 电化学试验 |
| 第3章 钛/铜/钛复合板轧制过程有限元模拟 |
| 3.1 轧制模拟相关问题 |
| 3.1.1 轧制特点 |
| 3.1.2 轧制咬入条件的确定 |
| 3.2 热轧仿真模型的建立 |
| 3.2.1 轧制几何模型的简化与建立 |
| 3.2.2 材料模型的建立 |
| 3.2.3 网格划分 |
| 3.2.4 边界条件及刚体定义 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.3.1 轧制力和剪切力分析 |
| 3.3.2 应变场及应力场分析 |
| 3.3.3 温度场分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钛/铜/钛复合板组织与性能研究 |
| 4.1 钛/铜/钛复合板界面微观组织分析 |
| 4.1.1 界面形貌分析 |
| 4.1.2 界面显微组织分析 |
| 4.2 钛/铜/钛复合板力学性能研究 |
| 4.2.1 剥离性能分析 |
| 4.2.2 室温拉伸性能分析 |
| 4.3 钛/铜/钛复合板电化学性能研究 |
| 4.3.1 耐腐蚀性能的测试与分析 |
| 4.3.2 导电性能的测试与分析 |
| 4.3.3 微观结构对复合板耐腐蚀性能和导电性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）AlCoCrFeNi高熵合金颗粒增强Al基复合材料制备及界面行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 颗粒增强Al基复合材料 |
| 1.2.1 颗粒增强Al基复合材料的强化相 |
| 1.2.2 颗粒增强Al基复合材料的强化机制 |
| 1.2.3 颗粒增强Al基复合材料存在的问题 |
| 1.3 高熵合金 |
| 1.3.1 高熵合金的结构 |
| 1.3.2 高熵合金的特性 |
| 1.3.3 高熵合金的性能 |
| 1.4 高熵合金颗粒增强Al基复合材料的研究进展 |
| 1.4.1 高熵合金强化相的制备方法 |
| 1.4.2 颗粒增强Al基复合材料的制备方法 |
| 1.4.3 高熵合金颗粒增强Al基复合材料的研究现状 |
| 1.5 高熵合金颗粒增强Al基复合材料存在的问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容及技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 HEA/Al复合材料的制备 |
| 2.3.1 高能球磨+放电等离子烧结制备技术 |
| 2.3.2 水下/搅拌摩擦加工制备技术 |
| 2.4 HEA/Al复合材料的表征 |
| 2.4.1 微观组织表征 |
| 2.4.2 力学性能测试 |
| 第三章 HEA/Al复合材料的结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维有限元计算模型 |
| 3.2.1 几何模型及边界条件 |
| 3.2.2 材料本构方程及相关参数 |
| 3.2.3 界面模型 |
| 3.2.4 模型的验证 |
| 3.3 不同颗粒尺寸的HEA/Al复合材料的有限元分析 |
| 3.3.1 颗粒尺寸对立方形颗粒增强复合材料力学行为的影响 |
| 3.3.2 颗粒尺寸对球形颗粒增强复合材料力学行为的影响 |
| 3.4 不同颗粒形状的HEA/Al复合材料的有限元分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SPSed HEA/Al复合材料的组织及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SPSed HEA/Al复合材料的制备 |
| 4.3 SPSed HEA/Al复合材料的致密度分析 |
| 4.4 SPSed HEA/Al复合材料的微观组织分析 |
| 4.4.1 复合材料的微观结构分析 |
| 4.4.2 复合材料的界面特征分析 |
| 4.4.3 复合材料的烧结机制分析 |
| 4.5 SPSed HEA/Al复合材料的力学性能及断裂机制 |
| 4.5.1 复合材料的拉伸性能 |
| 4.5.2 复合材料的断口形貌分析 |
| 4.5.3 复合材料的界面应力分布特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 FSPed HEA/Al复合材料的组织及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HEA颗粒分布均匀性分析 |
| 5.3 FSPed HEA/Al复合材料的微观组织及物相分析 |
| 5.4 FSPed HEA/Al复合材料的界面组织演化 |
| 5.4.1 界面结构表征 |
| 5.4.2 界面热力学-动力学分析 |
| 5.4.3 界面扩散行为分析 |
| 5.5 FSPed HEA/Al复合材料的力学性能 |
| 5.5.1 复合材料的拉伸性能 |
| 5.5.2 复合材料的断口形貌分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 SFSPed HEA/Al复合材料的组织及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 SFSPed HEA/Al复合材料的微观组织及物相分析 |
| 6.2.1 复合材料的物相分析 |
| 6.2.2 复合材料的微观组织分析 |
| 6.3 SFSPed HEA/Al复合材料的力学性能 |
| 6.3.1 复合材料的显微硬度 |
| 6.3.2 复合材料的微-纳力学性能 |
| 6.3.3 复合材料的拉伸性能及断口形貌分析 |
| 6.4 SFSPed HEA/Al复合材料的耐磨性能及耐磨机理 |
| 6.4.1 复合材料的耐磨性能 |
| 6.4.2 复合材料的磨损形貌及耐磨机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 SFSPed HEA/Al复合材料界面行为及其强化机制 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 SFSP温度场演化 |
| 7.2.1 SFSP产热分析 |
| 7.2.2 边界条件及材料性能 |
| 7.2.3 温度场计算结果与验证 |
| 7.3 SFSPed HEA/Al复合材料的界面形成机制 |
| 7.3.1 界面结构表征 |
| 7.3.2 界面组织演化 |
| 7.4 FSP/SFSPed HEA/Al复合材料的界面行为 |
| 7.4.1 界面热力学行为 |
| 7.4.2 界面断裂行为 |
| 7.5 SFSPed HEA/Al复合材料的强化机制 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）铝/镁异质合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接过程的数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 Al/Mg异质合金FSW的研究现状 |
| 1.2.1 FSW工艺概述 |
| 1.2.2 Al/Mg异质合金FSW面临的特殊问题 |
| 1.2.3 Al/Mg异质合金FSW的研究现状 |
| 1.3 超声辅助搅拌摩擦焊接UVeFSW |
| 1.3.1 超声的施加方式 |
| 1.3.2 Al/Mg异质合金UVeFSW |
| 1.3.3 超声对塑性变形材料的作用 |
| 1.4 FSW/UVeFSW工艺过程的数值模拟 |
| 1.4.1 FSW过程模拟的两类方法 |
| 1.4.2 异质材料FSW过程的数值模拟 |
| 1.4.3 UVeFSW过程的数值分析 |
| 1.4.4 IMCs形成与厚度的预测 |
| 1.5 尚未解决的主要问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 Al/Mg异质合金FSW材料流动与传热过程的数值模型 |
| 2.1 Al/Mg异质合金FSW焊接工艺实验 |
| 2.2 几何模型与控制方程 |
| 2.2.1 几何模型 |
| 2.2.2 控制方程组 |
| 2.2.3 VOF方程的离散-Modified HRIC Scheme |
| 2.3 产热模型与边界条件 |
| 2.3.1 热源模型 |
| 2.3.2 热边界条件 |
| 2.3.3 速度边界条件 |
| 2.4 适用于Al/Mg异质合金FSW的本构方程 |
| 2.5 数值分析结果与实验验证 |
| 2.5.1 数值实现 |
| 2.5.2 水平截面的材料分布与混合 |
| 2.5.3 横截面上材料分布与混合 |
| 2.5.4 温度场 |
| 2.5.5 速度场 |
| 2.6 考虑局部湍流对模型的修正 |
| 2.6.1 考虑局部湍流的模型改进 |
| 2.6.2 局部湍流对材料流动和分布的影响 |
| 2.7 确定焊核区物性参数的FGM方法 |
| 2.7.1 考虑体积分数指数的VOF模型 |
| 2.7.2 体积分数指数对混合区材料性能的影响 |
| 2.7.3 体积分数指数对异质合金FSW焊缝材料分布的影响 |
| 2.7.4 变体积分数指数的VOF模型及预测结果 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 考虑声软化与残余硬化效应的UVeFSW模型 |
| 3.1 UVeFSW工艺原理与实验 |
| 3.2 考虑声软化与残余硬化效应的UVeFSW模型 |
| 3.3 考虑声软化与残余硬化效应的声塑性本构方程 |
| 3.4 超声场的数值分析 |
| 3.5 UVeFSW模型与其他特殊问题 |
| 3.6 数值分析结果与实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 考虑超声减摩效应的UVeFSW数值模型 |
| 4.1 金属塑性成形中的超声减摩效应 |
| 4.2 UVeFSW过程中考虑超声减摩效应后的摩擦系数 |
| 4.3 超声产热模型的改进 |
| 4.4 CFD模型的其他设置及相关验证实验 |
| 4.5 数值分析结果和实验验证 |
| 4.5.1 超声振动对摩擦系数的影响 |
| 4.5.2 超声振动对FSW温度场和材料流动的作用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Al/Mg异质合金UVeFSW多场耦合模型 |
| 5.1 工艺试验与模型建立 |
| 5.2 Al/Mg异质合金UVeFSW的超声场 |
| 5.3 超声振动对摩擦系数的影响 |
| 5.4 超声振动对产热与温度分布的影响 |
| 5.5 超声振动对材料流动与混合的影响 |
| 5.6 超声振动对应变率的影响 |
| 5.7 超声振动对材料流动速度场的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 Al/Mg FSW界面上金属间化合物层的预测 |
| 6.1 Al/Mg异质合金FSW时IMCs的形成 |
| 6.2 Al/Mg异质合金FSW热力过程的宏观模型 |
| 6.3 基于原子扩散的IMCs预测模型 |
| 6.4 IMCs厚度的预测结果 |
| 6.5 IMCs厚度的实验验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 攻读博士学位期间的获奖情况 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）CZ-Zr合金与316L不锈钢真空钎焊工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 锆合金与不锈钢异种金属连接的研究现状 |
| 1.2.1 锆合金与不锈钢连接的方式 |
| 1.2.2 锆合金与不锈钢连接存在的主要问题 |
| 1.3 锆合金与不锈钢的真空钎焊研究 |
| 1.3.1 真空钎焊定义 |
| 1.3.2 钎料对母材的润湿及毛细作用 |
| 1.3.3 锆合金与不锈钢真空钎焊的研究进展 |
| 1.4 焊接接头残余应力的有限元数值模拟 |
| 1.4.1 接头残余应力检测方法 |
| 1.4.2 焊接接头残余应力模拟现状 |
| 1.5 课题研究目的及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题研究目的 |
| 1.5.2 课题主要研究内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 焊前准备 |
| 2.2.2 钎焊工艺流程 |
| 2.3 材料分析与表征方法 |
| 2.3.1 接头显微组织分析 |
| 2.3.2 接头硬度分析 |
| 2.3.3 接头剪切强度分析 |
| 2.3.4 接头断口分析 |
| 3 基于BAg72Cu钎料的CZ-Zr和316L不锈钢钎焊工艺 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同钎焊温度下接头显微组织分析 |
| 3.2.1 接头显微组织形貌 |
| 3.2.2 接头EDS分析 |
| 3.3 钎焊温度对接头力学性能的影响 |
| 3.3.1 接头显微硬度分析 |
| 3.3.2 接头剪切强度分析 |
| 3.3.3 接头断口分析 |
| 3.4 不同保温时间下接头显微组织分析 |
| 3.4.1 接头显微组织形貌 |
| 3.4.2 接头EDS分析 |
| 3.5 保温时间对接头力学性能的影响 |
| 3.5.1 接头显微硬度分析 |
| 3.5.2 接头剪切强度分析 |
| 3.5.3 接头断口分析 |
| 3.6 CZ-Zr/BAg72Cu/316L钎焊接头形成机理探究 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于BNi7 钎料的CZ-Zr和316L不锈钢钎焊工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同钎焊温度下接头显微组织分析 |
| 4.2.1 接头显微组织形貌 |
| 4.2.2 不同钎焊温度下接头EDS分析 |
| 4.3 钎焊温度对接头力学性能的影响 |
| 4.3.1 接头显微硬度分析 |
| 4.3.2 接头剪切强度分析 |
| 4.3.3 接头断口分析 |
| 4.4 不同保温时间下接头显微组织分析 |
| 4.4.1 接头显微组织形貌 |
| 4.4.2 接头EDS分析 |
| 4.5 保温时间对接头力学性能的影响 |
| 4.5.1 接头显微硬度分析 |
| 4.5.2 接头剪切强度分析 |
| 4.5.3 接头断口分析 |
| 4.6 CZ-Zr/BNi7/316L钎焊接头形成机理探究 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 CZ-Zr/BAg72Cu/316L钎焊接头残余应力数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 建立有限元模型 |
| 5.2.1 几何模型与网格划分 |
| 5.2.2 材料参数与边界条件 |
| 5.3 残余应力模拟结果分析 |
| 5.3.1 接头整体应力分布规律 |
| 5.3.2 不同路径方向的应力分布规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）基于分子动力学的铜铝固液振动复合铸轧界面扩散机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 Cu/Al层状复合材料的国内外研究现状 |
| 1.2.1 Cu/Al复合材料界面研究现状 |
| 1.2.2 界面调控方法 |
| 1.2.3 Cu/Al固液振动复合铸轧工艺的提出 |
| 1.3 分子动力学在界面扩散研究中的应用 |
| 1.4 分子动力学模拟在复合界面微观变形中的应用 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 分子动力学模拟方法 |
| 2.1 分子动力学简述及基本原理 |
| 2.2 系综 |
| 2.2.1 控温方法 |
| 2.2.2 控压方法 |
| 2.3 原子间相互作用势 |
| 2.4 微观结构的表征 |
| 2.4.1 均方位移 |
| 2.4.2 径向分布函数 |
| 2.4.3 中心对称参数 |
| 2.4.4 公共近邻分析 |
| 2.4.5 位错提取算法(DXA) |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Cu/Al固液复合界面扩散的分子动力学模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 几何模型与模拟方法 |
| 3.3 扩散时间对界面扩散的影响 |
| 3.3.1 扩散过程可视化 |
| 3.3.2 扩散界面浓度分布 |
| 3.3.3 扩散系数变化 |
| 3.4 凝固过程对界面扩散的影响 |
| 3.4.1 凝固过程中不同温度时的扩散系数 |
| 3.4.2 凝固过程中的界面特性 |
| 3.4.3 新生凝固层对扩散的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Cu/Al复合界面微观变形模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 变形过程力学性能对比分析 |
| 4.3.2 变形过程微结构演化对比分析 |
| 4.4 温度对Cu/Al扩散界面体系压缩变形的影响 |
| 4.5 Cu/Al复合铸轧工艺急停实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Cu/Al扩散界面压缩-循环剪切变形模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟方法 |
| 5.3 不同剪切幅度下的模拟结果与分析 |
| 5.3.1 不同剪切幅度下的力学性能对比分析 |
| 5.3.2 不同剪切幅度下的变形机理分析 |
| 5.4 不同剪切频率下的模拟结果与分析 |
| 5.4.1 不同剪切频率下的力学性能对比分析 |
| 5.4.2 不同剪切频率下的变形机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（10）Ni/Al爆炸焊接分子动力学模拟及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金属基复合材料的制备方法 |
| 1.3 爆炸焊接的发展与研究现状 |
| 1.3.1 爆炸焊接技术的发展 |
| 1.3.2 爆炸焊接结合界面的试验表征 |
| 1.3.3 爆炸焊接结合界面的模拟表征 |
| 1.4 爆炸焊接复合材料结合界面的关键问题 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 模拟方法和模型 |
| 2.1 分子动力学方法介绍 |
| 2.2 分子动力学基本原理 |
| 2.2.1 基本运动方程 |
| 2.2.2 牛顿运动方程的数值解法 |
| 2.3 初始条件和边界条件 |
| 2.4 原子间相互作用的势函数 |
| 2.5 分子动力学模拟的系综 |
| 2.5.1 系综分类 |
| 2.5.2 系综的调温技术 |
| 2.5.3 系综的调压技术 |
| 2.6 Lammps模拟步骤 |
| 3 Ni/Al复合板爆炸焊接分子动力学模拟及分析 |
| 3.1 Ni/Al爆炸焊接初始模型的建立 |
| 3.1.1 Ni、Al在0 K下平衡晶格常数的模型构建 |
| 3.1.2 Ni/Al爆炸焊接的初始模型构建 |
| 3.1.3 Ni/Al焊接部件的切削模型构建 |
| 3.1.4 Ni/Al焊接部件的拉伸模型构建 |
| 3.2 模拟结果与讨论 |
| 3.2.1 加载阶段的温度和压强随冲击速度的关系 |
| 3.2.2 各阶段结合界面的形貌 |
| 3.2.3 各阶段Ni和Al的原子结构 |
| 3.2.4 各阶段结合界面的微观晶体结构 |
| 3.2.5 焊接部件的切削特性 |
| 3.2.6 焊接部件的拉伸特性 |
| 3.3 小结 |
| 4 Ni/Al复合板爆炸焊接试验 |
| 4.1 Ni/Al复合板爆炸焊接试验 |
| 4.2 Ni/Al复合板爆炸焊接的微观形貌 |
| 4.2.1 对结合界面的形貌的影响因素 |
| 4.2.2 EDS分析结合界面的元素分布 |
| 4.2.3 结合界面的扩散层厚度 |
| 4.3 Ni/Al复合板爆炸焊接的维氏显微硬度 |
| 4.4 Ni/Al复合板爆炸焊接的准静态拉伸特性 |
| 4.5 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、Numeric simulation of thickness of intermetallic compounds in interface zone of diffusion bonding for Cu and Al（论文参考文献）
- [1]高强耐磨层状铝基复合材料流变模锻工艺及组织性能研究[D]. 郑瀚森. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]钢/铝异种材料电阻点焊的研究[D]. 张月莹. 吉林大学, 2021(01)
- [3]TiAl基合金与镍基高温合金激光焊研究与数值模拟[D]. 肖泽宇. 吉林大学, 2021(01)
- [4]大型齿圈齿面激光熔覆高厚度耐磨耐冲击涂层技术研究[D]. 李云峰. 长春理工大学, 2021(01)
- [5]钛/铜/钛复合板波纹辊轧制工艺与性能研究[D]. 王昕玥. 太原理工大学, 2021
- [6]AlCoCrFeNi高熵合金颗粒增强Al基复合材料制备及界面行为研究[D]. 杨潇. 太原理工大学, 2021(01)
- [7]铝/镁异质合金超声振动辅助搅拌摩擦焊接过程的数值分析[D]. 杨春靓. 山东大学, 2021
- [8]CZ-Zr合金与316L不锈钢真空钎焊工艺研究[D]. 陈月. 大连理工大学, 2021(01)
- [9]基于分子动力学的铜铝固液振动复合铸轧界面扩散机理研究[D]. 郑传幸. 燕山大学, 2021
- [10]Ni/Al爆炸焊接分子动力学模拟及试验研究[D]. 刘鲜鲜. 中北大学, 2021(09)