摘要：搅拌摩擦焊接在工业生产中应用的主要问题之一,是焊接硬化状态材料时接头强度系数较低。简要分析了焊接热对接头强度的影响,提出了在搅拌摩擦焊接过程中进行强制冷却的工艺方法。对比了强制冷却对紫铜搅拌摩擦焊接头表面状况、硬度分布和接头性能的影响,建立了强制冷却搅拌摩擦焊接过程中焊接区温度的近似表达式。结果表明,在紫铜搅拌焊接过程中进行强制冷却,可以降低焊接过程中焊缝及热力影响区变形金属的温度,减小接头软化的程度和范围,提高搅拌摩擦焊接接头的性能。采用转速1500rmin、移动速度0.3mms的强制冷却的工艺方法,得到的紫铜搅拌摩擦焊接头抗拉强度达269MPa。

摘要：为研究TiAl合金涡轮经压力作用后的组织损伤机制及性能弱化规律,设计了对TiAl合金涡轮先压缩再拉伸的实验方法。利用SEM对压缩后的涡轮轴颈表面及内部的滑移和微裂纹进行分析,并观察拉伸断口形貌。结果表明:随着前期涡轮所受的压力的增大,压缩后的TiAl涡轮剩余抗拉强度逐渐降低,当压力为610 MPa时,剩余抗拉强度仅为86MPa,强度损失率高达70%。TiAl合金压缩过程中形成了以沿层裂纹为主、穿层裂纹为辅的变形损伤特征。与压缩轴成45°的最大剪应力方向上的沿层裂纹是TiAl合金压缩损伤的主要形式。压缩损伤后的TiAl合金涡轮拉伸断裂均发生在靠近涡轮浇铸冒口侧的细轴颈部位。受压变形后的片层组织中的微小裂纹在随后拉应力作用下继续扩展直至韧带桥被贯穿,小裂纹合并成大裂纹,在断口上表现出沿层和穿层的混合断裂形貌。

摘要：摩擦压扭强变形区热诱导转移法是一种制备棒状超细晶材料的新方法.为深入研究晶粒细化过程的热力学参数,采用传热学理论,分别建立了试验过程中母材区、变形区和细晶区沿试样轴向的温度分布数学模型,讨论了加热功率、冷却程度及材料物理参数对温度分布的影响.研究表明:变形区温度随输入功率的增加而增加,而随变形区转移速度和冷却程度的增大而迅速降低;母材区温度梯度远大于细晶区温度梯度;输入功率对变形区及细晶区温度影响较大,散温系数对细晶区温度下降梯度影响大.直径11 mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢晶粒细化过程中变形区温度约为944℃.

摘要：采用SEM,TEM及EDS对制造焊接式整体涡轮叶盘所用的单晶DD3与细晶GH4169高温合金摩擦焊接界面进行了研究.结果表明,焊合区存在一条以GH4169合金为主的摩擦变形带,两侧单晶和细晶合金的热力影响区均形成了动态再结晶晶粒;连接界面处于两侧合金的动态再结晶晶粒之间,通过连接界面上的共有晶粒和共有晶界实现了两侧合金的连接;成分过渡主要发生在连接界面处的共有晶粒内和共有晶界处.TEM分析位置的共有晶粒(C2)与相邻GH4169动态再结晶晶粒(C3)具有特殊的取向关系:[1ˉ14]C2∥[1ˉ10]C3和(220)C2∥(220)C3;在摩擦焊热循环及焊后热处理作用下,共有晶粒、两侧动态再结晶晶粒都存在γ'相析出,γ'相呈细小的球形分布,并与γ基体共格,但未发现有γ"相析出.

摘要：线性摩擦焊机是研制高推比航空发动机整体叶盘的关键设备,其核心是产生往复运动的振动系统。在振动系统往复运动中,固定夹具系统在往复摩擦力的作用下,不可避免的产生弹性振动和机械位移。通过建立线性摩擦焊接过程的动力学理论模型,研究了固定夹具的弹性振动对线性摩擦焊机振动系统驱动力、机械功率及产热功率的影响。指出线性摩擦焊接过程中,夹具系统的刚性对于焊接过程有很大的影响。固定夹具系统的弹性变形降低了摩擦界面的产热功率。摩擦阻力对驱动系统输出功率及摩擦产热功率的影响存在转折点,摩擦阻力过大,驱动系统输出功率及摩擦产热功率反而会下降,因此必须保证线性摩擦焊机夹具系统的刚性。该研究为进行线性摩擦焊机的设计提供了理论依据。

摘要：针对常规摩擦焊机施力系统闭环控制所用PI算法在压力突变阶段控制效果不理想的问题,引入模糊PI算法.根据实际值和设定值的误差及其变化趋势,将整个控制过程分为四个控制区间.在优化模糊控制度基础上,制定了相应的模糊规则和参数确定方法.在文中试验条件下,对比了四个控制区间不同控制参数的控制效果,得到了每个控制区间最佳调整系数.结果表明,采用模糊PI控制的性能指标较传统PI控制方法都有了改善.在文中试验条件下,采用优化模糊控制度和最佳调整系数,最大超调量减少了19.2%,调整时间缩短了1.59 s,稳态精度提高了0.4%.

摘要：根据摩擦焊接过程质量控制需要 ,建立了摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统 ,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制、滑台进给速度的开环比例控制。生产现场数据统计分析表明 ,采用电液比例计算机闭环控制系统后 ,摩擦压力与顶锻压力的平均误差小于 2 % ,变异系数接近于 0 ,摩擦焊接参数的稳定性大大提高 。

摘要：采用OM、SEM、TEM等手段对TC11和TC17钛合金线性摩擦焊接界面的显微组织进行了分析。结果表明,在焊合界面处发生了动态再结晶,形成了共有晶粒和共有晶界,共有晶粒内焊合界面处形成了一个相界面。合金元素在共有晶界和共有晶粒内相界面处均发生了相互扩散。在共有晶粒和共有晶界形成过程中对溶质元素的排斥、吸附与拖曳作用下,共有晶粒内相界面处合金元素的变化范围比共有晶界处宽,且焊合区相界面处的成分变化要大于相内部。焊合界面处形成了大量细小的针状α相,其内有大量的变形孪晶。共有晶粒内的焊合界面的微观结构包括2个界面(两侧材料各自的再结晶生长界面)和2个生长区(有序和无序),该处动态再结晶也有类似于凝固结晶的有序和无序结晶过程。

摘要：提出了一种制备整块、全板厚超细晶板材的强冷摩擦搅拌工艺,利用搅拌头与基材之间摩擦搅拌过程的剧烈塑性变形条件细化金属晶粒,通过搅拌位置的机械移动制备整块的超细晶板材．同时,采用强制冷却方式抑制动态回复和再结晶晶粒的长大, 提高晶粒细化效果．建立了该工艺过程中应变速率、应变量及加热功率的数学模型,优化了紫铜板材细晶制备工艺参数,对所制得的细晶材料进行了硬度试验和显微组织分析．结果表明,增强冷却能减小晶粒尺寸和提高细晶材料的硬度．制备出的超细晶紫铜板材布氏硬度可达HBS100,比退火紫铜的硬度约高一倍．

摘要：钛合金高速铣削加工以高效率、高质量的优点已经广泛应用于航空航天工业。为优化钛合金材料高速铣削工艺参数,给表面完整性研究提供试验依据,采用扫描电镜(SEM)分析了不同铣削参数加工的钛合金试样表面形貌和表层组织。发现随着主轴转速的增加铣削表面质量越来越好,而轴向切深对钛合金高速铣削工件表层微观组织的影响甚微;铣刀一次走过的区域,中心处表面比边缘处表面质量好;绝大部分铣削表层组织中看不到变形组织,只是在个别区域出现了局部不连续的变质层,但切道侧面尖角处晶粒歪扭变形明显。