人工智能-机器学习-热型连铸过程微观组织的计算机模拟.pdf

人工智能-机器学习-钢淬火换热系数计算及温度与微观组织模拟.pdf

本文在前人研究的基础上，提出了基于溶质扩散控制的枝晶生长数值模型与算法。这一模型采用胞元自动机方法将固液界面两侧的锐变转化为界面胞元固相份数的渐变，既坚持了尖锐界面的基本假设，又避免了跟踪复杂的固液界面。模型充分考虑了成分过冷、曲率过冷、界面能各向异性以及界面扰动等影响枝晶生长的主要因素。

倾斜板法制备9Cr18半固态坯料二次重熔的微观组织演变.docx

采用半连续铸造方法制备了A390合金管坯.研究了铸造速度和铸造温度对A390合金管坯宏微观组织的影响.结果表明:随着铸造速度由90 mm/min 提升至1 20 mm/min、铸造温度由800 ℃增加至850℃,管坯中初生Si宏观分布趋于均匀,初生Si颗粒的平均尺寸逐渐减小.截面尺寸为φ164 mm/φ60 mm的半连续铸造A390合金管坯的最佳铸造工艺参数为:铸造速度1 10 mm/min、铸造温度850℃,可以获得初生Si宏观分布均匀、初生Si颗粒平均尺寸不超过26 μm的管坯,管坯内侧的抗拉强度为2

采用3 kW光纤激光偏置铝侧焊接的方式，完成了TC4钛合金和6082铝合金的连接。测试了接头的宏微观组织及力学性能特征，通过有限元方法对接头的温度场分布及钛/铝结合界面的热循环曲线进行了模拟。研究结果表明，钛/铝激光偏置焊接可获得无裂纹、无气孔,具有良好拉伸强度的接头，钛试板在焊接过程中发生部分熔化，端面变得不平整。在凝固过程中，钛/铝结合界面会形成一个厚度较薄的钛/铝金属间化合物层，其主要相为TiAl3。拉伸试验表明，接头的最高抗拉强度为153 MPa，是铝基材强度的72.9%；接头的断裂模式为脆性解理断裂，断裂发生在金属间化合物层位置，引起断裂的脆性相为TiAl和TiAl3。

在氩气辅助下，利用光纤激光水下切割1 mm厚304不锈钢板。通过切缝平均宽度研究激光功率、切割速度、水层厚度、水体条件等对切割效率及切割质量的影响规律。宏观上，激光功率过低、切割速度过快、水层过厚等因素会降低激光切割效率和质量。在模拟海洋环境的盐水中进行切割试验，水的高盐度和低温大大降低了切割效率。微观上，熔化区、热影响区（HAZ）和基体的组织成分、显微硬度各异，熔化区边缘出现表面形核现象，熔化区晶胞尺寸随着激光能量密度增大而增大；热影响区组织粗大，显微硬度低于基体与熔化区硬度。熔化区边缘硬度达到242.8 HV，局部氧化区域硬度高达963 HV，是基体硬度的4.3倍；熔化区中部硬度为165.1 HV；热影响区硬度为124.6 HV，不锈钢基体硬度为223.4 HV。

为了解决激光自熔焊接时薄板焊缝易产生负余高的问题及满足高装配精度的要求，提出了激光填丝焊接(LWFW)工艺，开展了Hastelloy C-276屏蔽套材料的LWFW实验，研究了工艺参数对焊缝形貌的影响，分析了接头不同区域的显微组织、元素分布及显微硬度特征。结果表明，运用LWFW可以获得上下表面正余高可控的焊接接头，在优化工艺参数条件下可获得上下余高、接触角基本一致的焊缝形貌。焊缝晶粒细化明显，母材与熔化线交界处无明显热影响区，焊缝不同熔化区域元素分布均匀，没有明显的元素宏观偏析，但柱状枝晶区Mo元素存在显微偏析。接头不同熔化区域显微硬度分布均匀，硬度值与母材的基本相当。