T2紫铜工艺品热变形脆裂分析_张智强
多道次ECAP制备不同晶粒尺寸纯铜及其性能研究
3、为了研究不同晶粒尺寸纯铜对应变率的敏感性,在不同应变 率情况下加载,拉伸变形,分析不同晶粒尺寸纯铜的率敏感性。4、 为了研究预应变对不同挤压道次纯铜的力学性能的影响,对不同 挤压道次的纯铜进行不同应变量的拉伸预处理。
总之,本文围绕提出的细晶强化方法——等径角挤压技术对工业 纯铜T2进行了研究,改进了传统模具设计方案,高效制备出了不 同挤压道次的纯铜试样,随着挤压道次的增加,纯铜试样的晶粒 细化效果明显,抗拉强度、硬度都得到显著改善。在率敏感性的 研究中,发现随着晶粒尺寸的降低,应变率敏感因子增大。
在不同预应变对纯铜力学性能影响研究中,发现不同情况预应变 对不同试样的影响存在明显差异。
பைடு நூலகம்
本文以工业纯铜T2为研究对象,采用多道次等径角挤压工艺,改 进传统模具设计方案,开展试验使材料内部晶粒细化、力学性能 提高,研究应变率对粗晶、细晶和超细晶纯铜的影响,并研究预 应变对不同晶粒尺寸纯铜的力学性能影响,其主要研究内容及创 新点如下:1、为了解决传统模具合模力不足、装拆困难等一系 列制样效率低的问题,提出一种对称分模自由套模具设计方案, 开展了等径角挤压试验,制备出了不同挤压道次的纯铜试样。2、 研究不同挤压道次纯铜的微观组织及其演变机制、显微硬度及 其均匀性、拉伸性能,通过SEM对拉伸断口形貌进行分析。
多道次ECAP制备不同晶粒尺寸纯铜及 其性能研究
铜作为一种广泛应用的金属材料,优异的导电性和导热性使其广 泛应用于电子工业、机械制造、建筑工业和国防工业等领域中, 但是纯铜的强度不高,硬度较低,无法满足工业生产对材料越来 越高的要求,一定程度上限制了纯铜的使用。因此,采用一种合 理的方法进行强化,制备高强度、高硬度的纯铜具有很重要的工 程应用价值。
爆炸载荷下紫铜断裂机理的实验研究
长 的缺 点 ， 开 断时 间 在 １０ｔ 其 ２￣ ｓ以内 ， 能很好 地 满 足 保 护 设 备 的要 求 。本 研 究对 爆 破技术 在 国民经 济 中 开辟新 的应用 领域 具 有 重 要 意 义 ， 将 产 生 显 著 的 也 经 济 效益 和社 会 效 益 。考 虑 到 爆 炸 桥 的特 殊用 途 ， 材 料必 须 具 有 良好 的 导 电 性 、 低 的强 度 和 较 大 的 较 变 性 能力 ， 因此 选 用 紫 铜 。爆 炸 桥 设 计 为 内部 装 药 的圆柱 壳 体 ， 管 引爆 炸 药 后 产 生 爆 压 随 时 间 变 化 雷
出了紫铜 在高应变率 下的动态 断裂机理 。为高速 冲击 下金属材料 动态性能研 究提供 了依据 。
关键词 ： 爆炸 载荷 ； 紫铜 ；ห้องสมุดไป่ตู้断裂
中 图 分 类 号 ： ４ ． ０３ ６ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：ｏ ４ ２ ４ ２ ０ ） ３ ０ ｌ— ０ ｌ ０— ４ Ｘ（ｏ ２ ０ — Ｏ ｌ ３
面 、 窝 与二 次 裂纹 。断 口密 布 的韧 性空 隙 ， 映 出 韧 反
的爆 轰波 ， 部 金 属柱 壳 在爆 轰波 压 力加 载下 ， 壁 外 管
迅速 发 生 径 向膨 胀 变 形 ， 后 导 致 贯 穿 性 破 裂 。 为 最
定 的塑 性形 变 特征 ； ２是 图 １的韧窝 局 部放 大 ， 图
在 内部 爆 炸 脉 冲下 的 损 伤 及 断 裂 机 理 具 有 实 际 意
义。
微 结构 不 同 ， 载 条件 不 同 ， 料 的损 伤 破坏 形 式亦 加 材
随 之不 同 。动 态 损 伤 与静 态 损 伤有 很 大 的 不 同 ， 其
紫铜热塑性变形的研究
第7卷第3期2000年9月塑性工程学报JOU RN AL O F PLASTICITY EN GIN EERIN GV ol.7 No.3Sep . 2000紫铜热塑性变形的研究(北京科技大学 100083) 樊百林 黄钢汉摘 要:从不同的变形温度、变形速率、变形程度三个方面来研究紫铜在热变形过程中对产生的加工硬化、动恢复和动再结晶的影响。
关键词:变形速率;变形温度;动恢复;动再结晶1 前 言金属塑性成形不仅改变金属坯料的形状、尺寸而且改善其组织和性能,从而获得所要求的产品,研究塑性变性的理论、了解塑性变形过程的规律,对科学地改进操作方法,合理地设计工艺、选用设备、正确分析与解决生产中的问题,以提高生产率和保证产品质量都有重要意义。
目前、国内外研究紫铜热变形过程中的规律比较少,本文系统地研究了紫铜热变形过程中的规律,对有色企业的生产提供了一定的理论和实践依据。
收稿日期:1999-05-052 热变形实验研究方法2.1 材料、设备及实验方法采用紫铜T 2其化学成分(质量分数,%)为,Cu >99.9,Pb -0.005,Bi -0.002,Fe -0.005,Sn -0.005,As-0.002,P-0.005,Sb-0.002。
采用北京科技大学设计制造的凸轮高速形变试验机,以等变形速率压缩端面上带凹槽并在凹槽内充满不同软化点的润滑剂的圆柱形试件[1](试件尺寸如图1),每个实验条件重复两个试样。
其试验范围为变形温度t =400～800℃,变形速率X =6～65s -1,变形程度X =ln (H /h)0～0.6931,为了保证压缩时使试件接近单向应力状态,必须使压缩表面具有良好的润滑条件,我们采用了不同温度下的玻璃粉和高温润滑脂作润滑剂。
试件表面由于采用上述不同润滑剂作为端面润滑,压缩过程中未发现试件有鼓形,可以认为接近于单向应力状态。
图1 试件尺寸Fig.1 The dimension o f test piece.2.2 微机高速数据采集系统试验数据收集采用瞬态波形存贮器(记忆示波器),微机高速数据采集系统[2]。
某型号发动机壳体热裂纹失效分析
某型号发动机壳体热裂纹失效分析袁钰坤;张鹏博;杨立合;张志正【摘要】某型号发动机铝合金壳体在工艺试验过程中出现热处理裂纹，通过对裂纹失效壳体的化学成分和力学性能进行分析，借助光学显微镜和扫描电镜观察了裂纹的宏观、微观形态及断口形貌，分析了裂纹与金相组织的关系，指出了造成热处理裂纹的主要原因是过烧和第二相粒子夹杂，并提出了预防产生裂纹的措施。
【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】3页(P34-35,36)【关键词】发动机;铝合金;热处理;裂纹分析【作者】袁钰坤;张鹏博;杨立合;张志正【作者单位】航天科工集团第六研究院210所;航天科工集团第六研究院210所;航天科工集团第六研究院210所;航天科工集团第六研究院210所【正文语种】中文某型号发动机壳体（下文简称为壳体）为薄壁多孔筒型结构（见图1）。
2A12铝合金因其具有密度小、比强度高、导电导热性好、耐腐蚀等特点，成为我所某型号发动机壳体的设计选材，采用该材料生产加工的壳体在热处理工艺试验过程中出现裂纹。
本文就开裂情况较严重的壳体展开分析。
（1）热处理裂纹情况统计失效件名称：壳体。
毛坯尺寸：φ320mm×25mm×295mm，2件，材料为2A12-H112厚度为25mm的铝管（热轧）。
壳体加工工序为：材料复验→下料→粗车→钳→热处理→半精车→稳定化处理→数控铣→高低温循环→精车→数控铣→表面处理。
裂纹发生在第一次热处理后（工艺参数：498℃，保温90min，水冷），淬水后目视检测发现2件壳体毛坯均有不同程度的裂纹。
对裂纹最严重的部位目视及着色观察，发现裂纹宏观外貌细直、非连续，两端尖细，裂纹棱边起源，裂纹长度20～30mm；深度2～4mm；裂纹扩展方向垂直于管料的轴向（见图2）（2）失效壳体化学成分和力学性能采用能量色散X射线荧光分析了失效壳体的化学成分，结果如表1所示。
从表1中可看出，材料的化学成分符合技术要求。
激光冲击t2紫铜微挤压成形性能研究
激光冲击Ｔ２紫铜微挤压成形性能研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴ２ＣｏｐｐｅｒＦｏｒｍａｂｉｌｉｔｙｏｆＬａｓｅｒＳｈｏｃｋＭｉｃｒｏ－－ｅｘｔｒｕｓｉｏｎＦｏｒｍｉｎｇ２０１３年６月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：沙｜弓年占具ｌ弓Ｅｔ江苏大学硕士学位论文摘要激光冲击微挤压成形是利用激光诱导产生冲击波，板料在冲击波和凹模共同的作用下产生塑性变形的一种新型微成形技术，是激光在微塑性成形领域的新应用。
本文探讨了激光冲击微挤压成形机理、分析了工艺参数对成形性能的影响规律，并和实验进行了验证。
本文主要工作和结果如下：（１）将激光冲击成形技术运用到微挤压塑性成形工艺当中，深入探讨了激光冲击成形的机理以及激光冲击微挤压塑性成形的原理。
理论分析了影响激光冲击微挤压成形性能的主要工艺因素，如激光冲击波峰值压力、板料厚度和凹模孔径等，为激光冲击Ｔ２紫铜薄板微挤压成形模拟与实验研究奠定了理论基础。
（２）利用ＡＢＡＱＵＳ软件建立了激光冲击微挤压成形的有限元模型。
通过对成形深度、等效塑性应力分布及等效塑性应变进行分析，研究了单因素下（激光冲击波峰值压力、板料厚度和凹模孔径）对激光冲击Ｔ２紫铜微挤压成形性能的影响，并通过非线性拟合法获得最大成形深度和各影响因素之间的曲线方程，得出了成形量随峰值压力和凹模孔径的增加而呈非线性增加，而随着板料厚度的增加成形量呈显著的非线性减小趋势。
为寻找激光冲击Ｔ２紫铜微挤压成形过程中主要影响因素的较优水平组合，采用多因素正交优化法获得较优因素水平组合，为微零件设计和成形提供方法和理论指导。
微型圆热管拉拔成形的受力及变形分析
1 绪论1.1 引言随着电子科技的进步，许多电子产品不断地往高性能化、高功率化以及超薄、微型化发展, 使得出现微电子芯片热流密度急剧增加而有效散热空间却日益狭小这一尖锐矛盾，导致芯片工作温度急剧增加，这将严重威胁到电子产品的安全与使用寿命。
因此，对狭小空间内高热流密度电子设备的高效散热是亟需攻克的关键技术。
目前，具有高导热率、良好等温性、快热响应、小尺寸而简单结构的微型热管已成为电子产品散热的理想导热元件。
微型热管的传热性能主要取决于管内壁吸液芯结构，而沟槽吸液芯结构的微型热管则符合电子器件短小轻薄的发展方向。
但其管内壁沟槽结构的加工是沟槽热管制造首要解决的问题，而传统的沟槽管犁削或旋压成形法加工均受到刀具加工等条件限制而不能制造尺寸较小的微型沟槽管，尤其是对于Ф 4mm以下的微型沟槽管若采用旋压直接成形将难以实现。
因此，具有良好毛细吸液芯性能的微型沟槽管加工是制造微型沟槽热管时亟待解决的问题。
1.2 本文的主要研究内容与目的微型沟槽式圆热管具有很多的优点，用途极广。
本文对微型圆热管的拉拔成形机理进行了研究，并基于实验研究和数值模拟方法，展开了微型热管拉拔成形的受力及变形分析研究工作。
本文主要研究内容如下：1）微型沟槽式圆热管拉拔成形机理与拉拔成形研究。
主要包括管材拉拔成形概述、管材拉拔成形模具设计、管材拉拔成形实验研究以及微型沟槽式圆热管拉拔成形研究。
2）微型圆热管拉拔成形的数值研究。
主要包括有限元方法概述、微小型沟槽式圆热管拉拔成形有限元模拟。
1.3 国内外微型热管的应用现状与进展目前，国外微热管产品的核心技术( 产品的设计和开发) 只被美日少数企业所掌握。
国内企业在微热管产品的关键技术上本身并不具备自行设计、研发及生产能力，只有少数几个台资企业为美日大企业进行代加工。
由于美日企业量产成本及目标市场的策略考虑，台资企业近年才获得美日大企业的技术转移，通过消化这些技术并开始自主研发，才逐步拥有了微热管生产的一些关键技术。
金属波纹管开裂失效分析与防控策略研究
金属波纹管开裂失效分析与防控策略研究
张敬亮;张勋;蔡丰义;陈英华;李海生
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】金属波纹管开裂失效是化工流程生产安全重点关注的技术问题。
为了提
高金属波纹管的安全稳定性,在对金属波纹管开裂失效的主要原因进行综合分析的
基础上,以三氯氢硅储罐出料管线金属波纹管开裂失效为例,重点从断口宏观形貌分析、金相组织分析等方面入手,对该金属波纹管开裂失效的行为和原因进行了深入
研究,结合现场生产实际运行数据,对金属波纹管开裂失效提出了有意义的防控策略。
这有助于及时预防金属波纹管开裂失效事故,对确保设备长周期安全稳定运行具有
重要指导意义。
【总页数】4页(P136-138)
【作者】张敬亮;张勋;蔡丰义;陈英华;李海生
【作者单位】江苏中能硅业科技发展有限公司;中国矿业大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ05
【相关文献】
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2.高温烟气膨胀节波纹管开裂失效分析
3.平衡式安全阀波纹管开裂失效分析和改进措施
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开裂故障失效分析5.不锈钢截止阀波纹管组件腐蚀开裂失效分析
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T2紫铜激光冲击微挤压成形的数值模拟与实验研究的开题报告
T2紫铜激光冲击微挤压成形的数值模拟与实验研究的开题报告一、研究项目背景及意义T2紫铜是一种优良的传热材料，具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性等特点。
随着工业领域的不断拓展和深入发展，T2紫铜的应用范围越来越广泛，如电子元器件、电器设备、航空航天和交通运输等领域。
然而，T2紫铜的加工难度比较大，常规加工方法需要较高的工艺条件和成本，因此需要寻求新的加工方法和工艺路线。
激光冲击微挤压成形技术是一种新兴的金属材料制造技术，具有高加工效率、高精度、低成本的特点。
该技术通过激光冲击对金属表面施加高温高压冲击，使其发生液态变形，产生微细的管道和膨胀形变，从而实现材料的塑性变形和成形。
该技术在金属制造、微电子器件、医疗器械等领域具有广阔的应用前景。
本研究拟采用T2紫铜材料进行激光冲击微挤压成形实验和数值模拟研究，探究其加工参数对成形质量和加工效率的影响，为该技术在T2紫铜材料加工中的应用提供一定的理论和实验依据，具有一定的实际应用价值和研究意义。
二、研究内容和技术路线本研究的主要内容包括：T2紫铜激光冲击微挤压成形的实验研究和数值模拟分析。
技术路线如下：1. 激光冲击微挤压成形实验：首先制备T2紫铜材料，然后采用激光冲击微挤压成形技术进行实验研究。
通过调整不同的加工参数，如激光功率、冲击次数、压力等，探究其对T2紫铜材料成形质量的影响，如管道直径、壁厚、表面粗糙度等；2. 数值模拟分析：采用ANSYS有限元软件建立T2紫铜激光冲击微挤压成形模型，模拟其成形过程，分析不同加工参数下的应变、温度、压力等变化规律，并对比实验结果进行验证；3. 实验与模拟结果的对比分析：将实验和模拟结果进行对比分析，探究其成形质量、加工效率和加工精度等方面的差异和影响因素。
三、研究预期成果本研究的预期成果主要包括：1. 探究T2紫铜激光冲击微挤压成形的加工参数和成形质量之间的关系，制定最优的加工方案和操作规程；2. 理论和实验基础上对激光冲击微挤压成形过程进行数值模拟和分析，深入研究其加工机理和规律；3. 对比实验和模拟结果，探究其差异和影响因素，为该技术在T2紫铜材料加工中的应用提供依据和参考。
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某厂使用的 T 2紫铜板 , 厚 1. 0mm , 退火状态。 工艺品生产的工艺流程为紫铜板 →下料→ 木炭加热 700 ～ 800 ° C → 热冲压成形。 在工艺品冲压成形过程中 , 出现了大量的脆裂 现象 。图 1为工艺品“大象” 开裂形貌 , 其冲压变形率 < 20 %。
张智强等 : T 2紫铜工艺品热变形脆裂 分析
表 1 紫铜板原材料杂质含量测定结果 ( w / % )
元素 标准值 原材料
[ 1]
Pb 0. 005 0. 002
Fe 0. 005 0. 0014
Bi 0. 001 0. 0006
Sb 0. 002 0. 0007
As 0. 002 0. 001
氧含量 (× 10- 6 ) 62 14 13 12 木炭加热后弯曲 1 6 10 9 1 8 7 1 9 7 1 7 10 11 箱式炉加热后弯曲 4 7 8 10 6 7 8 10 6 9 10 13 7 8 9 11
5 结论
( 1) 符合 GB5231- 85标准的 T 2紫铜板 , 当氧 - 5 含量高于 10 时 , 用还原性气氛加热 , 将出现脆裂 现象 。因此 , 必须选用含氧量极低的无氧铜板 ( T U1 , T U2 )。 ( 2) 如选用含氧量较高的紫铜板采用氧化气氛 加热 , 是解决紫铜工艺品热冲压脆裂的有效途径。 参 考 文 献
Yang Zhong Zhang Zhiqiang
( Luo Y ang Copper Gro up Co , Ltd. ) s brittle cracking during ho tfo rming wa s a naly zed. It was concluded Abstract The coppe r ( T 2) ar t wo rk that the tr ace element ox yg en in red co pper could be reduced by ca rbo n mo no xide in hig h tempera tur e, caused inter cry sta lline cracking.
T 2紫铜工艺品热冲压开裂件进行了分析。 认为 ,紫铜中的微量氧在高温下被 CO 还 原 , 形成晶界裂纹 , 造成脆裂 。
摘 要 对 主题词 紫铜 氧 脆裂
AN ALYSIS O F T 2 CO PP ER ART W O RK S BRIT T L E CRACKING DU RIN G HO T -FO RM IN G
2 检验与工艺试验
2. 1 试验仪器 SPECST RO L ABS光电直读仪分析杂质元素含 量 ; RO-416型定氧仪测定紫铜氧含量 ; O LYM PU SPM G 3金 相 显 微 镜 观 察 显 微 组 织 ; 箱 式 电 阻 炉
· 226 ·
进行退火试验。 2. 2 化学成分分析 对脆裂紫铜板的同批原材料的各项杂质元素进 行了分析 , 结果列于表 1 。 2. 3 金相检验 图 2为脆裂件的同批原材料显微组织 , a 图为 未经侵蚀态下的大量兰灰色点状夹杂物 , 在正交偏 振光下观察 ,夹杂物呈红宝石色 ,证明其为氧化亚铜 ( Cu2 O )。 经硝酸高铁酒精溶液侵蚀后 , Cu2 O 以质点 形式分布于晶界上 (图 2b)。 显微镜下观察脆裂件飞边处的显微组织 , 可见 铜板晶界上存在很多裂纹 (图 3)。 沿板材厚度方向 观察 , 在接近铜板边缘处 , 裂纹十分明显 , 而这些裂 纹在加热前是不存在的。
1 GB5231- 85 加工铜 化学成分 2 GB 471- 64 紫铜中氧量的测定 ( 金相法 ) 3 洛阳铜加工厂 中心试验室金相组 . 铜及铜合金 金相 图谱 . 北京 : 冶金工业出版社 , 1983. 17 收稿日期 : 1999-07-02 · 227·
11 12
注 : 每组试验为 4 个样品 。
Keywords Red copper O x yg en Brittle crack 紫铜是一种用途广泛的有色金属 , 具有良好的 导电导热性能和延展性能。经热轧开坯后 , 可以达到 99 % 的加工率而无需中间退火。经退火后的成品 , 伸 长率一般在 40 % 以上 , 能满足适量的变形需要 。 在 制冷、工艺品的制作和电工用铜等领域 ,紫铜都被广 泛使用 。 但有些厂家在用紫铜材加工产品时 , 虽然对 其进行了很小的变形 ( < 20 % ) , 但还是发生脆裂现 象 。 本文仅对某厂在冲制 T2 紫铜工艺品时出现的 脆裂现象进行分析 , 以查明造成脆裂的主要原因 。
第 36卷第 5期 2000 年 5 月
理化检验— 物理分册
PTCA ( PA RT A : P HY SICA L T EST IN G)
V o l. 36 N o. 5 M a y. 2000
失效分析案例
T2紫铜工艺品热变形脆裂分析
张智强 杨 忠
(洛阳铜加工集团 洛阳 471039)
( a ) 未侵蚀 200 × ( b ) 经侵蚀后 400× 图 2 T 2紫铜原材料中的夹杂物分布
明 ,紫铜中氧含量较高时 , 用木炭火加热其抗反复弯 曲性能远低于在电阻炉内加热 , 而氧含量较低的紫 铜板则无此现象 , 从而说明了紫铜中的氧和木炭火 加热气氛是导致脆裂的两个原因。 文献 [ 1 ]表 明 , 紫铜中存在的微量氧 , 在还原性 气氛 ( H2 , CO)中加热 , 会发生如下反应 2Cu + CO2↑ Cu2 O+ CO 反应生成的气体首先在晶界上聚积 。 铜中含氧较多 时 , 生成的气体压力超过晶界强度 , 导致晶界开裂 。 研究表明 , 在还原性气氛中加热到 800 ° C , 紫铜氧含 - 6 量低 于 10 , 不 会产生晶 界裂纹 ; 氧含量为 ( 10～ - 6 16)× 10 时 , 将出现轻微晶界裂纹 ; 当氧含量高于 - 6 16× 10 时 , 会出现连续晶界裂纹 ; 若氧含量 高于 20 × 10- 6时 , 则出现网状晶界裂纹。 因此 , 紫铜只有 采用氧化性气氛加热 , 才能避免出现晶界裂纹 。
Sn 0. 002 < 0. 001
Ni 0. 005 < 0. 001
Zn 0. 005 0. 0012
S 0. 005 0. 0011
O 0. 06 0. 0062
3 分析与讨论
化学成分分析结果证明 , 铜板的各项杂质元素 含量符合国家标准的要求。 供货状态下的 T 2紫铜 板虽然组织上存在着兰灰色氧化亚铜 , 但仍符合标 准 [3 ] 中氧含量 < 0. 007 % 的要求。从而证明上述出现 脆断的 T 2紫铜板原材料是合格的 。 金相检验结果表明 , 原料铜板放入木炭火加热 后 ,晶界上出现了大量网状裂纹。表 2数据进一步表
△
图 3 脆裂件飞边处组织 100 ×
2. 4 工艺试验和反复弯曲试验 试验采用箱式加热炉 , 将出现脆裂的同批原料 铜板 加热到 700 ° C, 然后按 相同工艺 冲压成 形 , 结 果 , 冲出的工件不开裂 。 为了查清原料铜板内的氧含 量与工件开裂的关系 , 试验采用了四种不同氧含量 的紫铜板 , 试样尺寸为 200m m× 100mm× 1m m, 分 别用木炭火和电阻炉加热 , 然后按 GB235- 88《反 复弯曲标准试验方法》 试验 , 结果列于表 2 。 表 2 不同氧含量紫铜板经两种方式加热后 反复弯曲次数 (次 )