张德丰
- 作品数：29 被引量：106H指数：6
- 供职机构：衢州学院机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金浙江省教育厅科研计划云南省自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术冶金工程更多>>
- X65管线厚板控冷过程的热力耦合计算与翘曲分析被引量：3
- 2013年
- 通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond相变诱导塑性(TRIP)模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了热膨胀、相变膨胀、相变诱导塑性.用该模型定量分析了X65管线厚板控制冷却时相变潜热、TRIP效应对温度、残余应力的影响,研究了3种控冷工艺下材料的翘曲.结果表明:在层流冷却系数为1mW/(mm2.K)的上下对称控冷时,相变期间潜热减缓心部冷速达52.3%,潜热和TRIP效应分别产生峰值为119MPa,-91MPa和87MPa,-60MPa的应力以减小整体残余应力;上表面层流冷却系数由1mW/(mm2.K)分别增至2mW/(mm2.K),3mW/(mm2.K)后,上表面和心部的温差由107℃分别增至192℃,253℃,该侧残余拉应力的峰值由338MPa减至150MPa,翘曲量由0分别增至0.05×10-3,1.7×10-3.
- 张德丰陆建生吕建国宋鹏
- 关键词：相变诱导塑性热力耦合
- X65厚管线板控冷工艺与翘曲分析被引量：1
- 2011年
- 通过扩展Avrami相变动力学模型、开发线性混合热膨胀模型和使用Leblond相变诱导塑性(TRIP)模型建立了X65厚管线板控冷过程的热力耦合有限元模型,全面考虑了相变潜热、相变膨胀、TRIP效应、热膨胀等机制.用该模型对3种控冷模式下X65厚管线板控冷过程的温度场和应力/应变场进行了模拟,并分析了控冷模式对翘曲变形的影响.结果表明:不对称冷却产生的上下表面间的温差所导致的应力/应变场的不对称分布是材料翘曲的根本原因;交替冷却不仅可降低温差,还可大幅减小材料的翘曲;实现上下表面对称冷却和采用交替冷却是保证产品平直和性能均匀的有效方法.
- 张德丰陆建生Thomas Antretter吕建国宋鹏
- 关键词：控冷热力耦合有限元
- 铂改性铝化物涂层的热生长层内应力研究被引量：8
- 2011年
- 研究了镍基高温合金热障涂层系统中铂改性铝化物粘结层在空气中非连续高温氧化生成的Al2O3层内应力状态及相应的粘结层微观结构。利用Raman光激发荧光谱技术,发现铂铝粘结层在900℃氧化初期生成了θ-和α-Al2O3,而在1100℃氧化时,表面则形成连续致密的α-Al2O3层。通过α-Al2O3的光激发荧光谱偏移量,计算得到了热障涂层中热生长层的内压应力略高于3.0GPa。铂改性铝化物涂层表面Al2O3"背脊"处的内应力相对较低,同时由于没有陶瓷层的压制,生成的Al2O3起伏较大,并发生局部的Al2O3脱落。随氧化时间延长,由于Al元素沿晶界扩散较快,导致更多的γ′-Ni3Al在粘结层晶界处形成,粘结层中基本相β-NiAl向γ′-Ni3Al转变,改变了粘结层本身的热膨胀系数,引起热生长层中内应力变化。
- 张德丰陆建生宋鹏吕建国
- 关键词：粘结层内应力
- 有限元法在板材热轧中的应用被引量：10
- 2006年
- 采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热轧过程.利用有限元理论建立了板材热轧模型;应用MSC/MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化、金属的流动、应力应变的变化趋势,以及轧制力的变化情况.计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热轧过程的数值模拟.
- 张德丰陆建生宋鹏周洁
- 关键词：有限元热力耦合温度场
- 铂含量对改性铝化物粘结层高温氧化和内应力的影响被引量：10
- 2010年
- 研究镍基高温合金的热障涂层系统中不同铂含量的改性铝化物粘结层在1100℃空气中循环氧化和非连续氧化行为及生成的氧化铝层的内应力状态。发现在不同循环氧化条件下,铂铝粘结层表面都形成连续致密的α-Al2O3层,并且α-Al2O3具有相同的形态和相似的平均厚度。而在非连续氧化初期,Al2O3层热生长应力快速增大,在氧化至100h时内应力出现峰值。同时由于高含量铂促进Al元素的扩散从而改变了涂层力学性能,造成高含量铂涂层中表现较大的内应力,但铂含量不能影响Al2O3层中内应力曲线变化趋势。另外,低铂含量涂层γ′-Ni3Al多沿β-NiAl晶界生成,而高含量铂使涂层晶粒细化,导致γ′-Ni3Al相呈弥散分布生长,从而可以形成Al元素的"网"状快速扩散通道。
- 宋鹏陆建生吕建国张德丰
- 关键词：铂铝化物涂层高温氧化内应力
- X65管线钢的TRIP效应研究被引量：5
- 2011年
- 通过扩展Avrami相变动力学模型、开发线性混合热膨胀模型、应用有限元单胞法,考虑了相变诱导塑性(TRIP)、相变膨胀、热膨胀等机制,建立了热力耦合有限元单胞模型。用该模型研究了X65管线钢分别在0、±50、±100、±150、±200 MPa拉、压单轴外载作用下,以1℃/s的冷速从540℃冷却至480℃的控冷过程,标定了TRIP系数,定量分析了TRIP效应对应变、应力的影响。结果表明:本模型适用于研究X65管线钢中由Greenwood-Johnson机制产生的TRIP效应,TRIP系数为5.35×10-5;控冷结束,拉应力外载产生的tεrip占ε的比例最低22%,最高79%;拉、压外载作用下,TRIP效应产生的最高残余拉、压应力分别为346 MPa和-103 MPa的。
- 张德丰陆建生吕建国宋鹏
- 关键词：热力耦合有限元单胞X65管线钢相变诱导塑性
- 双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究被引量：1
- 2007年
- 实现了对国内唯一一架双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究。采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热连轧过程。利用有限元理论建立了板材热连轧模型,应用MSC/MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化。计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热连轧过程的数值模拟。
- 张德丰陆建生宋鹏周洁宋德宁
- 关键词：热连轧有限元热力耦合温度场
- La和Hf对CoNiCrAl合金涂层高温氧化行为的影响被引量：2
- 2011年
- 对单一添加及同时添加La和Hf的CoNiCrAl合金进行真空高温氧化处理,研究单一添加与同时添加La和Hf对合金表面氧化物生长机制和黏结性能的影响.结果表明:表面抛光的合金在1100℃氧化时,同时添加La和Hf使CoNiCrAl合金在其表面形成了连续均匀的Al_2O_3,并且具有较好的黏结性能.通过^(18)O追踪原子氧化发现CoNiCrAlLa,CoNiCrAlHf和CoNiCrAlLaHf合金的Al_2O_3生长均为O^(2-)内扩散为主的生长机制,同时伴随少量的金属离子外扩散.单一添加La和Hf,形成的Al_2O_3表面富集Cr,Co和Ni等,且随Al_2O_3深度增加而逐渐降低,这些元素促使Al_2O_3表面形成Ni(Co)Al_2O_4,从而降低Al_2O_3的黏结性能.同时添加La和Hf,没有改变O^(-2)内扩散为主的生长机制,但Hf能够阻碍La在氧化物/合金界面的富集,减少Ni(Co)Al_2O_4形成,同时合金表面局部内氧化的钉扎效应提高了Al_2O_3的黏结性能.
- 宋鹏陆建生张德丰吕建国李德江
- 关键词：合金LAHF高温氧化
- 抛光处理铂铝粘结层的高温氧化被引量：1
- 2009年
- 采用电镀和渗铝方法制备镍基合金的铂改性铝化物粘结层,并对涂层表面进行1μm表面抛光处理,研究1 100℃空气循环高温氧化生成的氧化铝层的表面形态和断面结构。结果表明,抛光处理可有效地抑制低铂含量涂层的表面脊背和凸起形成,压制高铂含量涂层的生长层起伏。同时,量化研究表明,样品经抛光处理后,氧化铝生长层的均平方根起伏系数(RMS)在氧化至1 000 h时约为1.5,线性长度起伏(L/L0)在氧化前后基本保持恒定,而表面起伏波长随时间呈增大趋势。抛光处理后涂层的氧化铝粘结性能较好,并具有较低的氧化铝生长速率。
- 宋鹏陆建生张德丰
- 关键词：铂高温氧化
- 热障涂层中NiPtAl与MCrAlY粘结层表面氧化铝的生长差异研究被引量：4
- 2014年
- 研究NiPtAl和MCrAlY作为粘结层的EB-PVD热障涂层不同温度循环氧化寿命差异,从涂层高温氧化角度理解氧化铝的生长差异对上述涂层不同寿命的影响原因。发现2种Pt浓度的NiPtAl涂层具有相似的氧化行为和涂层寿命,同时NiPtAl比MCrAlY作为粘结层的热障涂层表现出明显较长的循环氧化寿命。NiPtAl比MCrAlY具有较低的氧化铝生长速率和较大的临界失效厚度。NiPtAl氧化铝呈明显的等轴和柱状晶粒分布,涂层中的Pt和氧化铝晶界中Hf偏析物是影响氧化铝生长速率的重要因素。进一步证明铂能够提高氧化铝的粘结性能和热障涂层寿命,从而抵消铂的高成本进而促进NiPtAl涂层在涡轮机中的进一步广泛应用。
- 宋鹏陆建生黄太红张德丰吕建国
- 关键词：热障涂层氧化铝
