● 01 Recent Advances in Turning Processes Using Coated Tools—A Comprehensive Review 使用涂层刀具车削工艺的最新进展——综合回顾 Vitor F. C. Sousa and Francisco J. G. Silva https://doi.org/10.3390/met10020170 目前用于生产先进技术的不同物理气相沉积 (PVD) 技术。 车削是机械加工行业最大细分市场,车削零件的需求持高,不断改进相关工艺技术的必要性也相应突显。车削工艺发展至今已经历了非常大的演变,从使用实体刀具的基本车床,到复杂的计算机数控 (Computer Numerical Control, CNC) 多工序机床,大部分是使用涂层刀片与涂层工具。这些涂层是生产高质量零件和延长刀具寿命的重要一步。本文中波尔图理工学院Francisco J. G. Silva研究团队综合介绍了近期发表的相关主题论文,阐述了新近在车削过程中使用到的各种类型涂层、难加工材料的车削过程 (如钛合金和铬镍铁合金) 、不同涂层与车削表面的相互作用、不同涂层在材料车削过程中的磨损机制以及这些磨损机制与涂层刀具预期寿命的联系。 ● 02 Heat Treatment Design for a QP Steel: Effect of Partitioning Temperature QP钢的热处理设计:配分温度的影响 Marcel Carpio et al. https://doi.org/10.3390/met11071136 由于脆性断裂,拉伸试样在不同条件下沿断裂表面发现了小的微凹坑区域和主要的晶间断裂区域。 目前,先进高强钢 (Advanced High-Strength Steels, AHSS) 的重要研究目标之一是设计开发出性能更强的新汽车零件材料,来满足汽车行业需求。AHSS的候选材料之一是淬火延性 (the Quenching and Partitioning, QP) 钢, 该种钢在强度和成形性之间表现出良好关系,兼顾减重和安全的要求。加泰罗尼亚理工大学José María Cabrera教授团队在本文中通过评估QP工艺过程中获得的微观结构与机械性能中的一些工艺参数,选择0.2C-3.5Mn-1.5Si作为实验材料,按理论最佳淬火温度加热。接着采用淬火膨胀法进行热处理,SEM等试验进一步进行微观组织和力学表征。随着配分温度的升高,样品的残余奥氏体显著增加,但由于获得了大量的新马氏体,观察到高机械性能,但塑性损失较大。 ● 03 Conductive Heating during Press Hardening by Hot Metal Gas Forming for Curved Complex Part Geometries 弯曲复杂几何形状零件在热金属气体冲压硬化过程中的传导加热 Mirko Bach et al. https://doi.org/10.3390/met10081104 零件在加热过程中不同时刻的温度:30 s (l) 和50 s加热时间 (m) 后的热像仪视图,以及实际加热分量 (r)。 当今全球范围倡导各领域节能减排。冶金领域中需要更多使用轻质材料进行生产,例如压制硬化钢。除用于高强度部件的钣金成型外,管状或型材成型 (热金属气体成型) 还能够实现更复杂且重量更轻的设计。本文着重研究了构件导电加热在复合压硬工艺中的应用。面向行业的曲面元件设计采用了有限元法 (Finite-Element-Method, FEM),使得成形工具和加工外围设备的开发具有高度的可靠性。该研究包括关于工具功能和弯曲组件的加热策略描述,以及用于研究传导过程中组件热量分布的测量技术。并且进行了成形试验,通过测量零件相关区域的硬度进行材料表征,将得到的板料厚度分布与实验结果进行对比,验证了FEM模拟的有效性。 ● 04 Microstructure and Fatigue Behavior of 2205/316L Stainless Steel Dissimilar Welded Joints 2205/316L不锈钢异种焊接微观组织与疲劳行为 Saúl Leonardo Hernández-Trujillo et al. https://doi.org/10.3390/met11010093 加载循环的结果,547 MPa 应力范围的样品断裂细节:(a) 疲劳条纹; (b,c) 海滩图案; (d-f) 抛物线形凹坑; (e) 剪切唇组。 2205 DSS和316L ASS晶粒的疲劳损伤导致由挤压和侵入组成的持久滑移斑痕形成,这是多晶材料早期疲劳损伤的重要特征。这种情况下,本研究目的是评估2205/316L不锈钢异种焊接接头的疲劳寿命。研究采用6 m/min的ER2209焊丝,以1.2 kJ/mm的热输入,对厚度为6.35 mm的单v接头板进行单道气体保护焊。高温热影响区 (HT-HAZ) 的晶粒生长主要发生在板的中高度,在2205和316L板中,该区域的宽度分别达到~1.28和~0.73 mm。在室温单轴循环加载下,在拉压弹性变形 (Δσ) 范围内,采用正弦波形进行疲劳试验,应力比R =−0.3。在98%和95%的应力范围内,疲劳试样在106次循环内迅速失效。研究最终获得了良好的2205/316L不锈钢异种焊接接头,但仍须注意不要在循环载荷下超过 90% 的应力范围。 ● 05 Mathematical Modelling of Multiphase Flow and Inclusion Behavior in a Single-Strand Tundish 单股中间包中多相流动和夹杂物行为的数学建模 Dong-Yuan Sheng https://doi.org/10.3390/met10091213 夹杂粒子的轨迹 (夹杂密度: 3500 kg m−3; 包裹体尺寸: 10 μm) : (a) 外壳1-W+LD,(b) 外壳2-W+HD,(c) 外壳3-W+LD+G,(d) 外壳4-W+HD+G。 为研究流动控制装置与气幕对单股中间包钢清洁度的影响,本文中作者建立了数学模型,采用欧拉-拉格朗日方法研究了气泡流动和系统中非金属夹杂物的行为。考虑了两种建模方法: (1) 单向耦合,忽略了微夹杂物对钢液流动的影响;(2) 双向耦合,模拟钢水和气泡之间的动量交换。为建立模型预测的置信度,进行了模型验证与确认。在正常铸造条件下,研究了四种不同的中间包形态以及夹杂物尺寸、夹杂物密度、气体流速等参数对中间包形态的影响。结果表明,流动控制装置和气幕减小了中间包内死体积的范围,提高了夹杂物的去除效率;同时为去除夹杂物,中间包操作中控制气体搅拌强度非常重要。理论分析得出,在工业生产中,小气泡有利于提高夹杂物去除率。
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