基于模糊PID控制算法的高温合金性能研究

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在Inconel 718高温合金径向锻造过程中,分别采用常规PID控制和模糊PID控制对始锻温度和终锻温度进行了控制,并进行了试样的高温磨损性能和高温氧化性能测试与分析.结果 表明,与常规PID控制相比,采用模糊PID控制时合金700℃高温磨损25 min后磨损体积减小42%,700℃高温氧化20 h后单位面积质量变化量减小38%,提高了合金试样的高温磨损性能和高温氧化性能.
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在双筒形件的冲锻成形过程中,由于板料壁厚较薄,在镦粗增厚过程中容易产生折叠和回弹缺陷.本文研究了不同的弹性模量、初始屈服应力、应变硬化指数等材料参数对回弹角度的影响,研究了不同壁厚对冲锻成形过程中材料折叠的影响.结果 表明,冲锻过程中双筒形件的侧面处容易产生材料回弹缺陷.增大材料的弹性模量可以减小侧壁的回弹角度;增大材料的初始屈服应力,侧壁的回弹角度相应增大;增大材料的应变硬化指数,侧壁的回弹角度呈现先增大后减小的趋势.
采用不同尺寸模具浇注了M2高速钢,研究了冷却速度变化对其铸态组织特别是共晶碳化物形态、结构的影响规律.结果 表明,当铸锭直径尺寸减小时,冷却速度加快,高速钢碳化物分布更均匀,M2C碳化物形态由片状变成纤维状.与片状碳化物相比,纤维状碳化物稳定性更低,加热时更容易分解,使碳化物明显球化、尺寸显著减小,提高了高速钢组织均匀性,有利于获得良好的硬度和韧性配合.
基于反应热力学、显微结构和能谱分析,对SiC/Cr扩散偶在高温(1400~1600℃)环境下的界面固相反应进行研究.结果 表明,在1400℃热处理时,只发生Si和C元素向金属Cr侧扩散,扩散层厚度为24.7 μm,并且反应层厚度随温度升高而快速增加;当温度达到1600℃时,Cr元素也开始向SiC侧扩散.在扩散初期,金属Cr侧出现Cr5Si3和Cr23C6,稳定后,反应物相分布依次为Cr5Si3Cx、Cr7C3、Cr5Si3Cx.
为了解决高筋薄板零件难以用传统工艺镦挤成形的问题,本文提出了一种摆辗成形工艺.利用Deform 3D软件建立了铝合金高筋薄板构件摆辗成形有限元模型并对其摆辗成形过程进行了模拟.研究了摆头摆角、每转进给量、摩擦因子对薄板零件高筋充填能力和摆辗成形载荷的影响,得到了坯料在摆头局部作用下的金属流动规律.
采用Gleeble-3800动态模拟实验机,研究了亚稳β钛合金Ti-4Al-5Mo-6Cr-5V-1Nb在变形温度700~900℃、应变速率0.001~1 s-1、变形量10%~50%的热变形行为,分析了该合金在热变形过程中的组织性能演变规律.结果表明:随变形量的增加,合金的流动应力曲线变化不大,主变形区组织畸变程度增大,且变形晶的动态再结晶增加;随变形温度的增加,合金的峰值应力及稳态流变应力呈降低趋势,组织变形趋于均匀分布,动态再结晶程度亦增加,且因应力诱发相变导致组织在稍低于相变点的790℃完全转化为
为了保证高强钢的力学性能,往往钢中添加有较多合金元素,其中Mn、Si、Al最为常见.本文研究了高强钢热轧板低温和高温卷取后合金元素的氧化行为.结果 表明,在热轧卷取过程中,Mn、Al等合金元素在基体与氧化铁皮之间优先与氧元素结合形成富集层.Mn、A1元素在基体与氧化铁皮间呈现不同的分布状态,Al元素呈现集中分布趋势,而Mn元素的分布较为分散,并且呈现出向氧化铁皮内部扩散的趋势.卷取温度对Si元素的氧化富集有较为明显的影响,卷取温度较低时,Si元素在界面位置未形成明显的氧化富集,而卷取温度较高时,Si元素在
纯铝双辊铸轧过程中辊速、换热系数和浇注温度分别影响着温度场以及铸轧变形区应力和应变的分布,利用有限元方法对其进行了流固耦合分析.通过实验验证了该模型的准确性,并确定了合理的铝板铸轧工艺.研究表明,随着辊速增大,出口温度升高,导致板内最大等效应力降低;随着轧辊与轧板间换热系数的增大,出口温度降低,导致板内最大等效应力升高;随着浇注温度增大,出口温度升高,板内最大等效应力减小;铸轧工艺参数对铸轧区应变分布影响不明显.
为了解决现有的变压边力控制方法达不到精确效果的问题,本文提出了一种基于磁流变弹性体的变压边力控制方法.结合前期的工作得到了变压边力控制曲线,以此作为磁流变弹性体压边圈的控制条件设计了新型的压边圈装置.采用有限元软件对压边圈装置进行了磁场分析,研究了磁流变弹性体压边圈装置的磁场分布及各部分磁场强度的大小.采用圆筒件拉深成型试验,对比研究了普通压边圈和磁流变弹性体压边圈的拉伸效果.结果 表明磁流变弹性体压边圈不仅可以有效地抑制拉裂和起皱现象,而且工件的拉深极限也得到提高.
采用物理气相沉积技术,在金刚石表面镀上W层,然后采用放电等离子体烧结(SPS)制备金刚石/Cu复合材料,研究了镀膜时间对复合材料的热导性能的影响.结果 表明:随着镀膜时间的增加,金刚石表面W元素覆盖区域逐渐增多,复合材料致密度逐渐增大,热导率先增大后减小.当镀膜时间为30 min时,复合材料致密度达到91.3%,热导率达到最大值327 W/(m·K).