一、双金属复合过程非稳态温度场的研究（论文文献综述）
季策[1]（2021）在《金属包覆材料多辊固-液铸轧复合技术理论与实验研究》文中提出金属包覆材料属于典型层状金属复合材料,是航空航天、电力电子等领域关键材料,其高效成形与性能控制技术一直是行业难点和国际研究热点。本文在双金属复合管双辊固-液铸轧复合工艺研究基础上,针对成形过程中产生的产品性能周向不均等突出问题,提出了金属包覆材料多辊固-液铸轧复合工艺,以铜包钢复合棒为典型对象,重点解决周向传热传质均匀性、过程仿真及工艺窗口预测、铸轧区相互作用力学行为、复合成形机理及形性调控等关键问题。为分析周向传热传质均匀性,建立了材料基础热物性参数及热塑性流变本构模型,构建了耦合多因素的完整热阻网络,分析了不同铸轧辊布置模式时铸轧辊名义半径、孔型半径和熔池高度对传热传质均匀性的影响。建立了热-流耦合仿真模型,获得了优化的工艺布置方案及设备雏形,并提出了孔型设计准则。为实现过程仿真及工艺窗口预测,自主设计了多辊固-液铸轧复合装备,基于有限差分法和数值仿真进行参数优化并完成了设备安装调试。在此基础上,基于热-流耦合仿真模型研究了熔池高度、名义铸轧速度、覆层金属浇注温度、基体金属预热温度、基体金属半径等工艺参数对凝固点高度和铸轧区出口平均温度的影响规律,建立了工程计算模型并获得了合理工艺窗口,为缩短工艺开发周期奠定了基础。为揭示铸轧区内相互作用力学行为,根据结构关系分析了铸轧区几何特性,建立了入口截面至出口截面的几何演变关系并分析了铸轧区内金属流动行为和力学图示,为力学分析奠定理论基础。然后,将固-固轧制复合阶段简化为纯减壁随动芯棒轧管过程,基于微分单元法和平面变形假设推导了轧制力工程计算模型并分析了各工艺参数影响规律,可为设备设计提供理论指导。为阐明复合成形机理及形性调控,自主搭建实验平台开展了实验研究,分析了典型产品缺陷类型及其形成原因,成功制备了界面冶金结合且周向性能均匀性良好的铜包钢复合棒。结合铸轧区宏微观演变、热-流-组织多场耦合模拟、热力学和动力学分析等,揭示了多辊固-液铸轧复合成形机理,阐述了界面反应机制和界面演化过程。基于实验平台和数值模拟分析了制备单质金属线棒材、金属包覆线棒材、双金属复合管、金属包覆芯绞线、异形截面复合材料和翅片强化复合材料的可行性,丰富了特种孔型铸轧复合理论并初步构建了先进功能复合材料铸轧工艺理论体系雏形。
孙利娜[2]（2021）在《冷轧复合的力学机理与电脉冲辅助复合轧制实验研究》文中进行了进一步梳理随着全球经济的发展以及各种新技术、新产业的出现,复合材料越来越受到世界各国的普遍重视。轧制法制备层状复合材料自提出以来,体现出明显优势,目前已经成为世界上应用最广泛的金属复合工艺。轧制复合法发展至今,大量学者对复合界面的结合机制、制备工艺对结合性能的影响规律等方面进行了研究,但作为一种规模化的生产工艺,轧制复合的机理性研究较少提及,导致目前复合板的轧制生产工艺设定完全由经验积累形成,极大制约了生产效率的提升。从生产工艺角度考虑,无论是热轧复合还是冷轧复合,轧制变形区内的力热耦合依然是研究的热点问题之一。为此,本文针对复合轧制工艺的经验性总结的低效率问题,开展轧制变形区内的力热耦合分析,通过变形力学分析、轧制模拟、实验验证等途径,对形成轧制结合的力学行为机理进行分析。在此基础上,借鉴高频电流的集聚效应,在轧制变形区导入高频大电流脉冲,通过轧制工艺和脉冲工艺的优化选择实现组合可控的界面温度场和变形场,以获得更具优势的良好冷轧结合,探索新的冷轧复合工艺。首先,通过复合轧制过程模拟,分析复合轧制过程中的变形行为特征,与已有的轧制结合机制进行对比,讨论包含压应力、温度、剪应力等因素的耦合影响机制,建立复合轧制结合判定的力学行为机制,并通过对轧制复合样品结合面的微观观察对复合机制进行验证。然后,进行铜/铝室温轧制复合验证实验,对剥离测试中的变形行为进行观察和分析,揭示样品变形行为对剥离载荷的影响规律,建立结合强度与剥离变形行为的关系式,明确标准的剥离测试方式。在可靠的测试基础上,对比剥离测试结果,分析压下率、多道次、变速率等不同工艺对复合效果的影响规律。同时,结合复合样品的界面观察,与轧制结合力学机制进行对比验证。最后,基于轧制复合过程中变形与温度的协调思路,提出冷轧复合的控轧控温思想,通过在轧制变形区导入高频脉冲电流,实现冷轧复合时界面的温度调控能力,并实施轧制实验。通过轧后样品的剥离测试结果对比,分析电脉冲工艺对复合的影响规律。结果表明,脉冲的导入明显提升了结合效果。对脉冲辅助轧制复合的模拟结果的变形区应力场、温度场等进行分析,阐述多工艺参数变化的电脉冲对轧制复合的影响机制,探讨脉冲轧制复合的工艺优化路线。轧制复合的工艺机理研究,对复合板生产有着充分而重要的工程指导意义。而精准的界面控温冷轧复合,减少了能源消耗,提供了一种环境和谐型生产方式,是对国家“节能减排”政策的积极响应。
于济瑞[3]（2021）在《电磁感应加热异温轧制制备钛/铝复合板》文中认为钛/铝复合板同时具备了铝的良好导电、导热、低密度和钛的高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温冲击等优良性能。既能应对更加复杂工作环境,又可以降低生产成本。因此,在航天工业、船舶制造、石油开采、建筑工程等工作环境十分复杂的工业领域具有广阔的应用前景。由于钛、铝金属性能差异很大,目前制备的钛/铝复合板在结合强度和板形控制方面仍然存在较大问题,于是本文采用电磁感应加热进行异温轧制制备钛/铝复合板来提高结合强度,获得变形更加协调的钛/铝复合板。首先,建立静止电磁感应加热钛/铝组合板坯模型,选择合适的参数和线圈形状,使钛板温度达到700℃-900℃,铝板温度100℃-300℃,降低两金属的变形抗力差值,满足钛/铝异温轧制要求,并通过Visual Basic软件对ANSYS进行二次开发,实现板坯移动式感应加热,通过静止电磁感应加热模型与移动电磁感应加热模型对比发现,使用移动电磁感应加热模型,板坯在宽度方向温度分布更加均匀。其次,利用ANSYS LS-DYNA建立钛/铝异温轧制模型,并将感应加热模型的板坯温度导入模型中,得到轧制应力场和应变场,然后对钛/铝复合性能和变形协调性进行分析。最终得出结论:在钛板温度为800℃-850℃,压下率为30%-40%时,复合性能和变形协调都可以满足要求。再次,根据模拟仿真参数建立实验平台制备钛/铝复合板。当钛板温度为850℃（铝板197℃）,压下率为48%时,复合界面强度达到77MPa。最后,观察钛/铝复合板界面和断口微观形貌,得到双金属轧制复合机制:轧制过程中钛侧界面产生裂缝,由于铝金属流动性好,铝金属被挤入裂缝中,两种新鲜金属在温度和压力的作用下形成冶金结合。
池佳明[4]（2021）在《铝镁合金复合棒真空充型-挤压工艺研究》文中研究说明以铝合金7050和镁合金AZ31分别为外壳和内芯的复合棒,不仅可以大幅度减轻产品的重量,满足轻量化的趋势,同时可以节约能源,保护环境。复合棒热挤压工艺具有生产工序简单,材料利用率高的特点,但是镁合金内芯镶嵌进入铝合金外壳的过程中会带入空气,热挤压过程界面氧化影响结合质量和结合强度。本文通过真空熔炼的方法,减少氧化物和杂质的生成,从内芯添加方式入手,研究真空浇注技术制备内芯对复合棒界面特征的影响。利用ProCAST软件对真空感应熔炼中的充型过程、凝固过程和缩孔缩松缺陷形成过程进行模拟分析,得到内芯充型率工艺优化图,利用正交试验法对内芯充型模拟方案进行设计,分析各工艺参数对缩孔率的影响权重。结果表明:最佳工艺参数组合为熔体温度为780℃,浇注速度为60mm/s,模具温度为300℃。在有限元仿真的基础上,获得无肉眼可见缩孔且充型率达到100%的试验样件,在得到的镁合金内芯上取样,进行微观检测和元素扩散分析,统计缩孔分布,分析元素扩散和界面结合质量的变化特征,利用有限元试错法对复合棒充型过程裹气现象进行分析,探究缺陷产生机理,改进充型模具。基于工程法理论,分析挤压筒与外壳,外壳与内芯接触面上的应力分布,推导各区段法向应力和切向应力平衡方程,建立铝镁合金复合棒热挤压力数学模型,分析不同挤压温度、摩擦系数和挤压比对挤压力的影响规律,与经验公式对比分析,结果表明:挤压力处于合理误差范围内,验证数学模型的准确性。考虑铝合金外壳与镁合金内芯的应力应变曲线,建立铝镁合金挤压三维热力耦合模型,研究铝镁合金在热挤压过程中的速度场,温度场、应力场和应变场的分布情况,以及挤压温度、摩擦系数和模具角度对成形质量的影响。结果表明:最佳工艺参数组合为挤压温度为360℃,摩擦系数为0.1,模具角度为45°。通过上述工作,获得一组充型率高且无肉眼可见缩孔的内芯充型工艺参数,并针对热挤压复合成形过程展开有益探索,得到铝镁合金复合棒热挤压过程的一般变形规律,为双金属复合材料的制备提供参考。
朱永长,杨涵崧,宋春梅,夏春艳,荣守范,贾克明,吕鹏,叶丹[5]（2021）在《液/半固态双金属铸造复合工艺准则研究》文中研究表明经典的复合材料中对复合工艺已经进行了较为系统的研究,同时也形成了相应的复合准则。但对于液/半固态双金属铸造复合工艺而言,这样复合准则指导应用研究与生产实践有着重要意义。因此,建立液/半固态双金属复合准则,可以为双金属铸造复合材料设计过程提供可靠依据。如何表示液/半固态双金属复合材料复合准则将是值得研究的一个重要课题。本文针对液/半固态铸造复合工艺,通过这种方法制备了低碳钢/高铬铸铁（LCS/HCCI）复合耐磨薄板,在液/半固态双金属铸造复合板制备新工艺基础上,提出了液/半固态双金属铸造复合工艺准则,以解决传统铸造复合工艺难于制备大平面双金属铸造复合耐磨材料的根本问题。
冉鑫[6]（2020）在《金属管材柔性成型系统及工艺研究》文中研究表明无缝金属管材在军工、石油、核能等许多重要的领域有着广泛的应用。大直径、薄壁的无缝金属管材的生产受到大量因素限制,故本文提出一种以双辊金属坯铸轧为基础,辅以螺旋焊管的成型方式的新工艺——螺旋铸轧工艺,用于生产大直径、薄壁管材,旨在满足对多规格管材的生产需求。本文以6061铝合金材料为研究对象,主要探究螺旋铸轧工艺前期的基础双辊铸轧过程以及后期的双辊重熔结合铸轧过程。基于Pro CAST软件对基础双辊铸轧过程进行模拟计算。对熔池温度场进行分析,探究不同工艺参数对KISS点位置的影响规律,针对不规则辊型进行了KISS点所在曲线的分析;对熔池流场进行探讨,根据金属液流速的分布规律,发现存在一个流体团的速度方向呈现出向上的现象,并且流体团中心速率最大,其中有速率为零的环状区域,本文将其命名为“零速度环”（下同）;对铸轧金属坯的应力应变进行讨论,并利用公式计算金属坯的板凸度和翘曲度。基于Pro CAST软件对双辊重熔结合铸轧过程进行模拟计算。对过程中的金属坯和熔池温度场进行分析,总结出工艺参数对金属坯温升的影响规律;对“零速度环”对熔池流场产生的影响进行探究,依据“零速度环”和KISS点使温度场和流场产生联系;从两种结合方式的角度展开对此过程中金属坯与熔池金属的界面结合进行了论述,分析金属坯边部糊状区域与熔池糊状金属所形成的高温扩散层,还有金属坯固相区域与熔池固相金属依靠外力形成的冶金结合层,总结工艺参数对两种不同的结合方式的影响规律。根据螺旋铸轧工艺的成型方式,自主设计相关设备——螺旋铸轧机,增设了辊系升降装置、轧辊间距调节装置和辊系倾角调节装置。
韩永凯[7]（2020）在《双金属复合管热丝TIG焊数值模拟与试验研究》文中研究说明随着工业化的快速发展,石油和天然气等是不可或缺的能源,而油气中含有的CO2,H2S等酸性介质,对抗腐蚀、耐低温等特点的管材需求越来越大,而双金属复合管既满足了耐蚀性能,又具有较高的承压能力,其在工程上不仅满足油气输送的安全性要求,又很大程度上降低成本,而手工焊接对工作人员的要求较高,操作难度大,本试验采用全自动热丝TIG焊接复合管,既不会增加线能量,还会降低元素的稀释率,管道在对接的时候,其所受到的应力较大,难免发生错边的情况,导致在焊接管道时会出现未熔透未熔合等现象,严重的降低了焊接接头的性能,因此对不同错边量的复合管进行焊接,确定热丝TIG焊的错边适应范围。本文以复合管V形坡口为实验对象,针对不同错边量搭建焊接试验系统,并利用有限元分析软件进行数值模拟,而材料的物理性能受温度的影响很大,所以采用双椭球热源模型从焊接温度场的角度对管道错边进行有限元分析,并将模拟与试验结果进行对比分析论证,其结果表明:随着管口对接错边的加大,其熔深、熔宽发生明显的差异,管口侧壁不在同一直线上,导致焊接温度场的分布呈现不均匀的现象,进而使熔透发生变化,其模拟结果为在错边小于0.6mm时,熔透效果良好,当错边大于0.8mm时,出现了未熔透的现象。对模拟结果进行实验验证,复合管在打底焊完成后,当错边达到0.8mm时出现了未熔透的现象,其中温度场对其熔深、熔宽也会产生一定的影响,并在错边情况下,其背部焊缝成形也有所差异,但小于等于0.6mm下的错边试件并未发生未熔透的现象,所以试验结果与模拟结果基本相吻合。通过选用不同流速N2作为背部替代保护气进行试验,其焊接过程中出现发渣的现象,其N2不宜作为镍基合金的背部保护气,对0.6mm的错边的基层焊缝、热影响区以及母材区域显微组织进行分析,其结果表明错边情况下焊后试件的显微组织较细小,分布较均匀。对不同错边的试件进行力学性能试验,其结果表明不同错边下的试件其性能没有明显的差异。利用msc.marc有限元软件进行复合管道的残余应力分析,研究了焊件焊后残余应力的变化规律。对焊后复合管利用X射线衍射法对焊件残余应力进行检测,其结果在一定程度上有差异,但应力分布情况基本一致,可以验证试验的准确性。
曹玉龙[8]（2018）在《电渣重熔法制备双金属复合轧辊研究》文中研究说明近年来,随着先进轧机和高效轧制技术的问世,轧制生产线向着大型化、高速化和自动化的方向发展,使得作为轧钢核心装备的轧辊的使用工况变得更为苛刻。轧辊的性能优劣直接影响轧机的生产效率、轧材的表面质量和轧制的成本,因此,对轧辊材质和生产制备工艺的研究已成为国内外轧辊及冶金行业共同关注的问题。传统单一材质合金轧辊难以同时满足轧制过程对其耐磨性和强韧性的双重要求,而双金属复合轧辊,由于其辊芯和工作层（复合层）可以选用不同的材质,它能较好地解决单一材质合金轧辊耐磨性和强韧性之间的矛盾,同时大大降低轧辊的生产成本。因此,高质量、低成本双金属复合轧辊的研究、制造和使用必将成为适应现代轧制技术的新方向。本课题基于电渣重熔技术的优势,以双金属复合轧辊为研究对象,开展了不同导电回路方案下的复合轧辊制备过程工艺特点、不同工艺参数对复合体系温度场的影响、复合轧辊电渣制备过程的试验探索、双金属界面结合机理、双金属界面的结合质量及不同材质间复合的工艺特点等研究。首先,基于电磁场方程、动量方程和热量传输方程等建立了电渣重熔法制备双金属复合轧辊过程的二维稳态数学模型,利用Fluent软件及自定义函数（UDF）、自定义标量方程（UDS）等功能对传统型导电回路:变压器→短网→自耗电极→液态渣池→辊芯→底水箱→变压器（简称为电极→辊芯）进行了数值模拟。结果表明,在该导电回路方案下,回路电流在电极与辊芯间的渣池区集聚并于此处形成最高温,进而造成辊芯表面的过度熔化,不利于获得均匀的双金属结合界面及均匀的复合轧辊工作层成分、组织与性能。随后开展的复合轧辊电渣制备试验及采用低熔点透明溶液体系进行的复合轧辊电渣制备物理模拟试验均证明了上述辊芯表面过度熔化现象的发生。综上所述,在此导电回路方案下,辊芯作为导电回路的一极难以避免表面熔化现象的发生,不利于获得理想的复合轧辊复合层及双金属界面性能。鉴于传统型电极→辊芯导电回路方案的不足,将辊芯从导电回路中解放出来并对其表面温度进行灵活控制是制备高质量复合轧辊的关键。基于此目的,本课题采用先进的导电结晶器技术及上述所建立的二维稳态数学模型开展了新型导电回路:变压器→短网→自耗电极→液态渣池→导电结晶器→变压器（简称为电极→导电结晶器）方案下的数值模拟。结果表明,导电结晶器的采用使得回路电流在电极与导电结晶器间的渣池区集聚并于此处形成最高温。渣池高温区的远离使得辊芯表面的温度具有更大的可调节性。在各工艺参数中,熔炼电参数、辊芯直径、导电段渣池深度等对电渣复合体系的温度场影响最为明显;电极与辊芯表面间距的影响次之,电极插入渣池深度的影响最小。通过合理的工艺参数匹配可获得理想的辊芯表面温度,实现双金属界面的良好复合。基于上述对新型导电回路方案的模拟研究,利用有衬电渣炉、浇渣溜槽、抽锭电渣炉、导电结晶器、渣金液位检测仪等组成的成套设备开展了新型导电回路方案下的电渣重熔GCr15/45号钢双金属复合轧辊试验。经过多次的试验探索及经验总结,最终制备出直径340 mm、复合高度320 mm的GCr15/45号钢双金属复合轧辊铸坯。在复合铸坯的界面冶金结合区切取横剖截面,经低倍检验表明,双金属界面同心度良好且复合层厚度非常均匀,此外,在双金属界面处并未发现有夹渣、气孔、缩孔等缺陷,界面结合良好。复合铸坯纵剖截面则表明了双金属界面由下部至上部呈现出夹渣厚度逐渐变薄并最终消失的趋势,这是由于电渣重熔法制备双金属复合轧辊过程是一个温度逐渐升高并趋于稳定的过程,其辊芯表面被加热程度不同,双金属界面结合状态亦不同。基于Thermo-Calc热力学软件对复合轧辊用GCr15、45号钢的平衡相图计算,选择单相扩散模型并利用DICTRA软件对双金属界面处的元素扩散行为进行计算,界面温度随时间变化函数由Fluent模拟及电渣试验中的实际抽锭速度综合给出。通过对比双金属界面相同位置的Cr元素线扫描分析结果及DICTRA元素扩散行为计算结果,揭示了电渣重熔法制备双金属复合轧辊的界面结合机理为熔合与扩散的共同作用。辊芯45号钢在电渣试验过程中因受到高温液态渣池及复合层金属熔池的加热而升温明显,随着双金属电渣复合过程的结束及已复合铸坯的抽锭,辊芯又发生了降温冷却的过程。在此高温奥氏体化过程中,较高的加热温度、较长的保温时间导致了辊芯表面粗大奥氏体晶粒及部分铁素体魏氏组织的生成。本课题通过合理的热处理工艺消除了魏氏组织、实现了晶粒细化。铸态GCr15/45号钢复合轧辊铸坯界面试样的抗拉强度、剪切强度分别为661 MPa及282 MPa,其拉伸、剪切断口均发生在单材料侧而非双金属界面处,充分说明了此工艺条件下所制备双金属复合轧辊铸坯的界面结合质量较好。高速钢轧辊因具有硬度高、耐磨性好、红硬性好等特点而在轧钢行业开始被广泛使用。本课题基于上述新型导电回路方案开展了电渣重熔法制备高速钢/球墨铸铁双金属复合轧辊的试验研究。基于复合层高速钢及辊芯球墨铸铁的熔化温度特点,利用FactSage软件及炉渣熔点测试仪开发了一种低熔点渣系。采用现有的电渣设备最终制备出复合高度264 mm的高速钢/球墨铸铁复合轧辊铸坯,并对其复合层、辊芯组织及双金属界面处的石墨形态、合金元素过渡、显微组织变化等进行了系统研究。结果表明,经过电渣复合后,发生奥氏体化的辊芯球墨铸铁中的石墨形态、基体组织均发生了明显变化,由于辊芯和复合层的部分熔合及元素的扩散,在双金属界面处形成了大量的不同成分、形貌、含量及分布特征的碳化物,使得界面处硬度增加,在拉伸、冲击试验中易发生脆断。尽管如此,在双金属界面处所取铸态试样的抗拉强度为452 MPa且辊芯球墨铸铁的石墨球化评级为3级,二者均满足国标《GB/T 1504-2008铸铁轧辊》对轧辊的使用要求。
杨坤[9]（2017）在《镶铸法制备双金属复合耐磨轧辊的凝固过程的数值模拟》文中指出轧辊在耐磨行业中的运用比较广泛,相对于单一材料的轧辊,双金属复合轧辊的耐磨性能更好,使用寿命更长。以前,研究人员对轧辊的研究主要集中在单一材料上,或者是对双金属复合轧辊的凝固过程进行实验研究,运用数值模拟方法对双金属复合轧辊凝固过程进行理论研究的较少。本文运用ANSYS有限元软件对镶铸法制备双金属复合耐磨轧辊的凝固过程进行了数值模拟,主要包括凝固过程温度场的模拟和凝固过程应力场的模拟。本文研究了在三种不同的浇注温度下（1300℃、1400℃、1500℃）,双金属复合耐磨轧辊凝固过程的温度场和热应力场,通过对模拟的结果分析表明,浇注温度越高,凝固的速度越缓慢,热应力也越大,也越容易出现缩孔缩松等缺陷;浇注温度偏低,凝固速度快,也会导致铸件凝固过程不均匀等问题。所以在铸件实际的浇注过程中选取浇注温度为1400℃,可以有效地防止缩孔的产生。同时研究了三种不同形状的辊芯对双金属复合耐磨轧辊凝固过程的温度场和应力场的影响,通过对模拟的结果分析表明,在凝固初期,辊芯形状对铸件凝固过程的温度场分布影响较小;在凝固中期,长方体辊芯的铸件的凝固速度最快,六棱柱辊芯的铸件的凝固速度最慢,圆柱体辊芯的铸件的凝固速度较为适宜。六棱柱辊芯的铸件受到的热应力大于长方体辊芯的铸件受到的热应力,长方体辊芯的铸件受到的热应力大于圆柱体辊芯的铸件受到的热应力。本文运用Abaqus对凝固过程的温度场和应力场进行了验证性模拟,结果表明Abaqus模拟计算的结果与ANSYS计算的结果一致,从仿真模拟的角度验证了ANSYS对双金属复合耐磨轧辊凝固过程温度场和应力场模拟的准确性和可靠性。同时对ANSYS模拟之后的参数进行了优化,将优化之后的参数运用到验证性实验当中,通过实验浇注出来的铸件与ANSYS模拟优化之后的结果比较吻合,从实验的角度验证了 ANSYS对双金属复合材料进行数值模拟的准确性和可靠性,说明数值模拟技术对实际的铸造工艺具有一定的指导意义。
刘腾[10]（2016）在《固液复合制备铝/铝、铜/铝双金属复合材料及其组织性能研究》文中研究指明双金属复合材料由于其优异的综合性能、良好的经济效益、可优化材料表面性质及广泛的可设计性等一系列优点,在材料科学与工程领域表现出强劲发展势头。铝/铝及铜/铝双金属体系双金属复合材料是其中的一个重要发展方向,被广泛开发应用在电力、电子、汽车、航空等领域。不过铝/铝、铜/铝体系双金属复合材料由于其特殊的表面性质及物理化学性质,在利用传统焊接方法制备过程中经常出现缺陷,大大限制了其推广和应用。固液复合技术工艺简单、受外形条件约束小、工艺设备要求简单、生产效率较高,受到越来越多的关注。不过针对固液复合铝/铝、铜/铝双金属复合材料,在表面处理工艺选择、固液复合工艺选择、固液复合实验参数优化等方面都还没有系统深入的研究。在界面结构、传热及熔合现象、扩散行为以及复合机理方面也需要进一步阐释。双金属复合材料为制备双金属复合电机转子提供了广阔的设计和研发空间,可以很好地解决传统压铸及离心铸造制备电机转子时容易出现的各类缺陷,同时铝/铝、铜/铝双金属体系可以很好地满足电机转子对于导电性、强度、轻量化及经济性等多方面的需求。本文选取以铝/铝及铜/铝为研究体系。通过表面处理后重力铸造及挤压铸造的方法制备了铝/铝及铜/铝双金属复合材料。利用光学显微技术（OM）、扫描电子显微技术（SEM）、电子背散射衍射技术（EBSD）表征其组织结构。通过硬度测量、剪切实验、拉伸实验、界面电阻测量等评价其力学性能及电学性能。对于铝/铝双金属复合体系,系统研究了重力铸造及挤压铸造铝/铝双金属复合材料的组织结构和物理性能,分析了其界面处凝固及导热行为。对于铜/铝双金属复合体系,系统研究了不同铸造参数下铜/铝双金属复合材料的组织结构和物理性能。获得了铜/铝双金属复合材料界面区域金属间化合物的形成和生长规律,分析了扩散及凝固行为。最后设计挤压铸造模具,并利用软件模拟制备电机转子过程,分析凝固及传热行为。在前述研究基础上,利用获得的技术原型,通过挤压铸造制备铝/铝和铜/铝双金属电动汽车驱动电机转子。通过在6101预置材料表面电镀Zn处理后重力铸造及挤压铸造的方法,成功制备了固液复合6101/A356、6101/6101及6101/纯铝等体系双金属复合材料,研究了其组织结构和力学性能,探明了工艺参数的影响规律。对于重力铸造及挤压铸造6101/A356双金属复合材料,随着表面镀锌层厚度增加其组织结构及力学性能没有明显变化,而随着浇注温度的增加,抗拉强度先增加后减小。随着挤压压力的增加,浇注铝合金基体材料的抗拉强度、屈服强度及延伸率均增加。这是由于挤压铸造条件可以去除合金内部缺陷,同时合金组织结构得到细化。挤压压力对于组织结构的细化作用来自两个方面,一是改善凝固熔体与模具之间的传热条件,提高冷却速率,二是提高液相线温度,促进凝固过程中α-Al形核。随着挤压铸造压力增加,不同体系铝/铝双金属复合材料的力学行为有很大差别。对于6101/A356,抗拉强度及延伸率分别保持在160MPa及5%,相比于重力铸造有一定提高,屈服强度保持在90MPa左右,相比于重力铸造并没有明显变化。对于6101/6101,抗拉强度和屈服强度分别保持在200MPa和100MPa左右,而延伸率随着压力的增加而减小。对于6101/纯铝,抗拉强度、屈服强度及延伸率随压力增加均有所增加。分析发现,铝/铝双金属复合材料的抗拉强度和屈服强度决定于其中的较小值,而延伸率则由两组元共同决定:EL=S1?1+S2δ2。根据组元和加工参数的变化,断裂位置可分别位于6101预置材料内部（挤压铸造6101/6101）、浇注材料内部（重力铸造6101/A356、重力铸造及挤压铸造6101/纯铝）或者过渡区域（挤压铸造6101/A356）。分析了重力铸造固液复合时铝条表面温度变化曲线,研究了铝条表面温度与界面反应之间关系。发现铝条表面的温度场是决定铝/铝双金属复合材料结合的关键因素,为了得到冶金结合的铝/铝双金属复合材料,铝条表面温度需满足两个条件:一.保持在固相线温度以上一定时间,使得浇注材料能够和预置材料之间发生充分的固液反应;二.始终保持在液相线温度以下,防止铝条变形或熔化。得到了铝条表面温度和各组元热物理参数之间关系:θ0θ（η）,=exp（-μ12F0）,其中θ=t（x,τ）-t∞,为了得到冶金结合的铝/铝双金属复合材料,需满足:对于预置材料,液相线及固相线之间温度差距较大;对于浇注材料,导热系数较低,比热容较小,液相线温度低于芯材的固相线温度。通过在预置铜材表面热喷涂锌处理后挤压铸造的方法,成功制备了固液复合铜/铝双金属材料,研究了其组织结构和力学性能,探明了工艺参数的影响规律。界面过渡层可分为3个不同区域,从铜侧到铝侧依次为:中间化合物区、α-Al/Al2Cu共晶相区,α-Al固溶体区域,其中中间化合物层又分Al4Cu9（?1）相区和Al2Cu（?）相区。随着浇注温度的增加,过渡区域厚度增加。Al4Cu9（?1）相中间层和Al2Cu（?）相中间层厚度均不断变厚,这是由于扩散系数的增加及扩散时间的增长。随着挤压铸造压力的增加,过渡区域厚度不断减小。Al4Cu9（?1）相中间层和Al2Cu（?）相中间层厚度基本不变。但是共晶相区域厚度不断减小,原因是凝固速度增加导致扩散行为减弱,同时共晶点向铜侧（Al2Cu侧）偏移。研究了铜/铝双金属复合材料挤压铸造参数与力学行为之间的关系,分析了界面区域微观结构与力学行为之间的关系。发现随着浇注温度的增加,铜/铝双金属复合材料的拉伸强度先增加后减小,在浇注温度为700°C时达到最大值为26MPa左右,随后稳定在16MPa左右。而随着挤压压力的增加没有明显变化。铜/铝双金属复合材料的拉伸强度及其断裂行为主要由Al2Cu相中间层厚度决定。当Al2Cu相中间层厚度较薄时,裂纹会扩展到共晶相中间层区域,断口显示河流状形貌,相应的拉伸强度较高,当Al2Cu相中间层厚度较厚时,裂纹在Al2Cu相中间层内部萌生扩展,断口较为平整,相应的拉伸强度较低。设计模具并模拟了整体铝/铝双金属复合电机转子制备过程,研究了铝条表面温度变化规律。发现内浇道位置铝条表面最高温度随着内浇口及浇注温度的增加而增加,随着充型速度增加而减小。整体电机转子铝条表面温度均匀性随着端环外径及充型速度的增加而减小,随着内浇口尺寸增加而增加。利用挤压铸造固液复合工艺制备了铝/铝、铜/铝双金属复合电动汽车用电机转子。这为制备具有优良性能的电动汽车驱动电机转子提供了一种新的技术方法。
二、双金属复合过程非稳态温度场的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、双金属复合过程非稳态温度场的研究（论文提纲范文）
（1）金属包覆材料多辊固-液铸轧复合技术理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 金属包覆材料研究进展 |
| 1.2.1 市场需求及行业应用 |
| 1.2.2 固-固相复合法 |
| 1.2.3 固-液相复合法 |
| 1.2.4 液-液相复合法 |
| 1.2.5 制备技术及性能调控现状 |
| 1.3 复杂截面产品铸轧技术研究进展 |
| 1.3.1 铸轧技术国内外发展现状 |
| 1.3.2 横向变截面板带铸轧工艺 |
| 1.3.3 纵向变截面板带铸轧工艺 |
| 1.3.4 圆形截面产品铸轧工艺 |
| 1.3.5 复杂截面产品铸轧技术发展趋势 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源背景 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 多辊固-液铸轧复合工艺理论分析及方案优化 |
| 2.1 材料性能参数 |
| 2.1.1 工业紫铜T2 |
| 2.1.2 普碳钢Q345 |
| 2.1.3 辊套 42CrMo |
| 2.2 传热传质过程分析 |
| 2.2.1 热量传递基本方式 |
| 2.2.2 接触界面演变及传热机理 |
| 2.2.3 钢-铜固-液界面换热系数测试反求 |
| 2.2.4 多辊固-液铸轧复合工艺热阻网络 |
| 2.3 铸轧区几何均匀性分析 |
| 2.3.1 铸轧区几何特征 |
| 2.3.2 铸轧辊名义半径影响 |
| 2.3.3 铸轧辊孔型半径影响 |
| 2.3.4 铸轧区熔池高度影响 |
| 2.4 传热传质均匀性对比分析 |
| 2.4.1 热-流耦合仿真模型 |
| 2.4.2 布置模式对比 |
| 2.4.3 工艺布局优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多辊固-液铸轧复合设备设计及过程仿真 |
| 3.1 多辊固-液铸轧复合设备设计 |
| 3.1.1 铸轧机主机座 |
| 3.1.2 熔炼浇注系统 |
| 3.1.3 主传动系统 |
| 3.1.4 设备虚拟装配 |
| 3.2 多辊固-液铸轧复合设备优化 |
| 3.2.1 基体金属预热温度控制方法 |
| 3.2.2 铸轧辊冷却能力影响因素分析 |
| 3.2.3 开浇工艺方案优化 |
| 3.3 工艺参数影响规律分析 |
| 3.3.1 模型简化及边界条件 |
| 3.3.2 熔池高度影响 |
| 3.3.3 名义铸轧速度影响 |
| 3.3.4 覆层金属浇注温度影响 |
| 3.3.5 基体金属预热温度影响 |
| 3.3.6 基体金属半径影响 |
| 3.4 工艺窗口预测及平台搭建 |
| 3.4.1 工程计算模型构建 |
| 3.4.2 合理工艺窗口预测 |
| 3.4.3 实验平台安装调试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多辊固-液铸轧复合工艺轧制力工程计算模型 |
| 4.1 固-液铸轧区特性分析 |
| 4.1.1 出口截面几何参数 |
| 4.1.2 熔池高度及变形区高度 |
| 4.1.3 入口截面几何参数 |
| 4.1.4 力学图示及金属流动 |
| 4.2 轧制力工程计算模型 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 微分单元划分 |
| 4.2.3 单位压力公式 |
| 4.2.4 平均单位压力公式 |
| 4.3 模型验证及工艺因素影响分析 |
| 4.3.1 仿真模型及边界条件 |
| 4.3.2 布置模式影响分析 |
| 4.3.3 工程计算模型验证 |
| 4.3.4 工艺参数影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多辊固-液铸轧复合工艺实验及机理分析 |
| 5.1 多辊固-液铸轧复合工艺实验研究 |
| 5.1.1 铸轧复合实验方案 |
| 5.1.2 侧耳产生机理分析 |
| 5.1.3 信息测试及热处理策略 |
| 5.1.4 产品周向性能均匀性分析 |
| 5.2 多辊固-液铸轧复合工艺机理分析 |
| 5.2.1 铸轧区演变及成形原理 |
| 5.2.2 热-流-组织多场耦合分析 |
| 5.2.3 固-液铸轧界面复合机理 |
| 5.3 典型金属包覆材料试制研究 |
| 5.3.1 单质金属线棒材 |
| 5.3.2 金属包覆线棒材 |
| 5.3.3 双金属复合管材 |
| 5.3.4 金属包覆芯绞线 |
| 5.3.5 异形截面复合材料 |
| 5.3.6 翅片强化复合材料 |
| 5.3.7 工艺研究现状及难点 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（2）冷轧复合的力学机理与电脉冲辅助复合轧制实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 金属层状复合板的发展 |
| 1.3 金属层状复合板的现状 |
| 1.3.1 层状复合板的制备 |
| 1.3.2 轧制复合机理 |
| 1.3.3 轧制铜/铝复合板 |
| 1.3.4 轧制复合生产存在的问题和技术难点 |
| 1.4 电脉冲在金属塑性变形中的应用 |
| 1.4.1 电脉冲在金属塑性变形中的应用 |
| 1.4.2 电脉冲的结构敏感性与热作用 |
| 1.5 课题的研究意义与主要研究内容 |
| 第2章 室温复合轧制实验流程与实施细节 |
| 2.1 实验流程与设备 |
| 2.2 复合轧制实验 |
| 2.2.1 原料准备 |
| 2.2.2 表面处理 |
| 2.2.3 室温复合轧制实验 |
| 2.2.4 电脉冲辅助室温复合轧制实验 |
| 2.3 剥离测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 室温复合轧制模拟与力学分析 |
| 3.1 复合轧制建模 |
| 3.2 复合轧制头尾的不均匀变形 |
| 3.3 稳定轧制时变形区的变形行为 |
| 3.3.1 复合轧制的变形区特征 |
| 3.3.2 变形区的应力变化规律 |
| 3.4 轧制塑性变形功与界面温度场 |
| 3.5 热影响下的界面结合 |
| 3.5.1 压下率改变 |
| 3.5.2 轧制速度改变 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 室温复合轧制样品的剥离测试与结果分析 |
| 4.1 剥离测试的变形行为 |
| 4.1.1 复合样品的简单剥离 |
| 4.1.2 剥离测试过程的变形行为规律 |
| 4.1.3 复合界面剥离时的应力模型 |
| 4.1.4 剥离过程的力学行为分析 |
| 4.1.5 限定的标准剥离测试 |
| 4.2 剥离测试变形行为的力学分析 |
| 4.2.1 建模 |
| 4.2.2 分离点局部剥离应力的分布 |
| 4.2.3 分离点局部剥离拉应力峰值(结合强度)变化规律 |
| 4.2.4 剥离力的变化规律 |
| 4.2.5 剥离弯曲半径的变化 |
| 4.3 标准剥离测试的结果分析 |
| 4.3.1 实现复合的临界压下率 |
| 4.3.2 压下率与轧制速度对轧制复合的耦合影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 室温复合轧制样品的界面形貌特征与变化规律 |
| 5.1 40%压下样品的界面 |
| 5.2 50%压下样品的界面 |
| 5.3 70%压下样品的界面 |
| 5.4 80%压下及以上样品的界面 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 电脉冲辅助铜/铝带室温复合轧制实验 |
| 6.1 电脉冲辅助轧制实验 |
| 6.1.1 电脉冲辅助轧制实验设备 |
| 6.1.2 电脉冲外场对轧制过程金属变形的影响 |
| 6.2 电脉冲辅助复合轧制实验 |
| 6.2.1 改变电脉冲参数对轧制复合的影响 |
| 6.2.2 电脉冲复合轧制的界面 |
| 6.3 电脉冲辅助复合轧制模拟 |
| 6.3.1 电脉冲复合轧制的界面温度场 |
| 6.3.2 电脉冲复合轧制的界面应力分布 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| (一)参与的科研项目 |
| (二)发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）电磁感应加热异温轧制制备钛/铝复合板（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属层状复合材料生产方法简介 |
| 1.2.1 液态复合法 |
| 1.2.2 固-液复合法 |
| 1.2.3 固态复合法 |
| 1.3 轧制复合方法 |
| 1.3.1 冷轧复合 |
| 1.3.2 热轧复合 |
| 1.3.3 异步轧制复合 |
| 1.3.4 异温轧制复合 |
| 1.4 钛/铝复合板简介 |
| 1.4.1 钛铝复合板性能特点 |
| 1.4.2 有限元模拟复合板材轧制的研究现状 |
| 1.4.3 制备钛/铝复合板材的研究现状 |
| 1.5 感应加热简介 |
| 1.5.1 感应加热技术分类 |
| 1.5.2 感应加热技术特点及应用 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 感应加热基础理论 |
| 2.1 感应加热基本原理 |
| 2.2 电磁场理论基础 |
| 2.2.1 集肤效应与透入深度 |
| 2.2.2 邻近效应与端部效应 |
| 2.2.3 麦克斯韦方程组 |
| 2.3 温度场基础理论 |
| 2.3.1 热传递基本方式 |
| 2.3.2 温度场边界条件和初始条件 |
| 2.4 耦合场分析 |
| 2.5 电磁感应加热过程的求解 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 板坯感应加热有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 感应加热有限元模型 |
| 3.2.1 几何模型与数学模型 |
| 3.2.2 物理环境建立和多场耦合 |
| 3.2.3 材料参数 |
| 3.2.4 单元类型和网格划分 |
| 3.2.5 边界条件的设定 |
| 3.3 感应加热结果及分析 |
| 3.3.1 板坯温度场云图 |
| 3.3.2 板坯加热横截面温度 |
| 3.4 感应加热模型的改进 |
| 3.4.1 板坯运动的实现 |
| 3.4.2 VB调用ANSYS |
| 3.4.3 移动感应加热模拟 |
| 3.4.4 移动感应加热结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钛/铝异温复合轧制模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钛/铝轧制实现过程 |
| 4.2.1 轧制模型简化和工艺制定 |
| 4.2.2 材料性能参数 |
| 4.2.3 咬入方式的确定 |
| 4.2.4 界面处理方法 |
| 4.2.5 板坯间接触导热 |
| 4.2.6 界面良好复合判别条件 |
| 4.3 钛/铝异温轧制模拟结果分析 |
| 4.3.1 界面复合情况 |
| 4.3.2 复合板等效塑性应变分布特点 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 异温轧制制备钛/铝复合板实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 感应加热实验研究 |
| 5.2.1 主要实验设备 |
| 5.2.2 实验目的 |
| 5.2.3 实验方案 |
| 5.2.4 实验结果 |
| 5.3 钛铝异温轧制复合实验 |
| 5.3.1 实验材料 |
| 5.3.2 实验方案 |
| 5.4 钛/铝复合板结合性能和微观形貌 |
| 5.4.1 轧后复合板界面性能 |
| 5.4.2 复合板变形规律 |
| 5.4.3 复合界面处微观形貌 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）铝镁合金复合棒真空充型-挤压工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 真空薄壁充型研究现状 |
| 1.3 双金属复合材料发展概况及国内外研究现状 |
| 1.3.1 铝镁合金复合技术发展概况 |
| 1.3.2 金属挤压数学模型建立研究现状 |
| 1.3.3 有限元技术在热挤压中的应用 |
| 1.4 本文研究目标和内容 |
| 第2章 镁合金充型流动及凝固规律模拟研究 |
| 2.1 有限元模型的建立 |
| 2.1.1 镁合金热物性参数的确定 |
| 2.1.2 有限元模型及其边界设置 |
| 2.2 工艺参数对充型率的影响 |
| 2.2.1 熔体温度对充型率的影响 |
| 2.2.2 浇注速度对充型率的影响 |
| 2.2.3 模具温度对充型率的影响 |
| 2.2.4 内芯直径对充型率的影响 |
| 2.2.5 内芯充型率工艺优化图 |
| 2.3 工艺参数对凝固特性的影响 |
| 2.3.1 熔体温度对凝固特性的影响 |
| 2.3.2 浇注速度对凝固特性的影响 |
| 2.3.3 模具温度对凝固特性的影响 |
| 2.4 工艺参数对缩孔缩松缺陷的影响 |
| 2.4.1 熔体温度对缩孔缩松缺陷的影响 |
| 2.4.2 浇注速度对缩孔缩松缺陷的影响 |
| 2.4.3 模具温度对缩孔缩松缺陷的影响 |
| 2.5 复合棒内芯充型工艺参数优选方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 铝镁合金复合棒坯制备试验研究 |
| 3.1 内芯充型试验 |
| 3.1.1 试验原理 |
| 3.1.2 试验设备 |
| 3.1.3 充型试验样件表面处理 |
| 3.1.4 充型试验 |
| 3.2 充型效果及性能检测 |
| 3.2.1 不同温度下充型率验证 |
| 3.2.2 内芯质量检测 |
| 3.2.3 试件的制备 |
| 3.2.4 金相孔洞检测 |
| 3.2.5 微观组织形貌与元素扩散 |
| 3.3 复合棒充型过程裹气现象 |
| 3.3.1 裹气现象仿真分析 |
| 3.3.2 解决方案与试验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 双金属热变形挤压力数学模型研究 |
| 4.1 挤压力数学模型 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 正挤压金属的受力分析 |
| 4.2 数学模型结果分析与讨论 |
| 4.2.1 不同挤压温度对挤压力的影响 |
| 4.2.2 不同摩擦系数对挤压力的影响 |
| 4.2.3 不同挤压比对挤压力的影响 |
| 4.3 经验公式验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 铝镁合金复合棒热挤压数值模拟 |
| 5.1 挤压成形有限元模型建立 |
| 5.1.1 材料模型的建立 |
| 5.1.2 挤压三维热力耦合模型的建立 |
| 5.1.3 边界条件的设置 |
| 5.2 模拟过程及结果分析 |
| 5.2.1 挤压速度场分析 |
| 5.2.2 挤压温度场分析 |
| 5.2.3 挤压应力场分析 |
| 5.2.4 挤压应变场分析 |
| 5.3 工艺参数对成形质量的影响 |
| 5.3.1 界面结合质量评价准则 |
| 5.3.2 挤压温度对成形质量的影响 |
| 5.3.3 摩擦系数对成形质量的影响 |
| 5.3.4 模具角度对成形质量的影响 |
| 5.4 挤压力变化规律研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）液/半固态双金属铸造复合工艺准则研究（论文提纲范文）
| 1 双金属复合工艺分析 |
| 1.1 研究对象的确立 |
| 1.2 温度场模型建立与分析 |
| 2 液/半固态双金属板制备及分析 |
| 2.1 材质的确定 |
| 2.2 试验设备及制备工艺 |
| 2.3 双金属板及界面层微观组织 |
| 3 液/半固态铸造复合工艺准则 |
| 4 结论 |
（6）金属管材柔性成型系统及工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和目的 |
| 1.2 双辊铸轧的研究现状 |
| 1.2.1 双辊铸轧技术国外的发展概述 |
| 1.2.2 双辊铸轧技术国内的发展概述 |
| 1.2.3 双辊薄带铸轧多场耦合模拟研究现状 |
| 1.2.4 双辊管材铸轧研究现状 |
| 1.3 课题研究的主要内容及意义 |
| 1.3.1 课题研究的主要内容 |
| 1.3.2 课题研究的意义 |
| 第2章 螺旋铸轧过程的基本理论 |
| 2.1 熔池内金属液流动的数学模型 |
| 2.1.1 质量守恒方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.1.3 流体模型 |
| 2.2 铸轧过程中金属传热的数学模型 |
| 2.2.1 能量守恒方程 |
| 2.2.2 换热模型 |
| 2.2.3 凝固模型 |
| 2.3 模型的基本假设 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双辊铸轧过程有限元模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元模型 |
| 3.2.1 几何模型的建立 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 铸轧参数与边界条件的设置 |
| 3.2.4 材料热物性参数 |
| 3.3 差速铸轧过程的模拟结果 |
| 3.3.1 温度场分析 |
| 3.3.2 流场分析 |
| 3.3.3 应变应力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 双辊铸轧重熔结合过程有限元模拟分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元模型的建立 |
| 4.2.1 有限元模型 |
| 4.2.2 工艺参数与边界条件 |
| 4.3 双辊铸轧冶金结合模拟结果分析 |
| 4.3.1 温度场分析 |
| 4.3.2 流场分析 |
| 4.3.3 界面冶金结合分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 螺旋铸轧工艺的实验装置 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 螺旋铸轧机的结构 |
| 5.2.1 螺旋铸轧机的主体结构 |
| 5.2.2 螺旋铸轧机的辊系结构 |
| 5.2.3 螺旋铸轧机的成型器结构 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）双金属复合管热丝TIG焊数值模拟与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 双金属复合管的研究现状 |
| 1.2.1 制造技术 |
| 1.2.2 焊接施工技术 |
| 1.3 错边量的研究现状 |
| 1.4 热丝TIG焊的研究现状 |
| 1.5 国内外数值模拟应用现状 |
| 1.5.1 国外数值模拟应用现状 |
| 1.5.2 国内数值模拟应用现状 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 第二章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 材料及其特性分析 |
| 2.1.1 可焊性分析 |
| 2.1.2 焊接开裂倾向分析 |
| 2.1.3 控制措施研究 |
| 2.1.4 焊接材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 热丝TIG焊接系统 |
| 2.2.2 X射线应力检测设备 |
| 2.2.3 背部充气保护装置 |
| 2.2.4 其他设备 |
| 2.3 焊接工艺 |
| 2.3.1 坡口形式 |
| 2.3.2 焊前准备 |
| 2.3.3 焊接工艺参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 L360QS-N08825复合管焊接接头数值模拟 |
| 3.1 数学模型的建立 |
| 3.2 边界条件 |
| 3.3 弹塑性理论 |
| 3.3.1 屈服准则 |
| 3.3.2 流动准则 |
| 3.3.3 强化准则 |
| 3.4 热弹塑性有限元法 |
| 3.4.1 应力应变的关系 |
| 3.4.2 平衡方程 |
| 3.5 焊接热源 |
| 3.5.1 集中热源 |
| 3.5.2 高斯热源 |
| 3.5.3 双椭球体热源 |
| 3.5.4 热源模型的选取 |
| 3.6 有限元模型的建立 |
| 3.6.1 几何模型的建立 |
| 3.6.2 网格的划分 |
| 3.6.3 材料的热性 |
| 3.7 计算结果与分析 |
| 3.7.1 温度场数值模拟结果 |
| 3.7.2 错边对打底焊缝成形的研究 |
| 3.7.3 焊缝接头错边仿真结果 |
| 3.7.4 试验验证 |
| 3.8 应力模拟结果 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 L360QS-N08825复合管焊接接头性能分析 |
| 4.1 替代保护气的选择 |
| 4.2 微观组织分析 |
| 4.3 复合管力学性能分析 |
| 4.3.1 室温拉伸试验 |
| 4.3.2 试验结果分析 |
| 4.3.3 硬度试验 |
| 4.3.4 试验结果分析 |
| 4.3.5 低温冲击试验 |
| 4.3.6 试验结果分析 |
| 4.3.7 弯曲试验 |
| 4.3.8 试验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 L360QS-N08825复合管残余应力测试 |
| 5.1 残余应力测量及试验验证 |
| 5.1.1 残余应力测试方法 |
| 5.1.2 X射线衍射法测试原理及测试方法 |
| 5.1.3 残余应力测试的参数选择 |
| 5.2 残余应力模拟与测量结果对比 |
| 5.3 残余应力的控制方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文情况和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）电渣重熔法制备双金属复合轧辊研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 课题的研究目的及意义 |
| 1.3 课题的研究内容 |
| 1.4 课题的主要创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 电渣重熔技术概述 |
| 2.1.1 电渣重熔的基本原理 |
| 2.1.2 电渣重熔的基本特点 |
| 2.1.3 电渣重熔的发展现状 |
| 2.2 双金属复合轧辊概述 |
| 2.2.1 复合轧辊的应用领域 |
| 2.2.2 复合轧辊的发展历程 |
| 2.2.3 复合轧辊辊身用材质的发展 |
| 2.2.4 复合轧辊辊芯用材质的发展 |
| 2.3 电渣冶金法制备复合轧辊概述 |
| 2.3.1 传统电渣熔铸堆焊复合法 |
| 2.3.2 其它电渣熔铸堆焊复合法 |
| 2.3.3 双电渣复合技术 |
| 2.3.4 液态金属电渣表面复合法 |
| 2.4 复合轧辊电渣制备过程的数值模拟 |
| 2.5 双金属复合轧辊的界面研究 |
| 2.5.1 界面的结合机理 |
| 2.5.2 界面的结合质量 |
| 2.6 文献评述 |
| 第3章 传统型导电回路方案下的工艺模拟和试验研究 |
| 3.1 基本工艺过程及假设 |
| 3.1.1 基本工艺过程 |
| 3.1.2 基本假设 |
| 3.2 几何模型及网格划分 |
| 3.3 各物理场的控制方程 |
| 3.3.1 电磁场控制方程 |
| 3.3.2 流场控制方程 |
| 3.3.3 渣池对流传热控制方程 |
| 3.3.4 铸坯复合层的导热方程 |
| 3.3.5 铸坯复合层的内热源处理 |
| 3.4 模拟用材料成分及物性参数 |
| 3.4.1 轧辊复合层用GCr15钢的热物性参数 |
| 3.4.2 轧辊辊芯用45号钢的热物性参数 |
| 3.4.3 所用渣料的热物性参数 |
| 3.5 数值模拟计算流程 |
| 3.6 模拟结果与讨论 |
| 3.7 传统型导电回路方案的电渣试验验证 |
| 3.7.1 电渣试验方案 |
| 3.7.2 试验结果分析 |
| 3.8 低熔点透明溶液体系的验证 |
| 3.8.1 试验原料 |
| 3.8.2 试验装置及方案 |
| 3.8.3 试验结果及讨论 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 新型导电回路方案下的工艺模拟和试验研究 |
| 4.1 基本工艺过程 |
| 4.2 网格划分及边界条件 |
| 4.2.1 几何模型及网格划分 |
| 4.2.2 电磁场边界条件 |
| 4.3 模拟结果与讨论 |
| 4.3.1 基本工艺特点分析 |
| 4.3.2 各工艺参数的影响 |
| 4.4 双金属复合轧辊铸坯的试验制备 |
| 4.4.1 试验设备及作用 |
| 4.4.2 试验用原料及其熔化特性 |
| 4.4.3 复合轧辊电渣制备的试验步骤 |
| 4.5 复合轧辊铸坯电渣复合的工艺探索 |
| 4.5.1 生死单元的作用原理 |
| 4.5.2 ANSYS生死单元法模拟浇渣过程 |
| 4.5.3 工艺探索历程 |
| 4.6 双金属复合轧辊铸坯的成功制备 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 GCr15/45号钢复合铸坯的界面研究 |
| 5.1 双金属界面的宏观形貌 |
| 5.2 双金属界面的微观组织 |
| 5.2.1 铸态组织分析 |
| 5.2.2 热处理组织分析 |
| 5.3 辊芯45号钢电渣复合前后的组织变化 |
| 5.4 双金属界面的结合机理 |
| 5.4.1 固相材料中的扩散原理 |
| 5.4.2 DICTRA软件介绍及原理 |
| 5.4.3 复合铸坯界面元素的扩散行为 |
| 5.4.4 双金属界面的结合机理 |
| 5.5 双金属界面的结合质量 |
| 5.5.1 结合界面的宏观硬度 |
| 5.5.2 结合界面的显微硬度 |
| 5.5.3 结合界面的拉伸性能 |
| 5.5.4 结合界面的剪切性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 电渣重熔高速钢/球墨铸铁复合轧辊的试验研究 |
| 6.1 复合轧辊复合层与辊芯的成分及特性 |
| 6.1.1 高速钢的成分及特性 |
| 6.1.2 球墨铸铁的成分及特性 |
| 6.2 高速钢/球墨铸铁复合轧辊铸坯的试验制备 |
| 6.2.1 低熔点渣系的开发 |
| 6.2.2 复合轧辊铸坯的制备 |
| 6.3 复合层高速钢的凝固组织 |
| 6.4 辊芯球墨铸铁电渣复合前后的组织性能变化 |
| 6.4.1 辊芯球墨铸铁的石墨形态变化 |
| 6.4.2 辊芯球墨铸铁的微观组织变化 |
| 6.4.3 辊芯球墨铸铁的力学性能变化 |
| 6.5 高速钢/球墨铸铁复合轧辊铸坯的界面组织研究 |
| 6.5.1 结合界面的石墨形态变化 |
| 6.5.2 结合界面的微观组织变化 |
| 6.5.3 结合界面的合金元素过渡 |
| 6.6 高速钢/球墨铸铁复合轧辊铸坯的界面性能研究 |
| 6.6.1 结合界面的宏观硬度 |
| 6.6.2 结合界面的拉伸性能 |
| 6.6.3 结合界面的冲击性能 |
| 6.7 电渣重熔高速钢/球墨铸铁复合轧辊的工艺评价 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间所取得的研究成果 |
| 作者简介 |
（9）镶铸法制备双金属复合耐磨轧辊的凝固过程的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和研究意义 |
| 1.2 双金属复合材料的工程应用概述 |
| 1.3 常用的双金属复合技术以及存在的一些问题 |
| 1.3.1 双金属复合技术简介 |
| 1.3.2 双金属复合技术存在的问题 |
| 1.4 国内外数值模拟技术运用于凝固过程的发展概况 |
| 1.4.1 国内外数值模拟技术运用于凝固过程的发展概况 |
| 1.4.2 数值模拟技术运用于双金属复合材料制造的工程概述 |
| 1.5 本课题的研究内容和技术路线 |
| 第2章 双金属复合耐磨轧辊凝固过程的数值分析理论 |
| 2.1 大型通用的ANSYS数模模拟软件 |
| 2.1.1 ANSYS简介 |
| 2.1.2 ANSYS软件的主要模块 |
| 2.2 凝固过程温度场的数值模拟方法 |
| 2.2.1 凝固过程热分析的导热模型 |
| 2.2.2 凝固潜热的处理方法 |
| 2.2.3 求解的初始条件和边界条件 |
| 2.2.4 瞬态热分析的有限元理论 |
| 2.2.5 瞬态温度场的仿真模拟流程 |
| 2.3 凝固过程应力场的数值模拟方法 |
| 2.3.1 热弹塑性理论的本构方程 |
| 2.3.2 热弹塑性理论的模拟算法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 仿真模拟的验证性实验 |
| 3.1 实验方案及器材 |
| 3.1.1 原材料 |
| 3.1.2 实验所用器材 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 辊芯的制备 |
| 3.2.2 水玻璃砂型的制备 |
| 3.2.3 合金的冶炼 |
| 3.2.4 浇注过程 |
| 3.2.5 落砂取样处理 |
| 3.2.6 实验结果处理 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 基于ANSYS Mechanical仿真模拟凝固过程的温度场计算 |
| 4.1 温度场仿真模拟的基本过程 |
| 4.1.1 前处理阶段 |
| 4.1.2 求解阶段 |
| 4.1.3 后处理阶段 |
| 4.2 温度场的模拟结果与讨论 |
| 4.2.1 浇注温度对双金属复合轧辊温度场的影响 |
| 4.2.2 辊芯形状对双金属复合轧辊温度场的影响 |
| 4.3 温度场的模拟结果验证 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于ANSYS Mechanical仿真模拟凝固过程的应力场计算 |
| 5.1 应力场仿真模拟的基本过程 |
| 5.1.1 前处理阶段 |
| 5.1.2 求解阶段 |
| 5.1.3 后处理阶段 |
| 5.2 应力场的模拟结果与讨论 |
| 5.2.1 浇注温度对双金属复合轧辊应力场的影响 |
| 5.2.2 辊芯形状对双金属复合轧辊应力场的影响 |
| 5.3 铸件在凝固过程中的变形分布 |
| 5.4 应力场的模拟结果验证与优化 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间研究成果目录 |
（10）固液复合制备铝/铝、铜/铝双金属复合材料及其组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 双金属固液复合技术 |
| 1.1.1 双金属复合材料特点及应用 |
| 1.1.2 双金属复合材料制备 |
| 1.1.3 双金属复合材料力学性能及电学性能 |
| 1.1.4 固液双金属复合材料界面行为 |
| 1.1.5 双金属固液复合机理 |
| 1.2 铝/铝双金属复合材料 |
| 1.2.1 铝/铝双金属复合材料特点及应用 |
| 1.2.2 铝/铝双金属复合材料研究现状 |
| 1.3 铜/铝双金属复合材料 |
| 1.3.1 铜/铝双金属复合材料特点及应用 |
| 1.3.2 铜/铝双金属复合材料研究现状 |
| 1.4 挤压铸造制备双金属复合材料 |
| 1.5 交流感应式电机转子制备 |
| 1.5.1 传统交流感应式电机转子制备工艺 |
| 1.5.2 固液复合交流感应式电机转子制备工艺 |
| 1.6 课题研究目的、意义及主要研究内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 原材料 |
| 2.3 制备方法 |
| 2.3.1 表面处理 |
| 2.3.2 合金熔炼 |
| 2.3.3 重力铸造 |
| 2.3.4 挤压铸造 |
| 2.4 凝固曲线测量 |
| 2.5 分析表征 |
| 2.5.1 光学显微分析 |
| 2.5.2 扫描电镜分析 |
| 2.5.3 电子背散射衍射分析 |
| 2.6 性能测试 |
| 2.6.1 硬度测试 |
| 2.6.2 拉伸性能测试 |
| 2.6.3 剪切性能测试 |
| 2.6.4 电学系能测试 |
| 参考文献 |
| 第三章 固液复合铝/铝双金属材料组织结构与力学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 重力铸造固液复合6101/A356 双金属材料组织结构和力学性能 |
| 3.2.1 不同表面处理组织结构和力学性能 |
| 3.2.2 不同浇注温度时组织结构和力学性能 |
| 3.3 挤压铸造固液复合6101/A356 双金属材料组织结构和力学性能 |
| 3.3.1 不同表面处理组织结构和力学性能 |
| 3.3.2 不同浇注温度时组织结构和力学性能 |
| 3.3.3 不同挤压压力下组织结构和力学性能 |
| 3.4 挤压铸造固液复合6101/6101 双金属材料组织结构和力学性能 |
| 3.4.1 组织结构 |
| 3.4.2 力学性能 |
| 3.5 挤压铸造固液复合6101/纯铝双金属材料组织结构和力学性能 |
| 3.5.1 组织结构 |
| 3.5.2 力学性能 |
| 3.6 分析和讨论 |
| 3.6.1 工艺参数对于6101/A356 双金属组织及性能的影响规律 |
| 3.6.2 铝/铝双金属复合材料力学行为 |
| 3.7 凝固曲线及传热行为分析 |
| 3.7.1 铝/铝固液复合凝固曲线分析 |
| 3.7.2 铝/铝双金属固液复合凝固过程传热行为分析 |
| 3.8 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 固液复合铜/铝双金属材料组织结构与力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同表面处理挤压铸造固液复合铜/铝双金属材料的组织结构 |
| 4.3 不同浇注温度时挤压铸造固液复合铜/铝双金属材料的组织和力学性能 |
| 4.3.1 界面区域组织结构 |
| 4.3.2 力学性能 |
| 4.3.3 垂直于界面拉伸断裂行为 |
| 4.3.4 垂直于界面的电阻 |
| 4.4 不同挤压压力下挤压铸造固液复合铜/铝双金属材料的组织和力学性能 |
| 4.4.1 界面区域组织结构 |
| 4.4.2 力学性能 |
| 4.4.3 垂直于界面拉伸断裂行为 |
| 4.4.4 垂直于界面的电阻 |
| 4.5 分析讨论 |
| 4.5.1 过渡区域各中间层生长行为研究 |
| 4.5.2 界面组织结构对物理性能影响 |
| 4.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 挤压铸造制备铝/铝、铜/铝双金属电机转子 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 挤压铸造模具设计 |
| 5.3 数值模拟 |
| 5.3.1 AnyCasting介绍 |
| 5.3.2 不同模具结构和工艺参数对导条表面最高温度的影响 |
| 5.3.3 不同模具结构和工艺参数对导条表面温度均匀性的影响 |
| 5.4 双金属固液复合电机转子制备 |
| 5.5 双金属固液复合电机转子组织结构 |
| 5.5.1 铝/铝双金属固液复合电机转子组织结构 |
| 5.5.2 铜/铝双金属固液复合电机转子组织结构 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论和创新点 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文、专利及奖励情况 |
| 学术论文 |
| 申请专利 |
| 奖励 |
四、双金属复合过程非稳态温度场的研究（论文参考文献）
- [1]金属包覆材料多辊固-液铸轧复合技术理论与实验研究[D]. 季策. 燕山大学, 2021
- [2]冷轧复合的力学机理与电脉冲辅助复合轧制实验研究[D]. 孙利娜. 燕山大学, 2021(01)
- [3]电磁感应加热异温轧制制备钛/铝复合板[D]. 于济瑞. 燕山大学, 2021(01)
- [4]铝镁合金复合棒真空充型-挤压工艺研究[D]. 池佳明. 燕山大学, 2021
- [5]液/半固态双金属铸造复合工艺准则研究[J]. 朱永长,杨涵崧,宋春梅,夏春艳,荣守范,贾克明,吕鹏,叶丹. 铸造设备与工艺, 2021(02)
- [6]金属管材柔性成型系统及工艺研究[D]. 冉鑫. 燕山大学, 2020(01)
- [7]双金属复合管热丝TIG焊数值模拟与试验研究[D]. 韩永凯. 天津工业大学, 2020(02)
- [8]电渣重熔法制备双金属复合轧辊研究[D]. 曹玉龙. 东北大学, 2018(01)
- [9]镶铸法制备双金属复合耐磨轧辊的凝固过程的数值模拟[D]. 杨坤. 昆明理工大学, 2017(01)
- [10]固液复合制备铝/铝、铜/铝双金属复合材料及其组织性能研究[D]. 刘腾. 上海交通大学, 2016(03)