一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具及设计方法技术

技术编号:41492654 阅读:24 留言:0更新日期:2024-05-30 14:38
本发明专利技术公开了一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具及设计方法,该模具设计方法包括以下步骤:S1、根据非晶及其复合材料服役需求,基于熔融合金的凝固温度场和流场,初步设计模具尺寸,设计流线型及缓冲型模具以保证熔融合金稳定凝固,设计不同冷却速度的模具特征尺寸以制备出满足服役需求的凝固组织的非晶及非晶复合材料;S2、借助于凝固温度场和流场模拟结果,对模具设计进行优化,模具的颈部浇道等效直径r≤c,模具型腔长度a、型腔最小等效直径b和最大等效直径c满足1≤a/c≤96,0.01≤b/c≤1;S3、对优化后的模具进行实际验证,有必要时进一步优化,最终设计出的模具能够制备出满足服役需求的凝固组织的非晶及非晶复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非晶合金和非晶复合材料领域,具体涉及一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具及设计方法


技术介绍

1、非晶合金原子结构具有长程无序、短程有序的特点,不具备传统晶态材料中的空位、位错及层错等缺陷,因而表现出许多独特的机械性能,如大的弹性极限(约2%)、高强度、高硬度和优异的耐磨性等。

2、但是,非晶合金对制备工艺和成分都非常敏感,冷却速率的波动或者真空度、成分的波动都使得非晶合金中极易析出脆性晶体相,从而影响材料力学性能,使其无法满足服役需求。为获得满足服役需求的非晶合金,需要对其制备工艺严格把控,因而对制备非晶合金的模具及设计方法提出了更高的要求。

3、另一方面,非晶合金的独特结构也造成了其重要的缺陷——室温脆性和应变软化,极大限制了非晶合金在结构材料中的应用。为克服非晶室温脆性和应变软化的缺点,非晶领域的研究者们在非晶合金中通过内生或外加的方法引入韧性第二相,通过调整第二相的结构、尺寸、体积分数、分布等,使得复合材料中的韧性第二相有效阻碍单一剪切带的迅速扩展,促使剪切带萌生、促进剪切带增殖,相互交叉,形成多重剪切带。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具设计方法,其特征在于:具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1中所述的一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具设计方法,其特征在于:模具的设计需要让液态熔融合金稳定地凝固,减少熔融液体的扰动,因此模具设计考虑具有流线型,且必要时设计有颈部浇道。

3.根据权利要求1中所述的一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具设计方法,其特征在于:针对单向热源等原因导致的凝固组织极度不均匀,通过调整模具尺寸来调控凝固温度场,进而调控熔体冷却速率,从而获得满足服役需求的凝固组织。

4.根据权利要求1中所述的一种调控非晶及其复合材料凝固...

【技术特征摘要】

1.一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具设计方法,其特征在于:具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1中所述的一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具设计方法,其特征在于:模具的设计需要让液态熔融合金稳定地凝固,减少熔融液体的扰动,因此模具设计考虑具有流线型,且必要时设计有颈部浇道。

3.根据权利要求1中所述的一种调控非晶及其复合材料凝固组织的模具设计方法,其特征在于:针对单向热源等原因导致的凝固组织极度不均匀,通过调整模具尺寸来调控凝固温度场,进而调控熔体冷却速率,从而获得满足服役需求的凝固组织。

4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋温丽马东寇生中白雪莲蒋希来杨铭张艺波吕志超黄燕
申请(专利权)人:散裂中子源科学中心
类型:发明
国别省市:

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