吕建国
- 作品数：17 被引量：49H指数：4
- 供职机构：昆明理工大学材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金河南省高校科技创新团队支持计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术化学工程更多>>
- 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
- 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
- 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
- X65管线钢板交替与连续控冷工艺的计算与比较被引量：1
- 2012年
- 为减小X65管线钢板控制冷却后的残余应力和翘曲,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的相变诱发塑性(TRIP)模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了控冷时的弹塑性变形、热膨胀、相变潜热、相变膨胀、TRIP等所有物理效应.用该模型研究了2种控制冷却工艺下X65管线钢板的温度、残余应力、残余应变及翘曲.结果表明:与连续控冷相比,交替控冷使板的温度进一步降低7℃;上表面一侧的残余拉应力峰值进一步减小44 MPa;下表面一侧的残余总压应变峰值进一步增加0.001;翘曲由0.54×10-3减至0.09×10-3;故交替控冷可降低板内的残余应力,并减小翘曲.
- 张德丰陆建生吕建国宋鹏杜重麟
- 关键词：管线钢板残余应力翘曲有限元
- 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
- TRIP钢的理论研究进展被引量：4
- 2011年
- 阐述了优化TRIP(相变诱导塑性)钢所需的马氏体相变晶体学、热力学、动力学和TRIP效应等基本理论,重点介绍了WLR和B-M晶体学、O-C热力学、K-M和O-C动力学以及与TRIP效应相关的G-J、Magee机制。概述了TRIP钢的理论的研究进展,提出了目前理论研究存在的问题和研究方向。
- 张德丰陆建生宋鹏吕建国
- 关键词：TRIP钢晶体学热力学动力学
- 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
- X65厚管线板控冷时的相变潜热及TRIP效应被引量：1
- 2011年
- 通过开发线性混合热膨胀模型、使用Leblond相变诱导塑性(TRIP)模型和拓展Avrami相变动力学模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了相变潜热、相变膨胀、TRIP效应、热膨胀等机制.用该模型分析了X65厚管线板从860℃至低温的非对称(上下表面层流冷却系数分别为3,1mW/mm2K)控冷过程,定量研究了相变潜热、TRIP效应对温度、残余应力的影响.结果表明:相变期间,潜热升温52.7℃,并减缓下表面和心部的温降分别为50%,25%;控冷终了,潜热提高板温44℃.潜热和TRIP效应分别产生峰值为±89MPa和130,-170MPa的残余拉、压应力,并通过迁移应力峰来影响残余应力值和分布状态.
- 张德丰陆建生宋鹏林清华吕建国
- 关键词：热力耦合相变潜热
- 镍基合金表面Pt改性铝化物涂层的初期Al_2O_3微观结构分析被引量：4
- 2017年
- 对CMSX-4合金表面Pt改性铝化物(NiPtAl)高温涂层进行了短期高温氧化实验,研究了NiPtAl在1150℃形成表面氧化膜的微观结构。结果表明,氧化1h后形成的氧化膜包含亚稳态和稳态Al_2O_3区域,同时部分区域发生氧化膜脱落,并在氧化膜内部观察到空洞和Pt颗粒。分析表明,在涂层初期氧化过程中,NiPtAl涂层表面亚稳态q-Al_2O_3向稳态a-Al_2O_3转变,导致氧化膜中a-Al_2O_3与q-Al_2O_3呈区域层状分布,氧化1 h后Ni Pt Al涂层表面会形成约0.5 mm厚的q-Al_2O_3层。随着q-Al_2O_3的快速生长,NiPtAl中b-NiAl向g'-Ni_3Al转变,由于Pt在g'相比b相中溶解度小而发生偏析,从而导致在氧化膜a-Al_2O_3与q-Al_2O_3层界面处含有Pt颗粒。另外,初期Al_2O_3层的快速生长导致氧化膜内部形成空洞,氧化膜的生长和相变导致的内应力和内部空洞等缺陷降低了表面q-Al_2O_3层的黏结性能,最终导致氧化层脱落。
- 宋鹏陈榕冯晶吕建国陆建生
- 关键词：高温涂层AL2O3
- X65管线厚板控制冷却时的相变效应被引量：1
- 2012年
- 为明确相变效应对X65管线厚板控制冷却的影响,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模型建立了热力耦合有限元模型.用该模型研究了X65管线厚板在上下层流冷却系数分别为3和1 kW/(m2.K)的非对称控制冷却时,相变效应对温度、残余应力和应变的影响.结果表明:相变期间,潜热减缓心部和下表面的冷却速度达50%、25%;潜热和TRIP效应分别产生峰值为89、-89 MPa,并且130、-170 MPa的应力可减小整体残余应力;相变膨胀产生峰值为723、-479 MPa的组织应力决定了整体残余应力大小及分布.
- 张德丰陆建生宋鹏吕建国
- 关键词：管线热力耦合相变潜热相变诱导塑性
