张伟彬
- 作品数：20 被引量：43H指数：5
- 供职机构：中南大学材料科学与工程学院粉末冶金国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺冶金工程交通运输工程更多>>
- 研发硬质合金的集成计算材料工程被引量：12
- 2016年
- 用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观(10^(-10)10^(-8)m)、细观(10^(-8)10^(-4)m)、介观(10^(-4)10^(-2)m)和宏观(10^(-2)10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析,把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计,从而大大加快硬质合金材料的研发速度,降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例,展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能,为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.
- 张伟彬杜勇彭英彪李娜周鹏程开明张聪张忠健王社权徐涛陈伟民陈利谢文温光华龙坚战张颢刘向忠金展鹏
- 关键词：硬质合金
- 封面图片说明
- 2016年
- 檨檨封面图片出自论文＂研发硬质合金的集成计算材料工程＂.利用EBSD获得合金微观组织,再通檨过CAD软件进行二维重构,并导入到有限元软件ABAQUS中建立真实的微观组织有限元模型,同檨檨时赋予WC、Co相和立方相其相应的材料属性,如弹性模量、泊松比等,并沿y轴的负方向施加一个檨应变量为0.32%的位移量.利用ABAQUS模拟含有（Ta,W）C立方相偏聚体的超细硬质合金中的檨檨应力分布.该图为应变0.32%时WC和立方相骨架内应力分布,可以看到,
- 张伟彬杜勇彭英彪
- 关键词：封面超细硬质合金ABAQUSCAD软件有限元模型
- 表面无立方相梯度硬质合金梯度层形成的实验研究及计算机模拟
- 建立了多组元梯度硬质合金W-C-Co-Ti-N体系的热力学及扩散动力学数据库。在热力学及扩散动力学数据库指导下,设计制备了WC-Ti(C,N)-Co表面无立方相梯度硬质合金,采用SEM观察梯度层的显微结构,EPMA分析合...
- 杜勇DU YongZHANG Weibin张伟彬PENG Yingbiao彭英彪ZHOU Peng周鹏CHEN Weimin陈伟民LI Yiwei李一为JIN Zhanpeng金展鹏HUANG Bai-yun黄伯云WEN Guanghua温光华谢文XIE WenWANG Shequan王社权
- 关键词：粉末冶金硬质合金热力学
- 梯度硬质合金梯度层形成的计算机模拟
- 在考虑尺寸效应的基础上,本工作将Sutherland公式与Kaptay黏度公式和Proptopapas随温度变化的有效直径公式进行结合成功预测了Co-Ti-W-Ta液相自扩散和杂质扩散系数,并建立了相应的原子移动性参数。...
- 陈伟民张伟彬杜勇张利军谭澄宇陈利
- 关键词：梯度硬质合金计算机模拟DICTRA
- 文献传递
- 梯度硬质合金梯度层形成的计算机模拟及验证被引量：9
- 2011年
- 建立了多组元梯度硬质合金W-C-Co-Ti-Ta-Nb-N体系的热力学和扩散动力学数据库,采用Thermo-Calc相图热力学计算软件描述了梯度烧结过程中出现的各相及其成分,并采用DICTRA扩散动力学软件对WC-Ti(C,N)-Co,WC-Ti(C,N)-TaC-Co和WC-Ti(C,N)-NbC-Co合金梯度层的各相体积分数及各组元成分随距离的分布进行了计算机模拟,模拟结果与实验结果吻合良好.在热力学和扩散动力学数据库基础上制备了WC-(Ti,W)C-Ti(C,N)-(Ta,Nb)C-Co合金,采用SEM观察梯度层的显微结构,利用EDS分析合金组元分布,并对合金梯度层的形成进行了计算模拟,模拟结果与实验结果吻合良好.
- 张伟彬沙春生杜勇温光华谢文王社权
- 关键词：梯度硬质合金热力学动力学相图计算
- 一种表面具有双层梯度结构的硬质合金及其制备方法
- 本发明属于硬质合金技术领域，具体涉及一种表面具有双层梯度硬质合金及其制备方法。所述硬质合金从外到里包括第一梯度层、第二梯度层、芯部；所述第一梯度层不含立方相，所述第二梯度层含有立方相，所述芯部含有立方相；所述第一层梯度和...
- 张伟彬杜勇彭英彪李娜何旭文周鹏谢文
- 文献传递
- 梯度硬质合金梯度层形成的计算机模拟及验证被引量：1
- 2012年
- 结合相图热力学计算,使用DICTRA软件计算模拟Co-W-Ti-C-N、Co-W-Ti-Nb-C-N和Co-W-Ti-Ta-C-N体系梯度硬质合金梯度层形成过程,对比计算模拟和实测的梯度硬质合金中Co含量的距离变化曲线。通过分析各相体积分数及组元成分随距离的分布研究烧结时间、烧结温度、Co含量和Ti含量对梯度层厚度的影响。结果表明:计算模拟与实验数据吻合较好。延长烧结时间、升高烧结温度和增加Co含量均会促进梯度层厚度的增加,而增加Ti含量则会抑制梯度层厚度的增加。
- 陈伟民徐涛张伟彬张颢杜勇谭澄宇陈利张忠建刘向中
- 关键词：梯度硬质合金计算机模拟DICTRA
- 硬质合金相图热力学和扩散动力学数据库及其应用被引量：2
- 2015年
- 硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料,它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算,并以C-Cr-Ta三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和fcc相不同元素的原子迁移参数。利用修正的Sutherland方程对液相的原子迁移参数进行了评估,而fcc相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库,可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法,定量描述硬质合金结构-性能的关系是今后的发展趋势。
- 张聪张伟彬彭英彪陈伟民周鹏陈利张利军刘树红杜勇王社权
- 关键词：硬质合金热力学动力学数据库
- 梯度硬质合金及耐磨涂层的计算模拟和实验验证被引量：6
- 2012年
- 建立了多组元硬质合金W-C-Co-Ti-Cr-Ta-Nb-N体系热力学及动力学基因库。利用所建立的热力学及扩散动力学基因库,模拟了WC-Ti(C,N)-TaC-Co硬质合金梯度层形成过程,计算所得各相体积分数及组元成分与实验结果相吻合。采用SEM和EDS等方法对不同N气氛下梯度烧结所获得的WC-Ti(C,N)-Co梯度硬质合金进行了合金表面组元成分分布测定,并对样品梯度层的形成进行了模拟,模拟能很好地描述实验结果。基于第一原理计算和实验对广泛应用的三元Ti-Al-N耐磨涂层体系的结构、力学、热力学性质和调幅分解曲线,以及调幅分解析出立方二元氮化物的性能进行了研究。计算结果与已有实验值符合较好,可为高性能硬质合金和多元涂层的开发设计提供理论指导。最后提出了硬质合金及耐磨涂层研发的基因框图。
- 陈伟民王威威周鹏彭英彪张伟彬王爱军陈利杜勇
- 关键词：梯度硬质合金涂层CALPHAD第一性原理
- 硬质合金及耐磨涂层：理论设计及产品开发(Ⅱ)
- 2019年
- 本文阐述了集成计算材料工程在梯度硬质合金、超细硬质合金、金属间化合物硬质合金、Ti(C,N)基金属陶瓷四类多元硬质合金中的应用。借助热力学计算缩小硬质合金的成分范围,以实现有利相的析出或不利相的抑制。通过热力学计算和动力学模拟调整烧结温度、时间等工艺参数,以实现功能结构的定制或缺陷组织的规避。这四个研发案例的主要特点在于有效结合计算模拟及关键实验以优化硬质合金的成分-工艺设计,准确描述各合金制备过程中的烧结行为及冶金反应,从而实现其微观结构的精准调控,为相关牌号综合性能的显著提升奠定理论基础。
- 周鹏周鹏彭英彪龙坚战田海霞张聪张聪张伟彬陈冲陈冲杜勇
- 关键词：硬质合金热力学计算动力学模拟微观结构合金设计
