主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国机械工程学会
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刊 号:ISSN 1009-6264
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材料研究

  • 盐浴镀覆温度对diamond-Cr/Cu复合材料组织性能的影响

    任学堂;董应虎;张瑞卿;储爱民;陈德志;张进;陈庆军;叶志国;

    采用盐浴镀法在金刚石表面镀覆Cr层,通过调节镀覆温度(750℃~900℃)对镀层厚度实现可控制备。用模压法制备出不同Cr层厚度的金刚石预制坯,通过无压熔渗制备出Diamond-Cr/Cu复合材料。采用SEM、EDS、XRD、激光热导仪等检测和分析不同镀覆温度对Diamond-Cr/Cu复合材料的组织、界面结构、致密度及热导率的影响。研究结果表明:制备出的复合材料随盐浴镀覆温度的提升,界面处的裂纹、孔洞等缺陷不断减少,组织更加致密。复合材料的致密度由93.8%提升到96.0%,界面处EDS扫描显示Cr元素在近金刚石端界面处富集并生成Cr_3C_2及少量的Cr_7C_3。复合材料的热导率呈现先升高后下降的趋势,当镀覆温度为800℃时,复合材料热导率最高可达455 W/(m·K)。

    2017年01期 v.38;No.199 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
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  • 复层铁基粉末冶金材料的摩擦学性能

    张国涛;尹延国;刘振明;林桢弟;

    采用粉末冶金工艺制备基体致密、表层多孔含油的双层复合铁基含油材料,用HDM-20端面摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能。结果表明,改变表层中TiH_2的含量可以实现孔隙率的变化,有效改善润滑性能,适宜TiH_2的含量可满足复层材料力学性能和润滑性能的平衡;在较高负载工况时,复层材料润滑性能较单层烧结材料好,且随着表层厚度的增加,摩擦系数先降低后升高,当表层厚度占材料总厚度的50%时,复层材料的承载能力最高,摩擦磨损性能最好。

    2017年01期 v.38;No.199 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2567K]
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  • SiCp/Al复合材料高温蠕变行为

    王金辉;金培鹏;张瑞;崔闯;

    研究了蠕变温度与蠕变应力载荷对SiCp/Al复合材料高温蠕变行为的影响,分析了该复合材料的蠕变断裂机制,并计算得出了材料的应力指数与激活能。结果表明:蠕变速率随蠕变应力荷载的增大和蠕变温度的升高而增大,应力指数与变形激活能分别为n=9.8和Q=182 k J/mol。该复合材料的蠕变断裂机制为韧性断裂。通过对比得出,SiCp/Al复合材料的抗高温蠕变性能明显优于基体材料。

    2017年01期 v.38;No.199 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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组织性能

  • Y含量对La-Mg-Ni-Al合金相结构与电化学性能的影响

    董小平;杨丽颖;庞艳荣;张建;田翔;王翠表;

    为了改善La-Mg-Ni-Al合金的循环稳定性,用Y部分替代合金中La元素,用真空感应熔炼与950℃完全退火处理制备了La_(0.82-x)Y_xMg_(0.18)Ni_(3.35)Al_(0.15)(x=0~0.45)合金。采用XRD分析了合金的相结构,并测试了其电化学性能,分析了Y含量对合金相结构及电化学性能的影响。结果表明,Y部分替代La后,合金相结构除了主相LaNi_5、(La,Y,Mg)_2(Ni,Al)_7外,还有Ni_3Y相,Y元素导致主相晶胞体积减小。与不含Y合金相比,含Y合金的电化学性能相对较好。合适的Y含量替代改善合金电极的电化学性能,在本实验研究范围内,Y含量为0.25时的合金具有相对较大的放电容量,Y含量为0.35时的合金具有相对较好的循环稳定性。

    2017年01期 v.38;No.199 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]
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  • 不同凝固条件下Mg95.81Zn3.60Y0.59合金凝固过程及凝固组织

    李博;董允;樊志斌;徐高鹏;谢宏斌;周婷;

    采用Factsage热化学软件计算了平衡条件和Scheil条件下实验合金的凝固路径及相组成。在与之对比基础上研究了常规铸造(金属型)和4 GPa高压下凝固的实验合金凝固过程和相组成。结果表明:金属型铸造下,四相包共晶转变和随后的WMg_3Y_2Zn_3相分解不充分,室温下凝固组织由α-Mg基体,W-Mg_3Y_2Zn_3和I-Mg_3YZn_6相组成。4 GPa高压下凝固时,因液相线温度升高及单位面积α-Mg晶体形核率大幅增多,使α-Mg相所占体积分数增多,分布在枝晶间最后凝固的共晶液相发生偏析型离异共晶转变,生成面积尺寸很小的骨骼状共晶相半连续分布在枝晶间。4 GPa高压下凝固时,当熔体过热度很小时,初生晶α-Mg为规则的、分枝不发达的等轴晶(晶粒尺寸为20μm);随熔体过热度升高,不但晶粒尺寸增大,枝晶分叉、二次枝晶重熔、破碎等现象也逐渐显现;4 GPa高压下凝固组织由α-Mg+I-Mg_3YZn_6相组成。

    2017年01期 v.38;No.199 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K]
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  • 连续纤维晶纯铜高温短时退火的组织和性能

    吴恒;张鸿;吕佳峰;刘建刚;林超;陈彦旭;

    研究了连续纤维晶纯铜线材860℃短时退火的显微组织、织构和CSL晶界以及力学性能和导电性能的变化规律。结果表明:退火15 s,抗拉强度由406.13 MPa降到235.15 MPa,降幅达42.10%,断后伸长率由2%升到峰值40.80%。退火30 s,完成再结晶,导电率达到峰值103.29%IACS,相对拉拔态的98.93%IACS提高4.41%。随后孪晶相对量先增加后降低,60 s时达到峰值1.531,抗拉强度出现小幅波动;Σ3晶界由48%降低至39%,导电率也逐步下降;<111>晶粒消耗周围<100>晶粒而长大,断后伸长率下降显著;退火120 s,形成强的{112}<111>铜型织构,断后伸长率仅为7.14%。因此连续纤维晶纯铜线材,860℃短时退火能够优化线材性能,同时提高工业生产效率。

    2017年01期 v.38;No.199 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2197K]
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  • 固溶-冷变形-预回复对Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr铝合金组织与性能的影响

    许晓静;汪成松;郭云飞;丁清;黄晶;朱金鑫;杨帆;

    采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了固溶冷变形-预回复对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr固溶组织、时效及性能的影响。结果表明,预回复对固溶冷变形态下超高强铝合金的性能改善作用不大。相比固溶—冷压缩—固溶—时效和固溶—冷压缩—预回复—固溶—时效工艺,合金在固溶—冷压缩—时效工艺下具有更优秀的平均晶粒尺寸,硬度、低角度晶界比例、抗拉强度、屈服强度和抗晶间腐蚀性能。其中固溶—冷压缩—时效工艺下合金的屈服、抗拉强度达到了683.2 MPa、734.7 MPa,伸长率为6.1%,且晶间腐蚀深度为23.81μm,晶间腐蚀等级为二级。相比另外两种工艺,该工艺下合金屈服强度的贡献主要是来自位错强化和低角度晶界强化。

    2017年01期 v.38;No.199 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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  • 挤压态AZ31镁合金变形组织演变机制

    何杰军;吴鲁淑;

    研究了挤压态AZ31镁合金在压缩过程中的组织变化及其演变机制,探讨了孪生对加工硬化的影响。结果表明,当应变量小于4%时,孪晶含量随应变增大而增多;此后,随应变增加,孪晶含量反而逐渐减少,显微组织分析表明发生了退孪生现象。但织构分析表明,镁合金在压缩过程中并没有发生退孪生。孪晶长大与合并模型被用于解释组织分析显示的孪晶产生和消失现象。在挤压态镁合金的压缩过程中,孪晶的长大与合并导致基体几乎被消耗完毕,大部分基体转变成了孪晶组织,孪晶合并成片,以至于在显微组织观察中产生了孪生先产生后消失的假象。研究还表明,在孪生过程中镁合金的晶体取向发生86.3°的转变,使得镁合金从软取向变成了硬取向,这种取向的转变是镁合金压缩变形过程加工硬化的主要原因。

    2017年01期 v.38;No.199 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2653K]
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  • 热处理对铸造Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金组织及性能的影响

    李玉山;司乃潮;刘光磊;司松海;魏超;

    利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、布氏硬度计等分析和测试了Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金的显微组织和力学性能,探讨了合金热处理过程中析出相的溶解过程和强韧化机制。结果表明,合金最佳热处理工艺为500℃×8 h固溶,190℃×6 h人工时效;合金抗拉强度、硬度、伸长率与铸态相比分别提高了40%、62%、29%。固溶过程产生的强化主要是来自Al_2Cu相的溶解,时效过程产生的强化主要是由于析出相θ'对位错的阻碍作用。

    2017年01期 v.38;No.199 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K]
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  • 淬火方式对Cu-Cr合金连续挤压组织及性能的影响

    袁远;

    固溶态Cu-Cr合金连续挤压后分别进行室温空淬及水淬处理,利用布氏硬度计、导电仪、光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了不同淬火方式对合金组织和性能的影响。结果表明:Cu-Cr合金连续挤压过程中发生形变、回复再结晶和固溶体分解;连续挤压能够大幅提高合金性能,但对冷却速率变化比较敏感,与水淬相比,空淬使时效析出和再结晶得以继续进行,使导电性能进一步提升。

    2017年01期 v.38;No.199 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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  • β相凝固铸造高Nb-TiAl合金的高温氧化行为

    宫子琪;柴丽华;陈子勇;相志磊;

    研究了β相凝固的铸造合金Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr和Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr0.2B0.02Y合金900℃×130 h的循环抗氧化性能,探讨了B、Y元素对合金抗氧化性能的影响。结果表明,0.2B0.02Y的添加能在一定程度上改善合金的抗氧化性能。B、Y的加入能够促进合金表层形成致密连续的Al2O3层,抑制氧元素的进一步入侵,Y的加入使得合金氧化层的抗剥落性能得到提高。分析计算得出了两种合金的氧化动力学曲线,氧化10 h后,Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr合金的氧化动力学方程中的幂指数n=1.87,合金单位面积的氧化增重随氧化时间的变化规律介于直线规律和抛物线规律之间,即这种合金的氧化膜保护性不足。Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr0.2B0.02Y合金氧化动力学方程中的幂指数n=2,合金单位面积的氧化增重随氧化时间的变化规律为抛物线规律,利于合金表面生成保护性的氧化膜,合金的抗氧化性较好。

    2017年01期 v.38;No.199 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
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  • V含量对D2钢组织与性能的影响

    陈雷雷;周雪峰;方峰;朱旺龙;吴建忠;

    采用OM、SEM、TEM、DSC、XRD等手段,研究了V含量变化(0.5%、0.7%、0.9%、1.1%)对D2钢组织及其性能的影响规律。结果表明,随着V含量增加,D2钢铸态晶粒细化,M_7C_3共晶碳化物数量增加,碳化物形态由细长的棒状逐渐转变为片层状。与片层状碳化物相比,棒状碳化物热稳定性较低,在加热过程中易发生断开和球化,使碳化物尺寸细化;同时,淬火加热时易于溶解,使基体固溶度提高。V含量为0.9%时,D2钢回火态硬度可达60 HRC以上,冲击韧性达20 J/cm~2,具有最佳的综合使用性能。

    2017年01期 v.38;No.199 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 5027K]
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  • V-N微合金化耐火钢中铁素体的形成与组织特征

    刘福明;薛礼;刘春明;

    采用OM、TEM、和全自动相变仪等实验手段,研究了不同冷却速率和中间处理温度对微合金化耐火钢中铁素体的影响。结果表明:将冷却速率控制在10~30℃/s时,组织中均匀地分布着大量的针状铁素体,其平均宽度约为1μm。组织中的针状铁素体的板条束以平行态存在。终冷保温处理可以使Nb、V的碳氮化物进一步析出,将实验钢在600℃保温300 s,材料的组织为粒状贝氏体和细小的针状铁素体,但随着中间处理温度的升高,针状铁素体的板条束呈现宽化趋势,且数量下降。

    2017年01期 v.38;No.199 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]
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  • 镍-铬-铁基高温合金GH984G在不同SO2浓度烟气中的腐蚀行为

    杨华春;梁勤;杨小川;任善平;刘光明;

    在人工合成烟气环境中研究了一种新型镍-铬-铁基高温合金GH984G在700℃的腐蚀行为,通过改变烟气中SO_2浓度探索了SO_2浓度对材料高温腐蚀行为的影响。结果表明:在700℃下腐蚀随着气氛中SO_2浓度的升高而加重,不同SO_2浓度气氛中合金表面都形成了以Cr_2O_3为主的致密氧化膜。气氛中SO_2与金属反应在氧化膜中生成少量硫化物,在氧化膜/基体界面有硫的富集。由于致密的Cr_2O_3具有良好的保护性,GH984G合金在不同SO_2的烟气环境中表现出良好的耐蚀性。

    2017年01期 v.38;No.199 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K]
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  • 低碳钢不同保温时间下烘烤硬化性能

    赵圣诗;李维娟;杨震;

    针对低碳钢分别进行了热处理和模拟烘烤,热处理工艺为850℃保温2 min、15 min和30 min后水冷,模拟烘烤工艺为2%预变形后加热到170℃保温20 min。观察了其热处理后的显微组织和晶粒尺寸分布,测试了烘烤硬化(BH)值,分析了热处理态和烘烤态的内耗。研究结果表明,与原始样品相比,热处理样品的BH值较高;随着保温时间延长,平均晶粒尺寸不断增大,晶粒的不均匀性逐渐增加,烘烤硬化值逐渐减小;烘烤前后相比较,Snoek峰高降低,SKK峰高升高;随着保温时间延长,间隙碳原子含量下降,SKK峰逐渐升高,间隙碳原子和Cottrell气团共同影响了BH值的变化。

    2017年01期 v.38;No.199 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K]
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  • 凝固速率对M2高速工具钢铸态组织的影响

    迟宏宵;马党参;徐辉霞;朱旺龙;蒋建清;

    采用OM、SEM等手段分析了采用水冷铜模和铸铁模铸造获得的不同冷速M2高速钢的铸锭,研究了冷却速度对其铸态组织的影响。结果表明,随着冷却速度的增加,铸态组织明显细化,原始结晶的奥氏体晶粒尺寸明显减小,晶粒均匀性明显增加;莱氏体网的均匀性增加,莱氏体共晶碳化物的厚度变薄,莱氏体团尺寸减小;M_2C共晶碳化物由片层状转变为尺寸较小的棒状,棒状碳化物的界面没有片状平直光滑,更易形成缩颈或断开,棒状碳化物的长度和厚度更小;与片状共晶碳化物相比,棒状M_2C共晶碳化物在高温加热时更容易发生分解和分断球化,其主要原因是具有弯曲表面和较多缩颈的M_2C碳化物具有更大的热力学和动力学驱动力。

    2017年01期 v.38;No.199 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 4853K]
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  • 氮元素对马氏体不锈钢组织和性能的影响

    郑善举;杨卯生;张启富;郝晓东;

    研究了马氏体不锈轴承钢经添加氮元素及热处理后的微观组织和力学性能。结果表明,经过相同的热处理后,高氮马氏体不锈轴承钢比没有经过氮合金化处理的马氏体不锈钢具有更高的抗拉强度、屈服强度和硬度,分别提高了20%、26%和21%;同时冲击韧性没有明显降低。组织观察发现,经过氮合金化及热处理后,马氏体不锈轴承钢中的析出碳化物得到了细化。最大碳化物尺寸由25μm降低至5μm,碳化物平均尺寸由882 nm降低至592 nm,碳化物所占面积比例由16.0%降低至2.3%。氮元素的固溶强化和细小析出相的沉淀强化是造成高氮马氏体不锈轴承钢综合性能提高的原因。

    2017年01期 v.38;No.199 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 3090K]
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  • Fe-Cr-Al-Si铁素体耐热钢组织结构与抗氧化性

    许旭鹏;刘守平;韩校宇;鲍俊;

    研究了Fe-Cr-Al-Si轻质耐热钢的组织结构及抗氧化性能,结果表明:铸态的Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢的晶粒直径达到0.5 mm,晶粒粗大的原因主要是原子扩散系数大,晶粒长大速度大,又没有奥氏体铁素体相变的细化晶粒作用。钢在800℃的空气中平均氧化速率为0.0685 g·h~(-1)·m~(-2),达到了完全抗氧化级别;随着氧化温度增加,钢的表面氧化膜由Fe、Al、Cr的化合物、低价态氧化物转变为以Al_2O_3为主的高价态氧化物;氧化膜中Fe_2O_3呈圆圈层规则排列在岛状的Al_2O_3组织上,是由于在高温下铁、铝、氧的复杂的氧化还原反应造成的。

    2017年01期 v.38;No.199 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 480K]
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  • 热处理过程中690合金热轧棒材显微组织演变

    郝宪朝;熊超;梁田;陈波;高明;刘奎;夏亮;

    采用不同热处理工艺对热轧态690合金棒材进行处理,研究了合金的晶粒长大倾向,分析了晶粒尺寸对碳化物析出及晶界区域化学成分演变的影响。结果表明:690合金晶粒尺寸均随着固溶温度升高而增大。TT处理对合金晶粒尺寸的影响不明显。晶粒尺寸较大的690合金晶界碳化物较为连续,碳化物粗大、间距小、呈细条状,晶内含有少量的颗粒状碳化物;细小晶粒的合金晶界碳化物尺寸细小、间距大、呈颗粒状,晶粒内碳化物数量增加。随碳化物沿晶界析出,晶界区域Cr、Ni和Fe含量发生变化。与大晶粒尺寸的合金相比,小晶粒的690合金晶界最低Cr浓度增加,贫Cr区宽度明显减小。

    2017年01期 v.38;No.199 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2951K]
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  • 模拟货油舱上甲板环境下低合金钢的腐蚀行为

    李灏;柴锋;罗小兵;苏航;杨才福;

    采用模拟油轮货油舱上甲板环境的腐蚀实验装置,研究了低合金船体钢在模拟防爆气体(SO_2+CO_2+O_2+N_2)气、模拟原油挥发气体(H_2S+N_2)以及两者混合存在条件下的腐蚀行为差异。分别研究了实验钢在不同气体中腐蚀速率、基体腐蚀形貌、腐蚀产物的形貌及物相组成。结果表明,模拟防爆气体SO_2+CO_2+O_2+N_2造成的腐蚀量远大于模拟原油挥发气体H_2S+N_2,其在整个上甲板腐蚀过程中占主导地位。在H_2S+N_2气体中实验钢的腐蚀产物为单一的FeS,在SO_2+CO_2+O_2+N_2环境下腐蚀产物为α-FeOOH、Fe_2O_3、FeSO_4,而在两种气源混合通入条件下,锈层中除了上述产物外,含有10%的单质硫,表面光滑的块状单质硫大量分布于锈层的剥离面上,能够促进锈层发生剥离。

    2017年01期 v.38;No.199 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 6901K]
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  • 不锈钢换热器不等间隙钎焊接头失效分析

    周兴汶;黄永德;何鹏;陆青松;陈玉华;

    从整车试验中发生内漏的304不锈钢换热器失效问题入手,采用宏观检查、金相检验、能谱分析和有限元仿真模拟方法,从组织形貌、合金元素扩散、应力集中等角度分析了不锈钢换热器钎焊接头的失效原因,讨论了不等间隙接头的形成原因及对接头应力集中情况的影响。结果表明:换热器失效原因为产品凸台处钎焊接头发生疲劳断裂,裂纹在钎缝圆角处萌生,并在剪应力作用下扩展至钎缝下侧界面,随后沿强度相对较低的钎焊界面进一步扩展。钎焊过程中接头成形较好,无明显焊接缺陷。但由于焊前装配误差造成凸台位置接头钎焊间隙不等,工况下局部位置的应力集中使得接头服役寿命有所降低。

    2017年01期 v.38;No.199 126-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 3397K]
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表面改性

  • 碳含量对超声波评价碳钢表层应力的影响

    刘彬;缪文炳;董世运;何鹏;

    基于超声波声弹性公式优化,探讨碳含量对碳钢超声波声弹性系数的影响规律。采用中心频率为5 MHz一发一收模式的超声波探头采集信号,通过互相关系数函数计算超声波信号间时间差,借助线性拟合函数计算超声波声弹性系数,利用SEM对试样断口微观形貌进行观察。结果表明:Q235钢超声波声弹性系数较大,低载荷阶段超声波信号间时间差波动较明显,信号间时间差-应力曲线的转折点载荷与Q235钢弹性极限载荷较接近,表层初始应力引起的试样表层不均匀塑性变形程度不同是导致上述结果的重要原因,超声波探头与试样间耦合状态也是影响超声波评价应力结果的因素之一。

    2017年01期 v.38;No.199 132-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
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  • 激光熔覆-等离子喷涂热障涂层高温氧化结构及残余应力

    雷剑波;王植;窦俊雅;周圣丰;郭津博;顾振杰;

    采用半导体激光熔覆与等离子喷涂相结合的方法制备了YSZ/CoCrAlY热障涂层,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)分析了其高温氧化后的结构特征,建立了其高温氧化后应力特征的计算模型,并与拉曼显微光谱仪测试的应力进行了对比。结果表明:高温氧化后,粘结层组织为垂直于基体表面的树枝晶结构,陶瓷层出现细小裂纹与部分脱落现象,ZrO_2发生单斜相向立方相或正方相转变时伴随有4%的体积收缩,陶瓷层产生拉应力;ZrO_2发生立方相或正方相向单斜相转变时伴随有6%的体积膨胀,陶瓷层产生压应力;热障涂层经过750℃高温氧化108 h后,通过模型计算陶瓷层残余应力为496.5 MPa的压应力,与拉曼光谱测量结果(434.8 MPa)吻合得较好。

    2017年01期 v.38;No.199 139-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K]
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  • TC4钛合金负压真空脉冲渗氮层的组织与性能

    彭旭;刘静;张纯;潘大超;李坤茂;

    在氮气为负压及不同温度条件下(750、800、850和900℃)对TC4钛合金进行真空脉冲渗氮处理,采用X射线衍射,自动显微硬度测试、滑动干摩擦及电化学极化试验等手段分析了渗氮硬化层的组织与性能。结果表明:TC4钛合金渗氮处理后表面形成了一层由TiN_(0.3)、TiN、Ti_2N和AlTi_2N组成的多相化合物层;其表面硬度、渗层深度及耐磨性均随渗氮温度升高而提高。其中,850℃渗氮后合金有效硬化层深度约为30μm,硬度梯度平缓,其磨损量比原样下降1个数量级,综合性能最优。真空渗氮后合金耐蚀性均能得到大幅度改善。

    2017年01期 v.38;No.199 146-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2898K]
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  • 等离子体源渗氮304L奥氏体不锈钢改性层的耐蚀性能

    李广宇;雷明凯;

    采用等离子体源渗氮技术经450℃×6 h在304L奥氏体不锈钢表面获得了厚度约为15μm、峰值氮浓度高达25 at%的单一面心结构的γΝ相改性层。研究了γΝ相改性层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,分析了其钝化膜的化学组成,并与原始304L不锈钢相比较。结果表明:γΝ相改性层的阳极极化曲线未发生明显的点蚀击穿,自腐蚀电位比原始不锈钢提高了323 m V(SCE),维钝电流密度低一个数量级。γΝ相钝化膜的EIS与原始不锈钢钝化膜相比,其容抗弧直径增大,相位角平台变宽,采用等效电路Rs-(Rct//CPE)拟合的电荷转移电阻Rct由原始不锈钢3.05×10~4Ω·cm~2增至1.98×105Ω·cm2,计算的双电层电容Cdl由313μF/cm~2降低至70.3μF/cm~2。γΝ相钝化膜具有双层结构,外层是Fe、Cr氢氧化物和氧化物构成,内层以Cr_2O_3为主,N主要以离子键类型的Fe Nx和Cr Nx形式存在。与原始奥氏体不锈钢相比,γΝ相钝化膜更加致密,具有保护性的Cr_2O_3阻碍层增厚,增强了γΝ相改性层的耐蚀性能。

    2017年01期 v.38;No.199 152-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 4020K]
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  • 铁的添加方式对TC4钛合金盐浴硼氧共渗的影响

    韩天;许晓静;戈晓岚;刘庆辉;吴桂兰;仲奕颖;

    研究了Na_2B_4O_7-SiC型共渗剂中添加铁粉、铁丝和扎铁丝方式对TC4钛合金表面盐浴硼氧共渗的影响。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及显微硬度计,分析了共渗层表面形貌、物相组成和表面硬度;采用化学热力学分析讨论了铁粉型和铁丝型共渗剂无明显催渗作用的原因,采用电化学模型解释了扎铁丝对盐浴硼氧共渗的催渗机理。结果表明,各组共渗层具有较好的表面形貌,组织均匀;渗层主要由TiB、TiB_(12)、Ti_2B_5和TiB_(25)等钛硼化合物以及TiO_2和TiC相组成;硼砂—碳化硅型、铁粉型和铁丝型共渗层表面硬度依次为677、673和680 HV,性能相似;而扎铁丝型共渗剂中形成电化学效应,具有更好的表面质量,主要由TiB、TiB_(12)、TiC和Al_2O_3相组成,更高的表面硬度(989 HV),比TC4钛合金基体硬度提高了2.75倍,比碳化硅型表面硬度提高了46.04%。

    2017年01期 v.38;No.199 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2327K]
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  • 水热处理温度对渗氮钛陶瓷层性能的影响

    史兴岭;戴智鑫;徐玲利;许知鹏;唐晓虎;

    为克服纯钛种植牙硬度低,在维护保养过程中表面易被划伤的问题,在纯钛表面制备了高硬度渗氮钛(TiN)陶瓷层;在不降低TiN硬度的前提下,采用水热处理方法对TiN进行部分氧化处理,以改善其骨传导性。结果表明,水热处理温度不超过100℃时,TiN表面发生部分氧化,润湿性能得到改善,而表面形貌及硬度未发生变化;当水热处理温度高于100℃时,试样表面出现纳米尺寸沉积,硬度明显下降;100℃是在去离子水介质中对TiN进行水热处理的临界温度。水热处理在对TiN进行氧化的同时能够保持其高硬度,可以使TiN成为优良的种植牙镀层材料。

    2017年01期 v.38;No.199 165-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2359K]
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模拟计算

  • 基于铸坯的42CrMo环件辗扩成形工艺热力耦合分析

    李永堂;丁双凤;付建华;贾璐;

    以42CrMo钢为研究对象,对铸态坯料的环形零件辗扩成形过程进行了热力耦合分析。通过铸态42CrMo材料的热压缩实验,建立了两段式流变应力模型;对环形铸坯热辗扩成形过程进行了数值模拟,得出了基于铸坯的环件热辗扩成形过程等效应变、温度场及载荷的分布情况与演变规律,分析了辗扩工艺参数对成形过程中应力、应变和温度变化的影响。结合工业性铸坯环件辗扩成形试验,对改善和提高辗扩成形零件的组织和性能提出了建议和措施。所得结果对于完善环形零件铸辗复合成形新工艺具有指导意义。

    2017年01期 v.38;No.199 171-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 2743K]
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  • 压痕法测定Mo5SiB2合金断裂韧性的经验方程确定

    张来启;黄永安;黄蕾;林均品;

    分析了载荷对Mo_5SiB_2合金压痕裂纹影响规律,观察了压痕裂纹形貌特征,表征了裂纹长度与载荷的关系,确定了压痕裂纹系统,选取不同的压痕方程计算了室温断裂韧性KIC值,探讨了压痕载荷以及压痕方程对KIC值的影响关系。结果表明,Mo_5SiB_2合金压痕裂纹系统属于中位裂纹,只要选择合适的压痕方程,载荷并不影响断裂韧性值。压痕法测定Mo_5SiB_2合金断裂韧性合适的经验方程为KIC=0.8193H~(0.5)E~(0.5)a~2c~(-1.5),测得的其KIC值为2.63 MPa·m~(1/2)。

    2017年01期 v.38;No.199 178-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 激光熔凝过程的SPH法数值模拟

    刘石柏;刘继常;齐利军;卢娟华;

    运用光滑粒子流体动力学(smoothed particles hydrodynamics,SPH)法建立了激光熔凝过程的数值模型。并应用该模型对AISI304不锈钢的激光熔凝过程进行数值模拟,分析在不同激光功率和扫描速度下对熔池速度场、温度场及其宽度和深度的影响。结果表明:熔池的最高温度相对激光光斑中心偏移一定的距离,且偏移距离随扫描速度的增加而增大,但随激光功率的增加则保持不变。同时也为研究激光熔覆的自由表面形貌的形成过程提供SPH理论基础和数值分析方法。

    2017年01期 v.38;No.199 184-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 3543K]
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  • GCr15轴承钢热变形行为及加工图

    王志蒙;王玉辉;曹文全;赵铮铮;王天生;彭艳;

    利用Gleeble-3800热模拟试验机,研究了GCr15轴承钢在变形温度800~1200℃、应变速率0.01~10 s-1、真应变0.7条件下的热变形行为,建立了其基于峰值应力的本构方程,分析了不同应变量的热加工图,并建立了再结晶区域图。结果表明:变形温度越高,应变速率越小,流变应力越低,材料越容易发生动态再结晶;确定了其在真应变0.6及0.7时的安全区与失稳区,并得到了试验钢发生部分动态再结晶的热变形工艺参数。

    2017年01期 v.38;No.199 191-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 4377K]
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