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  • 材料工程
      2008年, 第0卷, 第8期 刊出日期:2008-08-20 上一期    下一期
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    论文
    7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能
    徐尊平, 程南璞, 陈志谦
    2008, 0 (8): 1-4.  
    摘要 ( 352 )   HTML( PDF (438KB) ( 339 )   引文文本
    采用有限元技术模拟7050Al合金等温等通道转角挤压过程,得到摩擦系数、挤压速度和挤压转角等挤压参数对7050Al合金变形区的应变分布和挤压载荷的影响规律。结果表明:挤压转角和摩擦系数对材料变形区的应变和挤压载荷的影响较大,挤压转角越小、摩擦系数越大时材料变形区的应变值越大,挤压载荷也越大;挤压速度对材料的应变和挤压载荷的影响很小。对经过挤压的材料进行拉伸实验,结果表明:在挤压初期,材料的抗拉强度随挤压次数的增加而很快增加,此后随挤压次数增加基本达到一恒定值,挤压转角越小材料的强度值增加越大。在单次挤压后,材料的延伸率很快下降,此后随挤压次数增加延伸率有回升的趋势。
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    流速对P110钢腐蚀行为的影响
    赵国仙, 吕祥鸿, 韩勇
    2008, 0 (8): 5-8.  
    摘要 ( 365 )   HTML( PDF (907KB) ( 586 )   引文文本
    在模拟腐蚀环境中研究流速对P110钢CO2腐蚀行为的影响,并用SEM技术分析在不同流速条件下材料表面腐蚀产物膜的厚度和形貌的变化。结果表明:随流速增大,P110钢的平均腐蚀速率在1.5m/s时达到峰值。流速增大有利于腐蚀性组元的物质和电荷传递促进腐蚀,但是也会引起腐蚀产物膜形貌和结构的变化,从而对物质和电荷传递过程构成阻碍。
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    用于MEMS热敏传感器中绝热层的多孔硅性能研究
    李昌青, 胡明, 杨海波
    2008, 0 (8): 9-12.  
    摘要 ( 245 )   HTML( PDF (855KB) ( 206 )   引文文本
    利用电化学方法制备了多孔硅,利用显微拉曼光谱法测量多孔硅样品的热导率和多孔硅中的残余应力,利用纳米压入测量仪测量多孔硅显微硬度与弹性模量。研究了多孔硅绝热性能和力学性能与微观结构的关系,认为通过控制制备条件可以得到绝热性能和力学性能满足MEMS热敏传感器结构性能要求的多孔硅。
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    表面工程
    WC/C固体润滑涂层的滑动摩擦磨损性能研究
    莫继良, 陈龙, 朱旻昊
    2008, 0 (8): 13-16.  
    摘要 ( 502 )   HTML( PDF (869KB) ( 581 )   引文文本
    在CETR UMT-2摩擦磨损试验机上用Si3N4陶瓷球和纯钛(TA2)球作为对磨副,对物理气相沉积(PVD)方法制备的WC/C固体润滑涂层进行了球-盘式的滑动摩擦磨损实验。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)对磨损表面进行了微观分析,探讨了WC/C涂层的摩擦磨损机理。结果表明:滑动速度对WC/C涂层的摩擦特性影响很大,较小的滑动速度有利于在两种对磨副的磨痕表面形成致密连续的转移膜。Si3N4球作为对磨副时,WC/C涂层的损伤主要表现为剥层及氧化磨损;纯钛球作为对磨副时,涂层损伤表现为轻微的磨粒磨损和氧化磨损,WC/C涂层拥有良好的抗钛粘着性能。
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    工艺参数对Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料微观组织及性能的影响
    徐瑞东, 王军丽, 郭忠诚, 王华
    2008, 0 (8): 17-21,72.  
    摘要 ( 327 )   HTML( PDF (1059KB) ( 236 )   引文文本
    通过Ni,W,P和CeO2,SiO2纳米颗粒的脉冲共沉积,在普通碳钢表面制备了Ni-W-P-CeO2-SiO2纳米复合薄膜材料,研究了电解液pH值和电解液温度对纳米复合薄膜材料电沉积过程的影响,采用化学组成、沉积速率、显微硬度和微观组织进行表征。结果表明:增加电解液pH值和电解液温度,纳米复合材料晶粒得到细化,沉积速率和显微硬度增加。当电解液pH值为5.5、电解液温度为60℃时,纳米复合薄膜材料晶粒细小,沉积速率最快,为28.87μm/h,显微硬度最高,为Hv673。若继续增加电解液pH值和电解液温度,沉积速率和显微硬度又开始降低。
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    Cr-Si合金钢表面纳米晶热稳定性的研究
    巴德玛, 马世宁, 李长青
    2008, 0 (8): 22-25,30.  
    摘要 ( 331 )   HTML( PDF (467KB) ( 319 )   引文文本
    采用超音速微粒轰击技术在Cr-Si合金钢的表面制备了纳米结构层。最表面层的晶粒尺寸约为16nm。利用X射线衍射(XRD)技术和透射电镜(TEM)分析技术对退火后表面纳米晶的结构变化进行分析。结果显示:当温度低于450℃进行退火时,表面纳米晶的尺寸变化不大。当退火温度达到450℃时,表面纳米晶失去稳定急剧长大到100nm左右。分析表明在低于450℃时,Cr-Si合金钢表面纳米晶具有良好的热稳定性,表面纳米晶的本征结构、退火时结构的动态回复以及渗碳体颗粒对晶界运动的阻碍是决定其具有一定的热稳定性的主要因素。
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    工艺
    离子液体为溶剂制备纤维素/单壁碳纳米管复合物
    伏传龙, 孟令杰, 路庆华
    2008, 0 (8): 26-30.  
    摘要 ( 302 )   HTML( PDF (1590KB) ( 255 )   引文文本
    用溶于离子液体[BMIM]Br中的纤维素功能化单壁碳纳米管,制备了水溶性的纤维素/碳纳米管复合材料。HR-TEM,FE-SEM,元素线扫描分析结果表明:纤维素成功包覆在单壁碳纳米管的表面,包覆层厚度约2~4nm。拉曼光谱分析进一步证明纤维素包覆碳纳米管的驱动力是非共价力。
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    GCr15钢单道次压缩实验分析及三维模拟
    廖舒纶, 张立文, 岳重祥, 裴继斌, 高惠菊, 贾元伟, 廉晓洁
    2008, 0 (8): 31-34.  
    摘要 ( 282 )   HTML( PDF (743KB) ( 386 )   引文文本
    用Gleeble-3800热力模拟试验机对GCr15钢进行了单道次压缩实验,实验温度从950~1150℃变化,实验应变速率从0.1~10s-1变化。获得了实验钢种的应力-应变曲线、峰值应力模型、动态微观组织演变模型。借助MSC.Marc软件及其子程序代码,发展了一组三维有限元模型,研究了不同变形条件下的压缩过程,分析了试样的应变分布,并评估了变形参数对动态再结晶分数与晶粒大小的影响。所得晶粒尺寸模拟值与实验值吻合较好。
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    挤压参数对TC16合金紧固件冷挤压过程的影响
    张驰, 曾卫东, 李兴无, 沙爱学
    2008, 0 (8): 35-39.  
    摘要 ( 265 )   HTML( PDF (741KB) ( 340 )   引文文本
    提出了一个反映挤压件前端内缩程度的参数——前端内缩量(Δh),作为紧固件挤压成形效果的评价标准之一。基于弹塑性有限元数值模拟技术,采用DEFORM-3D软件对不同挤压参数(挤压速度V、凹模半锥角α/2)下TC16紧固件冷挤压成形过程进行了数值模拟研究,获得了挤压力、温度场分布、平均温升和前端内缩量随挤压参数变化的规律,为TC16紧固件挤压参数优化提供了理论参考。
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    热等静压对DD3单晶高温合金组织与性能的影响
    韩梅, 骆宇时
    2008, 0 (8): 40-43.  
    摘要 ( 345 )   HTML( PDF (1624KB) ( 536 )   引文文本
    选用两种热等静压工艺对DD3合金进行热等静压实验,研究了热等静压对DD3单晶高温合金组织与性能的影响。观察、分析了热等静压及完全热处理后组织,测试了经热等静压并热处理后合金的持久、蠕变及拉伸性能。结果表明:热等静压工艺可部分或完全消除DD3合金的铸造疏松或缩孔,但导致合金γ′强化相的回溶和不规则长大,热处理后γ′相粗大且立方化和规则性差,合金的中、高温持久和蠕变性能有所降低,对900℃拉伸性能无明显影响。
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    纳米AgCl粉体的室温固相制备技术研究
    张燕, 宋玉苏, 王源升
    2008, 0 (8): 44-47.  
    摘要 ( 350 )   HTML( PDF (386KB) ( 413 )   引文文本
    以KCl和AgNO3为原料,通过加入分散剂并采用其对产物层层包覆的方式对传统的室温固相反应进行改进,制备出纳米AgCl粉末,并通过TEM及XRD对颗粒进行了测试表征。结果表明:通过“包覆”式固相反应制备工艺获得的AgCl呈规则球形,立方晶型结构,分散性高,平均粒径约20 nm,较传统方法制备的颗粒更加均匀细小。
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    焊接工艺对2205双相不锈钢接头组织与性能的影响
    韩志诚, 王少刚, 胡经洪, 徐风林
    2008, 0 (8): 48-51,56.  
    摘要 ( 281 )   HTML( PDF (1174KB) ( 597 )   引文文本
    针对2205双相不锈钢的性能特点,焊接时通过优化焊接工艺以有效控制焊接热循环,使接头中能获得预期的显微组织和相比例。对获得接头进行力学性能测试,利用扫描电镜和光学显微镜观察分析其显微组织结构。结果表明:采用混合气体(氩气+2.5%氮气,体积分数)保护的钨极氩弧焊能使获得接头具有较高的强度,接头焊接区保持了与母材相同的组织结构和较为接近的相比例。
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    包渗时间对Cu表面Ni-Al涂层组织和性能的影响
    王红星, 盛晓波, 储成林, 董寅生, 林萍华
    2008, 0 (8): 52-56.  
    摘要 ( 295 )   HTML( PDF (644KB) ( 399 )   引文文本
    在Cu基表面电镀Ni层上采用料浆包渗法渗铝,研究了800℃下,保温时间对渗层的成分、组织、厚度、显微硬度和Al原子扩散系数的影响。研究表明:Ni镀层表面经过活性渗铝后,形成了单相Ni2Al3金属间化合物渗层。随着保温时间的延长,Ni2Al3相中的Ni元素含量增加,Al元素的含量减少,同时,Ni2Al3相晶粒长大,渗铝层增厚,Al原子在渗铝层中的扩散系数下降,渗层显微硬度先降低后增高。
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    模具外角对高纯铝60°内角等通道转角挤压变形影响的有限元模拟
    雷力明, 黄旭, 段锐, 曹春晓
    2008, 0 (8): 57-60.  
    摘要 ( 375 )   HTML( PDF (1376KB) ( 156 )   引文文本
    用有限元模拟方法研究无摩擦条件下不同外角Ψ(0,30,60,120°)对高纯铝60°内角等通道转角挤压变形的影响。结果表明:随着Ψ角增加,拐角缝隙减小而出口通道上部缝隙增大,与此同时,更大的Ψ角增加了试样前端向上弯曲的程度,导致出口通道底部缝隙增大;Ψ角变化对挤压稳态区上部的等效塑性应变影响较小,但对下部应变影响很大。挤压载荷随Ψ角增大而显著降低。
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    铝合金电解加工工艺特性实验研究
    吴建民, 徐家文, 吴锐
    2008, 0 (8): 61-63,68.  
    摘要 ( 228 )   HTML( PDF (987KB) ( 521 )   引文文本
    对铝合金电解加工工艺特性进行基础实验研究。通过分析影响电解加工平衡间隙的因素,利用正交试验对加工电压、电解液温度及工件进给速度对平衡间隙的影响进行了研究。实验表明:加工电压与工件进给速度的影响较大。并同时利用实验对电解加工中的重要参数平衡状态下的实际体积电化当量ηω进行了计算。
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    测试与表征
    电阻法和方块电阻法连续监测A3钢在硫酸中的腐蚀深度
    冯长杰, 杜楠, 李晓刚
    2008, 0 (8): 64-68.  
    摘要 ( 292 )   HTML( PDF (1407KB) ( 336 )   引文文本
    采用电阻法、方块电阻法和失重法分别研究了棒状和板状A3钢在0.1M/L和0.5M/L H2SO4中连续的腐蚀深度变化。结果表明:用电阻法和方块电阻法获得的腐蚀深度与失重法获得的腐蚀深度具有很好的一致性,在腐蚀深度为7.07μm范围内,电阻法与失重法获得的腐蚀深度的差值小于0.90μm,平均差值为0.70μm,而方块电阻法与失重法获得的腐蚀深度的差值小于0.75μm,平均差值为0.42μm。与电阻法相比,方块电阻法获得的测量数据分散性小,可获得更接近于实际的腐蚀深度。
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    碳柱撑粘土的制备与表征
    张增志, 杨春卫, 牛俊杰
    2008, 0 (8): 69-72.  
    摘要 ( 227 )   HTML( PDF (918KB) ( 167 )   引文文本
    用十六烷基三甲基溴化铵和苄基三甲基氯化铵改性膨润土制备了碳柱撑粘土,并对其性能进行了表征。用Cam-bridge S-360型扫描电镜对样品进行了表面形貌对比表征,采用美国ASAP2020型比表面积及孔径测定仪对材料的多孔性质包括比表面积、孔结构、以及孔径分布进行了全面分析,用日本D/MAX-2200PC自动X射线衍射仪对碳柱撑粘土的片层结构做了研究,最后对碳柱撑粘土的热重曲线(TG curve)和差示扫描量热曲线(DSC curve)进行了分析。结果表明:碳柱撑粘土的微观形貌呈针片状,平均孔径较有机粘土小,比表面积增大,碳柱撑粘土的主要结构是碳化的大粒子柱撑而构成的二维孔道,烧结后的有机粘土的热稳定性大大提高。
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    小角度晶界对单晶高温合金DD6拉伸性能的影响
    赵金乾, 李嘉荣, 刘世忠, 袁海龙
    2008, 0 (8): 73-76.  
    摘要 ( 304 )   HTML( PDF (1001KB) ( 389 )   引文文本
    采用两个籽晶制备了第二代单晶高温合金DD6小角度晶界试样,在800,850,900,950℃的条件下,进行了拉伸实验研究。结果表明:小角度晶界对合金伸长率有显著影响;在850℃,小角度晶界试样具有最大的伸长率;高于850℃,随着温度的升高小角度晶界试样伸长率具有明显下降倾向。小角度晶界对合金抗拉强度的影响较小;除角度大于约9°的小角度晶界外,相同实验温度条件下小角度晶界试样的抗拉强度大致相当。随着温度的升高和晶界角度的增大,小角度晶界强度降低而成为相对较为薄弱部位,从而导致拉伸性能的降低。
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    静载拉伸45钢材料的金属磁记忆信号分析
    王丹, 董世运, 徐滨士, 陈群志, 董丽虹
    2008, 0 (8): 77-80.  
    摘要 ( 309 )   HTML( PDF (990KB) ( 196 )   引文文本
    研究了静载拉伸过程中三种规格45钢轴状试件表面法向磁场强度Hp(y)值的变化规律,并对Hp(y)曲线斜率的绝对值|k|与拉应力σ之间的对应关系进行了分析。结果表明:试件规格相同时,|k|-σ的对应关系相同,即弹性范围内,|k|随σ的增加而增大;加载至屈服极限附近时,|k|出现最大值;进入塑性变形阶段后,|k|出现减小的趋势;拉断后,Hp(y)曲线在断口附近发生折转,并在断口两侧出现峰值。试件规格不同时,受载区域长度对|k|-σ关系影响显著,即所受拉应力相同,受载区域的长度增大,|k|减小。
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