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  • 材料工程
      2010年, 第0卷, 第12期 刊出日期:2010-12-20 上一期    下一期
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    论文
    高性能蒙皮材料力学性能研究
    李斌太, 邢丽英, 周正刚, 蒋诗才, 陈祥宝
    2010, 0 (12): 1-4,13.  
    摘要 ( 299 )   HTML( PDF (1028KB) ( 667 )   引文文本
    研究了不同高性能纤维织物的结构形式与力学性能的关系,几种纤维织物中,聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)纤维制备的增强织物具有较高的拉伸性能.利用高性能纤维织物制备了蒙皮材料,对其力学性能进行测试.结果表明:蒙皮材料拉伸断裂强力主要取决于采用的纤维种类和增强织物结构,而蒙皮材料的撕破强力除了与使用的纤维有关,还与纤维纱线细度有关,纤维纱线细度越大,制备的蒙皮材料撕破强力越高.
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    钛合金化学铣切保护涂料的制备及性能研究
    孟江燕, 王云英, 林翠, 刘枫
    2010, 0 (12): 5-7,34.  
    摘要 ( 328 )   HTML( PDF (920KB) ( 389 )   引文文本
    采用聚苯乙烯,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为成膜物质,热塑性酚醛树脂溶液为浸蚀比控制剂,优选各种添加剂的配比,制备钛合金化学加工用保护涂料,选用氢氟酸-硝酸体系的钛合金化学铣切液,对所制备的保护涂料进行性能测试和对比分析.结果表明:所制备的保护涂料成膜性和可剥性良好,在钛合金化铣液中的浸蚀比稳定在0.4~0.6,化铣后的主要技术指标(粗糙度)能满足钛合金化学铣切的要求.
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    工艺
    热轧带钢高速钢复合轧辊周期性热冲击下的温度波
    冯明杰, 王恩刚, 赫冀成
    2010, 0 (12): 8-13.  
    摘要 ( 288 )   HTML( PDF (812KB) ( 311 )   引文文本
    建立了高速钢复合轧辊在带钢热轧过程中的2维传热模型,以Flunet6.3为计算平台,利用移动坐标系技术和自定义函数功能,研究周期性热冲击下辊内温度波的传播特点和咬入温度及轧制速度对温度波的影响,探讨高速钢复合轧辊工作层的适宜厚度.结果表明:辊内的温度场表现为以轧辊转动一周为周期的高频波和以轧制一块带坯为周期的低频波.高频波具有强烈的薄层效应,而低频温度波随深度衰减缓慢,影响范围较深.同一深度处温度波动的幅度随咬入温度的增加而增大,随轧制速度的增加而减小,且轧制参数对高频温度波的影响远大于对低频温度波的影响.工作层有足够厚度时,才能消除低频温度波对高速钢复合轧辊双金属复合界面结合质量的影响.
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    游离粒子辅助磨对镍锰合金电铸层表面质量及锰含量的影响
    李学磊, 朱增伟, 朱荻
    2010, 0 (12): 14-18.  
    摘要 ( 242 )   HTML( PDF (1251KB) ( 378 )   引文文本
    利用一种新的电铸技术——游离粒子辅助磨电铸技术进行镍锰合金的电铸试验.验证了游离粒子的辅助摩擦研磨作用对镍锰合金电铸层的表面形貌、表面粗糙度、锰含量分布及电流效率的影响,并与传统电铸技术所制备的镍锰合金电铸层进行对比.结果表明:采用游离粒子辅助磨电铸技术所制备的镍锰合金电铸层外观光亮平整,表面粗糙度Ra由0.6μm降到0.05μm,晶粒得到了明显的细化,由微米级尺度降低到150nm以内;电流效率由80%左右增至96%;另外,通过调节阴极旋转速度可以改变电铸层中锰含量,随着阴极转速的提高电铸层中锰含量增加,当超过一定转速时,锰含量开始下降.
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    9%Cr耐热钢的高温热变形机制及组织演变
    孙述利, 张敏刚, 何文武, 陈慧琴, 田香菊
    2010, 0 (12): 19-23.  
    摘要 ( 315 )   HTML( PDF (954KB) ( 275 )   引文文本
    采用等温恒应变速率热压缩试验研究9%Cr耐热钢等轴锻态组织1000~1300℃、应变速率0.005~5s-1、50%变形程度条件下的热变形行为,分析热变形参数对应力-应变曲线和微观组织演变机理及规律的影响,并建立该合金不同应变条件下的热加工图.结果表明:9%Cr耐热钢突破传统始锻温度控制在1200℃左右的现状,采用适当提高热变形温度、增大应变速率的热变形新工艺,可以获得良好的组织和性能,并能够有效地防止裂纹的产生.
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    丁腈橡胶/酚醛树脂/受阻酚AO60共混阻尼橡胶贮存稳定性研究
    赵云峰, 张继华, 游少雄, 詹茂盛
    2010, 0 (12): 24-29.  
    摘要 ( 375 )   HTML( PDF (1458KB) ( 479 )   引文文本
    在丁腈橡胶(NBR)中添加酚醛(PR)和受阻酚AO60,制备NBR/PR/AO60共混橡胶.采用DSC,FTIR,扫描电子显微镜和黏弹谱仪等方法表征NBR/PR/AO60共混橡胶的结构,并详细研究其阻尼机理.结果表明:在共混橡胶结构中,除NBR的硫化交联网络外,还包含NBR/AO60的超分子氢键网络、NBR/PR的络合作用、AO60与PR分子间作用、AO60分子聚集体(富相区)以及在AO60相中的NBR分子等多种微观作用形式.多种的分子作用形式,造成了硫化胶的分子间内摩擦增大,提高了阻尼性能.但随着贮存时间的延长,硫化胶的tanδ-温度曲线由双峰特征变为三峰特征,AO60分子逐渐聚集、结晶,形成大的结晶聚集体,造成硫化橡胶阻尼性能的不稳定.
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    测试与表征
    原位合成含有Al2O3晶须Al2O3/Ti-Al复合材料机理的研究
    吕臣敬, 田秀淑, 韩玉芳
    2010, 0 (12): 30-34.  
    摘要 ( 273 )   HTML( PDF (1130KB) ( 321 )   引文文本
    利用氧对金属Ti,Al粉的部分氧化,原位合成含Al2O3晶须的Al2O3/Ti-Al复合材料,利用XRD,EDAX和NO-RAN能谱仪对材料的晶相组成和元素成分进行分析,利用SEM观察材料显微组织和断口形貌.结果表明,反应步骤为:Ti,Al金属粉表面氧化→铝的熔化→TiAl3的生成→Ti2Al,TiAl,Ti3Al等多种化合物生成和Al对TiO2的还原反应;铝含量决定了材料的晶相组成,铝不足时,生成Ti2Al,TiAl,Ti3Al等多种金属间化合物和氧化铝,铝含量足够时,最终的产物为TiAl3,金属铝以及氧化铝等相;氧化铝晶须是通过VLS机理生成的,产物中晶须的数量和发达程度随铝含量的增加而递增,晶须的直径随热处理温度升高而增加.
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    不同应力集中系数下磁记忆信号影响因素研究
    王慧鹏, 董世运, 董丽虹, 徐滨士
    2010, 0 (12): 35-38.  
    摘要 ( 311 )   HTML( PDF (980KB) ( 284 )   引文文本
    以45CrNiMoVA钢为实验材料,加工不同应力集中系数的试件进行拉拉疲劳实验,采用磁记忆检测仪检测不同载荷及疲劳周次时试件不同位置的磁记忆信号.结果表明:载荷及疲劳周次的增加,均会使磁曲线顺时针转动,且载荷的影响明显强于疲劳周次;不同位置磁记忆信号特征不同.出现疲劳裂纹后,在一定范围内异变峰峰值显著增大.
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    小曲率壳状粘接结构脱粘缺陷热波定量检测
    杨正伟, 张炜, 田干, 宋远佳, 金国锋
    2010, 0 (12): 39-43.  
    摘要 ( 307 )   HTML( PDF (750KB) ( 359 )   引文文本
    采用热波无损检测方法,对某型导弹发动机壳状钢壳体/绝热层试件的脱粘缺陷进行实验研究.针对实验获取的热图存在"非均匀性、噪音大、缺陷显示对比度低"等问题,基于自适应滤波和分水岭方法对热图进行增强和分割处理,实现了缺陷位置、大小及深度的定量评估.结果表明:热波技术能快速地发现缺陷(几秒钟);对缺陷的定位比较准确,检测结果直观;特别适用于复杂壳状结构的检测,很容易检测出深度4mm、直径15mm的脱粘缺陷,能够满足固体火箭发动机壳体粘接结构的检测需求;并且脱粘面积越大越容易检测,对缺陷直径、深度等参数的估算误差也越小.
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    MB8镁合金高周疲劳实验研究
    杨友
    2010, 0 (12): 44-46.  
    摘要 ( 224 )   HTML( PDF (912KB) ( 426 )   引文文本
    采用升降法对MB8镁合金室温高周疲劳行为进行实验研究.结果表明:利用升降法计算出MB8镁合金在应力比R=0.1,循环基数为107条件下的疲劳强度为90.2MPa,相当于其抗拉强度的34%左右;合金的疲劳裂纹萌生于试样表面,裂纹扩展区由小的平面状断面组成,没有明显的疲劳辉纹存在,合金疲劳断口呈现韧性断裂特征.
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    应变比对定向凝固高温合金DZ125低循环疲劳行为影响的研究
    刘金龙, 石多奇, 杨晓光, 包宇, 王井科
    2010, 0 (12): 47-50,60.  
    摘要 ( 345 )   HTML( PDF (993KB) ( 314 )   引文文本
    对定向凝固镍基高温合金DZ125在850℃和980℃应变控制的低循环疲劳(LCF)行为进行研究.对比分析应变比R=-1和R=0情况下的应力-应变迟滞环、循环平均应力以及断裂循环次数(寿命)的差异.结果表明:在所研究的两个温度水平下,相同应变范围条件下应变比R=-1和R=0的低循环疲劳寿命差别不大.利用扫描电子显微镜对不同应变比作用的试样断口进行观测,初步分析裂纹萌生机理.
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    变形方向对TiAl合金二次热变形行为的影响
    司家勇, 高帆, 张继
    2010, 0 (12): 51-54,65.  
    摘要 ( 309 )   HTML( PDF (1300KB) ( 243 )   引文文本
    通过等温热压缩实验研究变形方向对经一次锻造后的Ti-46.2Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金热变形行为的影响,所选定的二次热变形方向垂直或平行于一次锻造应力轴方向,试样初始组织状态分别为锻造态、去应力退火态和双态组织.结果表明:变向二次热变形均加快了三种热处理状态钛铝合金加工硬化率的衰减过程;对于其中具有双态组织的钛铝合金继续施加变向或不变向二次热变形均有利于减小流变软化程度,提高二次热变形后的组织均匀性.进一步的微观组织观察表明,变向二次热变形与不变向二次热变形相比,更有利于合金的残余层片分解和动态再结晶的进行.
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    表面工程
    K403镍基合金Al-Cr涂层组织转变及取向与应力的影响
    郑运荣, 蔡玉林
    2010, 0 (12): 55-60.  
    摘要 ( 309 )   HTML( PDF (1117KB) ( 207 )   引文文本
    用物理冶金常用的分析手段对不同取向的K403单晶和多晶材料渗态和高温长时热暴露条件下Al-Cr涂层的组织转变进行分析,研究应力对涂层组织的影响.结果表明,在900℃下,Al-Cr涂层组织稳定性极佳,可经受5000h热暴露.晶体取向对涂层的形成与转变无明显影响,但对σ相的排列与取向有明显作用.此外,应力加速了涂层的增厚和析出相的沉淀与粗化.在1050℃以上,涂层的βγ转变在1000h内可完成,包括,σM6C相在内的析出相明显粗化,造成涂层组织严重损伤.
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    非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层的耐磨性能
    许乔瑜, 何伟娇
    2010, 0 (12): 61-65.  
    摘要 ( 322 )   HTML( PDF (1167KB) ( 281 )   引文文本
    采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响.结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离.
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    电刷镀In/Ni组合镀层的真空摩擦学性能研究
    马国政, 徐滨士, 王海斗, 刘勇, 叶铸玉
    2010, 0 (12): 66-71.  
    摘要 ( 297 )   HTML( PDF (1880KB) ( 317 )   引文文本
    采用电刷镀技术在中碳钢表面制备厚度约为10μm的In/Ni组合镀层.研究高真空环境下In/Ni组合镀层的减摩润滑机理和微观损伤过程,并考察不同滑动速率和法向载荷对其真空摩擦学性能的影响.结果表明:在高真空环境下,该组合镀层具有明显的减摩和抗黏附磨损性能;镀层的摩擦因数随着滑动速率和法向载荷的增大而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,但不随滑动速率发生显著变化;该镀层在高真空下的磨损机制主要为黏着磨损和擦伤磨损.
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    KH570改性SiO2复合耐腐蚀涂层结构及性能
    丁新更, 陈远, 吴春春, 杨辉
    2010, 0 (12): 72-76.  
    摘要 ( 309 )   HTML( PDF (2172KB) ( 806 )   引文文本
    采用溶胶-凝胶法,以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性正硅酸乙酯(TEOS)水解聚合物,在钢片上制备有机-无机复合防腐薄膜.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等测试手段研究薄膜材料的结构,并通过盐雾腐蚀试验和电化学阻抗谱测试对复合薄膜的防腐蚀性能进行检测,并探讨了最适加水量(R).结果表明:随R从1增加至5,涂层防腐性能先提高后降低.R=3时,薄膜结构致密,抗腐蚀性能最好;FTIR结果表明,样品经180℃热处理后,KH570的结构无明显变化.
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    微机监控系统在不锈钢化学着色中的应用研究
    王海人, 郑恩秀, 郭兴蓬, 石兴阳, 李文维
    2010, 0 (12): 77-81.  
    摘要 ( 234 )   HTML( PDF (1356KB) ( 315 )   引文文本
    根据控制电位差的原理和实际经验开发出具有自身特色的不锈钢表面着色微机监控系统.详细介绍该系统控制原理、传感器的确定,以及其软件设计特点与创新.结果表明:本系统可以有效地控制彩色不锈钢的颜色,克服不锈钢着色重现性差的问题,同时为研究温度,添加剂和不锈钢预处理等因素对不锈钢化学着色的影响提供了更加方便和可靠的研究手段.
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    综述
    钛合金胶接表面处理研究
    曲春艳, 李琳, 王德志
    2010, 0 (12): 82-85.  
    摘要 ( 281 )   HTML( PDF (196KB) ( 589 )   引文文本
    钛合金表面处理方法是影响钛合金胶接耐久性的重要因素.本文介绍了各种钛合金胶接表面处理方法及其表面分析技术,评述了各种表面处理方法对胶接耐久性的贡献.以湿热耐久性为考核点的研究结果显示:电化学方法优于化学方法,化学方法优于机械方法.另外,处于研究阶段的等离子体、激光等物理方法因具有较好的耐久性和低污染特性,有望用于钛合金胶接的工业领域.
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    微动疲劳研究进展
    沈明学, 彭金方, 郑健峰, 宋川, 莫继良, 朱旻昊
    2010, 0 (12): 86-91.  
    摘要 ( 402 )   HTML( PDF (1144KB) ( 1444 )   引文文本
    介绍了微动疲劳的概念和实验装置,详细综述了微动疲劳的国内外研究现状,全面地分析讨论了微动疲劳的影响因素(接触压力、滑移幅值、实验频率、摩擦力、环境、材料性质)、损伤机理、寿命评估方法和防护措施,并提出了今后研究的展望.
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    电子束辐照对碳纳米管结构及性能的影响
    徐志伟, 郭启微, 王晓生, 吴宁, 吴晓青, 陈利
    2010, 0 (12): 92-97.  
    摘要 ( 431 )   HTML( PDF (693KB) ( 559 )   引文文本
    对近年来电子束辐照碳纳米管(CNTs)的研究进展进行了评述,重点阐述了电子束辐照对CNTs的结构缺陷、管径、力学性能、电性能和场发射性能的影响,探讨了电子束辐照技术在CNTs切割和焊接方面的独特优势,并对辐照温度和入射电子能等条件对CNTs辐照效果的影响进行了分析.可以预期,采用电子束辐照处理CNTs仍将是未来一段时间研究的热点之一.
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