基于二次通用旋转组合设计的冷金属过渡电弧增材制造AZ31镁合金焊道截面尺寸研究

基于冷金属过渡的电弧增材制造技术制备了AZ31镁合金单道试样,测试了单道试样的焊道宽度和焊道高度。根据二次通用旋转组合试验设计与二次多项式逐步回归分析,建立了高度显著的焊道宽度和焊道高度与摆动宽度、焊接速度、送丝速度和基板温度等工艺参数间的关系式。结果表明,工艺参数对焊道宽度的影响主次顺序依次为摆动宽度、送丝速度、基板温度、焊接速度,对焊道高度的影响主次顺序依次为焊接速度、摆动宽度、基板温度、送丝速度。随摆动宽度的增大,焊道宽度逐渐增大,焊道高度逐渐减小;随焊接速度的提高,焊道宽度和焊道高度均逐渐减小;随送丝速度的提高,焊道宽度和焊道高度也随之同步增大;随基板温度升高,焊道宽度增大,焊道高度降低。

织构化多孔Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷片-球混合浆料特性及光强分布仿真

陶瓷光固化技术在制备Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷方面具有广阔前景,织构化的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷在陶瓷光固化增材制备方面亟待研究。本工作研究了添加片状氧化铝、等轴氧化铝、球形二氧化硅的片-球混合陶瓷光固化浆料的特性。针对不同固相配比,研究了浆料的黏度、沉降性、固化特性和固化精度,并针对所研究的片-球混合浆料开发了一种紫外光强分布模拟算法,对浆料在曝光中的光强分布进行了理论模拟分析,最终成功制备了具有片状氧化铝定向特征的织构化多孔Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷。研究结果表明,片状氧化铝与球状粉体组合可以使浆料在高固相含量(总固相体积分数40%~45%,片状氧化铝体积分数占50%~60%)下保持低黏度和剪切稀释性。在相同总固相含量下,增大片状氧化铝或球形二氧化硅的含量能够减小浆料的黏度,从而提高浆料的沉降率。片状氧化铝相比于等轴氧化铝可以减少浆料对紫外光的阻挡和散射作用。在相同曝光能量条件下,降低等轴氧化铝、增加球形二氧化硅的含量可以增加的浆料固化厚度;而增加片状氧化铝和球形二氧化硅的含量会扩大尺寸误差。理论模拟结果表明,接近水平分布的片状氧化铝对光的阻挡和偏转作用弱,接近垂直分布的片状氧化铝对紫外光具有引导作用。模型上边界紫外光强平均值的变化与固化厚度测量值的变化接近,所建立的模型可以为浆料固化厚度的实验测试结果提供理论支持。

往复挤压及正挤压AZ91D镁合金丝材的组织及性能

将AZ91D镁合金铸锭在330℃往复挤压4道次后,在300℃连续正挤压制成φ5mm的丝材,用OM,SEM分析不同方式挤压前后组织的变化,研究往复挤压及随后正挤压对其组织与性能的影响。研究表明,AZ91D镁合金往复挤压4道次及连续正挤压制备的φ5mm丝材组织均为等轴晶,晶粒尺寸分别为小于10μm及1μm^3μm。经往复挤压及随后的正挤压,AZ91D铸造镁合金的综合力学性能均可得到显著提高,其主要原因是基体组织α-Mg和强化相β-Mg17Al12的细化。往复挤压4道次后,材料真应变高达20.36,正挤压过程中等效应变速率达到0.192s-1,AZ91D镁合金往复挤压及正挤压晶粒的细化机制主要包括破碎、动态再结晶和动态回复。

基于机器学习的镁合金电弧增材制造工艺优化研究

电弧增材制造克服了传统铸锻技术制备镁合金的不足,是镁合金成形中的新技术。然而,镁合金电弧增材制造过程影响因素较多,工艺控制困难,且存在零件难以成形、易开裂、易产生内部缺陷等问题。为了解决镁合金电弧增材制造工艺控制困难的问题,采用实验结合机器学习的方法建立了工艺参数与试样宏观形貌之间的非线性关系,分析了不同工艺参数对成形质量的影响规律,确定最佳工艺参数范围为:基板温度160℃,送丝速度12.0~14.5 m/min,焊接速度8~11 mm/s,摆弧宽度8~10 mm。以AZ31镁合金丝材作为原材料,针对寻优工艺参数进行了单层和多层镁合金电弧增材制造实验。结果表明,该参数条件下熔宽为13.95 mm,熔高为3.28 mm,宽高比为4.25,接触角为42°,此时镁合金熔融丝材铺展性良好,且试样表面无不成形缺陷。

跆拳道后横踢四种战术动作击打速度效果特点及对运动训练的启示

目的:研究跆拳道后横踢4种战术动作的击打速度效果及对运动训练的启示。方法:以跆拳道后横踢"进攻""迎击""反击""近身"4种战术动作为研究对象,运用Motion-Analysis红外光点高速运动捕捉测试系统,研究在"空击"状态下部分关节转动幅度,人体重心位移变化,膝关节和踝关节的速度、加速度;并运用电子护具采集后横踢4种战术动作的击打力量。结果:进攻、反击战术动作在骨盆、髋关节旋转上与迎击、近身战术动作有差异(P<0.05),而在躯干、膝和踝关节旋转上没有差异(P>0.05)。进攻、迎击、近身战术动作的提膝向心加速和踝关节离心加速好于"反击"(P<0.05)。进攻、迎击、近身战术动作的提膝速度、击打速度均高于"反击"(P<0.05),击打力量也高于"反击",尤其是"进攻"(P<0.05)。"进攻"和"反击"重心移动速度高于"迎击"和"近身"(P<0.01),向心加速度也高于"迎击"和"近身",尤其是"进攻"(P<0.05),但"反击"移动方向与击打方向相反。结论:跆拳道后横踢4种战术中,"进攻"与"反击","迎击"与"近身"动作结构类似;"进攻""迎击""近身"在整个过程中各环节动作肌肉收缩用力、动量传递、击打力量方面均优于"反击",特别是"进攻"显著优于"反击"。在运动训练中,要以比赛规则为导向,了解战术运用现状,科学提高击打速度,提升击打效果策略,更新运动训练思路。

超轻Mg-Li合金强化方法研究现状及其应用

分析超轻Mg-Li合金的特点和存在的主要技术问题及近年来的研究进展,综述超轻Mg-Li合金的强化方法及特点。介绍合金化、细晶强化及复合强化等强化方式在Mg-Li合金研究中的应用及达到的强化效果。提出超轻镁锂合金今后的研究热点,展望今后的发展趋势。

热处理对Mg-3Sn-1Y合金显微组织及显微硬度的影响

在电阻炉中采用熔剂保护熔铸Mg-3Sn-1Y(质量分数,%)合金,并通过Olympus GX71光学显微镜(OM)、装备能谱(EDS)的FEI QUANTA 400型扫描电镜(SEM)、RigakuD/max-3C型X射线衍射(XRD)、TUKON2100维氏型硬度计和CRY-2P型DTA差热分析仪等分析合金的铸态组织、固溶及时效热处理对组织和时效硬化的影响。结果表明,Mg-3Sn-1Y合金铸态组织由α-Mg枝晶、枝晶间断续网状Mg2Sn相和弥散分布的细小颗粒及短棒状MgSnY相组成。固溶处理后Mg2Sn相已完全固溶,而具有高温稳定性的MgSnY相依然分布在基体中。加入Y元素可以提高合金的高温稳定性。Mg-3Sn-1Y合金具有典型的时效硬化特征,时效温度提高,一定程度上有利于时效峰出现;但时效温度过高,基体组织的长大会降低析出强化作用,延缓峰值硬度的出现。

AZ91D镁合金DTA及TMA热分析

采用差热分析(DTA)和热机械分析(TMA)技术以及光学显微镜和X射线衍射(XRD)研究了常规凝固和快速凝固条件下的AZ91D镁合金及其热挤压型材的相转变温度和线膨胀规律,探讨了其组织特征与热物性的关系。结果表明:常规凝固的AZ91D镁合金挤压前后在450℃左右均有明显的DTA峰,由于快速凝固薄带为单相过饱和?-Mg固溶体,热挤压过程中Al的脱溶而析出弥散分布的β-Mg17Al12相含量极少,因此快速凝固薄带及其热挤压的型材均无明显的DTA峰。AZ91D镁合金的线膨胀系数并非线性变化,在225℃前热挤压AZ91D镁合金型材的线膨胀系数波动幅度最低。热挤压后型材的热膨胀系数远小于铸态的热膨胀系数。

热处理对Mg-5Sn-1Si合金组织及硬度的影响

采用Ar气保护制备了Mg-5Sn-1Si(质量分数,%)合金,并研究了合金的铸态组织和在480℃固溶处理及180℃和280℃不同时效热处理对合金组织中析出相演变的影响及组织与硬度的关系。结果表明,合金铸态组织由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成;经480℃固溶处理后Mg2Sn相完全固溶,粗大的Mg2Si相得到少量球化;时效处理过程中Mg2Si相得到球化。在180℃时效时,Mg2Sn无沉淀析出,硬度较低,时效保温24 h仅为24.1 HV。在280℃时效时,细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金的硬度明显升高,时效保温18 h达到峰值硬度47.6 HV,并随时间的延长出现过时效现象。280℃时效初期,组织中形成较宽的无析出带(PFZ),随着时效时间的延长无析出带PFZ消失。

热挤压快速凝固AZ91D镁合金棒材的组织与性能

用单辊快速凝固(RS)薄带在330℃热挤压制备了直径Φ14mm的AZ91D合金棒材,用OM、SEM、TEM和XRD分析热挤压前后组织的变化,研究了热挤压对其组织与性能的影响。研究发现,热挤压后RS薄带之间焊合良好,挤压态棒材的抗拉强度较普通凝固铸态高55.9%;屈服强度高77.6%;伸长率与铸态相当;维氏硬度和布氏硬度均有较大提高。热处理后,快速凝固挤压棒材的抗拉强度和屈服强度均没有明显变化,伸长率却提高了5.6倍。在RS薄带的挤压过程中过饱和的á-Mg单相固溶体中有少量β-Mg17Al12相脱溶析出,而热处理后有较多细小的β-Mg17Al12相析出,室温拉伸断口呈塑性断裂特征。RS薄带挤压材料的抗拉强度不仅依赖于其本身的微细组织,而且和挤压加工过程密切相关。

往复挤压高韧Mg-Zn-Y合金

将铸态Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金往复挤压2,4,8,12不同道次,然后分别正挤压制成12mm的棒材。采用OM,XRD及DTA研究了往复挤压不同道次镁合金的组织和力学性能。研究表明,铸态Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金往复挤压后,组织得到显著细化,力学性能得到大幅度提高,获得了高强韧镁合金。2道次后,晶粒约5μm,拉伸强度超过300MPa,伸长率高达20%。继续增加往复挤压道次,晶粒细化和拉伸性能提高均不明显,当往复挤压12道次时,拉伸强度明显降低,而伸长率达到23%。Mg92.5Zn6.4Y1.1镁合金的伸长率大幅度提高归因于在往复挤压过程中,铸态组织中的缩松、缩孔等缺陷闭合和成分偏析非均匀相的分布均匀化,以及晶粒的破碎、回复和动态再结晶所引起的晶粒细化及材料的流动,最终获得完全致密、细小而均匀的等轴晶组织。

热挤压AZ91D镁合金的组织与力学性能

对直径Ф50 mm铸态AZ91D合金棒材在603 K下进行单次热挤压,获得了直径Ф14 mm的棒材。用OM、SEM和TEM分析热挤压前后组织的变化,研究热挤压对其组织与性能的影响规律。结果表明,热挤压变形可以细化其微观组织,显著提高AZ91D合金的抗拉强度(σb、0σ.2)、伸长率(δ)及硬度(HB)。在此过程中合金α-Mg相有足够的独立滑移系可以启动,棱面滑移和基面滑移共同作用发生局部大变形,α-Mg沿挤压方向呈细条带状,β-Mg17Al12相分布于α-Mg条带间。然而,经单次挤压不可能得到均匀的变形组织,从边缘到中心,组织渐变,边缘组织细小,心部组织粗大。

铸铁型材及其应用

迄今用水平连续铸造方法生产铸铁型材已有３０多年的历史，由于特殊的铸造工艺形成了铸铁型材优良的组织与综合力学性能，因而铸件型材应用领域不断扩大。本文在分析国外铸铁型材连铸技术发展与应用的同时，介绍了我国近１０年来铸铁型材水平连铸技术的发展和铸铁型材的应用及其广阔的发展前景。

铸铁水平连铸圆结晶器优化设计数值模拟

建立了铸铁水平连铸用结晶器水冷套的传热模型 ,并用有限差分法模拟计算了不同高宽比水道结构的水冷套系统传热过程。水道高宽比K值对水冷套冷却能力的影响规律是 :K值增加 ,水道内水流速、等效传热面积均减小 ,水套的冷却能力降低。

往复挤压准晶增强快速凝固Mg_(92.5)Zn_(6.4)Y_(1.1)合金

采用往复挤压工艺将快速凝固Mg92.5Zn6.4Y1.1合金薄带在330℃挤压2道次和4道次,然后正挤压制成Φ10 mm的棒材。用OM,TEM,XRD及DTA研究了往复挤压过程中准晶相I-Mg3YZn6弥散析出及对力学性能的影响。研究表明,往复挤压有利于快速凝固Mg92.5Zn6.4Y1.1合金薄带的焊合,获得组织致密、均匀、高强韧合金。往复挤压2道次,相组成为-αMg和准晶I-Mg3YZn6,脱溶析出纳米准晶相较少;4道次相组成为-αMg和准晶I-Mg3YZn6及MgZn相,脱溶弥散析出的纳米I-Mg3YZn6准晶相及MgZn相较多。往复挤压提高材料的拉伸性能,其主要原因是细晶强化和析出强化。

高强度全断面D型石墨灰铸铁型材

通过工艺措施及合金化的配合 ,获得不同直径的灰铸铁型材 ,无白口、全断面D型石墨、断面硬度差≤ 10HRB、抗拉强度σb≥ 3 0 0MPa。试验获得的D型石墨灰铸铁型材比普通LZHT3 0 0铸铁型材具有更好的断面齐一性和综合力学性能。

Mg-RE合金LPSO结构的析出与控制研究进展

在Mg-RE合金中添加微量合金元素,并通过一定的工艺控制可以获得层片状的长周期堆垛(LPSO)结构,使合金的综合力学性能得到大幅度提高。LPSO结构增强镁合金已成为高强韧镁合金研究的热点。结合不同Mg-RE合金综述不同LPSO结构的类型、特点、形成条件、形成机制和控制方法以及对力学性能的影响,提出Mg-RE系合金中LPSO结构研究需要解决的主要问题和LPSO结构增强镁合金的发展方向。

扩渗时间对纯镁表面热扩渗锌层组织与性能的影响

在430℃大气条件下对纯镁表面进行扩渗锌处理,研究了扩渗时间对渗层厚度与组织性能的影响。结果表明,在纯镁表面可以形成均匀平滑扩渗锌层,渗锌层由Zn、α-Mg和金属间化合物Mg7Zn3、Mg0.97Zn0.03组成。渗层厚度随扩渗时间延长而增加,表面硬度随之提高,其中扩渗16 h硬度最高,达到168 HV0.01,这与渗层中的金属间化合物含量提高有关。同时,扩渗8-16 h的渗层在3.5%Na Cl溶液中耐腐蚀性能较好,渗层可以保护纯镁基体。

镁合金中LPSO结构与形成机制的研究进展

长周期堆垛(LPSO)结构可显著提高镁合金的强度、伸长率、抗蠕变和耐腐蚀性能,是高强韧镁合金研究的热点。综述6H、10H、14H、18R和24R-LPSO结构类型、特点,对比分析不同LPSO结构的形成机制和转换关系,提出LPSO结构研究的发展方向。

Cu、Mo对水平连铸球铁型材组织与力学性能的影响

在相同水平连铸条件下,采用合金化方法研究了不同Cu和Mo含量对60mm球铁型材的基体组织与力学性能的影响。结果表明,加入一定量的Cu和Mo元素,可以获得珠光体型球铁组织或奥氏体-贝氏体型球铁,在Mo含量不变时,获得铸态奥氏体-贝氏体基体组织主要是由Cu含量决定。加入Cu和Mo元素后,球铁型材的抗拉强度、屈服强度和硬度均得到较大提高,但冲击韧度明显下降。