超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的强化行为及模型

基于XRD、OM、SEM和TEM分析,研究超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的组织演变及强化行为。结果表明,位错强化和析出强化效应对该合金的屈服强度影响较大。冷轧+再结晶+冷轧+双时效组合工艺可获得1518 MPa的最高屈服强度,这主要归因于显微组织中的高密度残存位错及密集而细小的次生α相。建立复合强化模型,其预测误差在16.6%以内。此外,研究发现次生α相体积分数的增加可以不断强化晶内区域,这使得沿晶断裂开始出现并逐渐占据整个断裂面。

共晶高熵合金研究进展

共晶高熵合金是凝固过程中发生共晶转变的多组元合金,具有优异的液态充型能力和机械性能,适用于生产形状复杂、对力学性能要求较高且不能进行热机械处理的零件。共晶高熵合金具有4种及以上元素,且相组成和组织形貌对合金成分变化不敏感,因此具有很大的性能调控空间及工艺窗口。通过调控共晶高熵合金的相组成及组织形貌可使其叠加各种优异性能。本文从设计方法、制备工艺、组织结构、力学及理化性能等方面综述了共晶高熵合金的研究现状,并对共晶高熵合金未来的发展进行展望。

回火温度对40CrNiMo钢耐摩擦磨损及抗氧化性能的影响

通过扫描电子显微镜、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等系统研究了回火温度对40CrNiMo钢组织、硬度、摩擦磨损性能及抗氧化性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,钢中渗碳体加快析出并逐渐聚集球化,其形貌从细片状转变为粗粒状,500℃回火的钢铁素体发生再结晶;硬度与耐磨性呈下降趋势。不同温度回火的试样在800℃的抗氧化评级为GB/T 13303—1991中的4级“弱抗氧化性”,表明回火40CrNiMo钢适用于温度较低的服役环境。

多孔FeCoCrNi高熵合金的制备及力学性能研究

多孔材料因其内部存在大量孔隙而闻名,具有大的比表面积,常应用于催化器、过滤器和减震器。同时,高熵合金因其独特的结构而兼具高强度与高韧性。本文以FeCoCrNi高熵合金粉末为原料,氯化钠(NaCl)作为空间保持材料,采用热压等离子体放电烧结技术(SPS),制备多孔FeCoCrNi高熵合金,并探究不同影响参数,如孔隙率、孔径和烧结时间对多孔FeCoCrNi高熵合金力学性能的影响。氯化钠的粒径决定了孔隙的粒径。随着氯化钠含量的增加,合金中的孔隙率升高,抗压强度下降。在同一孔隙率时,合金的抗压强度随孔径尺寸的降低而升高。在SPS烧结温度650℃、保温时间40 min时,得到孔隙率30%、孔径50μm的试样,其抗压强度为158 MPa。此外,二次烧结(1100℃)能有效提升多孔材料的抗压强度,且烧结时间越长,提升效果越好。其中,孔隙率30%、孔径50μm的试样经过90 min的二次烧结后,抗压强度达到了656 MPa。

基于“KNOW-DO-BE”产出理论的塑性加工工艺及设备课程教学反思与改革

塑性加工工艺及设备是面向金属材料工程专业学生的一门专业方向课,对提升学生的从业水平至关重要。为更加契合工程教育理念,基于“KNOW-DO-BE”产出理论对该课程进行教学反思与改革。在课程教学阶段,提出开展多模式授课、问题导向式教学,并引入情怀教育。在考核方式上,提出改革试卷结构、改革平时成绩评定方式。通过课程改革,学生对知识理解得更深、工程实践能力更强、职业素养更优。

山西省高校材料类工程硕士培养模式调查及改革探索

为助力山西省转型升级,以省内高校为样本,基于问卷调查及调研等方式揭示了材料类工程硕士培养的现状,结果表明:省内高校在培养方案制订及课程设置中并未充分考虑材料工程专业学位应用性与实践性强的特点,校外导师的作用未能得到充分发挥,学生在专业实践环节未能得到充分锻炼。基于此,从校院、导师、学生三个层面提出了改革思路,以期为本省输送更多优秀的材料类高级人才。

高等教育阶段学生“德”育之挑战及路径探索

高等教育为我国社会主义事业发展提供了坚实的人才保障。当前,随着精神生活的极大丰富,高等教育阶段学生“德”育工作面临诸多挑战,某种程度上表现出自由主义、精致利己主义等不良风气。为推进立德树人,文章从思政素养及个人品德两个层面阐述问题,并探讨了相应解决路径,以期为培养“心中有大局,做人有格局”的高等人才提供参考。

材料工程专业“产学研用”协同创新研究生培养模式探索

在新形势下,有效利用多方资源建设“产学研用”协同创新人才培养模式是提高研究生培养质量的有效途径。以全日制研究生协同创新发展为出发点,分析研究生培养过程中面临的问题与挑战,探索以“整合、共享、强化、提升”为协同目标的多元化培养模式,打破学科、专业界限,构建材料工程专业研究生创新型人才跨学科协同培养新模式,逐步形成协同创新共同体。

化学序对NiCoCr中熵合金力学性能影响的分子动力学模拟

采用蒙特卡洛和分子动力学模拟(MD)方法研究化学序(CSRO)对NiCoCr中熵合金(MEA)力学性能的影响规律。基于信息熵提出了一个描述化学序的参数S,其值越小体系的化学序越强。模拟结果表明体系平均原子体积和势能随着S减小而减小,且体系结构更加稳定。接着,对NiCoCr中熵合金进行压缩模拟,模型的屈服强度随着S的减小呈现增加趋势。进一步数据分析发现,Cr原子以及具有多配位Cr原子的中心原子更容易变形,而具有多配位Ni或Co原子的中心原子则倾向于更难变形。由此可知,通过改变化学序和Cr原子的含量能提升NiCoCr高熵合金的力学性能,此结果为实验制备具有更优异性能的高熵合金提供了有价值的参考。

具有优异加工硬化性能的钛基非晶复合材料

采用电弧熔炼成功制备了含有bcc枝晶相的(Ti48 Zr29.5 Ni6 Ta0.5 Be16)非晶复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、拉伸试验机等研究了该材料的枝晶相形貌及力学性能,并结合d电子轨道理论预测了β-Ti枝晶相的稳定性。结果表明:枝晶相的加工硬化性能源于β相的不稳定,在形变过程中发生了TRIP效应,生成了硬度更高的马氏体抑制了剪切带的传播,提高了枝晶相的加工硬化性能。该材料的室温屈服强度为1300 MPa,抗拉强度为1510 MPa,断后伸长率约6%,具有优异的加工硬化性能。通过混合定则预测了该材料的屈服强度,预测值与实际值的误差为9.32%。

共晶高熵合金

共晶合金是工业上广泛应用的一类铸造合金,具有优异的充型能力、机械性能、组织均匀性以及稳定性等。统计发现,大约70%的传统二元合金中存在着共晶转变,所形成的共晶合金大多性能较差,这主要受限于其固定的共晶点、相体积分数以及有限的相组成。相较于传统共晶合金,共晶高熵合金含有更多的组成元素,同时共晶成分由一个点扩展为一定的成分区间,因而力学性能、物理性能以及化学性能具有更大的调控范围,具有更广阔的应用前景。

定向凝固制备内生晶体增塑的锆基非晶复合材料

通过Bridgman定向凝固成功制备了成分为Zr_(58.5)Ti_(14.3)Nb_(5.2)Cu_(6.1)Ni_(4.9)Be_(11.0)的内生枝晶增塑的非晶复合材料.内生枝晶的尺寸和体积分数可以经抽拉速度的改变得以控制,进而实现了对其力学性能的调节.研究表明,枝晶的大小与抽拉速度呈线性关系,体现出定向凝固在制备非晶复合材料方面可调控析出相的优势.通过对实验参数抽拉速度的优化得出,当抽拉速度为1.0 mm/s时,最高压缩强度达到了1930 MPa,断裂塑性达到11.3%.

非晶合金中锯齿流变动力学的研究

非晶合金在外力场的作用下会出现间接性的锯齿流,锯齿具有空间和时间的无序分布性,能够反映塑性变形过程中剪切带的演化过程。借助于混沌理论、自组织临界理论、统计分析、分形和平均场理论等数学方法进行了锯齿动力学研究。发现非晶合金的塑性流变行为与材料的本征结构、试样尺寸、加载试验机的刚度、温度和应变速率等密切相关,揭示了非晶合金的塑性变形过程中剪切带滑移不稳定性的演化特点。试样尺寸小、低温或高应变速率下加载的韧性非晶试样的塑性流变动力学呈现类自组织临界状态,锯齿的幅值分布具有无标度性特点,剪切带之间的交互作用强,剪切带过程相对稳定。低温下大的分形维数说明剪切带分叉速率快,触发了剪切带之间的交互作用。简单的平均场理论证实了非晶合金的塑性可受应变速率调控。这些结论为进一步探索非晶合金的塑性提供了新的思路。

金属材料工程专业培养模式改革探讨

介绍了太原理工大学金属材料工程专业的历史沿革,重点阐述了该专业培养模式改革的具体方案,包括改革培养模块,夯实基础理论学习,提升实验技能,教学内容及教学方法的改革以及师资队伍的优化等方面。该方案提高了学生学习的主观能动性,有利于全面训练学生的创新实践技能,提高学生的综合素质。

一种锆基大块非晶在退火后的室温压缩变形(英文)

处于不同弛豫状态的Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10大块非晶的热力学参数(Tg,Tx,andΔTx=Tx-Tg)通过差示扫描量热仪(DSC)进行了测量,结果显示处于不同弛豫状态的Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10大块非晶的室温塑性与自由体积没有直接的关系。

冷轧对Al_(10)Cu_(25)Co_(20)Fe_(20)Ni_(25)高熵合金组织结构及力学性能的影响

对铸态Al10Cu25Co20Fe20Ni25高熵合金进行冷轧处理后进行室温拉伸测试,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对其相结构、微观组织形貌及拉伸断口进行分析。结果表明:经冷轧工艺处理后,Al10Cu25Co20Fe20Ni25高熵合金硬度最大为285HV,较轧制前提高了51.6%;在变形量为40%时,抗拉强度达到最大值,为638MPa,是铸态合金的2.7倍。拉伸断口分析表明,铸态合金的断裂模式为树枝晶沿晶断裂和韧窝型延性断裂,而冷轧态合金主要为韧窝型延性断裂模式。

基于位错密度分析的Ti-8Al-1Mo-1V钛合金片层组织在热轧及退火过程中的演变机制

采用金相(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等手段研究了Ti-8Al-1Mo-1V钛合金片层组织在热轧及轧后退火过程中的组织演变规律及机制。研究结果表明:热轧及轧后退火难以实现片层α相的球化,仅能实现α相的连续化分布及β相的球化。热轧过程中位错密度无法有效累积是造成片层α相再结晶驱动力缺失的主要原因。同较粗的片状α相相比,在相同轧制力下,细小β相更易破断,并在随后的退火过程中实现扩散球化。根据分析,本工作提出了Ti-8Al-1Mo-1V钛合金片层组织热轧+退火过程中的组织演变机制。此外研究发现,Ti811钛合金片层组织在热轧过程中可形成织构指数为(0221)[3122]的板织构。

高熵合金腐蚀性能研究进展

强耐腐蚀性是部分高熵合金的一个优异特性,但目前相关学者的研究报道并未对高熵合金耐蚀性及其影响因素有一个较综合的阐述。针对目前高熵合金的耐腐蚀性能及其影响因素的研究进展进行了综述,就制备方法与合金成分对高熵合金耐腐蚀性的影响进行了总结,并对高熵合金未来发展提出展望。此外,对高熵合金当前和潜在的应用进行了概述。

全国大学生金相技能大赛:提升学生工程能力及素养的关键实践

工程能力及素养是我国工科毕业生的短板,而与专业相匹配的课外实践活动是提升学生工程能力及素养的重要渠道。以金属材料工程专业为例,剖析了参加全国大学生金相技能大赛对学生培养及专业实践教学改革的现实意义,对其保障举措提供了建议,并对该赛事的未来进行了展望。

新时代高校教工党支部战斗堡垒作用提升路径

高校教工党支部是党在高校的根据地与战斗堡垒,其建设质量可对我国人才培养及科技创新水平产生关键影响。当前,一些教工支部建设趋于形式化,其战斗堡垒作用受到削弱。研究分析了制约高校教工支部建设的现实因素,并以太原理工大学材料加工工程系党支部建设实践为引,探索了提升教工支部战斗堡垒作用的有效路径。