光固化3D打印平板晶格结构的压缩性能

基于光固化3D打印技术制备了桁架晶格和平板晶格试样,再将其作为试验研究对象进行了准静态压缩测试,并利用有限元分析方法对模型进行了准静态压缩仿真分析。研究平板晶格相比桁架晶格在强度、刚度和韧性方面的力学性能优势,并进一步研究了体积分数和孔径对平板晶格压缩性能的影响。研究结果表明,在相同体积分数下,平板晶格的强度、刚度和韧性最大分别是桁架晶格的2.08倍、3.86倍和3.13倍,仿真分析所用的材料模型具备适用性,体积分数和孔径的变化对FCC-plate的强度、刚度和韧性的影响具有一致性。

一级回火和烧结温度对掺Dy_2O_3的Nd-Fe-B磁性能影响

研究了一级回火和烧结温度T对掺Dy2O3烧结钕铁硼磁体的磁性能和微观结构的影响。结果表明:一级回火和烧结温度对磁体磁性能影响显著,尤其对矫顽力Hcj的影响。当添加2%(质量分数,下同)的Dy2O3时,一级回火可以明显提高磁体的Hcj,但烧结温度影响甚微;当添加5%的Dy2O3时,随烧结温度的提高,磁体的Hcj显著提高,但是一级回火使Hcj提高不明显。这主要归因于:一是Dy2O3发生置换反应生成Nd2O3颗粒影响烧结和回火制度,二是烧结温度影响Dy原子扩散。

新要求下《工程材料及其成型基础》教学改革探索

为了进一步提升教学质量,适应工程教育和创新能力培养的新要求,文章针对《工程材料及其成型基础》课程的特点,探讨了其教学内容和教学方法的改革措施,以期培养出高水平的工程型和创新型人才。

添加Cu和Gd对Nd(DyAl)FeB磁体热稳定性和磁性能的影响

复合添加Cu和Gd以提高烧结Nd(DyAl)FeB磁体的热稳定性和磁性能.Nd(DyAl)FeBGd磁体的可逆温度系数随Gd质量分数的增大而线性降低,热稳定性得到提高,但Gd的加入同时导致磁体剩磁和最大磁能积的下降.Nd(DyAl)FeBGd磁体的剩磁和最大磁能积均随Cu加入量的增加而增大,在Cu质量分数为0.2%时达到最大值,随后Cu的加入将导致剩磁和最大磁能积下降.Nd(DyAl)FeBGd磁体的矫顽力随Cu质量分数的增大而增大,Cu的加入提高了磁体的烧结密度.通过组织成分分析发现,Cu主要分布在磁体主相边界,显著细化了主相晶粒.通过添加Cu和Gd可获得热稳定性高和磁性能优良的NdFeB磁体.

取向硅钢表面绝缘涂层微结构与耐腐蚀性能

采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪和电化学工作站分别研究取向硅钢表面绝缘涂层的相成分、微观形貌、元素分布和耐腐蚀性能。结果表明：绝缘涂层为双层复合结构,底层为Mg_2SiO_4相,厚度为0.8μm;顶层为AlPO_4相,厚度为1.4μm;两层结合处存在0.4~0.6μm的扩散层。与只涂单层Mg_2SiO_4相的试样相比,双层涂层试样具有更高的腐蚀电位和极化电阻,更低的腐蚀电流密度,因此耐腐蚀性良好。随着浸泡时间的延长,腐蚀溶液逐渐渗透至硅钢基底,发生腐蚀反应,其腐蚀过程可以分为3个阶段。

激光雕刻非金属固体材料的表面形貌

采用CO2激光对木板、大理石、有机玻璃三种典型的非金属材料进行雕刻,研究激光工艺参数对其雕刻表面形貌的影响,优化非金属材料的激光雕刻工艺参数。结果表明:随着激光功率的增加,刻痕深度逐渐增加;对于低熔点的木板和有机玻璃,较低的激光雕刻功率利于获得边缘齐整、美观的刻痕,功率过大会使木板出现发黑甚至过烧现象,而有机玻璃出现熔凝形成的波纹与凹凸不平现象;对于高熔点且硬脆的大理石,较高的激光功率使刻痕清晰,边缘齐整锐利,且无熔渣形成,但雕刻速度过低时,雕刻边缘粗糙不齐整。

升温速率和固溶时间对超高强铝合金挤压材组织性能的影响

采用金相组织分析、EBSD分析、维氏硬度测试、电导率测试、室温拉伸性能等,将Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr合金分别以3.6℃/h和180℃/h的升温速率升温至470℃,保温2 h和24 h,研究了升温速率和固溶时间对组织和性能的影响。结果表明,快速升温短保温时间的热处理工艺更佳,合金的硬度为218.1 HV,电导率为25.9%IACS,抗拉强度为735.6 MPa,屈服强度为691.7 MPa,伸长率为6.1%。为保证合金性能,应在快速升温时选择低固溶时间,在慢速升温时选择长固溶保温时间。

基于3DCS汽车柔性薄板件偏差分析研究

通过对有限元技术和Autobend两种柔性薄板件装配思路的阐述,并结合三维偏差分析软件3DCS对汽车前围上盖板组件装配进行蒙特卡洛模拟计算。结果表明,考虑柔性薄板件的材料属性和装配工艺(焊接、夹持)可以提高装配精度;同时,两种柔性薄板件装配思路在装配精度损失和成本控制上各有特色,从而拓展了柔性薄板件装配精度控制的思路和方法。

基于粒子群算法的零部件多级装配定位策略优化

为提高零部件定位精度和产品装配质量,提出了一种零部件多级装配定位策略优化方法。该方法以零件定位原理为基础,零件离散点集为可行域,测点偏差值平方和最小为目标函数。利用三维偏差仿真平台3DCS进行偏差建模、实验设计以及蒙特卡洛模拟计算,同时,结合粒子群算法对多级装配定位点布局进行优化设计。最后,以汽车发动机舱右前纵梁三级装配为例,对该方法的有效性和可行性进行了验证。结果表明,优化后定位点布局符合经验最大面原则,目标函数值、测点偏差均值以及偏差最大值均有所降低。

添加硼酸和钨酸铵对取向硅钢无铬绝缘涂层的影响

本工作研究了添加硼酸和钨酸铵对取向硅钢无铬绝缘涂层的显微组织和性能的影响。结果表明:在无铬磷酸盐绝缘涂液中适当地加入硼酸和钨酸铵可以显著提高涂液在取向硅钢基片上的润湿性,绝缘涂层表面变得致密光滑,且提高了涂层与硅钢基片的结合质量。涂液中复合添加2.0%(质量分数)硼酸和0.5%(质量分数)钨酸铵所制备的绝缘涂层对硅钢的综合性能提升效果最好,含有该涂层的取向硅钢的叠装系数为98.2%,铁损P_(17/50)为1.155 W·kg^(-1),磁感应强度B_(8)为1.876 T,层间电阻为19366Ω·mm^(2)。此外,绝缘涂层的耐吸湿性和硅钢的耐腐蚀性也有所提高。

激光熔覆Fe基合金涂层强化H13热作模具钢

为了解决H13热作模具钢在锻模和热挤压模等领域因发生脱模剂腐蚀而失效的问题,本文通过引入激光熔覆技术来探究Fe基合金粉末对H13钢综合性能的强化效果,并系统研究了扫描速度、搭接率和熔覆层数对涂层的相位组成和显微组织的影响,详细分析了涂层的截面显微硬度和耐腐蚀性能的变化规律。研究表明:涂层主要由α-Fe、γ-Fe、M_(23)C_(6)和M_(7)C_(3)相组成;高的扫描速度下γ-Fe来不及完全转化为α-Fe,但高搭接率的延迟凝固作用促进了γ-Fe的转化;第2涂层减弱的衍射峰是由于少量基体元素的扩散而导致碳化物减少;涂层中主要合金元素Fe与Cr、Si、Mo、C分别在晶粒和晶界中交替增减,归因于Cr、Si、Mo和C等元素向晶界处沉积。相较于基体,涂层的硬度明显提升,提升率分别为197.7%、204.5%、68.2%和145.5%。高的扫描速度对耐腐蚀性影响较小,高的搭接率和多层熔覆对耐腐蚀行为有积极意义。

烧结钕铁硼的晶界扩散改性、结构与性能研究进展

烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能,被广泛地应用于高新技术领域的核心功能器件。然而,新能源汽车和风力发电等低碳经济的发展对烧结钕铁硼磁体的磁性能提出了更高的要求,高矫顽力高磁能积磁体成为今后发展的重要趋势。高矫顽力和高磁能积一直以来都是一个矛盾体,晶界扩散技术的发展改变了这一现象。利用晶界扩散技术对磁体晶界成分和结构的调控实现了高矫顽力和高磁能积的双高综合磁性能,而且降低了制造成本,节约了重稀土资源。本文总结归纳了国内外晶界扩散技术的最新研究成果,重点介绍了晶界扩散后磁体界面微观结构和化学成分的变化规律及其与磁性能的内在联系,论述了相应的微观机制,为晶界扩散技术的进一步发展及钕铁硼磁体磁性能提高提供了理论参考。

激光多点冲击Zr基非晶合金残余应力研究

为了实现非晶合金大面积均匀应力强化,采用有限元数值模拟方法研究了激光多点冲击诱导Zr基块体非晶合金的表面残余应力场,得到了不同工艺条件下表面残余应力分布规律。结果表明,经激光冲击强化处理后,非晶合金表面形成了一定深度的残余压应力,然而,残余压应力的大小和均匀性受激光多点冲击工艺参数(相邻光斑中心距、搭接率和冲击波峰值压力)的显著影响;相邻光斑中心距对激光冲击区域的残余压应力影响较小,而光斑之间区域的残余压应力随光斑中心距的减小发生显著变化,其值逐渐增大;相邻光斑搭接冲击时,随搭接率的增加,非晶合金表面形成的残余压应力增大,且均匀性得到提高,搭接率相同时,搭接冲击排数对残余压应力并无明显影响;冲击波峰值压力越大,非晶合金表面残余压应力越大,但应力分布越不均匀,而且冲击区域凹凸不平的微凹坑形貌越明显。

NdFeB/SmCo_5复合永磁体界面反应规律研究

对NdFeB/SmCo_5复合永磁体界面反应可能生成的合金相及其形成能力进行了分析,以控制NdFeB和SmCo_5两硬磁相间的界面反应,有效改善复合磁体的磁性能。利用Miedema理论和几何外推模型,计算了NdFeB/SmCo_5复合体系可能反应生成的系列合金相的形成焓,分析了2∶14∶1和1∶5两硬磁合金相的元素替代规律,得出了NdFeB与SmCo_5间的界面反应热力学规律。结果表明:2∶14∶1和1∶5合金相的形成焓随稀土元素改变而变化,且1∶5合金相的形成焓更负;SmCo_5合金相较Nd2Fe14B合金相更稳定,但是稀土含量为33.3%的SmCo_2合金相的形成焓更负,其形成能力优于SmCo_5合金相;Nd(或Pr)或Fe取代SmCo_5合金相中的Sm或Co后增大了其形成焓,降低了1∶5相的形成能力;然而,Sm或Co取代Nd_2Fe_(14)B合金相中的Nd或Fe反而使2∶14∶1相的形成焓更负,增强了其形成能力。Nd_2Fe_(14)B合金相转变成Nd_2Co_(14)B合金相的热力学驱动力要显著高于其转变成Sm_2Fe_(14)B合金相的,使得Nd_2Fe_(14)B合金相优先发生界面反应形成Nd_2(Fe,Co)_(14)B合金相,而SmCo_5合金相则倾向于形成更稳定的SmCo_2合金相。

AlN纳米粉晶界添加对烧结Nd-Fe-B磁体耐腐蚀性能的影响

研究AlN纳米粉的晶界添加对烧结钕铁硼磁体显微结构、耐腐蚀性能及磁性能的影响。结果表明,AlN纳米粉的晶界添加可以有效提高磁体的耐腐蚀性能,当添加量为0.1%(质量分数)时,耐腐蚀性能最佳。同时,其添加也可以提高磁体的矫顽力。显微组织观察表明,纳米AlN的晶界添加有效细化了磁体主相的晶粒,这是耐腐蚀性能和矫顽力同时提高的主要原因。