δ-TRIP钢的物理与力学冶金

δ-相变诱发塑性(TRIP)钢具有高的强韧性,可达到第三代汽车钢性能要求,且可电阻点焊,是一种新型的具有较高产业化前景的先进汽车钢。主要阐述了δ-TRIP钢的发展、组织与性能、相变与组织演化机理、强韧性机理、电阻点焊工艺与物理冶金机理。

热成型钢及热成型技术

对热成型钢的成分设计、热成型工艺过程以及表面氧化的处理进行了论述。热成型工艺可以通过直接热成型或者间接热成型实现;热成型钢都是含硼钢,硼能抑制成型过程中铁素体形核;通过锰、铬和钼等提高淬透性防止珠光体形成;一般热成型钢中含有0.2%左右的碳。热成型钢可通过喷丸的方法消除表面氧化层或者镀层技术保护其表面不受氧化。

发射特性对线性各向异性散射介质内瞬态温度分布的影响(英文)

考虑各向异性散射介质内的辐射传递方向 ,本文考察了辐射能的重新分配过程。利用射线踪迹法结合Hottel和 Sarofim区域法推导了辐射传递系数 (RTCs)。考虑一维各向异性参与性半透明灰介质。两边界表面为镜反射 ,一个表面半透明 ,另一个表面不透明。辐射传递系数用于计算辐射热源项。瞬态能量方程由全隐式控制容积法求解。外界辐射加热与对流冷却同时作用于边界表面。考虑四个线性散射相函数。以各向同性散射情况比较 ,研究不透明边界两侧发射特性和线性散射相函数对瞬态温度分布的影响。结果表明 ,各向异性散射与各向同性散射介质间的相对温度差异与散射不对称参数近似成正比。

非均匀介质红外辐射传输模型

本文建立镜反射不透明表面下,非均匀光学物性纯吸收性介质内的红外辐射传输模型。红外辐射在折射率连续变化的介质内沿曲线传输。将非均匀介质沿厚度方向离散成n个物性均匀的等温微层,每个微层内辐射沿直线传播,光滑曲线传输路径即离散成首尾相连的折线系列。采用多层辐射传输模型,利用射线踪迹法建立非均匀介质内的红外辐射传输模型。在多层模型中,相邻两微层间的界面引入折射/全反射判据,避免了界面处的积分奇异现象和原本不存在的界面反射现象。

漫反射各向异性散射介质内的温度热流场

本文采用射线踪迹结合节点分析法和谱带模型,研究了漫反射不透明边界下吸收、发射、各向异性散射介质内的热辐射传递过程。考虑介质辐射能的入射和散射方向,导出漫反射、不透明边界、各向异性散射介质的辐射传递系数。在辐射平衡的情况下,考察了表面发射率和散射反照率对介质内辐射热流和温度场的影响。研究表明,介质不透明边界处存在温度跃迁现象,而且,内界面发射率越大,相应界面温度跃迁越小。

汽车用双相钢的研究进展

双相钢以屈服强度高、初始硬化率高、高强度以及良好的塑性等优异的力学综合性能而受到各大汽车制造商的青睐,现已广泛应用于现代汽车制造业中。车身结构用钢采用双相钢不仅减轻车身质量、降低油耗,而且增大车身结构的抗凹陷能力;非车身结构用钢采用双相钢明显提升悬挂件以及车轮的强度和疲劳性能。就合金成分而言,主要合金元素的添加能够确保获得稳定的马氏体和铁素体双相,微量合金元素的添加能够细化显微组织,提升力学性能。热轧双相钢主要采用的是低温卷曲和中温卷曲两种工艺,冷轧双相钢的生产工艺以连续退火工艺为主。卷曲工艺的影响因素包括材料终轧温度和冷却速度,连续退火工艺的影响因素应考虑退火温度、冷却速度、等温时效温度。通过综述双相钢的合金元素对组织性能的影响规律、生产工艺与及组织性能控制的研究进展,探讨汽车工业中双相钢的研究发展方向。

热冲压成形新型B钢开发与工艺研究

在传统22MnB5成分基础上添加Cr、Mo等化学元素,开发出热冲压专用新钢种22MnMoB材料,并通过金相显微镜、显微硬度计、电子拉伸试验机等设备对22MnMoB材料进行材料性能、材料连续冷却转变曲线(CCT)、热处理工艺性能测试,通过中试线、热冲压模具等设备测试材料的工艺参数、试制热冲压零件并测试零件性能。试制结果显示,新开发的22MnMoB材料具有良好的抗短时高温氧化性能、成形淬火后材料组织细小、强度级别与原有22MnB5相当,但总延伸率大大提高。

非线性各向异性散射介质红外传输特性的P_N方法

针对含粒子参与性介质内红外辐射传输与光谱特性开展了数值方法研究.推导了辐射传输方程的球谐函数(PN-Approximation)分解形式,建立了求解非线性各向异性散射介质内红外传输的任意阶PN方法.基于辐射—导热耦合换热模型,通过已有理论解验证了高阶PN方法的计算精度.经验证,对于非线性各向异性散射问题,文章建立的任意阶PN方法的计算精度非常高,对高阶散射相函数处理地十分简便,该方法对含气溶胶大气的红外传输问题计算非常适合.最后计算了2～5μm含气溶胶大气红外辐射传输特性,研究了各向异性散射对大气红外传输特性的影响.研究结果表明:非线性各向异性散射对于大气红外光谱辐射强度起到了削弱作用;同时对于强吸收谱带,散射也会削弱方向辐射强度.

散射性半透明介质内红外热辐射与相变耦合换热

半透明介质的相变传热必须考虑介质内红外热辐射传输的影响.研究了二维矩形吸收、发射、各向同性散射性半透明介质的凝固过程.假设凝固发生在某一温度区间,因此须考虑液、糊、固三个区域.采用有限体积法求解基于焓的能量方程,蒙特卡洛法求解红外热辐射传输.一维相变导热、二维瞬态红外热辐射与导热耦合换热的结果与文献进行了比较,吻合较好.分析了衰减系数、折射率、导热—辐射参数、潜热等参数对温度、液相率分布的影响.研究表明一些热光学特性参数对半透明介质的凝固过程有显著影响.

球谐函数法求解辐射传输方程的假散射和射线效应

假散射和射线效应是辐射传输方程近似解法中出现的特有误差.从辐射传输方程的近似求解过程出发,在定性分析的基础上构造物理模型,通过数值模拟研究球谐函数法(P1和P3近似法)的假散射和射线效应.构造激光平行入射和倾斜入射二维半透明介质的物理模型,通过内部温度场的分布特征研究假散射.构造顶部侧面保持高温而其余侧面保持低温的二维半透明介质方案,通过对比底面边界净热流密度分析射线效应.计算结果表明球谐函数法中同时存在假散射和射线效应,P3近似比P1近似减小了射线效应.同时,球谐函数法的射线效应随光学厚度的增加而减小.

空间液滴辐射散热器传热研究综述

本文对空间液滴辐射散热器的国内外研究进展作了介绍,重点对国内外学者对液滴辐射散热器传热建立的数学模型作了综述,并提出了有待解决的几个方面的问题。

组织形态对球铁曲轴疲劳特性的影响

用两根以不同工艺铸造的4JB1发动机球铁曲轴,来研究组织形态对其疲劳特性的影响。一种工艺为铸态+正火处理(以下简称正火态);另一种是铁型覆砂铸造(以下简称铸态)。两者都经机加工、氮化处理后进行弯曲疲劳试验,并从毛坯取样做力学性能和冲击试验。结果表明:尽管两者的力学性能相近,但铸态曲轴的弯曲疲劳极限远高于正火态曲轴。这是由于铸态曲轴具有细小的牛眼状石墨形态+珠光体组织,所以裂纹起裂功和扩展功都较高,在疲劳中当石墨处萌生裂纹后,包围石墨的铁素体可以使裂纹尖端钝化,有效阻止裂纹扩展;而正火态曲轴显示为球状石墨+珠光体组织,包围在石墨周围的珠光体强度较高,在与石墨交界处萌生裂纹和之后裂纹的扩展都较快,导致疲劳寿命较低。

提高博士生原始创新能力相关方法研究

随着科学技术的不断发展,社会对于具有创新能力博士生的需求愈发迫切。提高博士生的原始创新能力正逐渐成为社会各界关注的焦点。文章通过对创新教育理念的宣传和贯彻、创新模式人才培养方法、创新模式实践教学、原始创新激励机制等四个方面进行深入研究,发现有效落实这四个方面的措施对于提高博士生原始创新能力有着积极的意义。

22MnB5热成形钢点焊接头组织演变与性能分析

采用不同工艺参数对22MnB5热成形钢进行点焊试验,分析工艺参数对焊点性能的影响,并研究22MnB5热成形钢点焊接头组织演变及组织—性能关系.结果表明,焊点熔核直径与拉剪力两者表现出正相关关系.与电极压力相比,焊接电流对焊点力学性能具有更大的影响.焊点各区域的组织演变导致了明显的硬度差异.熔核区、过临界热影响区、亚临界热影响区及母材区均为马氏体组织.临界热影响区为铁素体+马氏体双相组织,导致硬度显著降低.该软化区增加了焊点失效时的承载能力及能量吸收能力,促使接头失效以"熔核拔出"方式发生.

离子选择性表面电对流的多块LB模拟

离子选择性表面(如纳米通道、离子交换膜等)复杂的动力学现象为微纳流控技术的发展提供了新思路.向带有离子选择性表面的电解质溶液施加电压,通过液体的电流密度会经历复杂的非线性变化过程;当电压超过某一临界值时会引发对流现象,这种流动被称为第二类电渗或离子选择性表面的电对流,关于此类问题的数值求解引发了大量的研究.本文提出一种基于多块网格加密的格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)的数值模型,用于模拟第二类电渗流动.结合该算法,给出了求解流动、电势和离子浓度的网格信息交换方程,较好地解决了此类问题中大浓度梯度边界对计算分辨率的要求.利用该数值模型模拟获得的电流-电压特性曲线先随着电压升高而迅速增大,随后达到饱和状态,与理论解吻合良好.此外,模拟结果还表明,当流动发生后,相对低电压下的流动倾向于形成大涡且流动呈指数趋势增强;而较大电压则会先激发多个小涡,并逐渐合并为大涡流动,且大涡流动有更高的离子输运效率.此外,除了模拟离子选择性表面的电对流现象,本文提出的数值格式还可拓展到其他电流体动力学问题的模拟.

Fe-C-Si-Mn-V钢的显微组织及热变形行为研究

采用光学显微镜、扫描电镜观察Fe-C-Si-Mn-V钢的微观组织和拉伸断口,在Gleeble-1500热模拟机上进行单道次压缩试验,试验温度为900～1050℃,变形速率为0.1、1、10s-1。试验钢组织为铁素体+珠光及少量马氏体,屈服强度823MPa,抗拉强度1011MPa,伸长率8.5%,较为粗大或沿晶界分布的碳化物应是伸长率较低的原因。通过线性回归方法计算出了热变形激活能和其他常数,获得了峰值流变应力、应变速率和应变温度之间的关系式。

论汽车轻量化

论述了汽车轻量化的意义、表征参量、评价方法、实施路径和方法;轻量化的设计,零部件和构件的功能与材料性能参量的关系以及先进成形技术的应用。结合近期轻量化的相关进展和笔者的工作,对汽车轻量化进行了全面系统的论述,以期给出关于汽车轻量化较完整的概念和认识。

典型电流体动力学传导泵性能的实验研究

为考查典型电流体动力学传导泵性能,推动其应用于电子元器件微通道液冷,设计了平嵌电极与多孔电极电导泵,并搭建电导泵实验系统,测试了这2种电导泵泵送介电液体HFE-7100的性能。结果表明:施加10 kV直流电压时,6对平嵌电极电导泵产生流量194.5 mL/min,动压40.3 Pa,最大静压72.1 Pa;3对孔径为1.5 mm的多孔电极电导泵产生流量438.2 mL/min,动压173.0 Pa,最大静压363.5 Pa。可见,相比平嵌电极电导泵,多孔电极电导泵具有更好的性能。

高强度钢在汽车制造中的应用

简要介绍了汽车的油耗和污染物的排放;系统总结了汽车轻量化的重要意义、表证参量及实施方法;论述了高强度钢和先进高强度钢的应用对汽车轻量化和安全性的重要性;较详细介绍了高强度钢、先进高强度钢和下一代先进高强度钢的发展,典型的性能,微观组织及其在汽车轻量化中的应用和典型例子。

热轧低碳无碳化物贝氏体钢的组织性能

无碳化物贝氏体钢(carbide-free bainitic steel,CFB steel)由于存在精细的贝氏体微观结构和残余奥氏体结合,因此展现出良好的强塑性平衡。然而,这种优异的力学性能通常是添加高碳含量并结合额外的贝氏体等温处理来实现,这不仅恶化焊接性能,而且也不利于经济成本和生产效率。为了克服这种缺点,通过热轧后的卷曲冷却过程代替了传统的贝氏体等温处理,设计了2种热轧低碳CFB钢,其微观结构分别为铁素体+贝氏体(命名为FB钢)和完全的贝氏体(命名为B钢)。研究了这2种钢的微观结构和力学性能之间的关系。F-B钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断裂应变分别为(575±8) MPa、(853±12) MPa、19.0%±0.1%和0.63±0.03。相对比F-B钢,B钢展现出稍低的伸长率,为14.7%±0.2%,而屈服强度、抗拉强度和断裂应变明显提高,分别为(772±11) MPa、(1 160±10) MPa和0.78±0.02。其中B钢展现出更高的屈服强度和抗拉强度主要归结于其完全的贝氏体结构,其可以实现类似于位错强化、细晶强化和第二相强化的作用。此外,进一步详细地研究了它们的变形与损伤行为。结果表明,F-B钢中由于存在铁素体和含量多且更稳定的残余奥氏体,其促进了更持久的加工硬化能力,这是其具有更高伸长率的关键。而B钢由于具有更均匀的微观结构和更低的碳含量,因此变形过程中有助于微观应变的分布均匀,这有利于抑制变形损伤的形成,从而促进断裂应变的提升。