复杂薄壁件熔模铸造制模工艺的研究

研究了某型号大马力车辆发动机上的复杂薄壁件熔模铸造制模工艺。分析了铸件结构以及分型面和压型尺寸等因素,并设计制作出模具。综合考察了注蜡温度、注蜡速度、保压时间及冷却时间对蜡模质量的影响,获得了较优的制模工艺。在注蜡压力5MPa,保压时间25s,注蜡温度58℃,注蜡速度8mL/s,冷却时间10min时,所得到的蜡模质量良好。

新型铸造铝铜合金的热处理

研究了固溶与时效工艺参数对新型铸造铝铜合金Al-4.5Cu-0.6Mn-0.3Ti-0.2Ce-0.1Zr组织与性能的影响,并讨论了其作用机理,认为固溶温度较低时（530℃）试样组织中易残留粗大的初生相,固溶温度较高时（540℃）,试样易出现“过烧”。在给定的温度下,延长固溶时间可以使更多的初生相溶解,但当进行到一定程度、溶质扩散趋于稳定后,继续延长固溶时间对力学性能的提高并不明显。虽然提高时效温度会使强化效果加快,但也会显著降低试样的峰值强度,而且析出相的平均尺寸也会随之增大。推荐Al-4.5Cu-0.6Mn-0.3Ti-0.2Ce-0.1Zr合金的固溶与时效工艺为：535℃×16 h,50-60℃水冷＋165℃×9 h,其相应的力学性能为σb=494.1MPa,δ5=4.9%,硬度为130 HB,分别比铸态提高了60.2%、32.4%、19.3%。

浇注方式对熔模铸造薄壁铸件组织与性能的影响

以某型号大功率发动机薄壁不锈钢零件为对象,对熔模铸造过程中三种浇注方式(顶注式、底注式与侧注式)的充型过程进行了模拟分析,研究了浇注方式对铸件微观组织和布氏硬度的影响。结果表明,浇注方式对铸件的微观组织有显著影响。组织中铁素体的分布及数量与铸件轴向各部分凝固顺序有关。底注式铸件的平均硬度高于其他两种浇注方式的铸件。

高校工科生产实习模式的教学改革实践研究

对我国高校工科生产实习的现状进行了比较研究,结合西安工业大学"金属材料工程"国家级特色专业本科教育的现状和生产实习存在的问题,提出了"参观认知性实习+工程实践性实习"的模式。通过拓展与建设新的实习基地,并选择学生样本进行实践,充分表明新的实习模式对于培养工程实践能力强的应用性人才具有非常积极作用。

面向“卓越工程师”培养的金属材料工程专业教改实践探索

结合西安工业大学"金属材料工程"国家级特色专业现状,论述了"卓越工程师教育培养计划"教改实践过程:为了实现培养"具有较强实践能力和工程创新意识的工程研究型高层次人才"的目标,制定了金属材料工程专业的卓越工程师培养标准;采用"3+0.5+0.5"的培养模式,通过"两级目标实现矩阵"将培养标准细化落实到课程教学;经过四届实验班运行实践,人才培养质量得到企业认可。

原位增强Al-4.5Cu合金的高温干摩擦磨损行为研究

采用混合盐反应法制备了（TiB2＋Al3Ti）／Al-4．5Cu原位复合材料，研究了高温下载荷和温度对该复合材料同球磨铸铁对磨时干摩擦磨损行为的影响。结果表明，高温下（100—250℃）（TiB2＋Al3Ti）／Al-4．5Ca复合材料的耐磨性优于基体合金；200℃、载荷低于30N时，复合材料的磨损量增长缓慢，但随载荷增大至60N，其磨损量增长迅速；载荷为30N、试验温度超过200℃时，复合材料的磨损量大幅度上升。复合材料在于摩擦条件下较适宜在低于200℃下工作。

自蔓延高温合成法(SHS)制备SiC颗粒

通过SEM、XRD手段对(Si-C-Ti)粉末压块的高温自蔓延反应进行了研究,获得了SiC颗粒。设计压块为内外两层,外层是Ti粉和石墨粉(C),摩尔比为1:1,内层是Si粉和石墨粉,摩尔比也为1:1。结果表明,可以利用压块外层Ti-C反应生成TiC放出的热量引发内层Si-C反应生成SiC颗粒。当外层粉末与内层粉末的质量比为4:1,加热温度为1050℃时,内层Si粉与C粉可以充分反应生成SiC颗粒。

原位增强相(TiB_2+Al_3Ti)形成的热力学分析

采用混合盐法制备了(TiB2+Al3Ti)/Al4.5Cu原位复合材料,对增强相的形成热力学进行了分析,并采用差热分析法(DTA)对混合盐反应体系的热量变化进行分析。结果表明,AlTiB三元体系中,TiB2的形成能力最强。但因[Ti]实际相对过剩,与Al结合形成Al3Ti,最终制得的复合材料中增强相为TiB2和Al3Ti;差热分析表明了混合盐体系加入到Al4.5Cu熔体中,可以发生原位反应,形成增强相。原位反应的开始温度为900℃,结束温度为1032℃。

突出工程实践的工科专业教学体系改革研究

从金属材料工程专业所涉及的领域和培养目标出发,结合"金属材料工程"国家级特色专业本科教育的现状,论述了突出工程实践的教学体系改革要点。理论教学改革主要为整合课群体系、实现课程的融合共通;实验教学改革主要是层进式的实验独立设课,包括基础型实验、综合型实验和研究创新型实验。开放性的实验室运行、互联网背景下的网络实验教学、工程实践基地的建设和校企联合培养,对于提高学生的科学素养、创新能力和工程实践能力都有积极支撑作用。

原位增强TiB_2/Al-4.5Cu复合材料的组织与力学性能

通过不同配比的混合盐体系 (K2 TiF6 KBF4 Na3 AlF6 Al 4.5Cu )制备原位增强TiB2 /Al 4.5Cu复合材料 ,分析该复合材料的凝固组织 ,测试其力学性能 ,并与基体合金进行对比。结果表明 :K2 TiF6 KBF4 Na3 AlF6在Al 4.5Cu合金熔体中能够反应生成弥散分布的TiB2 颗粒 ,从而起到细化和强化基体的作用。当K2 TiF6和KBF4混合物加入量w为基体的 2 0 %时 ,复合材料的力学性能最优 ,抗拉强度σb 达到 414 .3MPa ,伸长率δ为 4.2 % ,硬度HB为 13 2 ,分别比基体提高 5 4% ,3 5 % ,40 %。

新工科背景下传统专业的课程思政建设实践探索

由于共同立足于立德树人的教育目标,新工科建设与课程思政已成为高校改革的重要方向。文章结合西安工业大学“金属材料工程”国家级特色专业新工科改造升级实践,论述了传统专业在新工科改造中的课程思政经验做法和建设途径,提出了党支部和教研室联合开展课程思政素材申报审批的工作机制。

铸造Al-4.5%Cu合金熔体中TiC_p的合成反应研究

通过预制块在铸造Al-4.5%Cu合金熔体中的自蔓延反应,制备了TiCp/Al-4.5%Cu原位复合材料,分析了TiC形成的热力学及其原位生成过程。试验结果表明,TiCp/Al-4.5%Cu原位复合材料的拉伸性能比基体合金有大幅度地提高;原位反应生成的TiC颗粒呈小圆片状,平均直径0.15μm,与基体结合良好,无界面有害相。提出了一种新的TiC颗粒合成机制:Al依次与Ti、C发生反应生成Al3Ti和Al4C3,同时放出大量的热引发了TiC的生成;Al3Ti和Al4C3作为中间反应产物,由于热力学上的不稳定,最终被TiC取代。

不锈钢薄壁铸件壳型成形工艺研究

研究了一种不锈钢薄壁铸件的壳型成形工艺,通过对薄壁件的特点和不锈钢的铸造性能分析,采用了热壳重力浇注、消失模真空装置浇注、热壳重力减压浇注3种方法进行浇注成形试验。结果表明,热壳重力减压浇注对于薄壁不锈钢件的成形效果良好。

原位反应温度对TiC/Al-4.5Cu复合材料组织与力学性能的影响

通过预制块在铸造Al-4.5Cu合金熔体中的自蔓延反应来制备TiCp/Al-4.5Cu复合材料,考察原位反应温度对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明,原位反应温度为950℃时所制备的复合材料力学性能较优;TiC颗粒呈小圆片状,与基体结合良好,无其他有害相生成。原位反应温度为900℃和1 000℃时所制备的复合材料组织中都有产生针状Al3Ti的倾向。

国际化背景下材料类专业本科生英语应用能力持续提升的教学改革探索

高等教育国际化背景下,本科生在工程技术领域内专业性英语能力培养亟待加强。文章首先比较分析国内外高校工科专业的英语课程体系,结合西安工业大学金属材料工程专业教情与学情,对本科阶段英语学习进行全过程规划,突出“以学生为中心的英语学习不断线”课程设置特点。在各阶段除英语相关必修理论课外,以讲座、选修课、学术报告、竞赛、学术活动多种形式进行衔接,形成一套材料类专业本科学生英语应用能力持续提升的教学方案。

Al-Ti-C体系中Al对合成TiC的影响

通过压块在不同温度下的烧结反应,借助DTA、XRD分析手段,研究了Al-Ti-C体系中Al对合成TiC的影响。结果表明,烧结后的压块显示出典型的自蔓延高温合成特点。无Al的条件下,Ti很难与C直接反应生成TiC,液态铝可作为很好的扩散介质,并且Al是通过生成Al3Ti而参加自蔓延高温反应。当Ti/C原子比为1,烧结温度为1000℃,压块中的Al量在10wt%左右时,Al-Ti-C体系能较为完全地生成TiC。

原位增强铸造Al-4.5Cu合金人工海水腐蚀行为的研究

研究用混合盐法制备的(TiB2+Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料在人工海水中的腐蚀行为,并与基体合金进行对比。结果表明,(TiB2+Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料在人工海水中比基体合金有较大的腐蚀敏感性;其腐蚀机制以点蚀为主,增强相颗粒在晶界的偏聚使其也出现晶间腐蚀;该原位复合材料在pH为7.0的人工海水中耐蚀性,比在pH为8.2的人工海水中好。

微量元素对AlCu4.5合金力学性能的影响

高强度铸造Al Cu合金具有良好的室温和高温强度 ,但它的热裂倾向性一直是制约其发展的瓶颈。通过对合金的收缩应变和热裂抗力及准固态力学行为进行测试 ,研究了微量合金元素 (Ni,Si ,Ce ,La ,Ti,Zr ,Mn)对AlCu4.5合金准固态力学性能的影响。结果表明 ,Si,Ce ,La ,Ti,Zr合金元素能使AlCu4.5的热裂倾向性降低 ;加入质量分数为 2 %的Si会使合金的再辉现象非常严重 ,导致合金不可能有很高的强度而很快断裂 ;与其他AlCu4.5Si合金相比 ,AlCu4.5Si3合金具有很强的补缩能力 ,断裂应力值最高 ;La的加入能缩小二次枝晶间距 ,明显提高合金的抗热裂性能。

Al-4.5Cu合金热裂倾向的研究

为解决高强度铝铜合金的热裂倾向 ,通过合金化手段 ,采用正交设计 ,研究了Ti、Ce、La、Bi等合金元素及其交互作用对Al- 4 .5Cu合金热裂倾向的影响。结果表明 :在铝铜合金中加入微量的Ti、Ce、La、Bi能不同程度地提高合金热裂抗力。其中Ti是作为变质元素起作用的 ,通过细化晶粒增大晶粒接触面积 ,提高液膜结合强度 ,从而提高热裂抗力 ;Ce、La、Bi是表面活性元素 ,通过改变晶粒生长过程以及枝晶形貌和晶粒间结合形式来提高抗力。Ce、La、Bi的交互作用对铝铜合金的热裂抗力也有显著影响 ,其最佳配比为 :Ce :La :Bi=0 .2 % :0 .15 % :0 .10 %。

高强度铸造铝合金凝固过程中的元素偏析

通过液淬的方法 ,研究Al 4.5Cu合金及添加Si、Mn、Ni、Zr元素后合金的凝固过程及溶质分布 ;结果表明 ,Si、Mn、Ni、Zr元素的加入 ,都能使Al Cu合金的结晶温度间隔不同程度地减小 ,其中Al4.5Cu3Si的结晶温度间隔最小 ;Cu的分布特点是“晶界高于晶内 ,一次晶界高于二次晶界” ,并随着温度的降低Cu向晶界偏析的趋势加剧 ;Ni的分布 ,晶界高于晶内 ;Mn的分布 ,晶界高于晶内 ,但差别不大 ;