金属粉末床粘结剂喷射3D打印关键问题的研究现状与展望

针对金属粉末床粘结剂喷射3D打印技术存在薄层铺粉难、粘结剂不匹配、初坯及烧结件密度低等问题,首先从原材料特征、铺粉机构及数值模拟等方面总结当前粉末铺展研究现状;接着阐述了粘结剂与粉床作用、粘结剂类型和性能以及残留问题的研究进展,指出优化粘结剂体系、限制残留物,有利于提升粘结剂喷射成形金属零件性能;然后介绍了烧结和浸渗等当前常见致密化方法,指出致密化过程中需考虑变形和精度控制,并通过热等静压、固溶和时效等后处理方法对零件孔隙及相组成进行调控;最后指出高精度、高性能和难成形材料打印是未来发展趋势。

高低温交替海洋环境Ti6Al4V合金的腐蚀损伤机理

目的探究高低温交替海洋服役环境中Ti6Al4V合金的腐蚀损伤失效过程,揭示高温氧化、沉积盐膜、频繁启动工作模式耦合作用下合金的腐蚀损伤与退化机理。方法采用高温氧化、高温氧化-盐雾交替和高温氧化-海水浸泡交替试验方法,对Ti6Al4V合金腐蚀失效行为进行了全面评估;利用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)与扫描电子显微镜(SEM)等微尺度检测分析仪器,全面解析了合金损伤失效过程中表面物相结构、腐蚀产物成分及表/截面形貌特征。结果650℃氧化400 h后,Ti6Al4V合金表面氧化层(TiO_(2)+Al_(2)O_(3))生长致密且均匀;经50循环高温氧化-盐雾交替试验后,Ti6Al4V合金遭受加速腐蚀损伤,表面存在明显点蚀,氧化层出现分层剥落;经50循环高温氧化-海水浸泡试验后,Ti6Al4V合金腐蚀损伤进一步加速,但氧化层生长迅速,整体增重达5.167 mg/cm^(2)。结论高温氧化过程中Ti6Al4V合金表面氧化层呈缓慢均匀生长特征,具有优良的抗氧化性。高低温交替工作模式加速了氧化膜快速生长与结构破坏,Cl^(-)的浓度对Ti6Al4V合金表面氧化层的降解具有显著驱动作用,且Cl^(-)浓度越高腐蚀降解越严重。随着样品表面氧化层的致密性和完整性被破坏,混合盐逐渐侵入氧化层内部,加剧了氯化物的挥发,表明Ti6Al4V合金在高低温交替环境下抗腐蚀性较差。

循环镦挤在AZ91D镁合金半固态工艺中的应用(英文)

研究AZ91D镁合金在循环往复镦挤和局部重熔过程中的组织演变,研究重熔温度和保温时间对AZ91D镁合金半固态组织的影响,测试触变挤压AZ91D镁合金构件的力学性能。结果表明:对于触变成形制备半固态AZ91D镁合金,循环往复镦挤和局部重熔是一种有效的方法。在局部重熔过程中,随着重熔温度的升高和保温时间的延长,固相晶粒尺寸增大,晶粒球化效果较好。比起其他铸态AZ91D镁合金,循环往复镦挤和半固态重熔制备的AZ91D镁合金的力学性能得到显著提高。

多向锻造制备ZK60镁合金部分重熔组织演变和力学性能(英文)

为了提高ZK60镁合金的力学性能,采用多向锻造和部分重熔工艺;研究重熔温度和保温时间对ZK60镁合金半固态组织的影响;研究多向锻造和部分重熔工艺制备的ZK60镁合金构件在不同触变成形温度下的力学性能。结果表明:多向锻造加部分重熔工艺是一种制备半固态触变成形ZK60镁合金的有效方法。在部分重熔过程中,随着保温时间的延长和重熔温度的升高,晶粒长大。升高重熔温度,晶粒球化效果明显得到改善。当触变成形温度从560°C升高至574°C时,ZK60镁合金的力学性能明显提高。

真空增压铸造对Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金工艺性能和力学性能的影响

目的通过真空增压工艺改善Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的铸造性能和力学性能。方法采用螺旋法、热裂环法、线收缩率测试方法,分别测试了不同真空度、浇注温度、凝固压力下合金的流动性、热裂倾向和收缩率。采用万能拉伸机测试合金的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用截线法测量平均晶粒尺寸。结果重力下Mg-Y-Nd-Gd-Zn-Zr合金的螺旋长度为240~270 mm,裂环宽度为10~15 mm;真空下的螺旋长度为245~330 mm,裂环宽度为7.5~12.5 mm;凝固压力从0.2 MPa提升至0.8 MPa,合金的抗拉强度从320 MPa提升至335 MPa,断后伸长率从4.5%提升至6.0%。结论提高真空度、浇注温度,可显著提升合金的充型能力;提高凝固压力、降低浇注温度,可明显降低合金的热裂倾向;凝固压力越高、真空压力转换时间越短,合金的组织越致密,力学性能越高。

铸造铝合金半连续铸棒组织与性能均匀性研究

目的研究ZL114A合金和ZL205A合金半连续铸棒不同部位的力学性能与微观组织,分析铝合金半连续铸棒的均匀性。方法分别对半连续铸棒的中心位置、R/2位置、边缘R位置进行取样,对比分析各部位的力学性能及微观组织。结果ZL114A合金的抗拉强度为338~355 MPa,断后伸长率为9%~11.5%;ZL205A合金的抗拉强度为465~485 MPa,断后伸长率为12%~15%。与铸棒中心位置相比,铸棒边缘R位置的晶粒尺寸更小,性能也更优异,但ZL114A合金铸棒的边缘R位置存在夹渣缺陷,导致其力学性能低于铸棒中心位置的力学性能。结论采用半连续铸造工艺制备的ZL114A合金和ZL205A合金均具有细小、均匀的微观组织,且组织越细小的部位,力学性能越高,存在凝固缺陷的部位,力学性能较低。

Mg-Y-Nd-Zr镁合金焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的研究Mg-Y-Nd-Zr镁合金焊接接头显微组织和力学性能。方法采用钨极氩弧焊工艺制备Mg-Y-Nd-Zr合金焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察焊接接头显微组织,采用能谱测试主要合金元素含量,采用电子万能实验机测试焊接接头的力学性能,采用维氏硬度计测试焊接接头的硬度。结果Mg-Y-Nd-Zr合金母材、焊缝区与热影响区平均晶粒尺寸分别为80, 30, 95μm。焊接接头的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为295 MPa, 188 MPa和3.0%。结论 Mg-Y-Nd-Zr合金母材、焊缝和热影响区晶粒均为等轴晶,与母材相比,热影响区未发生晶粒粗化,焊缝区晶粒明显细化,析出相Mg24Y5增多。Mg-Y-Nd-Zr合金焊接接头经525℃×12 h固溶+225℃×12 h时效处理后,各区域的硬度差异不大。抗拉强度达到母材的93%,断后伸长率达到母材的67%。

真空增压铸造工艺对ZL114A合金充型能力和力学性能的影响

目的研究不同真空增压铸造工艺参数下ZL114A合金的充型距离、组织性能的变化规律。方法设计了不同厚度的充型距离测试片,采用游标卡尺测试了不同真空度和石膏铸型温度条件下合金的流动性。采用万能拉伸机测试了不同凝固压力条件下单铸试棒的力学性能,采用金相显微镜观察合金的显微组织,采用扫描电子显微镜观察拉伸断口的形貌。结果当真空度从重力状态(0 MPa)提高至-0.08 MPa时,3.0 mm薄片的充型距离从42 mm提升至210 mm。当铸型温度从260℃提高至340℃,3.0 mm薄片的充型距离从95 mm提升至175 mm。凝固压力从重力条件下提升至0.8 MPa,抗拉强度从293 MPa提升至338 MPa,屈服强度从240 MPa提升至278 MPa,断后伸长率从2.0%提升至4.0%。结论提高真空度、铸型温度,可显著提升ZL114A合金的充型能力。提高凝固压力、凝固组织致密,第二相分布均匀,疏松缺陷明显减少,力学性能提高。

冷却过程对AZ61镁合金凝固组织的影响

将AZ61镁合金液态凝固过程分为高温熔体和凝固两个阶段,研究各阶段冷却速率对铸态组织的影响,不同冷速下铸态合金枝晶间距的变化及其对显微硬度的影响。结果表明:在高温熔体阶段随着冷却速率从0.65℃/s增加到15.9℃/s,枝晶组织不断细化且尺寸更均匀,一次枝晶间距从230μm逐渐减小到80μm,二次枝晶间距从12.8μm逐渐减小到9.2μm;凝固阶段在7.8℃/s至23.0℃/s不同冷却速率下,一次枝晶间距从105μm逐渐减小到73μm,二次枝晶间距从10.6μm逐渐减小到8.8μm。两个阶段显微硬度值随冷却速率增大都呈增高趋势。相对于凝固阶段,高温熔体阶段的冷却速率变化对铸态凝固组织的影响更显著。

AZ31与AZ61异种镁合金的TIG焊研究

采用TIG焊对AZ31与AZ61镁合金薄板进行连接,分别采用了AZ31和AZ61焊丝,比较焊接效果的影响。通过显微镜、扫描电镜、X-ray物相检测等实验方法,分析了两种焊丝焊接接头的外观形貌、显微组织、焊缝析出相及力学性能等差异。研究结果表明:采用AZ31和AZ61两种焊丝都能完成AZ31与AZ61镁合金薄板的对焊,获得无缺陷的焊接接头;焊缝区均存在α-Mg和β-Mg17Al12两种相,两侧母材存在热影响区,靠近焊缝处晶粒粗化,但AZ31侧晶粒粗化比AZ61侧明显。采用AZ31焊丝与采用AZ61焊丝相比,AZ31母材侧的粗晶区宽度更窄,断裂处更靠近中心线,强度为161 MPa,达到AZ31挤压板母材的64%左右;AZ61焊丝的焊接接头平均强度为210 MPa,可达到AZ31母材的84%。

Mg-Y-Nd-Zr-Zn铸造镁合金组织与性能研究

目的研究Mg-Y-Nd-Zr-Zn镁合金的显微组织演变和力学性能。方法采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)以及电子万能实验机等,研究了Mg-Y-Nd-Zr-Zn镁合金铸态及T6态的组织和性能。结果 Mg-Y-Nd-Zr-Zn铸态合金组织由含Y的镁基固溶体、网状富稀土的共晶相和颗粒状的Zr单质组成;经525℃×10 h+200℃×16 h处理后,晶界网状第二相消失,细小的Mg-RE金属间化合物从基体中析出,弥散分布于晶界及晶内。结论 T6处理后,Mg-Y-Nd-Zr-Zn合金力学性能显著提高,抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率分别为306 MPa,230 MPa和3.5%。

T4热处理对石膏型AZ91铸造镁合金组织和性能的影响

用石膏型熔模铸造技术,成功制备了AZ91镁合金铸件。用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)以及电子万能实验机等,研究了AZ91镁合金铸态及T4热处理态的显微组织演变和力学性能。结果表明,分布在铸态AZ91镁合金晶界的网状β-Mg17Al12相在T4热处理过程中逐渐溶解,铸态和T4热处理态中均存在大量的Al8Mn5化合物,T4处理后,其力学性能显著提高。

发动机活塞裙铸造过程模拟及工艺优化

目的优化发动机活塞裙铸件铸造工艺。方法采用UG等软件设计活塞裙铸件浇注系统以及采用MAGMA铸造仿真软件对铸造工艺进行仿真预测,分析铸件凝固温度场,预测缩孔、疏松等铸造缺陷,进一步优化铸造工艺。结果铸件整体上实现了自下而上的顺序凝固,虽然通过冒口获得了一定程度的补缩,但凝固温度梯度不明显,冒口疏松缺陷依然延伸至铸件上端面。通过合理设置冷铁,增加冒口和内浇口数量,从而实现铸件顺序凝固,使补缩效果更为明显,可有效降低缩孔、疏松缺陷。结论采用MAGMA铸造仿真软件分析凝固过程并预测缺陷,通过改进和优化工艺,可以有效预防活塞裙铸件缺陷的产生,提高铸件合格率。

富氧造气炉的改造

针对富氧造气炉运行中存在的产气量低、不能长周期稳定运行的问题,通过提高炉箅转速、增加炉膛高度等措施,进行技术改造,改造后焦炭单耗降低0.088t/kNm3H2,多产蒸汽10％,实现零炭层操作,解决了结疤问题。

Gd对Mg-xGd-0.8Mn镁合金组织和耐蚀性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、腐蚀测试等手段研究了稀土元素Gd对Mg-xGd-0.8Mn(x=0,2,4,6;%,质量分数)合金组织和耐蚀性能的影响。结果表明:Gd对挤压态合金有较强的晶粒细化效果,同时可以有效弱化合金的基面织构。随着Gd含量的增加,挤压态Mg-xGd-0.8Mn合金的第二相体积分数不断增加,而第二相平均尺寸则是先减小后增加并趋于恒定。挤压态Mg-xGd-0.8Mn合金的耐腐蚀性能主要取决于晶粒尺寸和第二相尺寸。Gd添加引起的组织细化,促使合金耐腐蚀性能显著增强。然而,当Gd含量为4%时,合金第二相粗大且分布不均匀,导致了剧烈的局部腐蚀,弱化了合金的耐腐蚀性能。当Gd含量为6%时,合金晶粒尺寸最细小,第二相体积分数明显增加,形成了相对均匀致密的腐蚀产物层而继续改善合金的耐腐蚀性能,其中合金腐蚀失重速率和腐蚀析氢速率分别为(1.79±0.26)mg·cm^(-2)·d^(-1)和(1.39±0.18)ml·cm^(-2)·d^(-1)。基于添加Gd的合金化成本及耐蚀性能提升效果考虑,Mg-2Gd-0.8Mn合金应用前景更好。

新时期乡镇林业服务中心建设中存在的问题及建议

进入到新的历史发展阶段,我国各个层面对于林业资源的需求量显著增加,林业资源的基础性、根本性影响也越发体现出来。对于现代林业而言,乡镇林业服务中心是重要的组成部分,直接关系着党和国家林业政策的深化落实,关系着基层林业生产管理的深层次推进,为此对于乡镇林业服务中心建设,必须要给予足够的重视,这样才能满足新时期基层林业高质量发展建设的基本要求。文章主要是对乡镇林业服务中心存在的问题进行了分析,并针对性提出了相关解决策略。

大尺寸内齿轮冷挤压成形工艺研究

对大尺寸内齿轮挤压成形过程进行数值模拟,系统地研究了坯料尺寸、摩擦系数和坯料入口角对挤压成形性能的影响,并对挤压成形工艺进行了优化。研究结果表明:坯料尺寸、摩擦系数和坯料入口角对挤压成形过程存在显著影响。当坯料内孔直径尺寸介于内齿轮的分度圆直径与冲头齿根圆直径之间时,内齿轮齿形充填均匀,齿形饱满。采用优化后的工艺对大尺寸内齿轮进行冷挤压成形试验,结果表明,提出的冷挤压成形工艺方案合理可行。

电脉冲频率对AZ80-4Sn镁合金显微组织及力学性能的影响

对AZ80-4Sn镁合金的凝固过程进行了不同频率(处理频率分别为0、300和600Hz)的脉冲电流处理,以了解电脉冲对其微观组织及力学性能的影响。结果表明,电脉冲处理可以细化镁合金的凝固组织,并优化其力学性能,且在一定范围内,随着脉冲频率增加,AZ80-4Sn镁合金的组织及性能逐渐得到改善。与未进行脉冲处理的AZ80-4Sn合金相比,当对其施加600 Hz的电脉冲处理后,粗大的树枝晶结构被细化,二次枝晶间距减小,较大的块状Mg2Sn相得到细化并且在基体中较均匀分布。经脉冲处理后,合金抗拉强度与伸长率分别由101MPa和2%提高至173MPa和2.6%,分别提高了71.3%和30%。

镁合金/不锈钢镶嵌铸造界面制备及界面扩散行为

采用热浸镀铝合金工艺在不锈钢上制备铝基隔离防护界面,再将含热浸镀铝合金层的不锈钢骨架与AZ91镁合金镶嵌铸造成形,并研究钢/铝界面和镁/铝/钢界面形貌、界面反应生长机理和界面元素扩散行为。结果表明,不锈钢骨架与热浸镀铝合金形成紧密冶金结合界面,界面生长由Al、Fe元素在化合物层上相互扩散反应控制;AZ91镁合金与浸镀铝不锈钢骨架形成良好的冶金结合,并形成了由Al、Mg金属在界面处熔化与扩散反应控制的复杂界面结构;镁合金与不锈钢之间未发生元素相互扩散,实现了镁合金与不锈钢之间的物理隔离效果。