Phenomenon and Mechanism of High Temperature Low Plasticity in High-Cr Nickel-based Superalloy

Cr is the most important element in nickel-based alloys to prevent high temperature oxidation and corrosion. However, high-Cr content will lead to a decline of hot workability which limits the addition of Cr for most nickel-based superalloys. In order to add more Cr into Ni-based alloy for improving high temperature oxidation and corrosion resistance, the poor hot workability of high-Cr alloy must be first solved. Deformation characteristic of a high-Cr nickel-based alloy （40 wt% Cr） under hot compression conditions at 800-1200 ℃ has been investigated by using a Gleeble 3500 machine, and the microstructural evolution during hot working process has been observed by optical microscopy and scanning electron microscopy. The results show that a high-temperature low-plasticity （HTLP） region exists in this high-Cr nickel-based alloy. This phenomenon can be attributed to its non-uniform interdendritic microstructure at high temperatures. These results can explain the poor hot workability of high-Cr nickel-based alloy.

固体发动机药柱低温点火开裂失效的跨尺度分析

为了准确预测推进剂装药在低温点火过程中是否发生开裂,提出了一种全局⁃局部单向收缩耦合的跨尺度分析方法。针对高能硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂,开展低温中应变率单轴拉伸试验,获取了推进剂的典型失效模式。结果表明,基于发展的推进剂非线性粘弹性本构模型,实现了固体发动机药柱低温点火的宏观结构分析,获取了推进剂药柱结构危险点的位置;同时建立了考虑颗粒与基体界面脱湿和颗粒断裂的细观颗粒填充模型,进一步将宏观结构分析结果作用于相应的细观代表性体积单元(RVE)上。最后,建立推进剂细观失效准则,表明在低温点火条件下药柱结构完整性满足要求。收缩跨尺度分析方法可作为预测药柱在低温点火过程中开裂行为的有效手段。

高掺量胶粉/SBS改性沥青及其混合料的路用性能

为了提高废旧轮胎利用率,降低沥青生产成本,发挥胶粉和SBS两种改性沥青的优势,通过优化制备工艺和材料掺量,研究沥青的三大指标、黏度、弹性恢复、储存稳定性,确定了胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉最佳掺量为42%,裂解剂的最佳掺量为1.5%。以制备的高掺量复合改性沥青混合料为主要研究对象,其他5种沥青混合料为对照组,包括基质沥青混合料、3%SBS改性沥青混合料、21%普通掺量的胶粉改性沥青混合料、42%高掺量胶粉改性沥青混合料以及21%胶粉+3%SBS普通掺量复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验等分析各个改性沥青混合料的性能。结果表明,比起其他5种沥青混合料,高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗车辙、低温抗开裂和水稳定性,为进一步研究胶粉/SBS改性沥青的应用起到了推广作用。

高碳铬铁渣稀浆封层路用性能研究

为解决高碳铬铁渣堆存及开采石料造成的环境污染和破坏问题,以高碳铬铁渣作为集料,分别以不同粒径替代稀浆封层混合料中玄武岩,通过车辙试验、湿轮磨耗试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、摆式仪测定路面摩擦系数试验对稀浆封层混合料的抗车辙性能、抗水损害性能、低温抗裂性能及抗滑能力进行评价。结果表明:将高碳铬铁渣作为集料替代玄武岩,可明显地提高稀浆混合料的抗车辙性能、低温性能及抗滑能力,4.75 mm~9.5 mm粒径的铬铁渣影响最为显著;铬铁渣的掺入会降低稀浆混合料的抗水损害能力,随着铬铁渣代替量的增加而降低,高碳铬铁渣在稀浆封层中具有一定的适用性。

高性能快速修补混凝土在公路养护工程中的应用

受交通量与汽车载重量日益剧增影响,很多公路路面结构出现不同程度的损坏。高性能快速修补混凝土能够有效修补路面结构损坏。为了进一步探究该混凝土在公路养护工程中的具体应用,结合国内某公路养护工程,对高性能快速修补混凝土的实际应用进行研究,通过研究得出高性能快速修补混凝土的高低温性能良好,且具备良好的变形能力,可满足路面抗反射裂缝变形的实际要求,并且修补后路面的行车舒适度、抗滑性以及耐久性均能够达到相应的要求。

粒化高炉矿渣粉沥青混合料路用性能研究

为了拓宽废弃粒化高炉矿渣的利用途径,文中采用不同比例的粒化高炉矿渣粉代替矿粉后,进行AC-13C沥青混合料配合比设计,并对其高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性等路用性能进行对比分析。结果表明,将粒化高炉矿渣粉作为填料应用于沥青混合料中,提高了沥青混合料的高温稳定性和高温水稳定性,但降低了其低温水稳定性。当粒化高炉矿渣粉替代率不超过50%时,沥青混合料的低温抗裂性可以得到提高,而当粒化高炉矿渣粉替代率超过75%时,沥青混合料的低温抗裂性降低。综合分析结论得出,AC-13C沥青混合料的粒化高炉矿渣粉替代率不超过50%。

水泥代替矿粉对热拌再生沥青混合料的路用性能影响

以再生沥青混凝土AC-20为研究对象,用水泥分别替代各级配矿粉用量成型试件,通过马歇尔实验、冻融劈裂试验和低温劈裂试验研究水泥替代矿粉对沥青混凝土高温稳定性、水稳定性和低温稳定性的影响规律。试验结果表明水泥用做填料具有一定的优越性,能够提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性,对提高沥青混凝土的路用性能,降低工程造价具有重要的意义。研究成果可为废旧沥青混合料的再生利用提供一定的参考。

不同高黏剂对排水沥青磨耗层路用性能的影响

采用不同高黏改性剂对SBS改性沥青进行改性获得高黏改性沥青,通过高温车辙、低温小梁弯曲和冻融劈裂试验对不同高黏改性排水沥青磨耗层的高温、低温和水稳性能进行研究。结果表明,高模量剂B对SBS改性沥青的改性效果最佳,高模量剂B改性沥青60℃动稳定性达到11665次/mm,弯曲破坏应变为3862uε,冻融劈裂残留强度比为91.5%。

活化胶粉类高粘弹改性沥青超薄罩面应用技术研究

为探究活化胶粉类高粘弹改性沥青混合料在超薄罩面中的适用性,采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等对比高粘弹改性沥青和SBS改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能,并依托G30线嘉峪关段铺筑试验段。结果表明,相较于SBS改性沥青混合料,高粘弹改性沥青混合料的高温性能提升约70%,水稳定性能提升约20%,低温性能提升约10%,可显著改善路面的服役状况。

双层排水沥青路面试验段路用性能研究

文中以某高速公路工程为例,通过车辙试验、小梁弯曲试验等方法,评价PAC-10和PAC-16双层排水沥青路面的路用性能。试验结果表明,双层排水沥青路面的高温稳定性能、低温抗裂性能以及水稳定性良好,PAC-10和PAC-16试件的动稳定度均达到规范标准,相比之下,PAC-16的路用性能更好,更符合工程施工要求。

废旧塑料协同增塑剂对沥青高低温性能的影响

废旧塑料协同增塑剂能够改善沥青的高低温性能,但不同废旧塑料与增塑剂的配伍性还有待研究。采用废聚乙烯(WPE)、废聚氯乙烯(WPVC)、废聚丙烯(WPP)协同增塑剂,研究不同废旧塑料及增塑剂对沥青高低温性能的影响。试验结果表明,随着废旧塑料掺量的增加,沥青的高温性能逐渐提高,低温性能先升高后降低。在WPE掺量为6%时,废旧塑料对沥青高温性能的提升最明显,增塑剂能明显提高沥青的低温性能。在塑料改性沥青中添加邻苯二甲酸二辛酯可同时提高沥青的高低温性能,且当WPE掺量为4%、邻苯二甲酸二辛酯掺量为3%时,改性沥青的高温性能提高了30%,低温性能提升了90%。研究成果可为废旧塑料改性沥青的制备及废旧塑料的资源化利用提供理论参考。

铌微合金化异形坯翼缘横裂纹成因分析

针对铌微合金化异形坯表面横裂纹在翼缘顶端和翼缘内侧发生率较高的问题,通过对异形坯的夹杂物、高温热塑性、表面温度分布、等效应力进行系统研究,揭示了异形坯铌微合金化钢在翼缘顶端和翼缘内侧的横裂纹的产生原因。通过优化工艺和提高设备精度,有效地控制了异形坯横裂纹的产生,异形坯轧后裂纹修磨率下降了13%。

彩色沥青路面抗滑磨耗层路用性能研究

为了提升彩色沥青路面抗滑磨耗层的路用性能,文章以环氧树脂胶结料和玄武岩碎石为试验对象,在实验室条件下,模拟了玄武岩不同撒布量对彩色沥青路面抗滑磨耗层的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定和抗滑性能等路用性能的影响,试验结果表明:随着玄武岩撒布量的增加,彩色沥青路面抗滑磨耗层的路用性能表现出先增大后减小的变化趋势,当玄武岩撒布量达到70%时,彩色抗滑磨耗层的路用性能表现最优。

废塑料改性沥青流变性能的研究进展

废塑料改性沥青作为一种绿色环保的新型道路材料,不仅可以减少对环境的污染,同时也可改善沥青的路用性能,并且其流变特性对沥青路面的高低温性能具有重要影响。因此,利用流变性能评价指标分析废塑料对改性沥青性能的影响已成为未来研究重点。对废塑料改性沥青的分类和改性方法概述,并对废塑料改性沥青高低温流变性能的评价方法与指标(动态剪切试验、多应力蠕变恢复试验、零剪切黏度、弯曲梁流变试验、直接拉伸试验)进行了全面分析,分析了不同流变性能评价方法与指标的不足,最后对流变指标在废塑料改性沥青的应用前景进行展望。

高低温环境下挡位开关性能提升探究

挡位开关是变速器上重要的电器元件之一,其输出信号指示变速箱是否挂入相应挡位,避免在挡启动发动机使车辆前冲的一种安全保护装置,挡位开关的工作可靠性直接影响驾驶员的驾驶体验,文章针对重卡变速箱用挡位开关在高低温环境下工作不可靠的问题,通过提升开关内部工程塑料件耐高温等级、优化橡胶件高低温性能和调整开关内部结构,使挡位开关满足变速箱复杂环境工况下的使用要求。

塑封风机在燃气热水器的应用研究

塑封风机是国内热气热水器风机发展的一个重要方向,研究了在燃气热水器中应用塑封风机其绝缘等级与实际绕组温升是否匹配的测试方法,还有如何进行跌落测试,以及低温低压测试方案。得出以下三个结论:①应选取热水器的最高使用温度为电机的环境温度,进行电阻法绕组温升测试,从而判断标称电机绝缘等级是否匹配;②应按燃气热水器标准进行跌落,并二次跌落,验证塑料风机内部是否存在裂纹;③定义了低温低压启动测试方法。

同岩性集料的沥青混合料路用性能研究

采用三种同岩性集料的沥青混合料进行水稳定性能、低温抗裂性能及高温稳定性能试验,结果表明,三种同岩性集料的沥青混合料的路用性能均满足规范要求,低温抗裂性能和水稳定性能劣于不同岩性集料的沥青混合料,高温稳定性能优于不同岩性集料的沥青混合料。掺加一定量的抗剥落剂,能改善同岩性集料的沥青混合料的低温抗裂性能和水稳定性能。

直投式聚乙烯改性沥青混合料的路用性能

通过直投式聚乙烯改性沥青混合料配合比设计,研究了其路用性能,主要包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。结果表明:对比直投式聚乙烯改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料,直投式聚乙烯改性沥青混合料油石比相对于SBS改性沥青混合料少,约低0.1%~0.2%;直投式聚乙烯改性沥青混合料的稳定度和动稳定度相对于SBS改性沥青混合料高,动稳定度约为SBS改性沥青混合料的1.3~1.5倍,说明采用直投式改性对于高温稳定改善效果显著;直投式聚乙烯改性沥青混合料低温抗裂性和水稳定性均较好,低温弯曲破坏应变高于规范要求的2500με,但弯拉强度和弯拉应变均低于SBS改性沥青混合料,对于低温影响性能改善不如SBS改性明显;工程验证的结果与室内试验的结果相当,表明直投式聚乙烯改性沥青混合料具有良好的路用性能;从造价方面来说,采用直投式聚乙烯改性相对于SBS改性造价低,具有良好的经济价值;直投式沥青改性剂可直接混入矿料和基质沥青之中,并通过混合搅拌等方式产出改性沥青混合料,这样可有效减少改性剂加工、储存等诸多繁琐的环节,有效实现资源和能源成本的节约,从而为直投式聚乙烯改性沥青的应用提供技术基础。

再生粗骨料沥青混合料路用性能试验研究

通过车辙试验、小梁弯曲试验和水稳定性试验测试了不同再生粗骨料掺量的70号道路石油沥青混合料和SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性,试验结果表明:随着再生粗骨料掺量的增加,沥青混合料的动稳定度先增大后减小,破坏应变减小,浸水残留稳定度增大;再生粗骨料掺量为40%和60%左右时,70号道路石油沥青混合料和SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料的动稳定度分别达到最大;再生粗骨料掺量一定时,SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料的动稳定度、破坏应变和浸水残留稳定度均优于70号道路石油沥青混合料。结合《公路沥青路面施工技术规范》对沥青混合料的要求,得出了不同再生粗骨料时70号道路石油沥青混合料和SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料的适用性。

纤维改性复合沥青混合材料的制备及性能研究

沥青作为施工材料具有良好的延展性、隔音等优点,但其在抗低温、高温等方面存在缺陷。选取纳米TiO2/ZnO以及玄武岩纤维作为改性剂,通过高速剪切法制备改性复合沥青混合材料,并借助于响应曲面法,确定了其油石比、纳米改性剂以及玄武岩纤维的最佳配比,有效改善了复合沥青混合材料的低温抗裂性能、抗疲劳性能及高温抗车辙性能。