电弧熔炼Ti6Al4V/B_(4)C复合材料微观组织与力学性能

采用真空电弧熔炼技术制备了不同含量B_(4)C的Ti6Al4V/B_(4)C钛基复合材料,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、静态压缩及拉伸测试等对其微观组织及力学性能进行了表征分析。结果表明,电弧熔炼过程B_(4)C与钛基体原位反应生成TiB,TiC及TiB_(2)相,TiB呈现一维生长晶须状,TiC呈现颗粒状,在B_(4)C质量分数为10%时生成块状TiB_(2),并可能会形成特殊的中空棱柱状结构Ti(B_(x)C_(y))聚合物。原位反应生成的TiB_(2)可显著提高钛基复合材料的显微硬度。当B_(4)C质量分数为0.5%时,钛基复合材料原位反应生成的连续网状、均匀分布的TiB和TiC试样具有最优力学性能,试样最大抗压强度值达到1990 MPa,最大压缩应变为35.5%,压缩性能超过熔炼钛合金,抗拉强度达到1034 MPa,与熔炼钛合金材料相比提高近24%,但塑性有所降低,并随着B_(4)C含量增加,抗拉强度逐渐下降,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。

CMT Cycle Step工艺参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响

采用CMT Cycle Step焊接工艺进行平板堆焊正交试验,研究了送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响,建立了各参数与焊缝表面鱼鳞纹步长S、焊缝熔宽B、堆焊层厚度h之间的回归模型.结果表明,随着焊接速度、熔滴数量和间隔时间的增大,焊缝表面鱼鳞纹步长S呈逐渐增大的趋势.适当减小焊接速度和间隔时间,可有效减小焊缝表面高度差Δh,提高焊缝表面成形质量.随着送丝速度和熔滴数量的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h均逐渐增大;随着焊接速度的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h逐渐减小.根据理论分析和回归分析得到准确性较高的回归方程,为预测焊接焊缝成形以及优化焊接工艺参数提供理论依据.创新点:(1)系统研究了CMT Cycle Step焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,有助于采用该方法解决点焊、热敏感材料焊接、电弧增材制造等领域的相关技术难题.(2)建立了CMT Cycle Step焊接工艺的送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸回归模型,为预测焊缝成形以及优化焊接工艺参数提供理论依据.(3)对CMT Cycle Step焊缝表面特征纹路—鱼鳞纹进行量化评价,探究工艺参数对焊缝表面鱼鳞纹步长S和表面高度差Δh的影响规律,有利于获得高表面平整度的焊缝.

等离子弧增材低碳贝氏体钢组织与性能分析

采用等离子弧增材工艺制备了成形良好的贝氏体钢构件,研究了其力学性能和微观组织.结果表明,增材构件的微观组织主要由板条状贝氏体、粒状贝氏体和少量奥氏体组成.增材构件组织和力学性能存在局部差异:顶部组织晶粒比较粗大,主要由板条状贝氏体和奥氏体组成,显微硬度平均值约为365 HV;底部区域组织晶粒比较细小,多为粒状贝氏体,显微硬度平均值约为384 HV;构件整体平均冲击韧性为145 J/cm^(2),平均拉伸强度和断后伸长率分别可以达到955 MPa和11.7%,其中x方向的拉伸强度为945 MPa,略小于y方向的抗拉强度(963 MPa)和z方向的抗拉强度(958 MPa),说明构件抗拉强度不存在明显的各向异性,断口为韧性断裂.创新点:(1)利用贝氏体钢药芯焊丝等离子弧增材复杂结构件.(2)分析十字交叉路径下的构件微观组织和力学性能.(3)阐明等离子弧增材贝氏体钢相较于其它电弧增材优缺点.

等离子弧增材交织结构的组织与力学性能

采用等离子弧增材贝氏体钢−316L不锈钢异种金属交织构件,该结构件整体无缺陷,成形良好,有良好的综合力学性能,突破了传统材料的“强−韧”性矛盾。通过显微组织观察和力学性能测试,研究了交织金属不同成分比例对交织结构力学性能的影响。结果表明,结构件在贝氏体钢区域的组织为板条状贝氏体和残余奥氏体,不锈钢区域主要为奥氏体和铁素体,交织部分存在重熔区,重熔区晶粒细小,其中贝氏体钢部分组织为粒状贝氏体和薄膜状的残余奥氏体,不锈钢部分组织主要为等轴晶。拉伸和冲击试验表明,随着不锈钢含量的增加,结构件的抗拉强度下降,其冲击性能上升,当不锈钢含量比较低时,其抗拉强度达到1200 MPa以上,断后伸长率为9.5%,平均冲击吸收能量为159.25 J/cm^(2),具有良好的强韧性,冲击断口为韧性断裂。

碳纤维复合材料方向舵悬挂支臂成型工艺研究

针对碳纤维复合材料悬挂支臂结构特点，进行了成型工艺研究和探讨。通过优选固化工艺参数和选用合理的工艺装备，制造出了符合设计要求的产品，可为以后制造同类零件提供参考。

电弧熔炼Ti6Al4V/B_(4)C复合材料微观组织与力学性能

采用真空电弧熔炼技术制备了不同含量B_(4)C的Ti6Al4V/B_(4)C钛基复合材料,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、静态压缩及拉伸测试等对其微观组织及力学性能进行了表征分析.结果表明,电弧熔炼过程B_(4)C与钛基体原位反应生成TiB,TiC及TiB_(2)相,TiB呈现一维生长晶须状,TiC呈现颗粒状,在B_(4)C质量分数为10%时生成块状TiB_(2),并可能会形成特殊的中空棱柱状结构Ti(B_(x)C_(y))聚合物.原位反应生成的TiB_(2)可显著提高钛基复合材料的显微硬度.当B_(4)C质量分数为0.5%时,钛基复合材料原位反应生成的连续网状、均匀分布的TiB和TiC试样具有最优力学性能,试样最大抗压强度值达到1990 MPa,最大压缩应变为35.5%,压缩性能超过熔炼钛合金,抗拉强度达到1034 MPa,与熔炼钛合金材料相比提高近24%,但塑性有所降低,并随着B_(4)C含量增加,抗拉强度逐渐下降,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂.

等离子弧增材制造双金属交织结构微观组织及力学性能

以18Ni高强钢和高氮奥氏体不锈钢为丝材,采用等离子弧增材制造高强钢-高氮钢双金属交织结构,通过对高强钢-高氮钢双金属交织结构的微观组织观察、显微硬度及抗拉强度等力学性能试验研究了双金属交织结构的组织转变特征及其与力学性能关系.结果表明,在高氮钢区域显微组织主要为奥氏体等轴晶及树枝晶,高强钢区域为板条状马氏体.高强钢区域硬度变化范围为480~500 HV;高氮钢区域硬度变化范围为310~320 HV.拉伸试验结果表明,交织结构在x向抗拉强度均值为1092 MPa,略低于y向抗拉强度1189 MPa;x向断后伸长率均值为20.0%,与y向断后伸长率19.5%相差不大;断口呈暗灰色、明显纤维状,分布有大量的等轴韧窝,韧窝尺寸大而深,断口边缘存在明显剪切唇区,属于韧性断裂.

激光粉末床熔融M2052合金成形特性及组织性能研究

M2052合金能够吸收外部振动能量,实现对机械系统减振降噪。利用激光粉末床熔融制备M2052合金有望满足航空航天精密设备的服役需求。本研究系统探究了M2052合金的基础成形工艺特性,揭示其缺陷形成原因,分析其显微组织和物相组成并在此基础上对拉伸性能进行评价。结果表明,激光粉末床熔融M2052合金成形工艺窗口极窄,欠熔合的产生归因于激光输入能量不足,裂纹的产生与不当的工艺参数组合有关。沉积态合金呈现出精细的胞状枝晶微观结构及柱状晶生长趋势,具有明显的[100]晶粒取向,并形成了单一γ-(Mn,Cu)固溶体。室温拉伸的屈服强度为(345±5)MPa、抗拉强度为(404±2)MPa、伸长率为5.21%±0.57%,表现出脆性断裂特征,大量微裂纹和孔洞形成是M2052合金脆性断裂的主要原因。

菜籽油的深加工研究——碱催化制备生物柴油

[目的]探索制备生物柴油(RME)及甘油的工艺条件。[方法]以菜籽油、工业甲醇为原料,利用氢氧化钠为催化剂与乙酸甲酯通过酯交换反应制备生物柴油(RME),通过正交试验优化制备工艺条件,依次考察反应温度、NaOH浓度、醇油摩尔比及反应时间对菜籽油转化率的影响。[结果]随NaOH加入量增加,产量相应减少;甲醇用量在24 ml对产量的影响达到最大;酯交换反应的温度不宜太高,时间也不宜过长。最佳酯交换反应条件是:反应温度为60℃,NaOH用量为油重的1.0%,醇油摩尔比为6:1,反应时间为120 min,在此条件下菜籽油转化率最高,达到94.81%。红外分析检测显示,所得产物为生物柴油。[结论]该产品性能达到0#柴油指标,说明用该法生产生物柴油是可行的。

抗菌剂与功能化EVA抑菌材料的研究进展

高分子抗菌剂的合成和应用是国内外处于起步阶段的重要研究领域,本文综述了高分子抑菌材料的研究进展以及特定高分子材料乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)抑菌功能化进展。

基于固溶强化的激光定向能量沉积TiZr基高熵合金成分设计与强塑性优化

目前,部分TiZr基高熵合金由于大量脆性相的析出,呈现出强塑性难以平衡的问题,阻碍了合金作为复杂构件材料的工程应用。利用激光定向能量沉积技术基于混合元素法及非平衡快速凝固特性,实现成分设计的独特优势。通过调整TiZr基高熵合金主元成分,实现了非等原子比Ti39Zr39Nb11Mo5.5V5.5的致密成形,并获得了无金属间化合物等脆性相析出的单相固溶体合金。合金呈现出优异的塑性变形能力,其压缩应变超过了50%,而50%应变率时的压缩应力达2194 MPa。进一步分析表明,固溶强化是合金呈现较高强度的关键,其对屈服强度的贡献超过了75%。

车身冲模数控加工工艺设计研究

结合实例阐述了车身冲模翻边模上压料板制造工艺设计要点,并对模具零件的几何特征进行了分类;规划了上压料板数控程序编制方案,在此基础上,设计了上压料板结构面及型面的数控加工工艺;给出了其型面数控加工程序目录清单。结果表明:车身冲模零件的数控加工工艺适于采用基于结构特点、安装类型及加工性质的复合分类方法设计;所述实例经实践检验是可行的。

现代模具数控加工技术的若干研究

由于数控技术和CAD/CAM软件的发展,传统的数控编程方式和数控工艺都有了很多变化。本文阐述了在现代模具CAM模式下,为提高模具加工效率和表面质量,在模具数控编程和数控工艺方面所做的一些探索。

自动化制造系统中工件尺寸精度检测新技术

本文从自动化制造系统中工件尺寸精度检测的必要性出发,阐述自动化制造系统中工件尺寸精度检测方法及技术,它包括专用测量装置、三坐标测量机、三维测头与循环内检测技术及机器人辅助测量技术。

计算机辅助修正技术在发动机曲轴滚压校直工艺中的应用

本文从辅助修正技术的应用特点 ,结合发动机曲轴弯曲变形的滚压校直技术 ,通过建立其相应的数学模型 。

熔化极电弧增材制造18Ni马氏体钢组织和性能

采用熔化极电弧增材工艺制备了成形良好的18Ni马氏体钢单墙体,研究了增材构件热处理前、后的组织力学性能.结果表明,增材构件的微观组织主要是柱状树枝晶,沉积态增材构件组织和力学性能存在局部差异:构件组织顶部为马氏体,硬度平均值为360 HV;中部和底部区域则为马氏体和奥氏体且中部硬度平均值为468 HV,略高于底部硬度平均值437 HV;构件纵向抗拉强度(1375 MPa)高出横向抗拉强度(1072 MPa)约28.3%,对应的断后伸长率分别为1.1%和0.8%.对增材构件进行825℃保温1 h的固溶热处理后,析出相重新溶入奥氏体,构件组织转变为马氏体,硬度值下降(平均值为328 HV),变化波动小;纵向和横向抗拉强度相当,分别为1025 MPa和1034 MPa,断后伸长率分别为6%和14%.

超声冲击辅助熔化极电弧增材制造316L不锈钢的组织和性能研究

采用超声冲击辅助熔化极电弧增材进行了316L不锈钢单墙体成形试验,对比研究了超声冲击辅助对成形件组织和性能的影响。结果表明,成形件的组织均由奥氏体和铁素体组成。引入超声冲击后成形件组织细化,晶粒尺寸平均值较未冲击件晶粒尺寸平均值减小了57.1%;铁素体含量由未冲击件的2.4%增加至超声冲击后的6.7%。成形件显微硬度和拉伸性能提高,显微硬度平均值为(182±8.9)HV,较未冲击件提高了5.2%。横向抗拉强度和延伸率分别为(595±14.4)MPa、(44±6.8)%,纵向抗拉强度和延伸率分别为(604±20.7)MPa、(36±3.4)%。

等离子弧异质异构增材制造构件的组织与力学性能分析

采用等离子弧增材系统实现了不锈钢/高强钢异质异构增材构件制备,等离子弧增材构件具有良好的沉积形貌及优异的力学性能.为揭示叠合方式对等离子弧异质增材构件的宏微观组织和力学性能特征影响,研究采用了体视显微镜、金相显微镜、拉伸及硬度等测试方法.结果表明,不锈钢/高强钢异质异构增材构件中存在两种过渡形式,即以奥氏体枝晶过渡和马氏体组织过渡.增材构件横截面硬度波动较大,主要是混合过渡区域的高合金元素导致的组织变化引起的.叠合方式的改变能够显著影响材料性能,在强度下降不多的情况下,提高材料的冲击韧性.

利用劣质原料烧制优质硅酸盐水泥熟料的工艺实践

阐述了利用劣质页岩代替粘土配料在立窑上烧制优质水泥熟料的工艺问题。通过加强工艺管理和技术改造,采用复合矿化剂。改进配料方案和煅烧操作,能大幅度提高立窑的生产质量,降低烧成能耗,经济效益和社会效益均很显著。

激光立体成形TC4-TA19功能梯度材料的热行为和组织

TC4-TA19功能梯度材料可在同一结构不同部位获得不同的性能,具备工程应用潜力和价值。激光立体成形是一种可靠的高性能金属构件制备技术,适用于制造功能梯度材料。本文对激光立体成形TC4-TA19功能梯度材料的成形过程热行为和3种典型成分梯度区的组织形态进行了模拟和实验研究。结果表明,成形温度场和凝固冷却速度受激光功率和层厚的影响显著,受扫描速度影响相对较小,对成分梯度不敏感。成分梯度区组织均由外延生长β柱状晶和晶内交错的α板条组成,其中α板条尺寸主要受合金成分影响,随TC4比例提高不断粗化。成分梯度区中成分界面处的组织具有较高的连续性,成分梯度越小,界面越不明显。成分梯度区具有较高的设计自由度,可通过调控激光功率和层厚优化凝固组织,利于实际生产。