摩擦对大型等通道转角压最大挤压载荷的影响

采用Deform-3D有限元软件对大型等通道转角压(Equal channel angular pressing,ECAP)进行动态计算仿真模拟,并进行试验研究,重点考察变形体与模具间摩擦因数和模具水平通道扩口直径对挤压载荷的影响。模拟结果表明,剪切摩擦模型适合用于ECAP变形仿真模拟计算,摩擦因数对大型ECAP的最大挤压载荷具有很大影响,随着摩擦因数的增加,最大挤压载荷急剧增加;摩擦因数μ=0.6(近似于铝和钢干摩擦)时的挤压载荷是摩擦因数为0时挤压载荷的5.1倍;增加出口通道扩口端的直径,当μ<0.6时,对最大挤压载荷几乎没有影响,而当μ>0.6时,可以明显降低最大载荷值,但也不是出口通道扩口直径越大其对应的挤压载荷就越小。试验研究表明,大型ECAP必须想办法降低摩擦才能实现批量化生产,试验和仿真的最大挤压载荷吻合。

含Sr7085型铝合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀性能

对一种Sr微合金化的7085型铝合金的晶间腐蚀性能和剥落腐蚀性能进行了研究。结果表明,该合金经均匀化退火、热压缩变形加工、强化固溶(470℃×2 h+480℃×2 h+490℃×2 h)处理、冷水淬火、T6(120℃×24 h)时效处理后,具有很好的抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能,其抗腐蚀性能明显优于7075-T6合金。按GB 7998-2005(ASTM G110-1992)晶间腐蚀试验标准,该合金未发生晶间腐蚀,仅发生点蚀。按GB/T 22639-2008(ASTM G34-2001)剥落腐蚀试验标准,其剥落腐蚀等级为PA级。该合金所具有的优异抗腐蚀性能与其具有较低的合金元素总量(10.073%)、较高的w(Zn)/w(Mg)(4.97)比和w(Cu)/w(Mg)(1.06)比以及Zr和Sr的微合金化作用(细化组织、抑制再结晶)是一致的。

等通道转角挤压下变形体长度对应力的影响及开裂判据分析

利用有限元软件ANSYS对2024铝合金等通道转角挤压((Equal-channel angular pressing,ECAP)过程进行计算模拟,得到等效正应力(VonMises应力)、切应力随变形体长度及下行位移的变化,结合ECAP试验,研究ECAP形变开裂的判据。结果表明,无论变形体长度及下行位移如何变化,等效正应力都小于材料的抗拉强度,而切应力则随着变形体长度的降低总体上呈下降趋势,当变形体的长度小于某一临界值时,计算模拟表明最大切应力小于材料的抗剪强度,样品开裂倾向大幅降低,二者相当吻合。研究结果不仅说明'最大切应力不大于材料抗剪强度'可以作为材料ECAP形变过程中不出现开裂现象的判据,而且也为材料的ECAP加工提供理性研究思路,即先实测材料的应力-应变曲线,然后基于上述判据对模具结构、材料预处理工艺及样品尺寸等进行优化设计。

强化固溶对含Sr 7085型铝合金晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响

采用硬度和电导率测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验、金相及扫描电镜观察,研究强化固溶处理对含锶(Sr)7085型铝合金(Al-7.95Zn-1.80Mg-1.59Cu-0.15Zr-0.024Sr)硬度、电导率、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响。结果表明,与常规固溶(470℃/2 h)处理相比,强化固溶(470℃/h+480℃/2 h+490℃/2 h)处理使合金中粗大第二相溶解更为充分,经进一步常规T6(121℃/2 h)时效处理后,强化固溶处理的合金其硬度略微降低、电导率有所提高,抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能显著提高。本文的研究结果说明,强化固溶处理是一种提高含Sr 7085型铝合金抗腐蚀性能尤其是抗剥落腐蚀性能的有效手段。

TA2表面磁控溅射CNx/SiC薄膜的纳米压痕与摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在工业纯钛(TA2)表面制备出氮化碳/碳化硅(CNx/S iC)双层薄膜,S iC为中间层.研究了CNx薄膜的纳米压痕行为和摩擦磨损性能.试验结果表明:CNx薄膜的纳米硬度(H)为15.80 GPa,杨氏弹性模量(E)为130.88 GPa,硬度与弹性模量比值(H/E)为0.121;与4 mm的氮化硅球对摩,在载荷1.96 N、室温Kokubo人体模拟体液条件下,CNx薄膜的磨损速率为10-6mm3/(m.N)级,摩擦系数约为0.124,磨损后薄膜未出现裂纹和剥落.分析表明,薄膜具有的良好抗磨性能与其H/E高、抗腐蚀性强以及摩擦系统摩擦系数低相一致.

强化固溶处理对含锶钪7085铝合金腐蚀性能的影响

采用硬度和电导率测试、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验、光学金相电镜观察,研究强化固溶处理对含锶钪7085型铝合金(Al-8.34Zn-1.89Mg-1.83Cu-0.15Zr-0.060Sr-0.10Sc)硬度、电导率、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响。结果表明,与常规固溶(470℃×2 h)处理相比,强化固溶(470℃×2 h+480℃×2 h+490℃×2 h)处理使合金中粗大析出相溶解更为充分,晶粒(亚晶粒)等轴性显著提高。经强化固溶处理加传统T6(121℃×24 h)处理后合金的硬度提高、电导率略有降低,抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能显著提高。

磁控溅射DLC/SiC/Ti多层膜对镁合金摩擦磨损性能的影响

采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备DLC/SiC/Ti(类金刚石/碳化硅/钛)多层膜(SiC,Ti为中间层),研究了薄膜的纳米压痕行为和膜基系统的摩擦磨损性能。试验结果表明:DLC薄膜具有低的纳米硬度(4.01GPa)和低的弹性模量(40.53GPa),但具有高的硬弹比(0.10);膜基系统具有好的摩擦磨损性能;在以氮化硅球为对磨件的室温干摩擦条件下摩擦系数平均约为0.19,与镁合金相比,磨损速率低了约三个数量级,膜基系统经3.5h磨损后,未出现裂纹和剥落,显著改善了镁合金的抗磨损性能。

纳米晶体Ti表面磁控溅射CN_x/SiC双层薄膜的干摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在纳米晶体钛表面制备出CNx/SiC双层薄膜,SiC为中间层。研究了CNx薄膜的纳米压痕行为和摩擦磨损性能。试验结果表明:CNx薄膜的纳米硬度、杨氏弹性模量、硬度与弹性模量比值分别为8.03GPa,55.0GPa和0.146;在200g载荷、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、大气干摩擦条件下,CNx薄膜的磨损速率为10-6mm3m-1N-1级,摩擦系数约为0.159,磨损后薄膜未出现裂纹和剥落。分析表明,摩擦系数和摩擦化学有关,良好的抗磨性能和硬度与弹性模量比值较之是相一致的。

La_2O_3对钛合金表面镍基喷焊涂层组织和性能的影响

采用火焰喷焊技术在钛合金基体上制备了不加La2O3和加4%(质量分数)La2O3两种镍基涂层,分析了它们的显微组织、合金元素的扩散、显微硬度以及耐磨性能。结果表明:La2O3的加入,改善了涂层合金的流动性和显微组织的均匀性,并使涂层与基体的熔合更加明显,结合性能得到进一步提高;虽然一定程度上减弱了基体Ti元素对喷焊层的强化作用,使表层显微硬度略有下降,但磨损失重却较未加La2O3的喷焊涂层下降了20%。

镁合金表面磁控溅射CN_x/SiC/Ti多层膜的摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备了CNx/SiC/Ti(氮化碳/碳化硅/钛)多层膜(SiC、Ti为中间层),研究了CNx薄膜的纳米压痕行为和摩擦磨损性能.结果表明:CNx薄膜具有低的纳米硬度(6.67GPa)、低的弹性模量(54.68GPa)和高的硬度与弹性模量比值(0.122);在以氮化硅球为对摩副的室温干摩擦条件下摩擦系数约为0.162,磨损率在10-6mm3/(m.N)级,薄膜经长时间(3.5h)磨损后未出现裂纹和剥落.分析表明,摩擦化学和硬度与弹性模量比值对摩擦系数和磨损率有重要影响.

锆微合金化6013型铝合金的抗晶间腐蚀性能

研究了一种锆微合金化6013型铝合金(Al-1.35%Mg-1.03%Si-0.895%Cu-0.539%Mn-0.112%Zr-0.436%Zn)(质量分数)的抗晶间腐蚀性能。结果表明:经470℃/24h均质化处理,变形量约150%的压缩变形加工,560℃/2h的固溶处理和151℃/8h+191℃/8h时效处理后,锆微合金化6013型铝合金具有良好的抗晶间腐蚀性能。按GB/T7998—87和ASTM G110—92标准进行晶间腐蚀实验,其最大腐蚀深度为227.23μm,明显优于相同实验条件下的6061-T6(560℃/2h固溶处理,160℃/2h时效处理)合金。且锆微合金化6013型铝合金的显微硬度值达147.05 HV,较6061-T6合金高12.81%。分析表明,锆的微合金化作用及合金主成分特点改善了合金的显微组织,使得晶粒细化,析出相断续弥散分布,这是合金抗晶间腐蚀性能提高的主要原因。

6×××系铝合金微合金化的研究进展

6×××系(Al-Mg-Si)铝合金作为综合性能良好的中强铝合金,在航天工业和民用等领域具有广阔的应用前景,微合金化是提高铝合金性能的有效途径,也是研制新型铝合金的重要手段,是国内外铝合金研究的热点之一。综述了6×××系铝合金中元素Mg、Si、Cu、Mn、Sr、Zr、Sc等的作用,探讨了该系铝合金目前存在的问题和发展方向,指出了寻求廉价且有效的微合金化元素、进一步探明微合金化作用机理和复合微合金化是今后研究的主要方向。

社区感染肺炎克雷伯菌ESBLs及AmpC酶的检测及耐药性分析

目的：了解社区感染肺炎克雷伯菌超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）及头孢菌素β-内酰胺（AmpC）酶产生的情况及耐药特性。方法：采用VITEK-60型全自动细菌鉴定仪鉴定细菌;按CLSI推荐的确证试验检测ESBL_s和K-B纸片法测定药敏结果;采用头孢西丁纸片扩散法筛选疑产AmpC酶菌株,再经三维试验确证产AmpC酶菌株。结果：从社区感染各类标本中分离的86株肺炎克雷伯菌ESBLs检出率31.4%,产AmpC酶菌株检出率19.8%,其中同产ESBL_s和AmpC酶菌株检出率8.1%;药敏试验结果：产酶株的耐药性明显高于非产酶株,同产ESBL_s和AmpC酶菌株耐药现象更为严重。结论：社区感染肺炎克雷伯菌产ESBL_s、AmpC酶菌株检出率较高,其耐药性颇为严峻。可能与社区感染患者不合理使用抗菌药有关。有必要加强社区抗菌药使用的管理,加强对社区感染细菌的检测,以减少肺炎克雷伯菌耐药菌株的产生。

镁合金表面磁控溅射DLC/SiC薄膜的纳米压痕与摩擦磨损性能

采用室温磁控溅射技术在镁合金(AZ91D)表面制备出DLC/SiC(类金刚石/碳化硅)双层薄膜(SiC为中间层),研究了薄膜的纳米压痕行为、膜基黏附力和膜基系统的摩擦磨损性能。结果表明:DLC薄膜具有低的纳米硬度(3.05GPa)、低的弹性模量(24.67GPa)和高的硬弹比(0.122);膜基系统具有高的界面黏附力和好的摩擦磨损性能;在以氮化硅球为对摩件的室温干摩擦条件下其磨损速率在10-6mm3.m-1.N-1级,摩擦系数约为0.175。分析表明:膜基系统具有的良好抗磨性能与其薄膜具有高的塑性和硬弹比、膜基系统具有好的弹性模量匹配是相一致的;DLC薄膜具有的不寻常力学行为(很低的硬度和弹性模量等)与其基材是镁有关。

钛合金Ti-6Al-4V的磨损失效及其表面耐磨处理技术

Ti-6Al-4V钛合金具有比强度高、耐腐蚀性强、高温力学性能稳定、生物相容性好等一系列优点,是使用最广泛的钛合金之一,但其耐磨性较差。本文分析了Ti-6Al-4V钛合金不同形式磨损失效的起因,对其常用的表面耐磨处理技术进行了评述。研究表明,采用表面工程技术如电镀、化学镀、热喷涂、化学热处理、气相沉积、离子注入、表面氧化处理、激光表面合金化等对其进行处理,是提高其耐磨性的有效手段。同时讨论了Ti-6Al-4V钛合金各种表面耐磨处理技术的特性和适应性,并指出了进一步研究的方向。

镁合金表面火焰喷涂及激光重熔Al-Si合金涂层的研究

采用火焰喷涂及激光重熔工艺在镁合金基材表面制备了Al-Si合金涂层,考察了涂层激光重熔处理前后的组织及性能。结果表明:激光重熔处理前,涂层组织不够致密,涂层硬度较低;激光重熔后,涂层变得组织致密、均匀,元素扩散剧烈,界面呈冶金结合,涂层硬度可高达270HV。激光重熔处理使涂层和基材表面层都发生熔融,涂层厚度大幅增加。分析表明,激光重熔后涂层的组织非常致密,与其成分所对应的合金具有很窄的凝固温度范围即具有很好的铸造性能有关。研究结果表明采用火焰喷涂及激光重熔工艺在镁合金表面制备高质量Al基厚涂层可行。

完全退火态40Cr钢ECAP加工后的拉伸性能

对经完全退火处理的40Cr钢在室温下实施了等效应变约为0.5的等通道转角挤压(ECAP),发现钢中铁素体晶粒高效细化(从10～50μm到1μm),珠光体组织亦发生明显的剪切变形。结果表明,经室温ECAP加工,铁素体+珠光体组织的中碳钢材料的屈服极限、抗拉强度大幅提升,塑性降低但仍保持在很高的水平。

强化固溶处理对7075铝合金晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响

研究了强化固溶处理对7075铝合金晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响。结果表明,与常规固溶(470℃×2h)+T6时效处理相比,强化固溶(470℃×2 h+480℃×2 h+490℃×2 h)+T6时效处理使7075铝合金中粗大第二相溶解更为充分,加速了合金时效动力学,改善了合金的抗腐蚀性能,抗晶间腐蚀等级由3级提高至2级,抗剥落腐蚀等级由EC级提高至EA级。

铝合金大厚板淬火残余应力数值分析

基于淬火会引起铝合金大厚板很大的残余应力,并容易引起淬火变形与裂纹,恶化材料的性能,运用有限元分析软件ANSYS研究了铝合金板材尺寸、淬火介质温度对温度场、应力场和残余应力的影响.基于随温度变化的材料物性参数以及材料表面与淬火介质的换热系数,进行了淬火过程的非线性热传导分析.结果表明,随着板材厚度的增加,铝合金薄板的残余应力增加明显,而铝合金厚板的残余应力未产生太大变化;随着淬火介质温度的升高,厚板的残余应力也无明显降低;对于铝合金厚板,通过优化合金成分等措施来提高合金淬透性,才能有效降低残余内应力,并保证合金的力学性能.

不同润滑介质下钢-钢摩擦副的摩擦磨损性能

研究了钢-钢摩擦副在干摩擦、水润滑、酒精润滑和60 N油润滑等条件下的摩擦磨损行为。结果表明:润滑介质可以显著降低钢-钢摩擦副的摩擦系数,在干摩擦、水润滑、酒精润滑和60N油润滑,摩擦载荷为(50～200)g(钢球半径为2 mm)时摩擦系数的平均值分别为0.75～0.81,0.45～0.33,0.22～0.15,0.13～0.09;在高载荷下酒精润滑与油润滑磨损速率相差甚小,并且在摩擦磨损初期阶段(500 s之内)摩擦系数相差甚少;同时,酒精润滑条件下的磨损表面形貌与油润滑下的磨损表面形貌极为相似,无明显粘着现象。分析表明,酒精润滑是一种绿色润滑介质,在压延、拉伸工业中有良好的应用前景。