金属材料工程专业多层次实验教学的研究与实践

根据＂实践—认识—再实践—再认识＂这一循环往复过程的认知规律和21世纪对工程技术人才培养的要求,构建了与理论教学相对独立的、多层次的实验教学体系。实践证明,该体系强化了实验教学在能力与素质培养中的突出作用,增强了实验环节与理论教学的联系,有利于学生对专业内容的掌握,提高了学生分析问题、解决问题的实际能力和动手能力。

材料工程学科产学研相结合人才培养模式的研究与实践

加强实践教学改革,充分发挥学生的创造性思维,是工科类学生实践能力和创新精神培养的有力保障,产学研相结合作为人才培养的重要模式,是实践教学改革的重要内容之一。结合近年来进行的实践教学改革与实践,阐述了基于产学研相结合人才培养模式的毕业论文(设计)、综合实验研究及专业实习等主要实践教学环节的一些尝试,初步实践证明产学研相结合的人才培养模式能有效地促进实践教学效果的提高,使高校的人才培养更好地符合社会与企业的需求。

金属材料工程专业多层次产学研结合实践教学的研究

实践教学是培养学生能力和综合素质的重要途径。通过产学研结合实验教学,根据"实践-认识-再实践-再认识"这一循环往复过程的认知规律和21世纪对工程技术人才培养的要求,构建了与理论教学相对独立的、多层次的产学研结合实践教学体系。实践证明:该体系强化了实践教学在能力与素质培养中的突出作用,增强了实验环节与理论教学的联系,有利于学生对专业内容的掌握,提高了学生分析问题、解决问题的实际能力和动手能力。显著提高了毕业学生的就业适应能力。

溶剂对石英/酚醛复合材料RTM成型浸润过程及性能影响

对比研究乙醇、丙酮和四氢呋喃(THF)溶剂对RTM成型石英/酚醛复合材料溶液浸润过程和性能的影响。采用高效液相色谱(HPLC)和X射线电子能谱(XPS)研究酚醛树脂组成及其在石英纤维表面的动态吸附行为。结果表明,溶剂与酚醛树脂分子之间在石英纤维表面形成竞争性吸附,石英纤维表面硅烷偶联剂和不同酚醛树脂溶液组分间发生界面化学反应,从而影响树脂在RTM模具内部不同位置的分布和复合材料的力学性能。随着溶剂形成氢键能力的增强,其影响程度依次为四氢呋喃、丙酮、乙醇。

PA6/GF复合材料注射成型模拟流动分析

采用模拟流动分析软件MPI,借助有限元分析方法对玻璃纤维增强尼龙6(PA6/GF)复合材料的注射成型过程进行了模拟流动分析,研究了PA6/GF复合材料制品的纤维取向对最终力学性能的影响,获得了可满足实际设计要求的模具浇注和冷却系统布置、注塑机锁模力曲线和推荐的螺杆速度曲线等参数,对于缩短PA6/GF复合材料注射成型设计周期、提高制品质量具有重要的指导意义。

激光技术在汽车工业上的应用

激光加工在制造和表面强化上的应用已经有多年的历史。激光加工技术在汽车上的应用具有很大的经济价值,但我国激光技术在汽车上的应用还很不广泛,尤其是激光拼焊板。文中基于激光拼焊、激光复合焊、激光熔铸、激光淬火和激光快速制造的介绍来说明激光技术在汽车上的应用具有非常广阔的前景。

单向M40J/5228A复合材料在真空热循环作用下诱发热应力的数值模拟

对单向M40 J/5228A复合材料进行了真空热循环试验（93-413K,10^-5Pa）,利用MSC.Marc2001有限元分析软件对复合材料内的交变热应力分布进行了数值模拟。结果表明,真空热循环导致的累积残余热应力会引起复合材料出现局部脱粘,并且使复合材料界面层附近出现应力集中。

Al基复合石英光导纤维材料的制备方法

采用铸造方法将Al与石英光导纤维进行液固相复合,制成具有一定耐高温、耐腐蚀能力的Al基复合光导纤维及传感器材料.试验结果表明,直径为0.15～0.3mm的石英光导纤维可以抵抗高温熔融金属液在铸造浇注过程中的冲击,凝固过程的温度急速变化也未对石英光导纤维造成破坏.该方法可制备出矩阵排列的Al基复合光导纤维传感显示材料.

材料织构与晶界特征分布及其性能增强

为探索织构变化规律及再结晶织构形成机制 ,采用激光超快速再结晶退火对Cu样品进行了处理 ,研究了织构转变的规律和织构控制手段 ,提出了再结晶织构形成的亚晶择优形核—微区选择生长—优势生长理论和数学解析模型并进行了计算机模拟。选取了LY12试验材料 ,经轧制 ,在不同退火条件下进行再结晶处理 ,得到不同形态的组织与织构 ,测定了GBCD ,研究其对高温力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响。本文对上述实验研究结果作一综合概述和总结。

2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织及性能

为了研究搅拌摩擦焊（FSW）对2195铝锂合金组织及性能的影响,对5mm薄板进行了不同工艺参数的搅拌摩擦焊接。显微组织分析及力学测试结果表明：合金经FSW后,接头组织由焊核区、热机影响区、热影响区三个明显不同的区域组成。当焊速不变,搅拌头转速ω在700～1300r/min之间变化时,接头抗拉强度随转速ω增大而降低;搅拌头转速不变,焊速υ在60～140mm.min-1之间变化时,接头抗拉强度随焊速υ增大而提高。当υ=140mm.min-1,ω=1000r/min时,焊接接头强度系数达到73%。焊后接头显微硬度发生了较大程度的软化。

基于层次分析法的产品设计质量权重分配

以产品基本功能、辅助功能以及结构性能、工作性能、工艺性能三大综合性能为产品的设计质量内涵,对产品设计质量中各个组成要素的权重分配作了研究.基于层次分析法建立了产品设计质量的层次模型,构造出成对比较判断矩阵,对判断矩阵计算的结果进行归一化处理,通过层次单排序及一致性检验,获得了设计质量中各个组成要素的权重分配.计算了振动筛的设计质量各组成要素的权重,验证了基于层次分析法确定产品设计质量权重分配的可行性.

固溶处理对铸造Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

对固溶处理过程中铸造Al-Si-Cu-Mg合金析出相溶解过程进行了研究。结果表明:在固溶处理初期,组织中θ相的数量逐渐减少,但在(FeMn)3SiAl12相中还有一定的Cu含量;而固溶后期,富铁相中的Cu含量也明显降低,且难溶的Al3Ti针状相也发生钝化,但部分Q相尚存在;随着固溶时间的延长,合金基体中Cu和Mg的含量逐渐增多,且富Mn和富Ti相也在合金基体中略有溶解;合金的固溶强化作用主要来源于富Cu相的溶解。在Al-Si-Cu-Mg固溶处理过程中,合金力学性能的提高主要来源于共晶硅相形貌的改善、析出相溶解引起的固溶强化及组织的均匀化。

AZ91镁合金的动态应力-应变行为及其应变率效应

利用Hopkinson压杆技术对AZ91镁合金进行了冲击压缩实验,分析了该合金在铸态和固溶及时效处理后的动态应力-应变行为及其应变率效应。结果表明:在102-103s-1应变率下,随应变率提高,AZ91镁合金在铸态和固溶及时效处理后的应力-应变曲线均具有先升高(正应变率效应)而后下降(负应变率效应)的特性,最大应变也连续增大,且随应变增加,流动应力显著增大。这主要是-αMg基体的加工硬化、-βMg17Al12相和Mg-Al-Mn相的晶界强化与沉淀强化、热软化及孔洞或裂纹的产生与发展所致。

LY12铝合金的再结晶织构、晶界特征分布及抗腐蚀性能

利用 Ｘ射线定量织构分析术（ＯＤＦ）和背散射电子衍射花样术（ＥＢＳＰ），对冷轧 ＬＹ１２铝合金的再结晶织构、晶界特征分布及其与抗腐蚀性能的关系进行了研究结果表明，高温退火样品的再结晶织构与冷轧样品的织构相似；预回复＋低温退火 样品具有较强的再结晶立方织构，重位晶界（尤其∑７）具有较高的出现频度重位晶界出现的频度愈高。

Cr27高铬铸铁生产工艺的试验研究

针对Cr27高铬铸铁的质量问题,确定了合金的成分范围、熔炼工艺、铸造工艺及热处理工艺。结果表明,Cr27高铬铸铁的铸态组织为(Cr,Fe)7C3、奥氏体和出现在碳化物周围贫碳合金元素区的少量马氏体和珠光体。合金经过V、Ti、B变质处理后,碳化物变得细小、均匀,V、Ti、B、RE复合变质效果更佳。

钛合金的表面渗氧强化研究进展

一种简单而有效的被称之为钛合金表面渗氧强化处理的技术在最近几年得到发展。介绍了渗氧强化机理及几种渗氧强化处理技术,包括氧扩散(OD)、热氧化(TO)等离子体渗氧和激光渗氧;最后对渗氧强化处理的前景作了展望。

长期时效对镍基合金的组织及高温拉伸性能的影响

研究了一种新型镍基合金在750 ℃、800 ℃、850 ℃长期时效过程中的高温拉伸性能与组织变化的关系.利用扫描电子显微镜对合金长期时效过程中的显微组织、高温拉伸断口进行了观察和分析.结果表明,该合金在750～800 ℃时效有针状TCP相析出;在750 ℃时效时,随着时效时间的延长,TCP相的析出量呈增加趋势且尺寸不断长大,当时效温度达到800 ℃后,随时效时间的增加TCP相的析出量先增加后减少,最后消失.另外,在长期时效过程中由于γ＇相析出的数量变化不大,750 ℃高温拉伸强度基本保持不变;合金的塑性与TCP相的析出有关,同时受到γ＇相尺寸及晶界碳化物析出的综合影响.试验合金的750 ℃高温断裂基本呈韧性断裂.

长期时效对一种新型镍基合金的组织及持久性能的影响

研究一种新型镍基合金在750、800、850℃长期时效(500-2000h)过程中的组织变化及其对750℃/510MPa持久性能的影响。用扫描电子显微镜对合金显微组织及持久断口进行观察。结果表明:在750-800℃时效该合金有针状TCP相(拓扑密排相)析出,随其析出量的增加,合金基体的强度降低,合金持久断裂趋于从沿晶断裂转为穿晶断裂;800℃、850℃经不同时间时效处理,1000h处持久强度最低,这与γ′相尺寸变化有关;随时效温度的升高,试验合金750℃/510MPa的持久激活能降低,持久强度下降。

钇对过共晶铝铁合金组织形貌的影响

针对普通熔铸条件下过共晶Al-Fe合金中初生富铁相严重割裂基体、恶化合金性能的问题,采用稀土元素Y对Al-5%Fe合金进行变质处理。实验结果表明:稀土元素Y抑制了初生富铁相在原有形核基底上生长的趋势,促进初生相形核,对其形态、大小和分布均有显著影响;加入0.1%的Y时,初生富铁相由粗大针片状变为较均匀的花朵状;当Y的加入量增加到0.5%时,初生富铁相向细小的团球状转变,分布均匀;继续增加Y的加入量时,开始出现针片状及少量大花朵状的初生富铁相,组织不均匀,且逐渐粗化。

高速冲击载荷下Mg-Li合金的动态裂纹扩展行为

利用Hopk inson压杆实验装置对二种单相Mg-L i合金的三点弯曲试样进行了冲击实验,分析了不同结构Mg-L i合金的动态裂纹扩展特性及其微观断裂机制。结果表明:在高速冲击条件下,单相Mg-L i合金的裂纹扩展主要是减速过程,且随L i含量增加,由于合金组织结构的转变(hcp→bcc),加之合金中A l的添加而沉淀的MgL i2A l与A lL i粒子的作用,致使Mg-L i合金的裂纹扩展速度显著降低。其中,Mg-3.3L i合金的最大裂纹扩展速度达1253.37 m/s,而Mg-14L i合金的最大裂纹扩展速度为935.56 m/s。此外,在高速冲击条件下,Mg-3.3L i合金产生沿晶脆性断裂,而Mg-14L i合金主要为延性断裂。