碳素材料在高铁受电弓滑板中的应用研究与展望

滑板作为高铁受电弓的关键部分,必须具备耐摩擦、高导电性、不易电腐蚀、抗冲击的条件,而碳素材料除了具备以上条件外,还拥有质量轻、自润滑、耐高温的优点,碳素材料是推动受电弓滑板广泛应用的关键。重点阐述了碳素材料在高铁受电弓滑板应用中的研究现状,以及应用中面临的挑战,并对碳素材料在高铁受电弓滑板的应用作出了展望,为受电弓滑板的制造提供参考。

NiTi形状记忆合金切削仿真变形行为研究

利用ABAQUS软件对NiTi形状记忆合金不同切削速度和进给量时的切屑和已加工表面层热力载荷分布进行仿真分析。结果表明:切削速度和进给量增加都会导致切屑温度升高,塑性应变和损伤加剧;切削速度对温度影响较大,而进给量对塑性应变和损伤影响明显;切削速度增加,已加工表面层温度变化速率变大,表层残余应力增大,深层残余应力减小;进给量增加,应变层深度增加,残余应力逐层变大。

铝合金在海洋环境中的应力腐蚀机理研究进展

聚焦铝合金在海洋环境中的应力腐蚀行为及影响因素,讨论了海洋环境中铝合金的应力腐蚀机理。海洋环境下铝合金应力腐蚀开裂(stress corrosion cracking,SCC)的形成主要受氢致开裂和阳极溶解过程控制。铝合金的SCC过程可分为4个阶段:铝合金表面钝化膜破裂和点蚀阶段、裂纹萌生阶段、钝化膜的再生与溶解动态平衡阶段以及裂纹扩展阶段。铝合金的合金成分、热处理工艺可以控制其显微组织结构,其中第二相粒子对铝合金的SCC过程起主要作用。海洋环境的温度、pH值、离子种类和浓度等因素也会影响铝合金的SCC行为。结合常用合金元素在铝合金基体中的存在形式及作用、热处理工艺对铝合金应力腐蚀行为影响,以及海洋环境的特点,总结了铝合金在海洋大气、海水环境中的应力腐蚀失效机理,为铝合金在海洋环境中的应用提供应力腐蚀机理解释与分析依据。

P型有机热电聚合物材料的研究进展

热电材料通过热电效应可以实现热能与电能之间的相互转化,在医疗、太空、军事和日常生活中发挥着越来越重要的作用。有机热电材料原料来源丰富,结构可进行针对性的设计剪裁,同时具备轻、薄、柔和大面积溶液制备的特点,在最近进入了快速发展的阶段,其热电性能取得了显著的提升。总结了从20世纪80年代开始到目前为止p型聚合物热电材料的演变和性能进展,分成了4个部分展开讨论,集中在聚合物的针对性结构设计,和聚合物与掺杂剂掺杂工程的优化。最后进行了总结并对未来的发展方向进行了展望。

含钒高速车轮钢第二相析出的热力学研究

利用热力学软件Thermo-calc计算了含钒高速铁路车轮钢中第二相的析出行为,详细分析了低碳车轮钢中平衡相的组成以及温度和钒含量对第二相析出的影响。结果表明,钢中钒含量的变化对车轮钢中第二相析出量有较大影响,对第二相析出的温度几乎无影响;温度变化对钢中稳定存在的第二相析出产物影响较小,对瞬态析出相的影响较大。

飞机制造及使用维护过程中的缓蚀剂技术应用

本文简要介绍水溶性缓蚀剂、气相缓蚀剂技术在飞机制造、维护、包装封存过程中的应用,重点介绍飞机总装和维护修理阶段使用的油溶性缓蚀剂材料尤其是水置换型缓蚀剂技术的应用范围、技术标准及典型案例。

激光选区熔化304L不锈钢的工艺优化及组织性能研究

为研究工艺参数对304L不锈钢激光选区熔化成形质量的影响,采用单因素试验法和正交试验法研究了激光功率、扫描间距及扫描速度对304L不锈钢相对致密度、硬度等的影响,得到了304L不锈钢的最佳工艺参数,并对成型试样进行了组织及力学性能表征。结果表明:激光功率为190 W、扫描间距为0.09 mm、扫描速度为800 mm/s时,试样硬度为75HRB,相对致密度为99.24%,成形质量最优;鱼鳞状组织均匀致密,气孔较少,熔池边界细小晶粒取向随机,熔池内部分粗大柱状晶有一定的择优性;其组织主要由奥氏体组成。试样的力学性能有明显的各向异性,拉伸断口有明显的颈缩,断裂形式为韧性断裂。

ZL101A合金摇枕座铸件铸造工艺研究

摇枕座铸件为ZL101A合金,是高速磁浮车走行部件的关键部件。文中针对ZL101A摇枕座铸件的结构特点与性能要求,分析了该铸件的铸造工艺特点,开展了ZL101A合金综合性能优化研究。从成分优化、晶粒细化、熔体处理以及铸造工艺方案设计、铸造ProCAST数值仿真五个方面进行了技术研究。结果表明:采用高纯原料,配合晶粒细化、初生硅球化,可有效提升ZL101A合金的综合性能;采用低压浇注工艺,配合底注式浇注系统和厚大部位放置冷铁的铸造工艺,可制备出内部质量良好的摇枕座铸件,满足设计指标要求。

铝合金点蚀研究现状

介绍了铝合金点蚀的形成理论和形核位置;分析了当前亚稳态点蚀的形成理论和发展理论以及稳态点蚀的发展过程机理和数据拟合模型;重点介绍了影响铝合金点蚀的因素(合金元素、温度和pH值);总结了铝合金点蚀常用的防护手段(缓蚀剂、表面处理和热处理);综合了铝合金点蚀的研究趋势;介绍了铝合金点蚀的两大研究方法(电化学分析技术和现代表面分析技术);最后对今后的研究方向提出了展望。

氧化镍基阵列式热敏器件有限元仿真

随着物联网的飞速发展,对于温度的实时、准确和多点可视化监控变得不可或缺。基于之前发展的宽温域高精度氧化镍温度传感器,通过有限元阵列式热敏器件的模拟仿真,提出合适的阵列敏感单元尺寸和分布,在真实反映热源温度的情况下,尽量降低对相邻敏感单元的影响。仿真模型为四层结构,阵列密度为4×4。为了保证模拟的准确性,各层厚度均进行了同比例的放大。敏感单元尺寸的模拟优化结果显示,随着单元面积的减小其对于临近单元的影响逐步减小,当单元面积为8 mm×8 mm时,基本达到平衡。在厚度方面,当厚度到达1.0 mm之前,其变化对相邻单元温度影响较大;当厚度超过1.0 mm之后,影响变小。综合两个模拟结果确定了阵列中敏感层单元的尺寸为8 mm(长)×8 mm(宽)×(0.6~1.0)mm(高)。

激光选区熔化成形TC4钛合金的热处理组织演变机理

以SLM成形TC4钛合金为研究对象,通过观察金相形貌和进行能谱分析,研究了固溶时效热处理过程中激光选区熔化(SLM)成形TC4(Ti6Al4V)钛合金组织的演变机理。结果表明:经800℃/2 h/FC热处理后,沉积态SLM成形TC4钛合金中马氏体已完全分解。经950℃/2 h/WQ热处理后,亚稳态的β基体上生成了针状马氏体α',合金元素(如Al、V)有明显扩散,较多的V元素迁移到β基体中,形成过饱和β固溶体。在随后的时效过程中,马氏体α'发生分解,形成了片状α相,晶界出现α相的形核长大,形成了断续的晶界α相(αGB)。次生α相(αS)从亚稳态的过饱和β基体中析出,颗粒状β相围绕着αS相弥散分布,形成了β转变组织。试样的整体组织由断续αGB、球状α、网篮状α及β转变组织组成。

打印方向及热等静压对增材制造AlSi10Mg的影响

AlSi10Mg因其密度小、强度高等优点在航空航天等领域有着广泛应用,通过与选择性激光熔化(SLM)技术结合可以快速生产高质量、高复杂度的零部件。研究了打印方向及后续热等静压处理对SLM成形AlSi10Mg微观组织及力学性能的影响,发现不同打印方向会在成品上留下不同的熔池特征,试件的延展性随着打印角度的增大而减小。热等静压加工会消除熔池特征,但也会将网状Si相转化为颗粒状沉淀相,降低抗拉强度的同时提高塑性,延展性依旧随打印角度增大而下降。

温成形高铁弹条用38Si7弹簧钢热处理后的组织性能

利用光学显微镜、扫描电镜、硬度计和电子万能试验机研究了温成形温度对38Si7弹簧钢变形抗力和显微组织的影响,并探讨了原始组织对淬火+回火处理后38Si7弹簧钢组织性能的影响,同时,研究了淬火+回火处理工艺参数对弹簧钢组织性能的影响。结果表明,温成形温度为720~800℃时,38Si7弹簧钢的变形抗力较高,为225.6~242.2 MPa。温成形温度选择800℃,该条件下38Si7弹簧钢的组织均匀性较好。淬火温度的控制是调控残留铁素体的含量和形貌的主要因素,淬火温度≥880℃,可大大减少38Si7弹簧钢中铁素体的含量。随着淬火温度的升高,38Si7弹簧钢的强度和硬度不断增大,断后伸长率呈先减小后增大的特征。淬火温度为900℃时,38Si7弹簧钢的综合力学性能最好,抗拉强度、硬度和断后伸长率分别为1396.8 MPa、40 HRC和12.5%,屈强比为0.9。油淬会导致网状铁素体的形成,对力学性能不利。回火温度为410~430℃时,回火温度的变化对试样的组织性能无明显影响,而回火温度为450℃时,强度和硬度明显降低,塑性提高。38Si7弹簧钢最佳的热处理工艺为900℃×30 min,水淬+430℃×60 min,空冷。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石墨烯增强铝合金中13种元素

建立测定石墨烯增强铝合金中Mg、Cu、Si、Mn、Zr、Zn、Ga、Ni、Cr、Ti、Fe、V、Be的电感耦合等离子体原子发射光谱方法。称取0.2000 g样品,用盐酸溶液和硝酸溶液溶解,定容后用中速滤纸过滤掉黑色残留物,在优化的仪器工作条件下对基体匹配的混合标准工作溶液进行测定。13种元素的质量分数在0%~0.100%范围内与光谱强度具有良好的线性关系,相关系数均不小于0.993,检出限为0.00001%~0.015%。测定结果的相对标准偏差为1.76%~10.21%(n=6),样品加标回收率为95.0%~110.0%。该方法适用于石墨烯增强铝合金中多种元素的测定。

中碳车轮钢中MnS-Al_(2)O_(3)复合夹杂物的研究

高速车轮钢中的MnS-Al_(2)O_(3)复合夹杂物能够降低Al_(2)O_(3)夹杂物对于车轮钢疲劳性能的危害。通过检测实验室制备的车轮钢,确定了车轮钢中存在MnS夹杂物、Al_(2)O_(3)夹杂物和MnS-Al_(2)O_(3)复合夹杂物。采用酸溶法提取Al_(2)O_(3)夹杂物,根据XRD检测结果确定钢中Al_(2)O_(3)夹杂物的晶体类型为α-Al_(2)O_(3)。通过非水溶液电解法提取了钢中的复合夹杂物,并检测MnS-Al_(2)O_(3)复合夹杂物的形貌。根据钢的成分进行热力学计算,分析试验钢的固相线和液相线温度和夹杂物析出温度的关系,表明车轮钢中Al_(2)O_(3)夹杂物能够为MnS的析出提供形核条件。最后,通过计算MnS-Al_(2)O_(3)复合夹杂物界面两相的晶面错配度,说明了MnS的(100)面在Al_(2)O_(3)(0001)面上可以有效形核析出。这为钢中形成MnS-Al_(2)O_(3)复合夹杂物,降低Al_(2)O_(3)夹杂物危害提供了一定的理论基础。