挤压变形对MB15镁合金及组织性能的影响

对MB15镁合金进行热处理,然后进行挤压试验,挤压变形MB15镁合金组织以剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。随挤压比的增大,晶粒细化程度增加;强度、硬度随挤压比的增大而增大。所制定的工艺合理,挤压出的管材、型材有较好的力学性能。     

多道次镦-挤大变形对2024铝合金组织性能的影响

研究了室温多道次镦 挤大变形对2024铝合金组织性能的影响。结果表明,随着镦 挤道次的增加,组织晶粒向等轴态转变,显著改善了起始组织的织构倾向,同时晶粒随之逐渐细化至约200nm,硬度相应提高近一倍,达484HV,且多道次镦 挤大变形并不改变材料加工前后的块体形状。     

Ti-15-3热镦粗变形的数值模拟及实验研究

Ti-15-3合金的热镦粗过程进行了数值模拟和实验研究，分析了变形程度对Ti-15-3合金组织的影响。结果表明，Ti-15-3合金件热变形后，组织很不均匀，为了保证零件的性能，得到晶粒细化的均匀组织，热变形过程中的变形程度需要足够大。     

稀土元素对38CrMoAl钢离子渗氮工艺的影响

目的缩短38CrMoAl钢离子渗氮工艺周期。方法在离子渗氮过程中,添加稀土金属镧(La)及稀土镧铈合金(La-Ce)。通过显微硬度仪、光学金相显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对于离子氮化层的表面硬度、脆性、微观显微组织、稀土元素含量进行检测分析,并和常规离子渗氮工艺进行对比研究。结果在离子渗氮工艺过程中,添加稀土金属镧(La)及镧铈合金(La-Ce)后,氮化层表面硬度提高约130～200 HV,渗氮速度提高了15%～30%,氮化周期显著缩短。稀土催渗离子渗氮层的脆性均为Ⅰ级,比常规离子渗氮更优异。同时,稀土元素的渗入细化了晶粒,使得渗层氮化物组织致密、呈弥散分布,优化了氮化层的相结构组成。结论稀土元素的加入可以有效提高渗氮层的表面硬度和脆性等级,改善了氮化层性能。同时缩短了离子渗氮工艺周期。     

反应堆压力容器钢晶粒取向对辐照硬化的影响

目的 探究反应堆压力容器用钢中晶粒取向与辐照硬化的关系。方法 选用目前在反应堆压力容器中广泛应用的A508-3钢,首先,采用160 keV铁离子对RPV进行室温辐照,辐照损伤分别达0.2、0.5、1.0、10 dpa。然后,通过纳米压痕技术测量辐照前后样品标定区域的硬度。同时,结合电子背散射衍射对辐照前后样品的硬度标定区域进行晶体取向分析。结果 实验对不同晶粒取向的纳米压痕数据进行统计分析,发现当晶粒取向在[001]方向附近时硬度值最大,而当晶粒取向远离[001]方向,即取向距[001]的旋转角从0°增大到90°时,硬度值逐渐减小。结论 揭示了RPV辐照硬化可能存在较强的取向依赖性,为RPV的逆向设计提供基础。     

变形镁合金晶粒细化及热处理后的组织和性能

通过变形方法细化晶粒提高镁合金塑性。大挤压比(100:1)可获得细晶镁合金挤压薄板,其晶粒尺寸为2.5～12.5μm;大挤压比+轧制确保合金获得平均晶粒尺寸小于5μm的细晶镁合金薄板。通过优化再结晶退火制度使合金具有最佳的组织结构和良好的力学性能。在523K保温20min后细晶(晶粒尺寸小于12.5μm)镁合金板材具有良好的热拉深性能,能成功拉深出质量完好的筒形件,而晶粒尺寸大于25μm,出现不良的热拉深现象。     

不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢力学组织性能的影响

采用拉伸性能测试、金相观察、SEM和EDS等方法研究了不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢微观组织、拉伸力学性能及断口形貌的影响,并采用X射线衍射仪测定材料的物相组成。结果表明,冷却速度越快,TWIP钢的延伸率和强度越高;热处理后其室温组织为含有退火孪晶的单一奥氏体,冷却速度越小,奥氏体晶粒和退火孪晶的尺寸越大。拉伸时发生典型的延性断裂,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使材料的塑性提高。     

板材晶粒度对拉延性能的影响

材料的拉延性能是制定拉延工艺时必须考虑的重要因素之一,而材料的供应状态又直接影响到材料的拉延性能。本文通过分析,力图从材料的退火组织出发,依据不同晶粒尺寸所对应的加工硬化指数n值和厚向异性指数r值,估测材料的拉延性能,以求获得适宜于拉延的材料合理晶粒尺寸。作者通过拉延实验不仅证实了本文的估测方法是可靠的,而且提供了黄铜H62、H68,白铜B19及纯铝L3等材料适宜于拉延的合理晶粒尺寸及最佳性能。通过本文的工作,不仅使得材料拉延性能的估测方法简便、可靠,而且所提供的结果可直接用于生产实践中相关材料的拉延工艺制定。     

Cr12MoV模具钢堆焊工艺及组织研究

研究了Cr12MoV模具钢堆焊工艺,对堆焊接头组织形貌分析和显微硬度测定表明,堆焊层具有高硬度,热影响区中的白亮带为残余奥氏体,它有利于缓解热应力。     

粉末体多阶段热变形过程的试验研究

本文对粉末体多阶段热变形过程,进行了试验研究。结果表明,间歇时间越长,致密程度越高。再结晶晶粒比较容易在孔隙边缘形成,但是,孔隙又抑制了再结晶晶粒的长大速度,使得粉末体的软化率低于同条件下的致密材料的软化率。     

高应变率环境下材料的失效机理研究

采用双层约束爆炸方法对高应变率环境下材料的失效模式及其影响因素进行了研究。结果表明：材料存在拉伸断裂和绝热剪切断裂两种模式。碳含量越高,材料对绝热剪切越敏感;同种材料的淬、回火类组织比正火类组织绝热剪切敏感性高。材料的屈导比哕决定了材料的失效模式,哕越大,材料越倾向于以绝热剪切模式失效。     

黄铜药筒盂坯的液态模锻

应用液态模锻工艺生产药简及弹体盂坯,具有简化工序、生产率高、提高材料利用率及降低能耗等优点,此文从消除铸件气孔和疏松缺陷,细化晶粒等方面简要地讨论了液态模锻黄铜盂坯的性能,并概略地分析了液态模锻生产黄铜盂坯的工艺和模具问题。     

表面纳米化对锆合金微动腐蚀行为的影响

目的 研究N36锆合金表面纳米化层的形貌和微观结构,分析表面纳米化层的微动腐蚀机理。方法 采用超声表面滚压技术(USRP)对锆合金进行表面纳米化处理,研究不同滚压速度对表面纳米化层形貌、相组成、粗糙度、显微硬度、电化学腐蚀和微动腐蚀行为的影响。结果 USRP处理后,锆合金表面有明显的塑性变形痕迹,致使锆合金表面发生加工硬化,提高了表面的硬度。锆合金的腐蚀电流密度相较于基体更低,最大磨损深度和磨损率均低于基体。结论 USRP处理后的锆合金晶粒细化、晶界增多,提高了锆合金的表面活性,有利于钝化膜的形成。锆合金的磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损的共同作用。     

扎龙湿地芦苇生长与水因子关系的研究

基于扎龙自然保护区核心区、缓冲区和边缘区芦苇长势不同,研究了三区水的物理、化学综合指标,特别是有机物污染综合指标的差异及其对芦苇生长的影响.实验表明,三区的水硬度非常相近且对芦苇的生长影响不大;三区溶解氧差异显著,溶解氧越高,越有利于芦苇生长;生化需氧量和高锰酸盐指数差异显著,生化需氧量和高锰酸盐指数越低,对芦苇生长越有利.     

钼粉烧结锥形件高压扭转成形模拟研究

采用刚粘塑性有限元法,对钼粉烧结锥形件热压扭转成形进行分析研究,获得了变形过程中等效应变、相对密度的分布规律,初步分析了摩擦因子及扭转角速度对变形的影响。结果表明：锥形件口部先达到理论相对密度,其内壁等效应变和相对密度分布高于外壁,而摩擦因子和扭转角速度的适当选取是锥形件高压扭转成形的关键。     

基于平面压入技术研究焊接接头单轴应力-应变关系

目的 获取异种金属焊接接头母材和热影响区局部拉伸应力-应变关系。方法 对压水堆机组蒸汽发生器接管安全端异种金属焊接接头(20MND 5-INCONEL 52-Z2 CND 18.12控氮)进行研究,通过金相检验和显微硬度测试,研究DMWJ母材、热影响区、焊缝熔合线位置的金相组织和维氏硬度分布。采用等直圆棒拉伸试验获得DMWJ低合金钢(20MND 5)母材的应力-应变关系,采用基于能量等效理论的平面压入技术获得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系。结果 DMWJ材料组织、力学性能不均匀,等直圆棒拉伸试验得到的低合金钢母材拉伸应力-应变关系与平面压入技术测得结果较为吻合。结论 基于能量等效理论的平面压入技术可精确测得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系,对压水堆核电站DMWJ在役检测及结构完整性评价具有重要意义。     

原位生成Ni颗粒增韧纳米ZrB2基陶瓷的制备方法与微观结构研究

目的提高Zr B2基防热陶瓷材料的韧性,以满足其高抗热冲击性能的需求。方法采用沉淀-共沉积法在纳米Zr B2粉体中原位生成Ni颗粒作为增韧相,经放电等离子烧结后获得分布均匀的Ni-Zr B2纳米复合材料,通过三点弯曲实验、断裂韧性实验以及硬度测试,分别评价不同Ni含量对Ni-Zr B2纳米复合材料力学性能的影响,并通过SEM,XRD对材料微观组织进行分析。结果 Ni颗粒的引入,可有效提高Zr B2的相对密度,增加韧性,同时强度和硬度有所提高。通过不同Ni含量的对比发现,Zr B2-15%Ni力学性能最优,断裂韧性达到7.8±0.3 MPa·m1/2,相对于原始Zr B2材料提升1倍。从微观组织的电子扫描照片也可以看出,Ni颗粒在Zr B2表面均匀分布,断口表现为穿晶断裂和延晶断裂的复合断裂模式,不同于原始Zr B2材料的穿晶断裂。这也是断裂韧性显著提升的主要原因。结论原位生成Ni颗粒的引入,可有效提高Zr B2材料相对密度、强度、硬度以及断裂韧性。对比不同Ni含量的力学性能,Zr B2-15%Ni组分的力学性能最优,这一方法可有效提高Zr B2材料的断裂韧性,进一步满足其高抗热冲击性能的需求。     

C/C复合材料不同碳基体的纳米压痕行为研究

目的研究碳基体微观结构对材料整体性能的影响。方法用酚醛浸渍-碳化、中温煤沥青浸渍-碳化、甲烷为碳源前驱体,经化学气相沉积制备得到不同碳基体C/C复合材料。采用偏光显微镜对C/C复合材料不同碳基体的显微结构进行观察分析,采用XRD和Raman光谱对C/C复合材料的树脂碳基体、沥青碳基体和热解碳基体的微晶尺寸进行表征,以玻璃碳作为参比样品,通过纳米压痕测试不同碳基体试样的弹性模量和硬度。结果碳基体为热解碳和沥青碳的石墨微晶缺陷少,完整度较好,石墨化程度高。玻璃碳和树脂碳基体中石墨微晶排列紊乱,有序度低,石墨化程度低。酚醛浸渍-碳化得到的树脂碳的微晶尺寸Lc最小,为1.69 nm,弹性模量和硬度最大,分别为(23.17±0.54) GPa和(3.26±0.10) GPa;光滑层热解碳和粗糙层热解碳的弹性模量和硬度次之;沥青碳的微晶尺寸最大,Lc为9.36nm,而弹性模量和硬度最小,分别为(12.53±2.29) GPa和(0.72±0.14) GPa。结论不同碳基体的C/C复合材料中,碳基体的石墨化度越高,微晶尺寸越大,各向异性越显著,材料的弹性模量和硬度越低。     

高温超导带材成形工艺试验研究

采用拉拔—轧制工艺制造出了B:Pb Sr Ca Cu O/Ag复合高温超导带材。用XRD和SEM分析技术研究了带材的组织结构,发现在冷加工(拉拔—轧制)过程中,带材粉芯晶粒细化,粉末作致密,并且形成加工织构。成形后带材仍保持原来的高Tc(110k)相结构。     

一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备的研制

目的研制一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备。方法针对海洋环境下服役的装备材料及结构承受环境腐蚀-扭转载荷耦合作用的特点,采用液压伺服闭环控制原理,通过特定结构布置、液压动力系统和伺服扭转疲劳系统的合理设计,研制一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备。结果该设备可实现扭转角度、扭矩、频率等试验参数的精确控制,准确表征工作在海洋大气环境中的材料及结构扭转性能。结论新研制的设备适用于海洋大气环境下服役的材料及构件扭转性能试验验证与评估。