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关键词： 镁合金   双辊铸轧   中心偏析   凝固理论   有限元模拟  

摘要： 双辊铸轧技术由于其亚快速凝固和短流程、高生产率的特点成为制备镁合金板材的理想选择。但因其生产的板材会存在中心偏析情况,对材料性能产生影响,且在后续热处理中难以去除,是制约镁合金板材发展的主要障碍之一。为减弱材料的中心偏析,通过实验探索中心偏析机理的方法效率较为低下,随着理论模型和计算机技术的发展,数值计算及数值模拟预测的方法被广泛应用,且该方法对温度场、浓度场、流场的预测准确性已被证实。本文综述了凝固模型计算及有限元模拟在预测中心偏析中的应用,分析了中心偏析的形成机理及多种影响因素,最后对两种方法做出评价,并对其在中心偏析预测领域的发展方向进行展望。

关键词： 堆焊层   堆焊合金   合金层   Q235钢板   硬质相   洛氏硬度计   光学显微镜   铁粉  

摘要： Fe-Cr-C系堆焊合金层韧性较差,表面易产生裂纹,通过在Fe-Cr-C系合金粉中加入锰铁粉可以改变堆焊合金层的性能。实验通过添加不同Mn含量的锰铁粉在Q235钢板上进行堆焊,采用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计及洛氏硬度计对堆焊合金层进行性能分析。结果表明:Mn元素能够提高Fe-Cr-C堆焊层硬质相的数量。在锰铁粉质量分数为5%~20%时,随着锰铁粉添加量增加,堆焊合金层析出γ-Fe的体积分数和堆焊层内部硬质相(Cr,Fe)_(7)C_(3)的体积分数呈现增加趋势。当锰铁粉的添加量为20%时,堆焊层内硬质相(Cr,Fe)_(7)C_(3)的体积分数最大,分布密集。合金层硬度随锰铁粉添加量的增加呈现先下降后上升趋势,当锰铁粉添加量为5%时,堆焊合金层硬度最高,约为HRC 55.7.

关键词： 固/液复合铸造   半固态   界面组织   元素偏析  

摘要： 采用挤压复合铸造工艺制备出具有半固态组织/枝晶组织的7075/6061双金属复合铸锭。研究了7075铝合金半固态坯料的不同挤压出口高度对复合铸锭界面组织形貌及硬度的影响。研究表明:随着挤压高度减小,界面瞬时结合温度升高,导致复合界面宽度显著增加;界面处组织较细小,且存在合金元素对流扩散行为,致使其硬度高于两侧金属。但当挤压高度较小时,界面组织受热影响剧烈,晶粒严重粗化,导致界面强度整体下降。因此,挤压高度为250mm时,复合铸锭界面组织形貌较好,为细小等轴晶与α-Al固相颗粒较均匀分布,界面硬度较高且过渡平滑。

关键词： 高熵合金涂层   物相组成   显微组织   显微硬度   耐磨性   耐腐蚀性  

摘要： 目的研究Cr_(3)C_(2)对高熵合金涂层物相组成和组织的影响,提高涂层的耐磨性和耐腐蚀性,延长工件的使用寿命。方法采用激光熔覆技术在45#钢表面制备Fe_(0.5)CoCr_(0.5)Mo_(0.3)Ni-xCr_(3)C_(2)高熵合金(HEAs)复合涂层,并对其进行一次重熔处理。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站等设备研究涂层的物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果涂层主要由面心立方(FCC)相和(Cr,Fe)_(23)C_(6)相组成,FCC相作为主相,是由Fe-Co-Cr-Mo-Ni构成的高熵合金,(Cr,Fe)_(23)C_(6)作为加强相,与FCC形成共晶组织。Cr_(3)C_(2)加入量的改变会影响物相的组成、含量和显微组织的形貌,随着Cr_(3)C_(2)的增加,晶粒的形貌由粗大的树枝晶过渡到细小块状和圆柱状的枝状晶,且枝状晶的尺寸逐渐减小。Cr_(3)C_(2)的加入还会提高涂层的显微硬度,增加耐磨性,当Cr_(3)C_(2)加入量达到20%(质量分数)时,涂层的显微硬度从260HV0.2左右提高到430HV0.2,同时摩擦因数为0.45左右。该涂层同时具有最小自腐蚀电流密度和最高自腐蚀电位,分别为37.25 nA/cm^(2)、–0.15 V,而未加Cr_(3)C_(2)的高熵合金涂层的自腐蚀电流密度为4929.50 nA/cm^(2),自腐蚀电位为–0.55 V。结论当涂层中Cr_(3)C_(2)的加入量不超过20%时,Cr_(3)C_(2)的加入量越大,生成的(Cr,Fe)_(23)C_(6)就越多,涂层的耐磨性越好。Cr_(3)C_(2)的加入还能够降低涂层的自腐蚀电流,提高自腐蚀电位,有利于耐腐蚀性的提高。

关键词： 超材料   微带天线   增益   参数优化   人工神经网络  

摘要： 超材料微带天线在通信、雷达等领域有着重要应用。首先,通过仿真获得了852组数据样本,根据与电磁特性的映射关系建立由参数到性能的数据库,得到了852组样本点并验证该样本点的微带天线的增益、E面半功率波瓣宽度和H面半功率波瓣宽度绝对误差均小于2 dB;其次,基于分类学习器和人工神经网络建立样本点的6个结构几何参数与3个性能参数的关系数据模型,得到的训练集、验证集、测试集的均方误差均小于1%;最后,基于人工神经网络数据模型实现了超材料微带天线高增益性能的逆设计,并对逆设计得到的非样本点结果进行天线性能的重分析。结果表明,非样本点的增益性能真实值与验证值的绝对误差不超过1 dB,这也验证了所提设计具有较高的精准性和可行性。

关键词： 球墨铸铁   脉冲电流   固体与分子经验电子理论   价电子结构  

摘要： 在铸态高韧性球墨铸铁QT400-18凝固过程中进行电脉冲处理,电脉冲参数为电压2600 V,频率0.88 Hz,电容200μF,处理时间15 min。施加脉冲电流后,石墨球圆整度改善,数量增加,粒径减小。同时运用固体与分子经验电子理论(EET)计算了价电子结构,从电子结构层次看,球墨铸铁在非平衡凝固中受相结构中最强共价键上的共用电子对数nA控制,其表征原子间结合力的强弱或相分解或重构的难易程度。电脉冲作用球墨铸铁熔体相比未进行电脉冲处理的相同熔体过冷度增加12 K,同时根据“类拖曳效应的价电子理论模型”,电脉冲的施加加强了熔体中nA较大的团簇的“类拖曳效应”,增大了平衡与非平衡共晶温度间隔,使得石墨更易形核,因此脉冲电流作用熔体具有促石墨化作用。

关键词： 稀土钇   无氧铜   化学成分   显微组织   导电率  

摘要： 采用直读光谱仪、氧氮氢分析仪、显微硬度计和涡流电导率仪等,研究了稀土Y对无氧铜铸锭组织、力学性能和导电性能的影响规律。结果表明,添加稀土Y可以显著降低无氧铜铸坯中O、S、P和Zn等杂质元素的含量;随着稀土Y含量的提高,试验铸锭的晶粒尺寸先增大后减小且分布更均匀,维氏硬度先降低后升高,导电率则先升高后降低。

关键词： 数值模拟   凝固理论   计算精度   成形工艺   未来展望  

摘要： 文章介绍了流场、温度场、浓度场和应力场的控制方程及其数值求解方法,阐明了物性参数和边界条件的获取途径以及基于凝固原理的缺陷预测方法。从数理模型、计算方法、物性参数、网格质量、初始数据和边界条件等方面,提出了影响模拟计算精度的主要因素。基于铸件数值模拟的应用,讨论了充型和凝固过程中金属液的压力变化,以及冒口、冷铁和涂料对金属成形的影响,提出了新的见解。以某行星架铸钢件为例,描述了铸造工艺优化过程,设计了独特的补缩方案,实现了一次浇注成功。最后,总结了数值模拟的应用前景和挑战。

关键词： 均匀化处理   3003铝合金   析出相  

摘要： 将3003铝合金铸锭分别在580~620℃进行4~10 h的均匀化处理,研究不同均匀化处理工艺对3003铝合金铸锭微观组织演变的影响。结果表明,3003铝合金铸锭中的析出相主要为MnAl_(6)((FeMn)Al_(6))和Al_(0.41)MnSi_(0.74)(Al_(12)(FeMn)_(3)Si),MnAl_(6)((FeMn)Al_(6))相在均匀化过程中几乎完全溶解;而Al_(0.41)MnSi_(0.74)(Al_(12)(FeMn)_(3)Si)相会在均匀化过程中逐步发生聚合、粗化和回溶行为。随着均匀化温度的升高和时间的延长,析出相的演变会逐渐加快。3003铝合金能快速获得均匀分布、圆润粗大析出相的最优均匀化工艺为600℃保温8 h。