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关键词： 复合粉粒   堆焊   显微组织   耐磨性   双相增强  

摘要： 采用“复合粉粒+H08A实心焊丝”埋弧焊方法制备了Mo_(2)FeB_(2)和Fe_(2)B双相增强的Fe-Mo-B-C系耐磨合金,用X-射线衍射仪、扫描电镜、附属电子能谱仪和磨损试验机研究了钼含量对其组织及性能的影响。结果表明:该合金的基体为铁素体(α-Fe),硬质相包含Fe_(2)B、Mo_(2)FeB_(2)、M_(3)(B,C)等相;随钼含量提高,初生Fe2B相的体积分数降低,而Mo2FeB2相的数量明显提高,其显微硬度可至1781HV,形态从共晶(α-Fe+Mo_(2)FeB_(2))树枝状逐渐向初生硬质相的方块状转变,尺寸增加,这使该堆焊合金层的显微硬度升至1200HV以上。磨损试验表明该堆焊合金的耐磨性先改善,后降低;9%Mo(质量分数)时,耐磨性最佳,Mo2FeB2相大小对合金耐磨性至关重要。

关键词： 质子交换膜   燃料电池   双极板材料   成型  

摘要： 质子交换膜燃料电池由于能量密度高、体积小、寿命长等优点更适合应用在新能源汽车领域。双极板是燃料电池核心部件之一,是燃料电池的骨骼和血管。综述了车用质子交换膜燃料电池双极板材料分类以及主要成型工艺,通过研究各类双极板材料性能,分析目前商用氢能源汽车普遍使用金属双极板的原因,展望双极板材料未来发展的方向。

关键词： Fe元素分布   药品用包装   8021铝合金铸锭   合金化   组织性能  

摘要： 采用铁剂和Al-Fe中间合金两种方式添加Fe元素制备了生产药品包装铝箔用的8021铝合金铸锭,采用高分辨率扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和元素面分布技术(EDS-Mapping),研究了铸锭中合金元素的分布和第二相粒子的微观形貌及分布特征.结果表明,在8021铝合金铸锭中Fe元素主要偏聚于晶界处.其中使用铁剂所生产的铸锭,Fe元素在晶界处含量远高于在基体中的含量;使用Al-Fe中间合金生产的铸锭,Fe元素在晶界与基体中的含量差异较小,分布更为均衡.Fe元素熔点高,较低的合金化温度导致Fe元素无法充分扩散溶解至基体内,因此在晶界富集.在晶界析出的针状第二相降低了合金铸锭的加工性能.采用Al-Fe中间合金生产铸锭,不仅可以降低Fe元素的损耗,同时能提升铝合金铸锭的力学性能.

关键词： 淬火-回火热处理   超高强Fe-Mn-Al-C合金钢   κ-碳化物   微观组织   力学性能  

摘要： 对一种成分为Fe-8Mn-8Al-0.8C的Fe-Mn-Al-C系超高强合金钢的热轧钢板进行“淬火+回火”热处理试验,研究其力学性能和微观组织。结果表明,试验用钢在热轧后由铁素体、奥氏体以及κ-碳化物三种物相组成,且组织呈现明显的带状,经热处理后κ-碳化物消除,热轧板在900℃保温1 h后水淬200℃回火60 min后呈现最优整体力学性能,抗拉强度达到1410 MPa,延伸率为29%,强塑积达到41 GPa·%。

关键词： 藏品保护   研究历史   保护材料  

摘要： 博物馆藏品保护工作是馆藏品利用、展示、研究工作的重要组成部分。藏品的维护、保存工作的质量直接影响藏品的展示和研究价值。本文探讨自然科学类藏品保护的研究历史和藏品保护材料的发展历程,并结合国内外博物馆的实践,阐述目前藏品保护材料的分类和适用条件。

关键词： Fe-C-B合金   Q-T   Q-P   残余奥氏体  

摘要： 为了获得综合性能好、成本低的耐磨钢,分别采用淬火-回火(Q-T)和淬火-分配(Q-P)工艺对Fe-C-B合金进行热处理。结果表明,相较于Q-T工艺,Q-P工艺处理后的试样综合性能更加优异。采用Q-T工艺处理后合金的冲击韧性提升了18.9%,而采用Q-P工艺处理后的合金,获得了板条马氏体和薄片状残余奥氏体组成的基体,薄片状的残余奥氏体对于提升Fe-C-B合金的冲击性能产生了重要效果,使该合金的冲击性能提升了50.9%。

关键词： Fe-Cr-B-C合金   金属粉芯焊丝   堆焊   耐磨性  

摘要： 为了探讨合金元素Cr,C对高硼铁基堆焊合金组织结构的影响,采用气体保护焊堆焊技术,通过调整金属粉芯焊丝中高碳铬铁的添加量,在Q235钢板表面制备不同高碳铬铁含量的Fe-Cr-B-C堆焊合金,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析测试方法,分析不同合金元素Cr,C含量对堆焊合金组织和性能的影响。结果表明,堆焊合金的组织为马氏体+网状(Fe,Cr)_(3)(B,C)及少量的微量M_(7)C_(3);随着高碳铬铁粉添加量的增加,网状(Fe,Cr)_(3)(B,C)体积分数增加,堆焊合金中的马氏体具有较高的硬度,合金元素Cr能够使基体组织固溶强化,网状碳化物(Fe,Cr)_(3)(B,C)作为耐磨骨架,阻碍磨料在磨损过程中的挤压与切削作用,使堆焊层耐磨性均高于65Mn钢3~4倍,其磨损机理为微犁沟。

关键词： 三叠纪   海生爬行动物化石   古海洋   中生代海洋革命  

摘要： 鳍龙超目是中生代海生爬行动物中延续时间最长、形态最为多样的类群之一。而始鳍龙目是鳍龙超目的主要支系,在三叠纪时期极为繁盛,全球多个地区都有该类海生爬行动物丰富的化石记录。近年来,华南地区多个海生动物群产出了大量保存完好的始鳍龙化石标本,在时间上具有延续性,为始鳍龙的研究提供了重要的新材料。对这些新材料进行分类学工作、确定其系统位置,对于追溯该类群的早期辐射历史和生态演化十分重要。本文对分别来自湖北南漳-远安动物群和云南罗平动物群中的始鳍龙新材料进行系统古生物学研究和定量化的支序分析计算。通过对南漳-远安动物群中来自同一层位的两件标本WGSC V 1901与WGSC V 1702进行分类学研究,鉴定该两件标本属于同一物种,且其展现出乌喙骨边缘平滑、指间与趾间间隙较小、前部尾肋呈圆状等骨骼形态学特征的组合,与已知的肿肋龙科成员均有所不同。因此本文根据上述形态特征,确立了一个早三叠世始鳍龙新属种襄楚龙(Chusaurus xiangensis gen.et sp.nov.),该物种是目前已知最早的肿肋龙之一。本文同时鉴定一中三叠世始鳍龙新标本WIGM SPC V 1105为利齿滇东龙相似种(Diandongosaurus cf.acutidentatus),该新标本具有犬齿型齿、发育锁骨前外侧突、前部尾肋远端扁平等骨骼形态学特征,总体上符合利齿滇东龙的形态特征,但在体型、吻部和四肢骨骼关节处与已知利齿滇东龙标本存在一定差异。而这些骨骼形态学上的差异也可能是个体处发育因素导致的。基于上述情况考虑,将该标本鉴定为利齿滇东龙相似种。在描述上述材料的基础上,本文通过建立三叠纪海生爬行动物化石纪录数据库,发现三叠纪鳍龙超目主要集中分布于北半球低纬度地区,且大多数属种分布范围局限,全球物种连通性差,这可能与其较弱的游泳能力有关。结合支序分析结果对三叠纪始鳍龙目进行定量特征演化分析,发现颈部增长的演化趋势在三叠纪始鳍龙目中的肿肋龙科和纯信龙次亚目中独立存在,这种形态演化趋势在蛇颈龙类出现之前的中三叠世就已经比较明显。此外,标本WIGM SPC V 1105的犬齿型齿及较大体型表明其为掠食性动物,但标本折断的股骨等部位显示其曾遭受捕食者攻击,暗示中三叠世海洋中可能已经具有较大的捕食压力,推动了现代型海洋生态系统的早期构建过程。

关键词： 不锈钢   焊接工艺   凝固裂纹   横向位移裂纹试验  

摘要： 凝固裂纹是一种常见的焊接缺陷,凝固裂纹问题仍然是不锈钢焊接的难点所在。凝固裂纹敏感性评价需要采用专门的试验方法。本文利用新搭建的横向位移裂纹试验平台,研究焊接参数对不锈钢凝固裂纹敏感性的影响;评价不同型号不锈钢的凝固裂纹敏感性。同时利用计算凝固裂纹敏感性指数的方法,研究合金元素的变化对不锈钢凝固裂纹敏感性的影响,建立合金元素与不锈钢凝固裂纹敏感性之间的关系。通过改变焊接速度、焊接电流,研究不同焊接工艺参数对304不锈钢凝固裂纹敏感性的影响。试验结果表明,其他条件一定时,焊接速度越大,凝固裂纹敏感性越低;而焊接电流越大,凝固裂纹敏感性越高。焊接电流和焊接速度同时改变时,一方面焊接速度的增加会降低凝固裂纹敏感性;另一方面焊接电流的增加会提高凝固裂纹敏感性。同时改变两个参数对凝固裂纹敏感性的影响要考虑它们之间是累加效应还是相互抵消的作用。同样地利用该试验方法,在相同的焊接工艺条件下,量化评价了304、310、410不锈钢以及异种接头不锈钢的凝固裂纹敏感性。试验结果表明,304、310、410不锈钢的凝固裂纹敏感性从高到低排序为:310不锈钢>410不锈钢>304不锈钢。在异种不锈钢搭接焊时,410不锈钢熔入到310不锈钢中,会降低其凝固裂纹敏感性;而310不锈钢熔入到410不锈钢中,会提高其凝固裂纹敏感性。从工艺（焊接电流、焊接速度）和冶金（不同型号不锈钢）角度验证了横向位移裂纹试验方法用于评测不锈钢焊接凝固裂纹敏感性的可行性与可靠性。基于Pandat软件,以Scheil凝固模型,计算了304、310以及410不锈钢的温度-固相分数的平方根(T-（fs）1/2)曲线。在（fs）1/2=0.98附近,将|d T/d（fs）1/2|的最大值作为不锈钢凝固裂纹敏感性判据,评价了三种不锈钢的凝固裂纹敏感性高低,其结果与横向位移裂纹试验结果相吻合。并利用计算凝固裂纹敏感性指数的方法,在304不锈钢的基础上,研究了合金元素的变化对凝固裂纹敏感性的影响,建立了合金元素与不锈钢凝固裂纹敏感性之间的关系。试验结果表明,铬、镍当量比在1.5～2.1时,随着其比值的增大,凝固裂纹敏感性先降低后升高,大约在1.8时,凝固裂纹敏感性最低。在相同铬、镍当量比时,铬、镍元素含量高的,其凝固裂纹敏感性也高。磷含量稍微变化,就会对凝固裂纹敏感性造成很大的影响。并且磷含量与凝固裂纹敏感性几乎成线性关系,随着磷含量的增加,凝固裂纹敏感性变高。

关键词： 自由枝晶生长   机器学习   界面速度   二元合金   固溶体  

摘要： 枝晶生长是金属和合金凝固过程中最常见的现象之一,在凝固理论研究与生产实践中,枝晶生长都扮演着至关重要的角色。与此同时,随着电子器件与大规模储能系统的日益多样化,储能技术面临着巨大的需求与挑战。然而在可充电金属电池充放电过程中所出现的枝晶会导致电池失效,甚至引发安全事故。机器学习作为数据驱动的典型代表,可以较好的克服以往研究范式的不足。然而机器学习由于缺乏物理基础,这将导致模型预测精度和外推能力的下降。因此,将枝晶生长物理模型与机器学习深度耦合,探讨如何提升枝晶生长速度预测的准确性,建立准确可靠的枝晶生长模型具有重要的理论意义与潜在的应用价值。为实现与机器学习深度耦合的目的以更好的建模自由枝晶生长,本文首先在Galenko-Danilov(GD)模型的基础上考虑了可变动力学系数及热/动力学相关性,重新定义了界面速度与界面温度,建立了一个完整的基于热/动力学相关性的自由枝晶生长模型。该模型能够在GD模型基础上实现更准确的速度预测。针对枝晶生长速度预测问题,本文建立了纯数据驱动的机器学习模型。通过对现有的二元合金实验数据的预测探索了该模型的插值能力,并探讨了其对于未知合金界面速度的两种外推能力,针对完全外推效果较差的Ni B和Co Cu合金进行了部分外推的探索。结果表明,该模型实现了较好的插值能力与外推能力。为了进一步提高模型预测的准确性,提出了两种基于枝晶生长物理模型的机器学习模型。首先提出了基于GD枝晶生长模型的机器学习模型,对模型的插值能力进行探讨,由于GD模型本身与某些实验点拟合的偏差较大,因此会导致模型的准确性下降。鉴于该缺点,本文提出了基于热/动力学相关性的机器学习枝晶生长模型,生成了相对于GD模型与实验点拟合更好的曲线,验证了该模型的插值能力,探讨了其热/动力学相关性的本质规律。结果表明,引入了热/动力学相关性的机器学习枝晶生长模型具有更好的插值能力。在探究了两种基于枝晶生长物理模型的机器学习模型的插值能力后,对两模型的完全外推和部分外推两种外推能力进行了探讨。结果表明,部分外推相较于完全外推大大降低了其误差,针对于Co Cu合金,上述三种模型的RMSE分别下降了66.2%、76.1%和66.4%;综合五种合金的外推能力,基于热/动力学相关性的机器学习自由枝晶生长模型相比纯数据驱动的机器学习模型展现了更高的准确率。