混合元素法激光立体成形Ti-6Al-4V的组织及性能研究

以Ti、Al、V混合元素粉末为原料激光沉积Ti-6Al-4V,并对沉积态试样的组织演化及力学性能进行研究.结果表明,与采用预合金Ti-6Al-4V粉末为原料所获得的沉积试样的凝固组织特征有所不同,采用混合元素粉末为原料获得的沉积试样的凝固组织随激光功率的提高逐渐由等轴晶转化为柱状晶,熔池内合金化过程所产生的混合热的扰动作用是导致低功率条件下等轴晶形成的原因.原始β晶粒内的微观组织由大量的魏氏α板条和一定体积分数的板条间β相组成.这与采用预合金粉末基本相同.混合元素法激光立体成形Ti-6Al-4V的氧含量仅约0.1wt.%,沉积态Ti-6Al-4V的室温拉伸性能超过锻件标准要求.     

稀土Y对AZ31镁合金金相组织和力学性能酌影响

研究了稀土元素Y对AZ31镁合金金相组织和力学性能的影响。结果表明：当稀土添加量为0．6％～0．9％时，仅（Mg）基体晶粒变细，并且加入量为0．9％时得到更细化的组织，13相（Mg17Al12）在晶界由连续网状变为断续弥散状分布，由于α（Mg）基体晶粒的细化和p柏形貌的改善，合金的力学性能有提高；当稀土添加量为1．2％时，α（Mg）基体晶粒显著粗化，β相（Mg17Al12）内部出现针状和圆盘状的第二相，力学性能下降。     

激光3D打印用TC21钛合金粉末制备及其成形性研究

采用电极感应熔炼气雾化法制备激光3D打印用TC21钛合金粉末,并利用制备的合金粉末打印出钛合金样品。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射对电极感应熔炼气雾化法制备的TC21钛合金粉末的形貌、粒径、组织进行了研究。并对成形合金的力学性能进行了分析。结果表明:在优化后的制粉工艺参数下,制备的TC21粉末为球形,粉末表面和内部都是由等轴状的原始β晶粒构成,二次枝晶沿着晶界向晶粒内部发展,主要相由α'相、β相以及金属间化合物AlTi_3、Ti_2AlNb、Zr_3Al构成。在优化后的激光3D打印参数下,打印的TC21钛合金组织为α'相、β相,以及金属间化合物AlTi_3、Ti_2AlNb、Zr_3Al。合金的金相组织分为明区、过渡区、暗区三个区域。明区为α'马氏体针,暗区为网篮组织;明区硬度达541 HV,暗区硬度达470 HV;打印合金的抗拉强度为1150 MPa,伸长率约为8%。该方法制备的TC21钛合金粉末具有良好的激光3D打印成形性。     

HHDH法粉末钛合金Ti-6Al-4V的显微组织和性能

本文用普通透射电子显微镜研究了高质量氢化脱氢(HHDH)法Ti-6Al-4V粉末经不同温度热等静压(HIP)成型后的显微组织特征和性能。实验结果表明:显微组织的形态依赖于热等静压工艺。在β转变温度以下HIP时,显微组织是等轴晶粒;但是,在HIP温度为850℃时,等轴晶粒间可局部形成网状α片;等轴晶粒的尺寸也随着HIP温度的升高而变大。在β转变温度以上HIP时,则形成的显微组织是片状或者是针状晶,原始β晶界清晰可见。每个β晶粒内有几组平行排列的α集束,这些α片都具有几乎相同的结晶学取向。粉末中的氧含量和热等静压后的随炉冷却速度也影响合金的显微组织和性能。在缓慢冷却的情况下,可以形成沉淀产物,并首次发现在HHDH-Ti6Al-4V中也存在界面相。氧含量对显微组织的影响不太明显,然而对性能的影响却是可观的。含氧量低的粗粉试样,在950℃HIP成型可以得到较好的综合性能,而且可与熔锻的Ti-6Al-4V棒材相媲美。     

激光选区熔化成形TC4合金的β转变温度

分别借助计算法和差热分析法,测量了激光选区熔化(SLM)成形TC4合金的α+β/β相转变温度,最后通过热处理验证了转变温度的准确性。结果表明:SLM成形的TC4合金由原柱状β晶粒和与生长方向呈大约±45°的针状马氏体组成。它的α+β/β相转变温度约为980℃,与铸造和锻造TC4钛合金的β转变温度相近。证明了TC4合金的α+β/β转变温度只与成分相关,与成形工艺和显微组织状态无关。     

稀土元素对AZ91D合金晶粒细化的影响

研究了不同混合稀土添加量对AZ91D合金晶粒细化的影响。试验结果表明混合稀土对AZ91D合金有明显的细化效果。当混合稀土的添加量为0．05％(质量分数)时，混合稀土中的Ce，Nd和Pr等在未形成A1-RE化合物之前，大部分以质点的形式弥散分布在AZ91D合金熔体中，可能起到非均匀形核的作用；随着混合稀土添加量的增多，RE优先与Al生成A1-RE化合物，这些化合物大部分偏聚在晶界上，阻碍了晶粒的长大，从而细化了晶粒。     

Al-10Sr和Al-5Ti-0.2C对ZL101合金组织的影响

在ZL101合金熔体中分别或同时添加不同量的Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C，保温不同时间，利用光学显微镜和电镜扫描，研究了Al-10Sr，Al-5Ti-0．2C对ZL101合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZL101合金中添加质量分数为0．5％的Al-10Sr，可使共晶Si从粗大的针、片状转变为细小的短纤维状，同时促进了α-Al枝晶的形核生长，晶粒尺寸在100-250μm之间。若添加质量分数为0．2％的Al-5Ti-0．2C，可使初生α-Al晶粒成为40-70μm的等轴晶，对共晶Si也有一定的变质作用。当同时加入Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C时，α-Al枝晶和共晶Si同时得到细化和变质，这主要归功于Al-10Sr和Al-5Ti-0．2C对ZL101合金细化变质的交互作用。     

镧-钇对纳米粉90W-Ni-Fe合金显微组织和性能的影响

以喷雾干燥-H2还原法制备的纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末为原料，研究稀土La-Y含量对试样烧结特性的影响，采用高倍SEM和金相仪器分别对断口进行形貌观察和W晶粒测试；对烧结样的相对密度、抗拉强度、延伸率等性能进行测定与分析。结果表明：不添加稀土La-Y时，试样在液相烧结时容易出现孔洞和气泡，导致力学性能偏低；添加0．4％稀土La-Y（质量分数）时，合金的相对密度、抗拉强度和延伸率分别为99．4％、983．5MPa和15．2％1添加0．4％La-Y后，在相界或晶界上形成了W13.61 Ni2.61 F01.07 Y2052 La25.27On的中间相，阻止了W原子在粘结相中的扩散，阻碍了W晶粒长大，W晶粒由原来的20-25μm减少到12～15μm。     

氢化脱氢法制备Nb-Ti基合金粉末

采用氢化-脱氢法制备了微细轻质Nb-Ti基合金粉末,并研究了吸氢/解吸行为。300℃时,氢吸收明显,400℃时吸氢量达到饱和值1.12%(质量分数)。氢化后形成二元和三元氢化物(Nb0.803V0.197H,Nb0.696V0.304H,TiHx)。由于氢致脆化效应,吸氢后的粉末破碎后得到细粒径的氢化粉末。在脱氢过程中,氢含量在300℃时有效降低至0.001%,实现了从铌或钛氢化物到单相固溶体合金(β相)的相转变。由于组分元素与氧反应活性高,粉末中氧含量随吸氢或脱氢温度的升高而增加。为了防止杂质氧的污染,氢化和脱氢温度都选择为400℃。实验最终得到了主要粒径小于10μm,氧含量为2980μg/g的微细Nb基合金粉末,且粉末表面的氧杂质主要以Nb2O5和TiO2的形式存在。     

连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金的组织和力学性能

采用连续点式锻压激光快速成形技术进行了TC11钛合金厚壁零件成形实验,利用OM、SEM等手段研究了连续点式锻压激光快速成形TC11钛合金的组织和力学性能。结果表明,TC11钛合金试样内部的等轴晶晶粒尺寸均匀,平均晶粒尺寸48.7 mm。等轴晶的晶界α相连续,晶内是初生α相板条+β转变组织组成的双态组织。在连续点式锻压激光快速成形过程中,连续点式锻压时,TC11钛合金厚壁零件的表层变形区深度约为1.5 mm,变形量为20%。在连续点式锻压冷变形TC11钛合金上表面沉积新层过程中,当激光束扫描经过时,熔池热影响区中约1 mm厚(4层)冷变形TC11钛合金被加热到钛合金β转变温度之上,并在0.86 s内完成再结晶。力学性能结果表明,与TC11钛合金锻件相比,连续点式锻压激光快速成形的TC11钛合金的强度高,而塑性低。断口形貌分析表明,晶间断裂是导致TC11钛合金塑性差的主要原因。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.