超高分子量聚乙烯超临界CO_2间歇发泡研究

应用超临界CO_2间歇发泡方法研究了温度、压力以及不同发泡工艺对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)发泡的影响。结果表明:合适的饱和温度可以提高发泡倍率,减小泡孔尺寸,增加泡孔密度;发泡倍率和泡孔密度与饱和压力成正相关;对比不同工艺条件下的发泡结构与尺寸,得出正向发泡的泡孔尺寸小、泡孔密度高,而逆向发泡的泡孔尺寸大,但发泡倍率高。DSC结果表明:正向发泡的结晶度较高,发泡时异相成核数量增加,从而使泡孔尺寸减小、泡孔数量增加。比较正向和逆向发泡相同发泡倍率下的泡沫压缩性能,发现逆向发泡泡沫的弹性模量大于正向发泡泡沫。     

硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

针对超高分子量聚乙烯（PE-UHMW）熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱（EDS）表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1 565 MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。     

固溶处理对GH99合金组织的影响

通过电子背散射衍射技术(EBSD)分析了不同固溶温度和时间下GH99合金的晶粒尺寸及晶界特征分布。结果发现:GH99合金的晶粒经固溶处理后逐渐变成等轴状晶粒,晶粒内存有大量孪晶界,且绝大多数为较平直的Σ3晶界;晶粒尺寸随固溶温度升高和时间延长而逐渐增大,其在不同温度和时间下的长大速度不尽相同,而孪晶随晶粒的长大而长大;Σ3晶界比例随固溶温度的升高和时间的延长先增大后减小,而Σ9和Σ27晶界比例则呈现逐渐减小的趋势。     

形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金晶界特征分布演变的影响

本文研究了不同形变热处理工艺参数对冷轧态镍基高温合金中晶界特征分布演变的影响。结果表明,在退火处理过程中,生长事故模型是静态再结晶(SRX)晶粒中新Σ3晶界形成的主要机制。随着退火时间和退火温度的增加,晶界迁移时间延长,晶界迁移速度加快,从而增加了生长事故的发生频率,促进了Σ3晶界的形成。此外,随着应变的增加,Σ3晶界的比例先减小后增大。在冷轧变形量为0.1和0.7时,Σ3晶界的比例均可达到60%左右,这与大晶粒团簇的形成密切相关。此外,本文还详细分析了不同工艺参数下,Σ1晶界、共格Σ3晶界、非共格Σ3晶界、Σ9晶界、Σ27晶界和随机晶界的演变规律。     

基于电涡流原理耐高速冲击缓冲器的性能分析与试验研究

缓冲器作为一种吸能元件广泛应用于轨道交通、航空航天以及船舶等行业，基于涡流原理研制出一种耐高速冲击电涡流缓冲器，并应用MAXWELL软件对影响电涡流缓冲器阻尼力的各参数进行仿真计算，通过冲击试验研究缓冲器动态性能及影响电涡流缓冲器阻尼力的关键因素，验证仿真计算结果的准确性，最终研制出一种新型的耐高速冲击电涡流缓冲器，并为后续缓冲器的结构设计提供理论和试验依据。     

马车螺栓镦锻成形微观组织有限元模拟

对304不锈钢的流变应力数据进行处理，获得了304不锈钢在改进的L-J位错密度模型中的应变软化参数、加工硬化参数和自扩散激活能等表征参数，建立了304不锈钢L-J位错密度模型，进而采用有限元方法对马车螺栓镦锻成形过程中微观组织变化开展有限元模拟，并将模拟结果与金相实验得到的微观组织进行对比分析。结果显示，304不锈钢马车螺栓成形过程中，螺栓头部晶粒被压扁、拉长明显，方颈部位晶粒也有一定程度的细化，而杆部晶粒变化不明显；螺栓成形后，6个样品区的应变分别为2.03、2.32、0.48、0.64、0.03和0.05,其中，螺栓头部内外侧平均晶粒尺寸分别减小了约31.3%、33.5%,而硬度分别提高了约35.9%、40.8%,方颈部位内外侧平均晶粒尺寸分别减小了约23.5%、26.2%,而硬度分别提高了约24.5%、30.2%,杆部外侧平均晶粒尺寸略微减小，硬度略微增加；模拟的平均晶粒尺寸比实验的平均晶粒尺寸要小，晶粒分布更密集，但误差水平大体一致。     

输送带硫化接头胶流动特性仿真研究

为得到硫化温度及硫化压力对输送带接头硫化时胶料流动特性的影响规律,利用FLUENT软件进行了有限元仿真分析,结果表明:接头中面胶及芯胶的流动速度随温度和压力的变化趋势各不相同,硫化压力对胶料流动速度的影响要高于硫化温度;输送带硫化的压力不均匀区域主要集中于输送带边缘;硫化压力对胶料剪应力的影响要显著高于硫化温度。     

基于动态再结晶动力学方程的镍基高温合金热变形流变应力预测

采用等温热压缩实验,研究了一种典型镍基高温合金在1010-1160oC及0.001-1s-1条件下的高温流变行为。结果表明在合金的高温变形过程中发生了动态回复(DRV)以及动态再结晶(DRX)现象。通过深入分析不同变形条件下合金的高温流变行为,分别建立了合金在加工硬化-动态回复阶段以及动态再结晶阶段的流变应力本构方程。其中,在动态再结晶阶段,流变应力本构方程的建立是基于一种新型的动态再结晶动力学方程,该方程中引入了最大软化速率应变。此外,采用线性拟合的方法,建立了本构方程中材料常数与Zener-Hollomon参数间的函数关系。同时,通过对比分析流变应力的实测值和预测值,并计算两者之间的相关系数(R)和平均相对误差绝对值(AARE),验证了所建立本构方程的准确性,它可以精确预测所研究合金的高温流变应力。     

脉冲电流处理对冷轧态GH3030合金再结晶组织性能的影响

目的 探究不同工艺参数下脉冲电流处理对冷轧态GH3030合金静态再结晶组织的影响.方法 利用电子背散射衍射(EBSD),探究脉冲电流处理(EPT)和常规退火处理(CHT)对GH3030合金静态再结晶的影响.探究了两种热处理方式下不同退火温度和时间对冷轧态GH3030合金静态再结晶体积分数、晶粒尺寸以及硬度的影响,计算两种热处理方式下不同工艺参数的静态再结晶动力学方程与激活能.结果 与常规退火处理相比,脉冲电流处理可以快速提高冷轧态GH3030合金的静态再结晶体积分数,并且得到了尺寸更加均匀的晶粒,而脉冲电流处理的合金其硬度值均小于相同条件下常规退火处理的合金.根据静态再结晶动力学方程的结果可知,脉冲电流处理的合金再结晶激活能低于常规退火处理的合金,脉冲电流处理下发生完全再结晶所需时间远远少于常规退火处理下所需时间.结论 脉冲电流处理促进了冷轧GH3030合金静态再结晶行为,并且加速了再结晶晶粒的成核和长大,但脉冲电流处理对改善GH3030合金的硬度效果不明显.     

改性UHMWPE/HDPE加工性能及其熔体纺丝

采用硬脂酸钙(CaSt₂)、氮化硼(BN)、含氟助剂(PPA)对UHMWPE/HDPE共混物在熔融状态下的挤出加工性能进行改性,并通过转矩流变测试和熔体流动速率测试,表征了以不同方式组合的3种助剂对共混物体系的协同改性效果。通过拉伸强度测试,研究了流动改性助剂对共混物单丝的拉伸强度的影响。研究表明,添加适量CaSt₂后,共混物的黏流活化能和加工扭矩分别降低了32.7%和1.1%,同时,共混物单丝最大拉伸强度增大至1 236.61 MPa;随着BN或PPA添加量的增加,共混物加工扭矩逐渐降低;同时添加BN和PPA后,共混物加工扭矩下降至56.98 N·m,熔体流动速率可达1.51 g/10 min,而且,单丝的拉伸强度明显降低,最大拉伸强度仅能达到815.13 MPa。