转速对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能的影响

对2524铝合金薄板进行搭接搅拌摩擦点焊试验, 研究了搅拌头转速对其组织与性能的影响。结果表明, 随转速增加, 焊点外侧飞边越加严重, 组织畸变程度增加, 焊核区宽度增大, 有效连接宽度先增大后减小。母材区硬度最大, 热影响区硬度最低;在焊核区内, 显微硬度随转速增加而增大, 当转速为1 100 r/min时达到最大133.9HV, 而热影响区在300 r/min时硬度最大。在单向拉伸试验中, 接头剪切强度随转速增加先增大后减小, 在700 r/min时达到最大值3 510 N;接头呈现出两种断裂模式: 即低转速下平行于两板面断裂和高转速下沿倾斜方向断裂;断口呈现明显的剪切韧窝形态, 韧窝小而浅, 焊接接头为韧性断裂。     

铸态Ti-20Zr-20Al钛合金动态压缩力学性能与断裂机制研究

采用X射线衍射仪、金相显微镜、分离式霍普金森杆和扫描电镜等手段研究了Ti-20Zr-20Al钛合金在动态压缩条件下的微观结构、力学性能和断裂机制。结果表明,Ti-20Zr-20Al铸态合金由Zr基体相和TiAl/Ti₃Al针状相组成; 随着应变率增加,合金的抗压强度增加,失效应变显著增加; Ti-20Zr-20Al合金的断裂机制为解理断裂; 随着应变率增加,试验压缩断裂后碎片总数增大,平均粒径减小。采用DID模型模拟的材料碎片尺度与实验结果比较吻合,Grady模型与实验结果的偏差较大。     

Ni对铁基合金粉块氩弧堆焊层组织和性能的影响

通过氩弧焊在基体材料Q235钢板上熔敷铁合金混合粉末压块,研究了压块成分及堆焊工艺对堆焊层组织及性能的影响。结果表明:在固定压块粉末总质量为16 g、镍铁含量为0.64 g、堆焊电流为180 A时,堆焊层的硬度最大,达到HRC48.9;耐磨性最高,相对磨损量为0.013 4 g/(cm^2·min)。     

基于混合时间序列卷积神经网络的轴承故障诊断

在传统滚动轴承故障诊断中,绝大多数方法采用了从振动信号提取特征的诊断模式,但是这种模式必然会使原始信号降维进而导致故障信息的丢失。卷积神经网络(CNN)通过权重共享和稀疏连接直接对原始信号进行操作,实现自适应特征提取,最大化保留故障信息。受CNN原理启发,开发出了一种基于工业振动信号特征的新型诊断框架,称之为混合时间序列CNN(HTS-CNN)。首先,利用估计总体比例的方法自适应确定模型训练样本数目;其次,通过对时间序列片段进行随机组合的方式,使模型能够提取非相邻信号特征;最后,利用Softmax激活函数在模型输出端执行多分类任务。通过对凯斯西储大学及CUT-2平台轴承数据进行分析,实验结果表明:该方法能够准确、有效的对滚动轴承故障进行分类。     

铍铜合金断续切削后刀面磨损机理研究

目的研究断续切削过程温度变化对刀具粘结现象、涂层剥落和刀具磨损的影响。方法搭建了仿铣削加工的断续车削实验平台,采用热电偶法测量了断续切削过程中刀具后刀面在不同速度下的切削温度,利用带有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)观察后刀面随速度变化的磨损形貌并分析后刀面磨损区域的元素组成,阐述了后刀面温度和刀具磨损之间的联系,研究了Ti AlN涂层硬质合金刀具断续切削铍铜合金C17200时的后刀面磨损机理。结果随着切削速度的增加,刀具温度在v=500 m/min出现峰值,温度越高,后刀面的涂层剥落和粘结磨损现象越严重,涂层剥落和粘结磨损现象在切削速度为500 m/min时最严重,而后随着刀具温度的降低而减缓,切削速度600 m/min时的涂层剥落和粘结磨损现象相比500 m/min时有所减轻。结论断续切削过程中,刀具持续性地经受"负载-卸载"、"升温-降温"产生的高温、冲击和加工环境的不稳定性,是引起粘结现象、涂层剥落和刀具磨损的主要原因。涂层剥落和粘结磨损是导致铍铜合金断续切削刀具失效的主要磨损形式。     

Mg-Gd-Y-Zr合金TIG电弧熔覆层微观组织演变及力学性能研究

目的 在AZ91D镁合金表面熔覆Mg-Gd-Y-Zr合金，分析熔覆层微观组织演变规律及其对熔覆层力学性能的影响。方法 采用直流脉冲钨极氩弧焊（DC PTIG welding），在不同平均电流下，将Mg-Gd-Y-Zr合金焊丝送入AZ91D镁合金熔池，制备熔覆层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪，分析不同平均电流条件下的熔覆层微观组织。基于显微维氏硬度仪与往复式滑动摩擦磨损设备，表征熔覆层硬度及摩擦学性能。结果 熔覆层微观组织主要由α-Mg、Mg24(Gd,Y)5及Al2(Gd,Y)相组成。熔覆层呈现明显分层特征，主要是由晶界Mg24(Gd,Y)5相分布差异造成。平均电流增大，熔覆层中心晶粒尺寸先保持不变，而后快速增大，Al2(Gd,Y)相由细小弥散颗粒变为团聚状分布，晶界Mg24(Gd,Y)5相则由连续网状演变为不连续岛状，直至变为细小颗粒状。熔覆层硬度随平均电流增加，呈现略微上升，随后快速下降的趋势，其最高硬度达90.8HV。摩擦磨损测试过程中，平均电流为110 A所得熔覆层失重速率小于AZ91D基材。结论 采用DC PTIG在AZ91D基体表面成功制备了耐磨性能优于基体的含Gd、Y稀土元素的熔覆层，稀释率决定熔覆层Al2(Gd,Y)相形貌及分布规律。     

7050铝合金双级双峰时效强化机理

本文系统地研究了7050铝合金双级双峰时效微观组织对强度和硬度的影响。 结果表明，7050铝合金的双级时效出现了双峰现象。 第二峰的硬度和强度均略高于第一峰。 透射电子显微镜（TEM）观察表明，第二峰值的硬度和强度的增加是由于一定数量的n相数量的增加引起的。 此外，n相和GP区的共同作用优于GP区单独的效果。     

阴极保护技术在水工金属结构埋件上的应用

制作了水工金属结构埋件模型,研究不同种类牺牲阳极和外加电流方法对埋件的保护作用,以寻找切实可行的水工金属结构埋件长效保护方案。结果表明:采用牺牲阳极法进行阴极保护,当溶液电导率为2000μS/cm时,镁合金对水工金属结构埋件的保护距离可达到100cm,具有较好的保护效果;铝合金和锌合金由于表面钝化作用,对水工金属结构埋件起不到保护作用。恒电位极化方法可在不同电导率情况下对埋件起到较好的保护效果。     

Soft-Magnetic High-Entropy AlCoFeMnNi Alloys with Dual-Phase Microstructures Induced by Annealing

The simultaneous enhancement of magnetic and mechanical properties is desirable but challenging for soft-magnetic materials.A fabrication strategy to meet this requirement is therefore in high demand.Herein,bulk equiatomic dual-phase AlCoFeMnNi high-entropy alloys were fabricated via a magnetic levitation induction melting and casting process followed by annealing at 700-1000℃,and their microstructures as well as mechanical and magnetic properties were investigated.The as-cast alloy possessed a single metastable B2-ordered solid solution that decomposed upon annealing into a dual-phase structure comprising an Al-and Ni-rich body-centered cubic(BCC) matrix and Fe-and Mn-rich face-centered cubic(FCC)precipitates both in the grain interior and along the grain boundaries.The magnetic and mechanical properties were closely related to the relative volume fraction of FCC in the alloy.The FCC volume fraction could be increased by increasing the annealing temperature,thereby offering tunable properties.The optimal annealing temperature for balanced magnetic and mechanical properties was found to be 800℃.The alloy annealed at this temperature had an average BCC grain size of 12±3μm and FCC volume fraction of 41±4%.Correspondingly,the s aturation magnetization and coercivity reached 82.57 Am~2/kg and 433 A/m,respectively.The compressive yield strength and fracture strength were 1022 and 2539 MPa,respectively,and the plasticity was 33%.Owing to its adjustable microstructure and properties,the AlCoFeMnNi alloy has potential for use as a multi-functional soft-magnetic material.     

直流电对7B04铝合金固溶与时效组织和性能的影响

本文采用拉伸试验、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段,研究了7B04铝合金在施加和不施加直流电条件下,经470℃固溶和100-140℃时效处理后的组织和力学性能。与传统的T6处理(470 oC/30 min+120 oC/24h)相比,固溶和/或时效处理时施加500A的电流,可显著提高GPII区的析出密度,进而提高峰时效状态下的拉伸强度和延伸率。固溶过程中施加直流电可将随后时效合金达到峰值强度的时间明显缩短12h。