基于遗传算法的低压铸造铝合金车轮工艺优化

为解决低压铸造铝合金车轮质量控制难度大的问题,采用遗传算法对工艺参数进行优化.基于铸造数值模拟结果,利用BP人工神经网络建立了铸造工艺参数与质量控制目标缩松缺陷和凝固时间的非线性关系,采用遗传算法实现了铸造工艺参数的优化.以某型低压铸造A356铝合金车轮为例,对浇注温度、上模温度、下模温度、侧模温度、模芯温度5个参数进行优化,得到的最佳工艺组合,可有效控制缩松缺陷和凝固时间.利用数值模拟结果、建立神经网络模型,采用遗传算法优化的方法,获得近似最优解,有助于优化低压铸造工艺.     

煅烧温度对α-Al_2O_3晶粒尺寸的影响

研究两种Al(OH)3原料在不同煅烧温度和不同保温时间进行煅烧,所得产品α-Al2O3晶粒尺寸的变化情况,及硼类、氟类和氟镁类矿化剂对α-Al2O3晶粒尺寸的影响。结果表明:煅烧温度在1400℃以下时,产品主要是由小于1μm的晶粒组成,而且在1400℃以下煅烧时,延长保温时间有利于α-Al2O3晶粒度的生长;煅烧温度在1500℃以上时对晶粒度基本没有影响。硼类和氟类矿化剂都有利于α-Al2O3晶粒的长大。     

大规模海上风电的非并网多元化应用研究——变海上风电场输电上岸为直接输产品上岸的探索

针对海上风电大规模发展成本高、并网难、故障概率高的瓶颈,提出了一种海上大规模风电非并网多元化应用系统。该系统突破海上大规模风电并网的单一应用模式,通过必要的技术创新与集成,将大规模海上风电与高载能产业(如海水淡化、电解水制氢和电解铝等)直接耦合形成一个完整的新系统,变海上风电场输电上岸为直接输产品上岸,不仅破解了大规模、超大规模海上风电应用难题,而且大幅度节省海上风电场投资成本,提高了风电利用效率,具有十分重要的现实和战略意义。     

Effect of asynchronous pulsing parameters on the structure and properties of CrAlN films deposited by pulsed closed field unbalanced magnetron sputtering (P-CFUBMS)

Controlled ion bombardment of growing thin films can be used to modify and improve the film structure and properties. Recently, higher energetic species (up to hundreds eV) were found in the plasma by pulsing the target(s) in magnetron sputtering. In this study, an electrostatic quadrupole plasma mass spectrometer (EQP) has been used in a pulsed closed unbalanced magnetron sputtering (P-CFUBMS) system to investigate the effect of different pulsing parameters (frequency and reverse time) on the ion energies and ion fluxes in the intrinsic plasma during Cr-Al-N film deposition. It is confirmed that pulsing both magnetrons in this P-CFUBMS configuration had a large effect on both the ion energies and ion fluxes generated within the plasma, which are shown to be strongly dependent on pulsing frequency and duty cycle.The effect of pulsing to provide a wide range of ion energies and ion fluxes on the film microstructure, mechanical and tribological properties was investigated using nanoindentation, microtribometry, X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), field emission scanning electron microscopy (FESEM) and scanning transmission electron microscopy (TEM). In the current study, by taking −50 V substrate bias into consideration, it was found that total ion energies with controlled pulsing parameters to achieve moderate values (70-120 eV) can effectively increase the density and decrease the grain size of Cr-Al-N films. On the other hand, pulsing regimes that produce excessive total ion energy (∼ 200 eV) result in an increase in the residual strain, and point and lattice defects in the film, which will significantly decrease the toughness and tribological properties of the film. Under optimum pulsing conditions (100 kHz and 5.0 μs), Cr-Al-N films with a dense nanostructure (column grain size of 10-40 nm) of super hardness and good wear resistance (41 GPa, 0.099 H/E ratio, 0.46 COF, and a wear rate of 3.4 × 10^− 6 mm³N^− 1 m^− 1) have been deposited using a controlled maximum ion energy bombardment of 122 eV at high ion flux.     

轧制工艺对7050铝合金显微组织和力学性能的影响

研究了轧制变形量和轧制温度对7050铝合金显微组织和力学性能的影响.当轧制变形量为30%时,轧制样品中大部分晶粒还基本保持铸态的枝晶形状;当变形量在70%以上时,铸态组织完全消失,并出现再结晶晶粒和亚晶组织.能谱结果表明,轧制样品中粗大的第二相为Al7Cu2Fe和Al2CuMg,AI7Cu2Fe相不溶于基体且呈链状分布,而Al2CuMg相部分溶于基体且呈球状分布.变形量为70%和90%样品的再结晶晶粒分数分别为1.25%和12.4%.变形量为70%样品的强度和硬度最高.当轧制温度为300℃时.时效后的样品中出现较多的再结晶晶粒;轧制温度升至430℃时,材料流变性变好.并且在轧制过程中更容易发生动态回复,使储存的变形能减少.再结晶晶粒明显减少,强度和硬度也达到最高.     

高强铝合金焊接接头无析出物区的形成机理

采用电弧焊对20 mm厚的2519-T87高强铝合金进行表面堆焊,观察了部分熔化区出现的无析出物区(PFZ)的组织特征,并对该区域的形成机理进行了研究.结果表明:无析出物区的形成主要是晶界液化层迁移所导致的,迁移的驱动力为相干应变能,焊缝收缩引起前,后晶粒的应变能差以及晶界曲率引起的界面能差.焊接热输入对无析出物区的形成有一定影响,随着焊接热输入的增加,无析出物区的宽度亦增加.该区的存在使部分熔化区在拉伸和冲击过程中易于断裂,且断裂方式为沿晶断裂.     

铝合金熔体中氢溶解度的计算模型

基于Sieverts定律和多元合金组元活度系数计算模型,建立了一个计算氢在多元合金熔体中的溶解度的计算模型,该模型只需要氢在纯金属熔体中的溶解度参数,为预测多元合金熔体中氢含量提供了有效的途径.以此计算了氢在多种铝合金熔体中的溶解度随温度变化的情况,计算结果与实验值吻合较好.     

泡沫铝泡体均匀性的定量表征

基于数字图像处理与分析技术,提出一种可取代目测这种定性评价泡沫铝中泡体均匀性的定量表征方法。泡沫铝中泡体均匀性的定量表征主要包括如下3个步骤：首先通过表面修饰使泡沫铝截面上的孔洞同孔筋之间产生适当的反差,同时获取泡沫铝样品截面照片;然后用图像处理软件Photoshop将截面照片转化成灰度图,并用大型科学计算软件Matlab、选取适当的阀值将所获得的灰度图二值化,得到黑白化图像;最后利用图像分析软件进行相关参数的计算。结果表明：该泡沫铝中泡体均匀性的定量表征结果与感观分析基本一致;另外,该方法还可以用来计算泡沫铝的面孔隙率,用该方法计算的泡沫铝面孔隙率与测试出的体孔隙率之间的误差约为4%。     

泡沫铝两步法制备工艺用新型发泡剂的热分解行为

研究一种适于两步法制备泡沫铝工艺用新型发泡剂的热分解行为,分析其分解过程中的动力学与热力学特征,以及发泡气体与熔体之间可能存在的反应。研究表明:该新型发泡剂具有分解温度范围宽、分解过程缓慢的特点;其在熔体中的发泡过程主要受化学反应控制;新型发泡剂所释放的氧化性气体与熔体发生反应,在气泡表面所形成的连续氧化膜,对稳定气泡形貌、减缓气泡的合并和长大有重要作用;该新型发泡剂在两步发泡法制备泡沫铝过程中表现出前期损耗率低、后期发泡效率高的优异性能。     

NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的腐蚀研究进展

综述了近年来国内外铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极在阳极组元的溶解与分布、腐蚀率的预测与测定以及氧化物和金属相对阳极腐蚀的影响三个方面所做的研究工作。