Methods and mechanisms for uniformly refining deformed mixed and coarse grains inside a solution-treated Ni-based superalloy by two-stage heat treatment

The uniform refinement mechanisms and methods of deformed mixed and coarse grains inside a solution-treatment Ni-based superalloy during two-stage annealing treatment have been investigated.The two-stage heat treatment experiments include an aging annealing treatment(AT)and a subsequent recrystallization annealing treatment(RT).The object of AT is to precipitate some δ phases and consume part of storage energy to inhibit the grain growth during RT,while the RT is to refine mixed and coarse grains by recrystallization.It can be found that the recrystallization grains will quickly grow up to a large size when the AT time is too low or the RT temperature is too high,while the deformed coarse grains cannot be eliminated when the AT time is too long or the RT temperature is too low.In addition,the mixed microstructure composed of some abnormal coarse recrystallization grains(ACRGs)and a large number of fine grains can be observed in the annealed specimen when the AT time is 3 h and RT tem-perature is 980℃.The phenomenon attributes to the uneven distribution of δ phase resulted from the heterogeneous deformation energy when the AT time is too short.In the regions with a large number of δ phases,the recrystallization nucleation rate is promoted and the growth of grains is limited,which results in fine grains.However,in the regions with few δ phases,the recrystallization grains around grain boundaries can easily grow up,and the new recrystallization nucleus is difficult to form inside grain,which leads to ACRGs.Thus,in order to obtain uniform and fine annealed microstructure,it is a prereq-uisite to precipitate even-distributed δ phase by choosing a suitable AT time,such as 12 h.Moreover,a relative high RT temperature is also needed to promote the recrystallization nucleation around δ phase.The optimal annealing parameters range for uniformly refining mixed crystal can be summarized as:900℃×12 h+990℃×(40-60 min)and 900℃×12 h+1000℃×(10-15 min).     

基于改进的遗传算法的天然气管网系统运行优化

在天然气管网系统安全稳定运行的基础上,为了实现节能减排,充分合理地利用管道的输配能力,将目标函数定义为天然气的最大流量,同时考虑管道内天然气稳定流动、各节点流量平衡、节点及管段压力等约束条件,建立了天然气管网系统优化数学模型。采用整数编码来进行管径编码,用模拟退火罚函数转化约束条件,并合理地将遗传算法的全局寻优能力和模拟退火的局部搜索能力互补融合起来,实现算法的改进和优化。将改进的遗传算法应用到某大型天然气管网优化设计的实例中,计算结果表明,改进的遗传算法在解的质量上和收敛的速度上都优于基本遗传算法,验证了所建立的优化模型是高效可行的。     

退火温度对新型锆合金薄板带材析出相和织构的影响

采用扫描电镜和超高分辨透射电镜,对具有良好冲制性能的新型锆合金薄板成品带材进行含晶粒、第二相粒子等在内的显微组织研究,并探索真空退火处理条件下温度对带材显微组织的影响。结果显示:新型锆合金薄板成品带材晶粒平均尺寸2.17 μm,存在{0001}<1010>和{0001}<1120>两种织构,大部分晶粒<1120>平行带材RD方向,较少晶粒<1010>平行带材RD方向;第二相粒子分布在晶粒内部及晶界,平均尺寸114 nm,尺寸较大的为不规则椭圆形的Zr-Nb-Fe相,尺寸较小的为圆形的β-Nb相;热处理退火温度降低,带材晶粒尺寸减小,第二相粒子细小弥散分布;新型锆合金薄板成品带材良好冲制性能主要源于轧制积累应变诱发再结晶过程进行充分,导致晶粒细小及孪晶发生破碎;相对轧制变形,退火对带材冲制性能影响不显著。     

等温退火对8030铝合金导线组织性能的影响

研究了不同等温退火工艺对8030铝合金导线组织及性能的影响。结果表明:等温退火前后合金均由α-Al基体和Al₆Fe相组成。在同一等温温度下,随着等温时间的延长组织逐渐趋于均匀化;同一等温时间下,随着等温温度的升高,组织趋于均匀化的时间缩短。经过等温退火处理后铝合金导线的导电率均有所提高,在470 ℃均匀化退火24 h后再经240 ℃等温4 h,合金导电率达到最高值57.21%IACS,比未经热处理试样的导电率提高了2.4%IACS。经过等温退火处理后铝合金导线的硬度及抗拉强度均有所降低,塑性大幅度提高。在470 ℃均匀化退火24 h后再经260 ℃等温8 h,合金的伸长率最高可达23.64%。热处理前后合金均为塑性断裂。     

退火工艺对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金组织及室温力学性能的影响

以Ti6Al4V球形粉末为原料,利用激光选区熔化成形方法制备了Ti6Al4V合金试样,采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能测试等手段,研究了退火工艺对Ti6Al4V合金室温力学性能及组织的影响规律。结果表明: SLM成形沉积态Ti6Al4V合金室温抗拉强度超过1200 MPa,而平均断后伸长率仅为4.0%;在650 ℃下进行真空退火处理,合金的抗拉强度仍保持在1200 MPa左右,规定塑性延伸强度R_p0.2高于1150 MPa,但试样的断后伸长率<10%;而在750及800 ℃下进行真空退火处理,合金试样的抗拉强度降至1100 MPa左右,规定塑性延伸强度高于1050 MPa,伸长率达到甚至超过10%,材料的综合强韧性得到明显提升。随着真空退火加热温度和保温时间的增加,SLM成形Ti6Al4V合金原始β晶界逐渐变模糊,晶粒趋向于等轴化。与此同时,快速冷却转变的α′针状马氏体未出现明显地粗化。     

退火温度对HA/Ti-24Nb-4Zr复合材料组织与性能的影响

利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了HA/Ti-24Nb-4Zr生物复合材料,研究了不同退火温度对复合材料显微组织和力学性能(抗压强度、屈服强度、屈强比、压缩弹性模量)的影响。结果表明,烧结态复合材料主要由β-Ti相、少量初生α-Ti相及HA相组成;随着退火温度的升高,复合材料基体中β-Ti相含量增多且晶粒逐渐长大,针状次生α-Ti相在晶界处和晶内不断析出,HA相结构和含量变化不大;与烧结态相比,不同退火温度处理后的复合材料强度和弹性模量先略微上升后下降,而塑韧性呈不断提高趋势;复合材料在850 ℃退火处理后,抗压强度、屈服强度、屈强比和压缩弹性模量值分别为1507 MPa、1270 MPa、0.84和42 GPa,塑韧性得到明显改善,作为生物医用植入材料具有潜在的应用前景。     

基于LBT-SA的LoRaWAN信道接入方法研究

标准LoRaWAN协议中定义的纯ALOHA信道接入方法在网络负载较大时会造成大量碰撞，使LoRa网络的可扩展性和可靠性受到极大挑战。为此提出了一种将先听后说与模拟退火相结合（Listen Before Talk combined with Simulated Annealing，LBT-SA）的LoRa信道接入方法。该方法通过在设备发送之前先监听信道，降低信道被同时接入的概率，并以成功传输所需退避时间为初始值，搜索更小的退避时间。仿真结果表明，LBT-SA和基于二元指数退避算法的先听后说（Listen Before Talk，LBT）方法在包成功传输率方面保持了高度的一致，并且LBT-SA在周期传输过程中逐渐减少了不必要的退避时间，从而减少了时延。在多达10 000个终端接入单个网关的场景中，该算法的平均退避时间至少降低了16.38%。     

基于模拟退火优化BP神经网络的变形监测数据预测方法

针对BP神经网络模型用于变形监测数据处理时容易陷入局部极小值并且收敛速度慢的问题，提出一种基于模拟退火(Simulated Annealing,SA)算法优化BP神经网络的建筑物变形预测方法，利用SA的全局寻优能力对BP神经网络的模型参数进行优化，使参数迭代过程始终保持较高的“温度”和“能量”，从而确保BP神经网络能够得到全局最优解的同时具备较高的预测精度和收敛速度。采用实际算例对所提SA-BP方法在低信噪比和小样本条件下的预测精度进行验证，结果表明所提方法相对于传统BP神经网络法和小波方法能够获得更高的预测精度，并且在小样本和低信噪比条件下优势更加明显。     

退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响

采用显微组织分析和分子动力学模拟等方法研究了退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响。结果发现,晶粒尺寸随温度的升高逐渐增加并趋于稳定,但是断后伸长率和断面收缩率在950 ℃突然大幅度下降。试样组织形貌在800 ℃和950 ℃退火温度下的OM及SEM分析结果未见明显差别。于是使用分子动力学模拟对0Cr25Al5钢三元体系的自由能进行了计算,发现随着B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相尺寸的增大,系统自由能先减小后增大,其最小值随着退火温度的升高向有序相颗粒尺寸减小的方向移动。在1273 K的高温下仍然会保留60 nm左右大小的有序相颗粒。因此,推测0Cr25Al5钢在大于950 ℃的温度范围内韧性下降是由于60 nm左右的B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相造成,与晶粒尺寸无关。因此,针对该钢种应进行低温退火促使基体组织回复以消除缺陷,从而抑制Fe、Al等基体原子的扩散。     

Fe基非晶合金增强1060铝基多层复合材料的组织与性能

采用累积叠轧焊+中间退火法复合轧制1060Al/Fe基非晶多层铝合金复合板材。利用光学显微镜、扫描电镜、X-衍射分析仪以及拉伸试验机分析Al基复合材料的微观组织结构变化、断口形貌、物相组成以及力学性能。结果表明:Fe基非晶复合材料的增强体在300 ℃中间退火过程中发生部分晶化,在累积变形轧制过程中发生破碎,并随着变形道次的增加,破碎程度随之增大;复合板前6道次的累积轧制变形出现了明显的加工软化现象,并且随着变形道次的增加,其加工软化的效果愈明显;随着累积轧制变形道次增加,Al基复合材料的力学性能发生了明显的变化,第2道次轧制变形后屈服强度与抗拉强度达到了最大值为140 MPa和156 MPa,伸长率为5.53%,达到最佳综合性能。