等离子喷涂与脉冲等离子爆炸复合涂层的氧化组织分析

采用等离子喷涂在镍基高温合金GH4049表面制备了CoNiCrAlY涂层,随后对涂层进行了脉冲等离子爆炸和真空预氧化处理,并对涂层进行了1050℃保温10 h和50 h的恒温静态氧化实验。结果表明:经过脉冲等离子爆炸处理后的涂层表面形貌更加平坦,脉冲等离子爆炸处理使得涂层表面的片层结构转变为致密结构,减少了氧气渗入涂层的通道,有效延缓了涂层的氧化过程,且没有改变涂层的化学成分;在1050℃空气中氧化50 h后,涂层的物相组成与未氧化处理的基本一致。     

电阻缝焊法制备铁基WC/金属双层涂层及其摩擦行为

通过电阻缝焊法,使用超硬铁基合金粉末(SHA)和2种粒度(3.5和55μm)的WC粉末在Al7075板表面制备了铁基WC/金属双层涂层。采用SEM和EPMA等手段对双层涂层的显微组织进行了分析;采用纳米压痕仪对双层涂层中微小组织进行了纳米硬度测试;最后通过球盘摩擦(ball-on-disc)实验对比了WC和SUS304 2种磨球对双层涂层的摩擦磨损行为的影响。结果表明,该铁基WC/金属双层涂层的总厚度达600μm,从涂层到基体的结构依次为:WC粉末/铁合金(耐磨层)+铁基/铝合金(金属中间层)+铝合金基体。当以WC为磨球时,使用微细和粗大WC粉末的涂层,其磨损机制分别为严重的磨粒磨损和脆性断裂伴随少量磨粒磨损;当以SUS304为磨球时,使用微细WC的涂层基本未发生磨损,而粗大WC粉末的涂层则发生少量磨粒磨损。以SUS304为磨球时,涂层的磨损率均低于以WC为磨球时涂层的磨损率。     

45钢与DC53钢的干滑动摩擦学行为

采用销盘摩擦磨损试验机研究了不同载荷下45钢与DC53钢(Cr12Mo V1)的干滑动摩擦学行为。通过SEM、XRD、SIMS等分析了45钢的磨损机理及其摩擦诱发的变形层特征。结果表明,载荷从40 N增加到60 N时,45钢销试样的磨损率增加量远大于DC53钢盘试样的磨损率增加量,载荷的变化对平均摩擦系数的大小几乎无影响;40 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生磨粒磨损和轻微的粘着磨损,60 N载荷条件下,45钢销试样表面主要发生粘着磨损;45钢销试样的摩擦影响层均由摩擦表层和塑性变形层组成,60 N载荷条件下销试样的塑性变形层深度大于40 N载荷条件下的销试样;45钢销试样的磨损表层出现了晶粒细化的现象,60 N载荷条件下的晶粒细化更明显;磨损表层中的细晶铁素体主要是由摩擦磨损过程中摩擦热和塑性变形共同作用导致的动态再结晶诱发的。     

45钢的脉冲爆炸-等离子体表面改性

采用脉冲爆炸-等离子体(PDP)技术对45钢进行表面改性处理,用OM、SEM、XRD分析了PDP处理前后试样的截面形貌和相结构变化,利用显微维氏硬度计、磨损测试和电化学方法研究了PDP处理前后显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:由于PDP过程中含有空气成分,并在处理时快速加热与冷却试样,使改性层有残余奥氏体出现,并生成新相Fe3N,形成了一层厚约52.10μm的含有柱状晶与细晶区双层结构的改性层。PDP处理使45钢表层在一定深度范围内显微硬度提高约2.9倍,耐磨损性能也得到了有效的改善,磨损质量损失仅为基体的1/3,磨痕宽度也明显减小。     

铜合金的脉冲等离子爆炸轰击表面处理

利用脉冲等离子爆炸轰击对紫铜、碳化钨铜、铍镍铜、铍钴铜、铬铜和铬锆铜进行了表面处理,采用扫描电镜、X射线衍射分析表面形貌和物相变化,并测量了表面显微硬度。结果表明处理后各样品表面均出现微量的W和W2N,以及较为明显的炭黑。样品接地轰击一次时表面硬度明显下降,多次轰击后硬度有所提高,但与基体硬度相差不大,且重熔形成的熔瘤使表面粗糙度明显增加。样品不接地时比接地时硬度明显提高,且高于基体硬度。     

反复锻压模具结构和加工工艺的有限元分析

采用Deform-3D数值模拟软件对反复锻压模具结构和加工工艺进行有限元分析,发现:缩小模具型腔宽度能够增大试样每个锻压道次的等效应变,但应变分布均匀程度和试样形状尺寸保持度相应降低;模具存在一定的过渡角半径时,试样表面具有较好的成形质量,应变分布均匀性随着过渡角半径的增大有所提高;试样每道次锻压后绕Z轴旋转90°再进行下个道次锻压,等效应变分布比每道次锻压后试样不旋转更均匀;加工速度对锻压后试样的温升影响十分明显,速度越高温升越显著;随着锻压温度的提高,载荷峰值不断降低,试样中应变和应力分布逐渐均匀;随着摩擦系数的提高,等效应变分布均匀性有所改善,摩擦系数提高到0.2时分布最均匀,继续增大到0.3时分布均匀性开始显著降低。在300℃和0.1 mm·s-1条件下锻压AZ31镁合金的实验表明:5道次后晶粒显著细化,平均晶粒尺寸由约200μm细化到最小约1.3μm。     

基于控制算法的珠优化方法对提高手机壳体刚度的优化设计

以铝合金手机后壳为研究对象,采用珠优化方式对其刚度进行了优化设计。以单元最大应变能为优化目标函数,在特定的设计响应和约束条件下,通过将目标函数最小化优化,实现手机壳刚度的最大化优化目标。分别探讨了6组最大珠宽度为2,3,4,6,10和20 mm的优化结果。结果表明,手机壳刚度与珠状结构宽度呈非线性关系,珠状结构的宽度小于8倍单元边长时,优化后的壳体刚度值随着宽度的增加而增大,当珠状结构的宽度大于8倍单元边长时,优化后的壳体刚度值随着宽度的增加而减小。     

DZ22合金的各向异性蠕变损伤本构模型的建立及数值分析

采用一种高阶损伤张量的方法,对于DZ22定向凝固高温合金材料的一级和二级蠕变,采用Hill各向异性理论和Norton能量准则设计各向异性本构模型,采用ANSYS软件编程。并且将它分别与单轴蠕变试验以及Kachanov-Rabotnov(K-R)的各向同性蠕变的材料本构模拟结果进行比较,同时研究了基于材料取向的参数化蠕变行为。结果表明,蠕变应变模拟的结果非常准确,适用于作为高温合金的各向异性蠕变本构的一种类型。     

Co和Ni对(Fe_(71.2)B_(24)Y_(4.8))_(96)Nb_4块体非晶合金因瓦效应的影响

进行了[(Fe_(100-x)Co_x)_(71.2)B_(24)Y_(4.8)]_(96)Nb_4(x=0～60)和[(Fe100-xNix)71.2B24Y4.8]96Nb4(x=0～20)块体非晶合金的热膨胀实验。结果表明,加入Co和Ni使合金的因瓦效应减弱,替代量x相同时减弱的程度也基本相同。这些结果说明,添加Co和Ni对Fe原子局域结构的主要影响是减少了Fe-Fe原子对的数目。同时还发现,居里温度与磁性相变结束后的热膨胀系数呈反向变化,与结构弛豫导致的自由体积释放有关。