硬状态材料喷丸影响层的加工硬化

单轴拉伸或压缩塑性形变在使具有较大半高宽值的硬状态材料的表面或基材的屈服强度得到提高的同时，却使它们的增高宽减小，喷丸表面及表层的半高宽大幅度减小，但表面的屈服强度却明显提高了。     

空化水喷丸对20Cr表层组织与硬度的影响

本文研究了空化水喷（WCP）主要工艺参数（喷丸时间）对凸轮轴材料20Cr表层组织的强化效果的影响,并对喷丸处理前后的显微硬度进行比较。结果表明：喷丸时间分别为30min、60min的试样,表面形貌相对未喷丸处理有变化,出现少许的蚀坑,显微硬度比未喷丸的明显提高;喷丸时间分别为90min、120min的斌样,表面形貌出现了更多的蚀坑,显微组织出现了剥落,90min处理的试样表面显微硬度达到最大值,而120min处理的试样表面硬度却相对90min减小。     

一种新型超高强钢喷丸强化的研究

本文系统地研究了喷丸强化工艺参数与材料表面强化和损伤的关系,强化工艺参数对表面粗糙度、残余应力的影响,以及材料表面的这些变化与疲劳的关系。结果表明:只有在适宜的喷丸强化工艺参数下,才能获得最佳的强化效果。     

喷丸强化技术在我国的发展

本文简要地介绍了国外喷丸强化技术的发展,主要综述了国内喷丸强化技术的发展过程及它在工业部门中的应用情况,讲述了该强化技术在改善机械产品疲劳强度、提高产品可靠性中的作用。     

高强度钢管材的喷丸强化研究

研究了超高强度钢圆管件中的疲劳性能与喷丸强化工艺之间的关系。在管壁无氧化的情况下，外壁强化时疲劳裂纹萌生于内壁表面；而当内壁强化时疲劳裂纹则萌生于外壁表面。对内外表现进行强化，可使管材的疲劳极限（Ｎ＝１０＾６）提高４２￣５４％。本文同时还研究了表面强化对旋转弯曲疲劳极限的影响。结果指出，示强化疲劳源位于表面，给出的是材料传统的表面疲劳极限（ＳＦＬ）；而强化后的疲劳裂纹萌生于次表面上，这里获得的为材     

马氏体气阀钢多元共渗层的组织及性能

用固体粉末法,在4Cr10Si2Mo马氏体气阀钢表面制备了Al—Cr二元渗层及Al—Cr—Ce三元渗层,研究了渗层的显微组织和成分分布,测定了渗层由表及里的显微硬度。Al—Cr渗层厚度约为3501μm,硬度为580Hv;Al-Cr—Ce渗层厚度约为420μm,硬度为500Hv。     

喷丸强度对不同粗糙度表面超高强度钢疲劳性能的影响

不同方式加工的高强度钢零件具有不同的表面状态,对其采用相同的喷丸工艺是否合理尚不明确。对不同表面粗糙度23Co14Ni12Cr3Mo E超高强度钢作不同强度的喷丸强化。采用扫描电镜及白光干涉仪观察了喷丸试样的表面形貌,采用金相显微镜观察喷丸试样的表面组织,采用旋弯疲劳试验机测试了喷丸试样的疲劳性能,采用X射线衍射残余应力测试仪测试喷丸试样的残余应力。研究了喷丸强度对不同表面粗糙度超高强度钢的表面组织、形貌、残余应力场及疲劳性能的影响。结果表明:喷丸过程可以细化表面组织,引入残余压应力场,改变表面形貌特征,从而引起表面应力集中状况的改变,其改善效果与原始表面状态有关;对于初始表面粗糙度Ra≤0.4μm的表面,喷丸强化过程能有效提高材料的疲劳寿命,促使疲劳裂纹源内移;随表面粗糙度的提高,当应力集中状况过于严重时,表面组织细化和残余压应力对疲劳性能的提升作用会被抑制,喷丸工艺对疲劳寿命的提升效果大幅下降,疲劳裂纹源均位于表面。     

不同合金元素的建筑用耐火钢性能之间的对比

本实验以含Mo、Nb、Ti与V微合金元素的建筑用耐火钢为研究对象，通过对比合金元素含量不同的建筑用耐火钢的力学性能和显微组织，研究了合金元素Mo、Nb、Ti与V对建筑用耐火钢高温屈服强度的影响。实验结果表明Mo、Nb的复合添加是提高耐火钢高温屈服强度的有效方法。     

建筑用耐火钢中合金元素Mo与V的作用

建筑用耐火钢的使用不仅要求性能等同或优于常规建筑用钢而且还需要其在保证抗震性、焊接性和其它性能的同时增加高温时的强度。本文作者主要通过对比合金元素含量不同的建筑用耐火钢的力学性能和显微组织，研究了合金元素Mo与V对建筑用耐火钢高温屈服强度的影响。实验结果表明Mo、V的复合添加是提高耐火钢高温屈服强度的有效方法。     

喷丸预处理对铝合金与钢TIG熔-钎焊的影响

为了使铝合金与钢的连接更加牢固,以Al-Si(6%~8%)为钎料,采用TIG熔-钎焊对5052铝合金和镀锌钢板进行连接,并对铝合金板的熔-焊区进行表面喷丸预处理,研究了表面喷丸对接头界面组织及力学性能的影响.研究表明:喷丸预处理能细化接头熔焊区柱状晶晶粒并使其分布更均匀,促进钢/熔池金属间的界面反应;表面喷丸明显改变了钢/铝扩散层厚度,厚度由6.0μm增加到9.5μm.力学性能测试结果表明,表面喷丸显著改善了连接质量,接头拉剪强度达到238.6 N/mm.     

高能喷丸对AZ31镁合金耐腐蚀性及硬度的影响

采用高能喷丸对AZ31镁合金棒材端面进行表面自纳米化处理,利用失重法研究了AZ31镁合金喷丸试样和未喷丸试样在中性5%NaCl溶液中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱仪(EDS)对塑性变形层腐蚀后的表面形貌、元素分布进行了表征,利用微观硬度计测试了由喷丸表面到基体的硬度变化。结果表明,喷完后AZ31镁合金试样的腐蚀速率明显大于未喷丸的试样,随着腐蚀时间的延长,喷丸试样的腐蚀率急剧减小,然后缓慢降低,在喷丸表面形成了1层厚度约150μm的塑性变形区,在喷丸表面有裂纹存在。晶粒细化显著提高了母材表面的微观硬度,喷丸表面的微观硬度最高达到135HV,是母材的2倍多。     

CSP变形过程中碳化铌析出的动力学模型

本文在经典形核和长大理论模型的基础上,建立了适用于薄板坯连铸连轧(CSP)变形过程中NbC析出的动力学模型.该模型考虑了不同扩散速率原子的质量守恒、软撞击及毛细管效应,并假设碳化物主要在位错上析出,位错密度按照Atsuhiko模型计算.计算结果表明,在不发生软化行为的情况下,按照某实际CSP生产线生产工艺六道次变形后,Fe-0.046Nb-0.053C%(质量分数)钢的平均位错密度为3×1013m-2,开轧2 s后NbC开始析出.随着轧制过程的进行,NbC的最大半径逐渐增大,六道次轧制后最大半径为57 nm.随着轧制过程的进行、变形量的增大以及温度的降低,NbC的平均半径逐渐增大.轧制完成的瞬时钢中析出的NbC粒子的平均半径为27 nm,体积分数为0.0011%,后者远低于对应的平衡体积分数0.0496%.     

低温变形Nb微合金钢铁素体相变的数学模型

以热力学和动力学理论为基础，研究了Nb微合金钢热变形过程中铁素体相的形核及长大过程，在形核速率计算中引入变形储能、晶界凸阶及微合金元素的作用，建立了低温变形诱导铁素体相变的动力学模型，分析了热变形参数和化学成分对相变分数和晶粒尺寸的影响．变形温度的降低和变形程度的增加，促进了α相变过程，相变体积分数增加，晶粒得到细化．C与Mn含量增加的效果则相反．模型应用于热轧带钢生产过程的模拟，计算结果和实测结果吻合良好．     

Nb微合金钢析出行为的热力学计算

以析出热力学为基础,对Fe-Nb-C-N系统中奥氏体／碳氮化物的热平衡过程,计算了不同温度下碳氮化物析出相的平衡摩尔分数、化学驱动力、各组元的原子分数及奥氏体组分等．结果表明,随着温度的降低,析出相的平衡摩尔分数增大,溶解在奥氏体中的各组元的摩尔分数降低,析出相的化学驱动力增大．在低温条件下,Nb和N元素巳基本析出．碳化物在析出物中所占的比例主要取决于钢的成分和温度．对于同一成分的钢种,这一比值随着温度的降低而增大．     

谷胱甘肽和三氧化钨表面微观结构的AFM表征

用AFM表征了络合锌的谷胱甘肽与三氧化钨溶胶掺铂晶化薄膜的表面分子结构,结果表明:络合锌的谷胱甘肽的分子为七连环状结构,七连环上的两个离子或离子基团与两条长链相连,一个离子或离子基团与一条短链相连;这解释了谷胱甘肽与Zn2 、Fe3 等过渡金属离子络合并使其被螯离,消除了其氧化性,从而提高了谷胱甘肽的抗氧化性.三氧化钨溶胶掺铂薄膜经460℃热处理后晶化,其元胞为正六面体,内含一个WO6八面体,氧离子位居六个面心,钨离子处于体心,自然生长面为002面,晶格常数为(0.75±0.05)nm,氧离子的间距为(0.55±0.05)nm.解释了谷胱甘肽与Zn2 、Fe3 等过渡金属离子络合并使其被螯离,从而消除了其氧化性,以及掺杂一定含量的铂后改善了三氧化钨溶胶的氢敏特性的机理.     

CSP工艺热轧低碳钢板的强化机制

采用金相显微镜、H—800透射电镜和正电子湮没方法分析了CSP热轧低碳钢板金相组织、析出物形貌、尺寸、分布及位错密度。结果表明:CSP工艺热轧低碳钢板的晶粒较为细小,约为5.3μm;当累积变形量较小、变形温度较高时,析出物主要在晶界上,数量少见比较粗大,其尺寸大多大于150nm;当累积变形量较大、变形温度较低时,析出物主要在晶内,细小、弥散且数量较多,其尺寸大多为20～100nm,析出物主要为Al_2O_3、MnS或Cu_7S_4;随着累积变形量的增加,位错密度明显增加,终轧后轧件的位错密度约为6.35×10~(14)m~(-2)。晶粒细化、析出物弥散分布及位错密度增加是CSP工艺热轧低碳钢板强度高的决定因素。     

LaNi4M(M=Ni、Co、Fe)的晶体和电子结构

根据密度泛函理论,采用总体能量-超软赝势平面波技术,分析了LaNi5和20%Ni分别被Co和Fe代换后的晶体结构、总体能量、电子态密度以及Mulliken布居电荷.由理论计算得到的晶体结构参数与实验值符合得比较好.取代后合金的晶体结构变化趋势与取代元素的原子半径变化趋势一致.Co和Fe代换可改变合金的电子结构,降低合金的稳定性.Co-d或Fe d带的位置及其中的电子数影响合金的稳定性.Co或Fe更倾向于取代3g位,且Co取代比Fe取代稳定.合金生成热的理论计算值与实验值较为接近.     

石墨层折叠特性的原子力显微镜研究

使用原子力显微镜的探针对石墨的双原子厚片层进行了撕裂和折叠实验,结果表明:石墨片层只沿特定的方向撕裂和折叠;被折叠的片层在折叠轴处会形成一个未封闭的碳纳米管,即石墨片层的sp2键结构在折叠轴处会形成类sp3的结构缺陷;被折叠的片层可以完全展平到原来的位置或被继续撕成形状相同但尺寸较大的三角形.这说明在外力作用下sp2键结构和类sp3键结构可以自由地相互转化而不被损坏,由此可以解释碳纳米管惊人的可弯性.     

金龟子外甲壳的纤维增强特征和树枝状分叉纤维结构

在扫描电镜下观测了昆虫金龟子外甲壳的微结构特征，发现金龟子外甲壳是一种以几丁质纤维增强角质化蛋白质为基体的层状复合材料，其增强纤维的铺层平行于外甲壳的表面，具有包括螺旋铺层和分叉纤维在内的多种微结构特征，通过与人工合成复合材料的比较，分析了这些结构特征的强韧机理，测量并研究了金龟子外甲壳中的树枝状分叉纤维结构及其拔出力。结果表明，树枝状分叉纤维结构比普通直纤维结构具有更大的拔出力。     

铁素体-珠光体型非调质钢的高周疲劳破坏行为

研究了三种碳和钒含量不同的铁素体-珠光型非调质钢的高周疲劳破坏行为,并与调质钢进行了对比.结果表明,铁素体-珠光体型非调质钢的高周疲劳性能与其微观组织特征有关.提高铁素体相硬度,其疲劳极限及疲劳极限比均提高,疲劳极限比最高可达0.60,远高于调质钢的0.50;热轧态粗大的网状铁素体-珠光体组织的疲劳性能较差,低于同等强度水平的高温回火马氏体组织。铁素体-珠光体型非调质钢疲劳破坏机制不同于调质钢,其疲劳裂纹基本上萌生于试样表面的铁素体/珠光体边界,并优先沿着铁素体/珠光体边界扩展;对于同等强度水平的调质钢,不存在像铁素体那样的软相,因而易在试样表层粗大的夹杂物处萌生疲劳裂纹.