激光混合织构对45钢摩擦学性能的影响

首先采用纳秒激光精细微加工设备在45钢表面分别加工了直径100μm及深度8～10μm的凹坑织构(D100),直径200μm及深度6～8μm的凹坑织构(D200)以及兼具两类织构的混合织构(Mixture),织构面密度均为15%,然后在干摩擦及乏油润滑条件下对不同织构的试样进行摩擦试验，研究了不同激光织构对试样摩擦学性能的影响，并分析了磨损机理。结果表明：相比无织构试样，混合织构试样在干摩擦条件下的摩擦系数降低了约27.9%,在乏油润滑条件下降低了约9.9%。干摩擦条件下，D200织构试样的磨损率最低，为2.57×10^-6 mm³·N^-1·m^-1,乏油润滑条件下D100织构试样的磨损率最低，为1.04×10^-6 mm³·N^-1·m^-1,表明激光织构能够改善45钢的摩擦学性能。激光织构的减摩机理为：干摩擦条件下捕获磨屑，从而减少磨粒磨损；乏油润滑条件下，织构化处理能够储存润滑油并增加试样的亲油性，促进润滑油在试样表面...     

含铜低温取向硅钢轧制过程中的组织及织构演变

采用Zeiss光学显微镜及X射线衍射仪对含铜低温取向硅钢生产过程中热轧、一次冷轧、脱碳退火和二次冷轧阶段的显微组织与织构的演变规律进行了研究。结果表明:热轧试样的组织与织构在厚度方向上呈现明显的梯度变化,试样的表层和过渡层发生再结晶,过渡层存在较强的Goss织构,中心层存在以{001}<110>为主的强α织构。一次冷轧后试样组织被轧制成沿轧向分布的纤维状组织,织构以强α和弱γ织构为主。脱碳退火后试样发生再结晶,晶粒平均尺寸为15.69 μm,总体织构强度有所减弱,但Goss织构强度升高。二次冷轧后组织由等轴晶粒变为纺锤状组织,织构以弱α和强γ织构为主,其中{111}<112>强度最高。     

双峰基面织构对Mg-2.6Nd-0.55Zn-0.5Zr合金弯曲应力及显微组织演变的影响（英文）

沿Mg-2.6Nd-0.55Zn-0.5Zr板材挤压方向(ED)和横向(TD)分别切取试样,研究双峰基面织构对其弯曲应力及显微组织演变的影响。结果显示,具有弱基面织构的ED试样比TD试样的弯曲应力低很多。这种各向异性是不同织构状态对变形机制及显微组织演变的作用所导致的。对于具有弱基面织构的ED试样,其主要的变形机制是基面滑移：内侧区域存在少量的{10■2}拉伸孪生,而外侧区域则是基面滑移和柱面滑移。相比之下,具有强基面织构的TD试样在内侧区域激活更多的{10■2}拉伸孪生,在外侧区域激活更多的柱面滑移。{10■2}拉伸孪生的激活一方面促使<0002>//压缩方向类型的织构增加,使内侧区域的织构角度限制在±30°范围内,另一方面减少高位错密度和低角度晶界的出现几率。{10■2}拉伸孪生的大量激活使TD试样保持高应变硬化能力,是该试样具有较高弯曲应力的根本原因。     

中间退火对5052铝合金组织与性能的影响

研究了中间退火对5052铝合金板材组织与性能的影响。对合金的拉伸性能及显微硬度进行测试,使用扫描电镜(SEM)对合金的断口形貌进行观察,使用金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和宏观织构进行分析。结果表明:经过中间退火的5052铝合金板材的屈服强度比直接轧制的低10 MPa左右,晶粒尺寸大约82%。中间退火试样不同方向的断后伸长率差别不大,而直接轧制试样的轧向较45°和90°方向的断后伸长率小9%,具有明显的各向异性。拉伸变形后中间退火试样晶粒沿最大切应力方向呈明显的流变特征,断口处韧窝发达、分布更均匀。中间退火试样的{100}001 Cube织构和{100}011 H织构等再结晶织构更强,而直接轧制试样的B织构{110}112和Goss织构{110}001等轧制织构更强。经中间退火的板材各向异性得到明显改善。     

电解铜箔织构的研究

在CuSO4-H2SO4电解液体系中,电沉积铜箔试样.利用X射线衍射仪研究了不同电沉积条件下制备的铜箔材料的织构特征.结果表明,铜箔织构度随厚度的增加而提高,(111)织构逐渐向(220)织构转变,最终形成(220)强织构;铜箔织构度随电流密度的不同而改变,并且电流密度越大,越有利于(220)织构的形成,使得铜箔织构度越强;同时,电解铜箔织构类型以及织构度对铜离子浓度没有无关.     

激光织构形状间距对单晶硅摩擦磨损特性的影响

目的 提高单晶硅的减摩耐磨性能。方法 利用紫外激光在单晶硅试样表面刻蚀不同形状,间距为0.1、0.2、0.3 mm,宽度为0.2 mm的织构。基于MRTR-1摩擦磨损实验机,研究干摩擦条件下织构参数对单晶硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察单晶硅表面织构的微观形貌和磨痕形貌,用电子天平称量实验前后试样的质量,并计算磨损率,通过Ansys有限元软件模拟仿真试样表面应力和摩擦生热的温度分布。结果 与无织构相比,刻蚀表面织构均能不同程度地降低试样的磨损率,磨损率从0.012 mm³/(N.m)降至0.008 mm³/(N.m);部分表面织构试样的摩擦因数下降,低于0.14;单晶硅试样的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。仿真结果表明,织构试样的平均等效应力均大于无织构试样,在单晶硅试样表面加工织构会影响其表面整体性,容易出现应力集中现象;织构试样表面高于环境温度的区域面积小于无织构试样,且试样表面的最高温度与摩擦因数呈正相关。结论 在单晶硅表面加工织构,可以有效提高试样的耐磨性能,合适的织构参数还能够降低摩擦因数。通过加工表面织构,一方面可以影响试样的整体性,另一方面能够改善试样的散热性能。     

模拟卷取和退火温度对Ti-V超低碳BH钢织构的影响

利用光学显微镜、背散射电子衍射(EBSD)显微分析及高分辨透射电镜(TEM)等分析技术,研究了不同退火温度及卷取处理对Ti-V超低碳烘烤硬化冷轧钢板的再结晶晶粒尺寸、组织、织构以及第二相粒子的影响。结果表明:在高于750℃退火,试样均已完成再结晶过程,退火温度的升高,有利于得到均匀的铁素体组织和提高{111}织构的强度,但对α织构的影响较弱,卷取处理试样较易获得强的{111}织构。第二相粒子的形态、大小和分布也影响着织构的形成发展。     

月球车光伏玻璃表面微织构对月尘沉积量的影响

目的 减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,提高光伏玻璃的自清洁性能,为月球车用太阳能光伏电池提供设计依据.方法 在光伏玻璃表面制备了形状规则、排布均匀的圆形、正方形和正六边形柱状凸起表面微织构.使用火山灰岩石制备模拟月尘颗粒来代替月尘进行试验.搭建月尘沉积试验系统,在不同工作角度、不同月尘量下,使用含有表面微织构的设计试样和不含表面微织构的对比试样进行月尘沉积试验.月尘沉积试验后,使用金相显微镜观察表面微织构试样和对比试样,统计月尘沉积量并进行比较分析.结果 不同工作角度以及不同月尘量下,3种结构形状的表面微织构均可以有效减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,具有良好的自清洁性能.在工作角度为30°、45°、60°下,随着工作角度的增加,表面微织构的自清洁性能逐渐增加.工作角度为60°时,圆形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的21.74％,正方形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的26.92％,正六边形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的18.64％.在月尘量为3、5、7 g下,随着月尘量的增加,表面微织构的自清洁性能先增强后减弱.月尘量为5 g时,圆形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的26.71％,正方形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的26.43％,正六边形表面微织构的月尘沉积量为对比试样的19.24％.3种结构形状的表面微织构中,正六边形表面微织构的自清洁性能最好,圆形表面微织构次之,正方形表面微织构最差.结论 通过在光伏玻璃表面制备出表面微织构,可以减少月尘在光伏玻璃表面的沉积,增强光伏玻璃的自清洁性能.     

连续退火均热工艺对DCR薄板力学性能的影响

通过三维取向分布函数(ODF)分析研究了连续退火均热工艺对二次冷轧(DCR)薄板(0.2 mm)及再结晶织构的影响。结果表明:连续退火均热段时间为50s时,均热温度690℃再结晶α纤维织构组分从{001}110至{112}110的强度比625℃时弱,但α纤维织构{111}110及γ纤维织构({111}uvw)的强度比625℃时强,相应地,均热温度690℃的试样比625℃时的试样塑性强;当连续退火均热段温度690℃时,均热时间50 s的再结晶α纤维织构与γ纤维织构的强度均明显比70 s时强,而试样抗拉强度、塑性基本不变。这种织构明显变化而力学性能不变的退火工艺为第二次冷轧加工出不同性能的产品提供了可能。     

电子束快速成形制备TC4合金的组织和拉伸性能分析

针对电子束快速成形(EBRM)钛合金的组织特点,采用OM、SEM、XRD和TEM等实验手段,分析了EBRM制备TC4合金的微观组织和织构对其拉伸性能的影响规律。结果表明:TC4合金存在着平行于沉积方向的β柱状晶,且柱状晶的宽度随着沉积高度的增加,初始时迅速增加,之后增加的趋势变缓。由于沉积过程中循环的热作用,柱状晶内α片尺寸随着沉积高度的增加而减小。合金存在典型的转变α相织构。微观结构的梯度变化也导致了合金在不同位置的拉伸性能差异。随着X方向拉伸试样位置的升高,合金的屈服强度没有明显的变化,但抗拉强度有所提升;合金的塑性呈现上升的趋势。在合金底部,距离基板10和20 mm处的拉伸试样具有相近的加工硬化指数,低于合金中间的拉伸试样,而合金顶端拉伸试样的加工硬化指数较高。此外,合金还具有拉伸性能的各向异性,45°方向拉伸试样的强度高于X方向和Z方向的拉伸试样,同时Z方向拉伸试样的强度最低,这种强度各向异性主要归因于合金的转变α相织构。     

Sr对Al-Mg-Si-Cu合金板织构的影响

采用晶体取向分布函数方法(ODF)研究和分析了微量元素Sr对Al-Mg-Si-Cu合金板织构的影响。结果表明,不含Sr的试样中主要含有旋转立方织构和面织构,其含量分别为21.245%和38.773%;Sr含量为0.033%试样的织构特征与不含Sr试样的织构特征相比无明显差别,最大取向密度f(g)出现在{011}211,只是各织构组分含量略有下降,其旋转立方织构和面织构分别为18.665%和35.553%;Sr含量为0.093%试样的织构特征与前述两种试样的织构特征明显不同,最大取向密度f(g)出现在{112}111;旋转立方织构及面织构的含量急剧减小至0.019%和1.133%。     

多晶铝轧制变形的织构演变 Ⅱ．理论模拟

采用Taylor类型多晶体塑性变形模型,模拟了初始自由分布和近似立方织构多晶铝的轧制织构演变.应用取向线分析方法将不同模型的理论计算结果进行了系统分析,并与实测轧制织构进行了比较.结果表明:在低轧制变形程度时,完全限制(FC)模型计算结果的取向分布较其它模型更符合实际结果.在较高程度轧制变形时,对于初始自由分布的多晶铝轧制试样,lath模型与实验符合较好;而对于初始具有近似立方织构的样品,使用混合模型结果较佳.     

TEXTURE EVOLUTION OF POLYCRYSTALLINE ALUMINUM FOR ROLLING DEFORMATION － II. Theoretical Simulation

采用Taylor类型多晶体塑性变形模型, 模拟了初始自由分布和近似立方织构多晶铝的轧制织构演变. 应用取向线分析方法将不同模型的理论计算结果进行了系统分析, 并与实测轧制织构进行了比较. 结果表明: 在低轧制变形程度时, 完全限制(FC)模型计算结果的取向分布较其它模型更符合实际结果. 在较高程度轧制变形时, 对于初始自由分布的多晶铝轧制试样, lath模型与实验符合较好;而对于初始具有近似立方织构的样品, 使用混合模型结果较佳.     

低温高磁感取向硅钢常化工艺中间冷却制度的研究

借助电子背散射(EBSD)技术对AlN为主抑制剂的Hi-B取向硅钢常化工艺的中间冷却制度进行了研究。结果表明:常化后试样均发生了完全再结晶,在60℃/s冷速下组织最均匀;在合适的冷却制度下常化板表层保留了强的Goss织构,它深入到1/4厚度处,并且形成对Goss织构有利的强{554}225织构。     

脂润滑条件下PTFE/GCr15激光织构表面滑动摩擦性能研究

目的 研究PTFE薄膜与激光织构化GCr15轴承钢配副在脂润滑条件下的摩擦学性能,探究微织构面积占有率和工况参数对摩擦学行为的影响规律。方法 采用二极管泵浦声光调Q Nd∶YAG激光器对下试样进行表面织构加工,在Rtec MFT-5000多功能摩擦磨损试验机上进行往复摩擦学试验,其中上试样为粘结PTFE薄膜的圆柱销,下试样为进行激光织构化的GCr15轴承钢滑块。结果 脂润滑介质下,PTFE与微织构表面耦合摩擦系数最低。在前期磨合阶段,不同微织构面积占有率的表面摩擦系数均有小幅度上升;试验中期,不同微织构面积占有率的表面摩擦系数区分度逐渐变大。当微织构面积占有率由10%上升为40%时,摩擦系数先减小后增大,且微织构面积占有率为20%时,表面摩擦系数最小,仅为0.032。脂润滑条件下,三种不同微织构面积占有率的试样随着载荷由20 N增加至100 N时,摩擦系数均出现下降趋势,且趋势逐渐趋缓。在低频率阶段的摩擦系数较大,高频率阶段摩擦系数较小。结论 脂润滑条件下,PTFE与微织构耦合是一种有效的复合减摩手段。随着织构面积占有率的提升,表面摩擦系数先减小后增大,随着载荷的增大,表面摩擦系数迅速下降;随着往复运动频率的增大,表面摩擦系数先上升再缓慢下降。当面积占有率为20%时,能获得较好的摩擦润滑性能。     

圆凹坑织构对线接触摩擦副摩擦学性能的影响

根据摩擦试验中圆盘试样的旋转方向,用YLP-20型激光加工系统在圆柱销试样回转面不同区域(前端、后端、中间)加工规则分布的表面织构,利用UMT-3摩擦磨损仪进行单向旋转摩擦试验,研究表面织构分布区域对摩擦副摩擦学行为的影响。结果表明:在载荷10N、滑动速度0.003~0.628m/s时,不同分布区域的织构对摩擦副的摩擦学行为影响不同,相比无织构试样,分布于试样回转面中间部分的织构对摩擦副起到了减摩作用。这是由于中间织构通过形成局部流体动压润滑作用提高了摩擦副的承载能力,降低了接触表面的摩擦因数,同时通过储存磨屑,减少了表面磨损。前后端织构产生的流体动压润滑效应很小,磨损严重,导致其摩擦因数高于中间织构和无织构试样的摩擦因数。     

织构化AZ31B镁合金在不同温度下的成形极限(英文)

通过单向多道次弯曲(RUB)来改善商业AZ31B镁合金的织构,所有的试样都沿轧制方向制备。在室温、100、200和300°C下,通过延展成形实验研究AZ31B镁合金的成形极限图(FLDs)。与原始板材相比,在室温和100°C下,FLD中具有倾斜织构的AZ31B镁合金的最低极限应变分别提高了79%和104%。织构也影响FLD中成形极限曲线(FLC)的范围。当温度高于200°C时,两种板材的FLCs几乎重合。(0002)基面织构强度的削弱不仅有助于室温成形性能的提高,而且有助于中低温度成形性能的提高。随着温度的升高,织构对FLDs的影响减弱。     

仿生微织构与氟硅烷修饰对6061铝合金浸润性的影响

利用激光辐射效应在铝合金表面构建仿生微织构,通过自组装工艺在微织构表面实现氟硅烷改性处理,制备得到特殊浸润性表面。 利用扫描电镜、三维形貌仪、接触角测量仪对试样微观形貌和浸润性进行表征。 测试与分析结果表明,仿生微织构和氟硅烷修饰对构建特殊浸润性表面起到重要作用;微织构的形貌差异、加工矩阵间距的变化均会影响试样表面对水接触角。 通过数学模型的计算进一步证实,仿生微织构表面具有的超疏水浸润状态符合 Cassie 模型预测。     

高速冲击载荷下预压缩AZ31镁合金的退孪生行为与动态力学性能

为研究高应变速率冲击载荷下预压缩轧制态AZ31镁合金的退孪生行为与动态力学性能,将原始试样沿轧制方向（RD）进行真应变为4%的准静态预压缩,引入大量的■拉伸孪晶。利用分离式Hopkinson压杆（SHPB）装置对原始及预压缩AZ31镁合金样品沿板材法向（ND）进行应变速率为700、1000、1300和1600 s^-1的高速冲击实验,并利用EBSD技术对原始试样、预压缩试样以及不同应变速率下的冲击试样进行微观组织分析。结果表明,相比于原始试样,预压缩AZ31镁合金试样内的基面织构强度明显减弱并形成c轴与RD平行的孪晶织构,由于拉伸孪晶界对母晶粒的分割作用使得平均晶粒尺寸明显降低。预压缩AZ31镁合金试样沿ND高速冲击时的主要变形机制为退孪生,随着冲击应变速率的增大,孪晶织构逐渐恢复至初始的强基面织构,孪晶面积分数和孪晶平均厚度均逐渐降低,平均晶粒尺寸逐渐增大。此外,沿ND冲击原始试样相比于预压缩试样具有更高的强度和更低的塑性,且在塑性变形过程中预压缩试样呈现出更加明显的应变速率敏感性。     

织构化Cr-DLC薄膜对高加水量面带黏附性能的影响

研究在食品机械面带压延辊用06Cr19Ni10合金表面制备织构化铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)薄膜对高加水量面带黏附性能的影响。在06Cr19Ni10合金试样表面采用皮秒激光加工织构结构,并在优化的织构结构表面采用离子源辅助非平衡磁控溅射方法制备Cr-DLC薄膜;利用三维白光干涉表面形貌仪测试试样表面形貌和表面粗糙度;利用黏附测试平台分析加水量55%的面带在织构化铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)薄膜表面的黏附性能;利用滴定法测量试样表面水滴、乙二醇液滴的接触角并分析表面能。结果表明,高含水量的面带在织构结构表面的黏附能力随着织构间距增大和深度增加而降低,间距85μm、深度5μm的试样抗黏附能力最优,与06Cr19Ni10合金基体相比面带的黏附能力降低了39.8%;面带在织构化Cr-DLC薄膜表面的黏附能力为98 J/m~2,与06Cr19Ni10合金基体试样相比降低68.3%;面带在接触表面的黏附能力随着表面能色散分量与极性分量差值的增大呈线性递减规律。分析认为,所制备的"碗口"型特征的织构结构、Cr-DLC薄膜均具有降低表面能极性分量,增大色散分量的作用;织构结构和Cr-DLC薄膜的协同作用提高了06Cr19Ni10合金试样表面的抗黏附性能。针对高加水量55%的面带,制备间距85μm、深度5μm的织构化Cr-DLC薄膜具有最佳的抗黏附功能。