Development of high density and high efficiency machines

This research on development of high density and high efficiency machines is executed as the project on the Ministry of Economy, Trade and Industry in Japan. The realization of the electrical machines for the high efficiency and high energy density is aimed, by using the high quality magnetic material made in Japan such as the high grade electrical steel sheet and high performance permanent magnet.     

高强高导Cu-Nb微观复合材料热稳定性

通过集束拉拔技术制备了高强高导Cu-Nb微观复合材料,采用X射线衍射和扫描电镜等手段分析了不同热处理条件下材料晶体取向和界面结构的演变,通过应力应变曲线和电导测试研究了不同热处理条件对材料强度和电导的影响规律,结果表明:700℃热处理就可促使形成Cu、Nb的再结晶织构,由极塑变形所导致的区域化学势差异及原子扩散是影响Cu/Nb界面稳定性的关键因素;而700℃的中间热处理可以极大改善材料后续的加工塑性,同时在一定后续形变量条件下仍可获得高强度性能,而且通过低温调整热处理可改善材料导电性,同时保持较高强度。     

轧辊用高钒高速钢、高铬铸铁滚动磨损性能研究

研究了高钒高速钢（C：3％,V：10％）和高铬铸铁（Cr26）两种轧辊用材料的力学性能和滚动磨损性能。应用位错理论分析了高钒高速钢、高铬铸铁中碳化物裂纹的形核和滚动磨损的循环特性对材料滚动磨损性能的影响。结果表明,碳化钒内部的纳米亚结构在滚动磨损过程中能够降低裂纹形核率,高钒高速钢磨面及亚表层的循环软化能够延缓疲劳裂纹的扩展,基于以上因素,高钒高速钢滚动耐磨性是高铬铸铁的4．4倍。     

高品质高可靠性钎料的技术发展及应用

结合国际高品质钎焊材料的研究现状和未来发展方向,总结了新型铝基钎料、银基钎料、铁基钎料及钎焊技术的国内外最新研究进展与应用成果.AlSiCu基低熔点钎料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性能,特别是添加微量稀土元素后能通过变质作用降低表面张力和促进界面元素扩散,适用于高强度铝合金、铝-钢、钛合金的连接.新颖的纳米多层膜低温钎料及涂层制备技术取得一系列新的研究结果,与钎焊技术相结合具有良好的应用前景;特殊的钎焊新技术,如超声波辅助钎焊、等离子-激光复合钎焊为实现无钎剂和非真空环境下材料的液相连接提供了新的解决方案.     

高能高速热喷涂工艺的发展及应用

介绍了气体爆炸喷涂，超音速火焰喷涂和超音速等离子弧喷涂等高能高速热喷涂工艺的发展、原理、特点及其应用。     

金刚石-WC-Co复合材料的高温高压合成

以质量分数为5％的金刚石微粉(平均晶粒尺寸7 μm)、90％的WC粉(平均晶粒尺寸150 nm)、5％的Co粉(平均晶粒尺寸0.9 μm)为初始材料,采用高温高压法在5.50 GPa、1 100～1 500℃保温2 min条件下制备金刚石-WC-Co复合材料.采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、维氏硬度计对样品进行...     

高强韧共晶高熵合金的研究进展

共晶高熵合金具有高硬度、高耐腐蚀性、高耐磨性、极好的铸造性、优异的抗氧化性和磁性等诸多传统合金无法比拟的特点,是传统物理冶金领域对合金设计的一次突破,为新材料、新性能的探索开辟了新的平台.虽然目前已出现多种类型的共晶高熵合金,但对共晶高熵合金的性能和设计思路还缺乏宏观的认识.本文将综述近年来共晶高熵合金的设计方法:试验...     

Rapid solidification of copper alloys with high strength and high conductivity

Rapid solidification has been employed to develop high-strength/high-conductivity copper alloys, because it offers advantages not achievable by conventional ingot metallurgy practice. The effect of rapid solidification on mechanical properties and electrical conductivity on copper alloys (with and without heat treatment) has been studied. Results indicated that alloys of the Cu-Cr-Zr type, rapidly solidified and aged, show a good combination of electrical conductivity [45.82 × 10⁶(l/Ω · m)] and microhardness Vickers (24.46 × 10⁶ Pa) values. These values are superior to those of optimally aged conventional copper alloys for resistance welding electrode applications.     

低合金高强钢焊缝熔敷金属强韧化机理

向焊缝熔敷金属过渡微量的Ti-B和稀土元素,可以有效地抑制先共析铁素体的析出,使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织.从而提高了焊缝的低温冲击韧性.通过透射电镜观察,发现焊缝中合金元素能形成细小、难溶的非金属夹杂物,成为针状铁素体的形核核心;Ti能形成细小、难溶而弥散分布的化合物(TiO)质点,对针状铁素体的形核更为有利.针状铁素体由许多亚结构组成,这相当于进一步细化了晶粒,是提高焊缝熔敷金属低温韧性微观原因.     

高稳定高效率十八辊轧机的开发与应用

针对十八辊型轧机在实际生产中普遍存在的侧支撑系统稳定性差、背衬轴承消耗大、工作辊断裂、止推轴承损坏频繁等诸多问题,对十八辊轧机侧支撑系统的稳定性、工作辊和止推轴承的故障原因及影响轧机效率的原因进行了研究分析,提出相应解决措施,开发出新型侧支撑辊盒锁紧机构、侧支撑标定装置以及快速换辊装置等多项专有技术,最终获得了一种故障率大幅度降低的高稳定性、高效率的十八辊轧机,并在中冶南方印度不锈钢项目上得到良好应用。     

高温高压后叶蜡石相变的研究

通过三个不同层面对合成金刚石晶体的叶蜡石组装块进行X射线衍射与Raman光谱的检测分析,清晰地表明了叶蜡石晶体在高温高压条件下逐渐相变成硬水铝石、柯石英、蓝晶石的过程.进而得出选择适当的白云石套管壁厚,阻止过多,高硬度蓝晶石新相的形成,以构成合成腔体内压力、温度的合理匹配对合成高质量金刚石有着重要的指导意义.     

高效、高精度金刚石珩磨盘研制

采用金刚石微粉和青铜基结合剂制做了高效、高精度金刚石珩磨盘，该方法制造的珩磨盘具有磨削效率高、自锐性强，无堵塞，无须修整。本文详细介绍了制造工艺与参数。     

高碳高钒高速钢复合轧辊的研究进展

论述了高碳高钒系高速钢复合轧辊的研究现状,重点介绍了高碳高钒系高速钢复合轧辊的制造工艺性能、成分设计、合金组织与性能.     

高强高导铜合金的强化机理与研究热点

铜合金材料作为高新技术产业的主流材料,需同时具备高强高导的性能.但是根据不同的应用环境,在保持高导电率的前提下如何选择合适的强化方法是制备铜合金的瓶颈.据研究可知,合金化法(形变强化、时效强化、固溶强化、细晶强化)和复合材料法(人工复合材料法、自身复合材料法)可以提高铜合金材料强度,但对其导电率有一定的影响.通过添加稀土元素、快速凝固法或大塑性变形等强化方法,有望获得高强度、高导电率的铜合金.本文着重探讨了合金化法和复合材料法的强化机理及其优缺点,并对铜合金的研究热点进行讨论和展望.     

高温高压下金刚石/碳化硅体系烧结反应机理研究

本文研究了微米级金刚石与硅粉在高温(800~1 200℃)高压(5.1 GPa)下的反应机理。通过对金刚石与硅粉反应过程的研究,发现微米级金刚石与硅粉在硅熔点以下发生了反应;并指出高温高压下微米金刚石与硅粉的反应分为两个阶段:硅未熔化前的金刚石与硅的反应,硅熔化后的金刚石与硅、石墨与硅的反应。最后提出了一种新的合成金刚石/碳化硅复合材料的工艺,即采用高压熔渗法合成金刚石/碳化硅复合材料时,在温度略高于硅熔点之后保温一段时间,再升温到合成材料的设定温度,可以合成出结构更加均匀的、高质量的金刚石/碳化硅复合材料。     

快速凝固高强高导Cu-Cr合金的性能

采用单辊旋铸快速凝固技术制备了Cu-0.6～5.0Cr(原子分数,%)合金条带,对铸态及时效处理后的合金性能(包括电特性和显微硬度)进行了研究.结果表明快凝铸态合金经过适当的时效处理后,可以在保持较高的电导率的前提下,显著提高其硬度.还在Matthiessen假设的基础上,对快凝工艺和时效工艺对合金的电特性的影响进行了分析和讨论,依据合金强化机理对合金硬度进行了分析.     

高强高韧钢Q960E的生产工艺

采用中低碳微量添加Nb、V、Cr、Mo、Cu、Ni等合金元素成分设计思路,通过对Q960E钢板相变点、静态CCT曲线测定,详细研究钢板淬火后经不同回火工艺的微观组织和力学性能。结果表明:当冷速为0.1～1 ℃/s时,组织主要为铁素体+粒状贝氏体,随冷却速度增加,铁素体转变受到抑制,逐渐向贝氏体和马氏体转变,当冷速大于10 ℃/s时,组织全部为马氏体。淬火钢板经150、180、210 ℃回火后,随回火温度升高,强度不断下降,塑性增加,韧性呈先升后降,180 ℃回火时综合性能最佳匹配,屈服强度1050 MPa、抗拉强度1140 MPa、断后伸长率11.0%、-40 ℃KV₂单值60 J以上。     

高强韧面心立方高熵合金的设计

钛合金因具有密度小、比强度高、耐腐蚀、可焊接等性能特点,广泛应用于航空航天、舰船、兵器、核工业等重要的工业领域。但是钛合金的成本限制了其进一步推广和大规模应用,是目前钛合金总体用量不高的核心原因。本文从原材料、合金制备技术、钛产业链单位的协作等三个方面对钛合金低成本化技术研究与发展进行了归纳和评述,在此基础上,提出了未来低成本钛合金发展的趋势和建议。     

高强高导铜合金合金化机理

通过对Cu-Cr-Zr系和Cu-Fe-P-Ag系两种高强高导铜合金框架材料合金成分的分析, 获得如下结论 1) 利用双相析出强化, 可以改善析出相的形态和析出过程, 也是获得高强高导铜合金的有效途径; 2) 固溶0.1%Ag元素, 通过Ag元素与其他固溶元素的交互作用, 减少基体内对导电率影响较大的元素溶入, 可改善材料的导电性和强度; 3) 通过对Cu-Fe-P-Ag系合金成分的分析, 提出了铜合金多元固溶体微观畸变累积假说, 利用此假说, 可有效地指导高强高导铜合金基体成分设计.     

高压高温下Re 2 N的弹性和热力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究高压高温下Re2N的晶体参数、力学性能和热力学性能。结果表明：在高压下Re2N具有明显的弹性各向异性,与弹性常数C12、C13、C44相比,C11和C33的变化随着压力的变化非常明显。此外,首次计算Re2N的体弹模量B、弹性模量E和剪切模量G沿不同晶轴的分布。弹性模量在一些主要晶轴方向上的大小分布趋势如下：[0001][1211][1010][1011]EEEE〉〉〉。计算结果还表明：在（0001）晶面,Re2N的抗剪切能力是最低的,从而极大地减小对大剪切变形的阻力。基于准简谐德拜模型,在0~50GPa压力和0~1600K温度下得到德拜温度、格林艾森参数、热传导以及热扩散系数的变化行为。