高强度高塑性TWIP钢的组织和性能

研究了一种高强高塑的汽车用TWIP钢。TWIP钢的锰含量为15％～30％，抗拉强度为600～1100MPa，断后伸长率高达95％。介绍了孪晶诱发相变的微观机理，层错能对TWIP效应的影响以及显微组织对钢的力学性能的影响。锰含量为15％～30％时，钢的塑性得以提高的机理主要是γ→ε→α相变诱发的TRIP效应；随着锰含量增加，孪晶形成逐渐起主导作用。     

Fe-23Mn-0.6C TWIP钢的组织特征

研究了Fe-Mn-C系TWIP钢的微观组织特征。结果表明,钢板经热处理后,其室温组织为单相奥氏体基体并伴有退火孪晶,同时基体中存在退火孪晶和层错,其退火孪晶量达16.2%,由于锰含量较高在该系列钢中存在锰的偏析行为。     

TWIP钢的显微组织与变形机制研究

采用金相、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等方法对两种不同Mn含量应变诱发孪晶(TWIP)钢拉伸前后的显微组织进行了研究.结果表明,Fe-15Mn-3Si-3Al钢的塑性增长机理主要是),γrcc→εhcp,γfcc→εhcp→αbcc相变诱发的TRIP效应;Fe-25Mn-3Si-3Al钢主要的塑性增长机制是孪晶诱发的TWIP效应.Fe-25Mn-3Si-3Al钢拉伸后有些奥氏体晶粒内存在两个或多个孪晶系统,孪晶界与原始奥氏体晶界都会阻碍孪晶的长大.层错能强烈影响TWIP钢的变形机制,随着Mn含量的增加,层错能不断增加,孪晶强化逐渐起主导作用.     

高锰TRIP/TWIP效应共生钢高速变形过程中的组织演变及变形行为

对18Mn-3Al-3Si和21Mn-3Al-3Si高锰TRIP/TWIP效应共生钢动态变形过程中的变形行为,应变硬化速率、真应力和应变硬化指数随真应变的变化,以及应变硬化和基体软化间的相互作用等进行了研究,采用OM,SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析.结果表明,高应变速率下,TRIP/TWIP效应共生钢应变诱发相变途径为γ→ε→α;高速变形对滑移的抑制、奥氏体向马氏体的相变和形变孪晶对奥氏体晶粒的细化是应变硬化的主要因素;造成基体软化的原因是绝热温升效应、ε→γ的逆相变和孪晶的动态再结晶.     

18Mn-Si系TWIP钢层错能的计算与实验

采用热力学计算以及XRD分析技术对18Mn-Si系TWIP钢的层错能进行了研究。结果表明,18Mn-Si系TWIP钢在淬火状态下为全奥氏体组织,拉伸变形以后出现变形孪晶和α马氏体相;该钢种的层错几率和层错能分别为2.6×10-3、17.3 mJ/m2,说明其在拉伸应力作用下将同时发生TWIP效应和TRIP效应,该结论与实验结果相吻合;对于18Mn-Si系TWIP钢而言,其在298 K条件下层错能（SFE）和层错几率（Psf）存在如下关系,即,SFE（298 K）=4.498×10-2/Psf。     

稀土含量对TRIP/TWIP钢组织和性能的影响

研究了不同RE含量对TRIP/TWIP钢组织和性能的影响,利用拉伸试验机测试其力学性能和OM及TEM观察其微观结构变化。结果表明,变形前组织以奥氏体为主,亚结构为退火孪晶和高密度的平面位错,变形后有大量形变孪晶亚结构出现,且有α马氏体组织产生,证实发生了TRIP效应和TWIP效应,变形后孪晶衍射花样观察发现在两个斑点之间有暗线,表明有层错存在。发现随着RE含量的增加,形变孪晶变短而且数量变少,证实RE有抑制TWIP效应的作用,TWIP效应减弱导致n值明显减小,且RE细化了晶粒,导致了强度和屈强比提高。     

冷轧压下量对TWIP钢组织与性能的影响

采用静态拉伸、金相、SEM、TEM等方法对冷轧压下量为50%、60%和70%的TWIP钢板热处理后的组织与性能进行了研究.结果表明,TWIP钢变形前后的组织均为单相奥氏体,其中冷轧压下量为50%的TWIP钢板力学性能最优,该TWIP钢退火后的晶粒能够为孪晶的生成和长大提供更有效空间.冷轧压下量对TWIP钢的耐腐蚀性影响很小,TWIP钢的腐蚀电位在-0.69 V左右,腐蚀方式为较为典型的点状腐蚀.TWIP钢断口呈等轴状韧窝结构,冷轧压下量为50%的试验钢的断口呈现出更好的塑性特征;冷轧压下量为50%的TWIP钢微观组织中观察到了条束状多系孪晶.     

Mn含量对Fe-Mn-C孪生诱发塑性钢拉伸变形行为的影响

利用室温单向拉伸实验,结合OM、TEM、SEM-EBSD等观察手段,对比研究了2种Mn含量(13Mn和22Mn,质量分数,%) Fe-Mn-C系高锰奥氏体孪生诱发塑性(TWIP)钢的拉伸性能、孪生演化规律及应变硬化行为。结果表明,随Mn含量的增加,钢的屈服强度与抗拉强度降低而断裂延伸率增加。在低应变时,Mn含量的增加延缓了钢中形变孪晶的形成;但在高应变时,Mn含量的增加加快了孪晶的形成速率,进而使高锰钢中的孪晶体积分数反而比低锰钢中的高。同时,形变孪晶的厚度随Mn含量的增加而增加。最后,对2种Mn含量的Fe-Mn-C系TWIP钢的孪生及拉伸变形行为进行了讨论。     

Fe-Mn TWIP钢退火态的微观结构特征

通过金相显微镜和透射电镜分析研究了退火态TWIP钢的微观结构特征.结果表明,经过600 ℃退火10 min后钢中存在冷轧的纳米级变形孪晶及少量位错;分别在700、800、900和1000℃退火10 min后,发现退火温度决定了退火孪晶的尺寸:随退火温度升高,退火孪晶尺寸增大.退火孪晶仅有少量在再结晶过程中产生,而大量的退火孪晶在再结晶结束后的晶粒长大过程中生成并长大.退火孪晶尺寸的大小影响了TWIP钢的力学性能,孪晶尺寸为2～5 μm时,试验钢表现出高强度,此时抗拉强度可达840 MPa;孪晶尺寸为30～50 μm时,试验钢表现出高的伸长率,可达到84.0%,表现出充分的TWIP效应.     

TWIP钢的组织与力学性能研究

采用金相、静态拉伸试验方法研究了5种不同锰含量的TWIP钢的组织和力学性能。结果表明,5种钢的屈服强度随应变率的增大而提高,最大屈服强度可达280MPa;抗拉强度随应变率的增大而略有降低,最高抗拉强度超过1000MPa;1#钢的断裂延伸率和强塑积随应变率的增大而提高,其它4种成分钢的断裂延伸率和强塑积随应变率的增大而减小。1#钢只具形变诱发马氏体相变,不出现孪晶;而2#-5#钢具TWIP效应,其中3#钢的最大延伸率可达75%,强塑积最高可达45000MPa（%）。TWIP钢拉伸前组织中有退火孪晶,变形过程中产生大量的形变孪晶,孪晶诱导塑性,从而推迟了颈缩的产生,导致很高的均匀变形能力。     

基于Pro／Mechanism的仿生膝关节优化设计与运动仿真研究

设计了用于数字化三维人体模型或假肢的四连杆膝关节,为了达到理想的运动效果,以膝机构瞬心坐标实际值与理想值之差最小,即膝机构的实际瞬心曲线与理想的膝关节瞬心轨迹相一致为目标函数,在五维设计空间中求得一组最优解,利用Pro/E具有几何约束和尺寸驱动等参数化设计功能,无需进行烦琐复杂的公式推导即可建立满足约束要求的数学模型,并应用Pro/E的多目标设计研究功能求得满足运动要求的杆件参数,在此基础上进行膝关节机构的三维造型及装配,进而在Pro/Mechanism环境下对仿生膝关节杆机构进行运动仿真.     

全自动数控五轴雕刻机机械装置的研制

介绍了一种采用PC机控制、三坐标联动的全自动数控五轴雕刻机的总体结构,介绍了横梁、雕刻头和夹具等机械装置的研制过程.本雕刻机在对刀、雕刻数字和图形的实际应用中,取得了非常好的效果.     

细长锥形套管压铸模设计

为解决细长锥管形铸件所需抽芯距离过长和脱模困难的问题，设计了带有特殊抽芯-推出机构的细长锥形套管压铸模。该模具采用斜销-浮动滑块机构，使抽芯的滑块不仅可沿抽芯方向移动，而且可沿推件方向浮动。先由斜销-浮动滑块机构做短距离抽芯，然后推杆沿推件方向推动滑块和型芯，将铸件推离动模。从而大大减小了所需开模行程，降低了设备成本，提高了生产效率。模具结构紧凑，工作可靠，铸件无推痕，成型铸件质量好。分析了套管的工艺特性，详细论述了压铸模的结构设计和工作过程。     

原位反应热压复合SiCP/MoSi2的显微结构与力学性能

以Mo粉、Si粉和C粉为原料，采用湿法混合和原位反应高温热压一次复合工艺制备了不同配比的SiCp/MoSi2复合材料，研究了该种工艺原位生成的SiC颗粒对MoSi2基体显微结构和室温力学性能的影响。结果表明：原位反应生成的适量SiC颗粒可以细化基体晶粒，改善其力学性能，与同样工艺下制备的纯MoSi2相比，含40vol%SiCp的SiCp/MoSi2复合材料室温抗弯强度是其3.4倍，含50vol%SiCp的SiCp/MoSi2复合材料室温断裂韧性是纯MoSi2的1.5倍；该种工艺的强化机制为细晶强化和弥散强化，韧化机制为细晶韧化。     

易切削Bi黄铜机理的研究

在保持传统黄铜易切削条件下，通过加入Bi代替Pb并添加少量RE获得了易切削黄铜。试验表明：绝大多数的Bi以单质游离态分布在卢相内，RE元素的加入一方面使黄铜组织细化，另一方面使更多的Bi颗粒存在于口相内，从而提高切削性能，最终得到易切削的且表面光洁的黄铜。     

Mechanisms and processing limits in laser thermochemical machining

Metallic microparts can be produced with high quality by laser thermochemical machining when the etching liquid is injected coaxially to the laser beam directly into the irradiated area. The basic mechanisms and limits of the process are described. It is shown that the reaction is temperature driven independent of the laser wavelength. A limiting factor is the diffusion of the anions identified by comparing experimentally determined and calculated diffusion coefficients for the reaction products. The machining quality with respect to aspect ratio, edge radius and roughness can be enhanced by increasing the velocity of the etching liquid.     

等离子体对高分子材料表面改性过程机理的研究现状及存在的问题

从现有的机理研究途径及表面改性机理理论等方面,介绍了等离子体对高分子材料表面改性的研究现状,并提出了目前存在的问题。     

铁水中熔渣与皮下气孔的关系探讨

着重分析了铁水中熔渣与皮下气孔的关系，探讨了熔渣作为气泡外来核心的机理。     

高层建筑消防机器人的机构研究与分析

结合高层建筑火灾现场的特殊条件,介绍了高层建筑消防救灾机器人的整体运作机理以及各主要功能部件的机构组成和工作原理.该机器人可以实现在保持姿态不变的条件下,携带一定数量的救生物品和灭火工具快速运动到壁面目标位置进行破障救生和火情探测,并将探测结果及时传递给处于安全地区的控制系统,便于救灾人员及时采取相应的措施.