基于人工神经网络的A357合金力学性能预测(英文)

A357铝合金零件一般都需要经过热处理(T6状态)以获得优异的力学性能。这类零件的性能取决于固溶温度、固溶时间、人工时效温度及人工时效时间。在本研究中,建立了基于反向传播(BP)算法的人工神经网络(ANN)模型,对A357合金的力学性能进行预测,研究了热处理工艺对该合金性能的影响。结果表明,所建立的BP模型能够对A357合金的力学性能进行有效且精度高的预测。良好的神经网络预测能力能够直观地反映A357合金的热处理工艺参数对其力学性能的影响。绘制抗拉强度和伸长率的等值线图形有助于清晰地找到抗拉强度和伸长率之间的关系,可为实际生产中热处理工艺参数的选择提供技术支持。     

退火处理对TA15合金晶界取向差演化特性的影响

利用背散射电子衍射(EBSD)及透射电子显微镜(TEM)技术研究TA15合金不同温度退火后晶界取向差变化情况.结果表明,800 ℃退火处理有少量小角晶界转化为大角晶界;退火温度提高到950 ℃,大角晶界分数大幅度增加;小角晶界转化为大角晶界的平均激活能为151.4 kJ/mol,等于α钛的自扩散激活能,说明了小角晶界向大角晶界转变是由钛原子的自扩散控制;TEM观察结果表明,800 ℃退火处理后亚晶界变为具有六方网络的位错网络,950 ℃退火处理则得到大量的等轴晶.     

等离子喷涂ZrO2-N iCoCrAlY 梯度涂层的成分分布与力学性能

在ZrO₂-NiCoCrAlY 梯度涂层中, 由基体到涂层表面, ZrO₂ 的含量逐渐增多,NiCoCrAlY 的含量逐渐减少,形成一种无宏观结合界面的成分连续变化的组织结构。随ZrO₂ 组元含量的升高, ZrO₂-NiCoCrAlY 复合涂层的密度基本呈线性降低; 涂层硬度则先降低后升高, 含60 vo l%ZrO₂ 的复合涂层具有最低的硬度值; 富含NiCoCrAlY 组元的复合涂层的孔隙率略低。与双层涂层相比, 成分梯度化的分布使梯度涂层的内聚强度和涂层与基体的结合强度都得到了明显地提高; 涂层与基体的结合界面是梯度涂层2基体体系中的最薄弱之处。     

ZrO2—Ni功能梯度材料界面结构的研究

利用透射电镜和高分辨电子显微术研究了ＺｒＯ２－Ｎｉ功能梯度材料的界面形态与精细结构。结果表明，组元Ｎｉ和ＺｒＯ２以直接结合为主，无明显界面反应。ＺｒＯ２中ｔ／ｍ相界完全共格，存在大量界面结构台阶。     

PSZ—Ni复合材料中Ni氧化行为的TG分析

采用粉末冶金法制备出PSZ－Ni系复合材料，对不同组成的复合材料在20℃－1200℃升温氧化过程进行了TC分析。结果表明，金属Ni组元的氧化程度随陶瓷组元的增加而增加，且高温时更加严重，其原因主要是：一方面PSZ具有较高的导氧率导致氧向材料内部迅速扩散；另一方面，大量的金属－陶瓷界面大大缩短了氧的扩散途径；PSZ高的导氧率以及金属（陶瓷）是呈颗粒分散存在，使金属的表面积大大增加导致金属相氧化加剧。     

退火对CrCuFeMnTi高熵合金组织结构和力学性能的影响

为了研究退火处理对CrCuFeMnTi高熵合金组织结构和力学性能的影响,通过真空电弧熔炼法在氩气保护下制备了铸态合金,在不同温度下对合金进行退火处理,观察其组织结构并进行力学性能测试。结果表明:铸态CrCuFeMnTi高熵合金由1个密排六方和1个面心立方结构固溶体构成,形成由枝晶相和枝晶间相组成的典型枝晶组织形貌;合金在750℃以下退火时,主要以元素的扩散和组织的均匀化为主,经过900℃等温退火处理后,合金中密排六方结构的固溶体逐渐转变成体心立方结构固溶体,该相变过程是由元素扩散引起及控制的;经过750℃以下的退火处理后,合金的硬度和断裂强度均有所提高,但断裂行为均表现出脆性特征。     

炭/炭复合材料表面Mo-Si熔浆涂层中剩余Al对其1370℃抗氧化性能的影响

Si粉预涂层中添加Al能够有效阻止液态Si过度渗入C/C复合材料内部。实验考察Al添加剂对C/C复合材料表面Mo-Si熔浆涂层抗氧化性能的影响,对比研究了Si预涂底层中Al添加量分别为6%和10%时,Mo-Si熔浆涂层C/C复合材料1370℃的氧化行为。借助金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜及能谱仪等分析手段对比分析Al含量不同的两种涂层氧化前后的组织结构,探讨了过量Al添加对涂层C/C复合材料氧化行为的影响机理。结果表明,Al-Si预涂底层中Al含量达到10%时,Mo-Si熔浆涂层中出现了散布于MoSi2颗粒周围的剩余Al相;1370℃氧化过程中,含有剩余Al相的Mo-Si熔浆涂层C/C复合材料抗氧化性能迅速减弱。氧化过程中,涂层中剩余Al相向外扩散,在涂层内部留下相互连通的空洞,成为氧气扩散的通道,降低了涂层的氧阻挡能力;此外,剩余Al相在向外扩散过程中氧化生成含有Al2O3的疏松多孔的氧化层,不能有效阻止氧的扩散。这两个因素最终导致含有剩余Al相的涂层丧失防护能力,使得C/C复合材料基体氧化失重。     

TiFeSb基Half-Heusler热电材料的制备与热电性能

采用固相反应+放电等离子体两步法成功地制备了TiFeSb及Mn掺杂的(Ti0.75Mn0.25)FeSb两种P型Half-Heusler热电材料,并对这两种新型热电材料体系的X射线衍射谱进行了计算模拟和试验研究,同时对其组织结构和热电性能进行了表征。试验结果表明,合成材料的X射线衍射试验谱可以与模拟计算谱很好的吻合;50℃时,TiFeSb的ZT值为0.011,而(Ti0.75Mn0.25)FeSb体系因Mn掺杂后电阻率大幅度下降,Seebeck系数变化不大,热导率下降了1.2 W·m-1·K-1,使得最终的功率因子较TiFeSb体系提高了3.5倍,ZT值提高了4.3倍。     

TA15钛合金中纳米压痕附近残余应力-应变场及几何必须位错密度的分布

结合纳米压痕及高分辨电子背散射衍射技术(EBSD)测定了TA15钛合金中α及β相的弹性模量和纳米硬度,揭示了纳米压痕附近应力-应变场及几何必须位错(GND)密度的非均匀分布情况.利用高分辨EBSD测试过程中同步保存的背散射电子衍射花样,并基于cross-correlation的处理方法,计算得出了纳米压痕附近区域的残余弹性应力-应变场分布.结合应变梯度场理论,计算分析了纳米压痕附近区域的几何必须位错密度分布,进而对合金的微观塑性变形机制进行了讨论与分析.结果表明,α相的弹性模量及纳米硬度分别为129.05 GPa和6.44GPa,而β相的相应值为109.80 GPa和4.29 GPa.纳米压痕附近区域的残余Mises应力呈现明显的非均匀分布并受到相邻较软β相的显著影响.压痕附近的低残余应力区域伴随有显著较高的<α>形和柱面型几何必须位错密度分布.     

Microstructure of titanium component in hydroxyapatite-Ti asymmetrical functionally graded biomaterial

The microstructure of the titanium component in hydroxyapatite (HA)-Ti asymmetrical functionally graded biomaterial (FGM) fabricated by powder metallurgical process was investigated. It is found that the main substructure of the Ti component in the FGM consists of screw dislocations whose Burgers vectors are 1/3(1150) and there are not deformation twins. Screw dislocations are straight and regularly distributed, and cross slip can be observed. The density of the dislocations in the Ti component increases with the rise of the content of the HA component in the FGM. The subgrain boundaries of the Ti component consist of dislocation network walls. Some microbands with bamboo-leaf-shape distribute regularly in Ti grains, which exhibit a specific orientation relationship witha α-Ti parent phase.