"材料成型控制工程"省级精品课建设的体会

大学本科"材料成型控制工程"是一门理论性与实践性都很强的专业基础课.本文结合"材料成型控制工程"课程发展及精品课程建设过程中的教学改革、教学研究及其解决的主要问题等进行了初步探讨.     

超高压作用下ZA27合金溶质Al的分布规律

ZA合金在凝固过程中存在偏析严重的特点,为了得到偏析少、组织均匀的ZA合金,通过对高压凝固ZA合金样品的分析,研究了超高压作用下溶质Al的分布规律和运动特征.试验结果表明,随着压力在1~5GPa范围内的增加,溶质分布也经历了大块聚集状态→小块聚集状态→固溶于基体等3种状态.5GPa时溶质Al分布接近于均匀,表明压力大大抑制了溶质偏析,其原因可通过溶质再分配、溶质扩散和粘度系数在超高压作用下的变化特征予以解释.     

原始Zernike矩边缘算子抗干扰性能

针对Zernike矩算子在边缘模糊、随机噪声存在情况下的检测性能进行了研究,以获得该算子的抗干扰性能.通过分析Zernike矩算子的各阶矩计算过程,得知将像素灰度与模板进行卷积便可获得Zernike矩,这样的计算有利于减小随机干扰的影响.利用人工合成的二值图像进行了边缘检测性能测试,结果表明,对于模糊噪声图像,由于边缘的过渡特征,Zernike矩算子检测具有一定精确性,但会在某种程度上存在边缘细化能力、定位精度下降的问题;而对于随机噪声图像,当最大值在40以内时,Zernike矩算子具有较强的抗噪能力;若随机噪声超出此范围,则检测效果急剧恶化.     

柱状喷射沉积坯图像处理法的精确检测

为保证检测精度,在柱状喷射沉积坯尺寸的实时检测中,采用了两个不同尺寸模板的Zernike矩亚像素边缘算子进行边缘检测,其中较小尺寸的3×3模板用于快速检测边缘,较大尺寸的7×7模板用于重新精确定位边缘.检测结果表明,边缘的厚度为1个像素,实际边缘厚度为小于1的亚像素精度.采用贝塞尔曲线对边缘突变、边缘不连续处进行了修补,最终获得了完整的柱状喷射沉积坯轮廓.验证结果表明,检测的沉积坯尺寸相对误差为0.94%,满足检测精度的要求.     

粗晶环对无铅2011铝合金挤压棒材力学与切削性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和高速车床,试验研究粗晶环对无铅2011铝合金挤压棒材力学性能与切削性能的影响。结果表明:无铅2011铝合金挤压棒材组织由α-Al、Al_7Cu_2Fe、CuAl_2和SnBi共晶相组成,棒材表层存在粗晶环。粗晶环会降低铝合金挤压棒材的力学性能和切削性能,Φ30 mm棒材的粗晶环深度为9 mm,其力学性能较低,抗拉强度为287.9 N/mm~2,断后伸长率为17%,切削性能都较差,切屑较长。Φ40 mm棒材的粗晶环深度为1 mm,其力学性能高一些,切削性能好一些,抗拉强度为394.5 N/mm~2,断后伸长率为23.5%,切屑细小均匀。     

高压作用下合金凝固的研究进展

综述了高压作用下合金凝固的研究现状,重点介绍高压作用下晶粒形核、长大模型、溶质扩散等理论模型,以及高压在材料制备中的应用,最后对高压作用下的合金凝固过程的研究进行了评价与展望.     

兆瓦级风电轮毂球铁高周疲劳寿命研究

为了获得MW级风机轮毂QT350-22LT的高周疲劳寿命.通过拉-拉高周疲劳试验获得其疲劳极限,并通过数值模拟的方法确定QT350-22LT是否能够作为轮毂材料.疲劳试验在PW3-10程序控制高频万能疲劳试验机进行,采用实际生产的附铸试块进行拉-拉高周疲劳试验.试验结果表明:获得的兆瓦级风电轮毂QT350-22LT的疲劳极限值为250MPa,根据数据绘制的S-N曲线的拐点在290MPa;疲劳源的位置不同,所产生的瞬断区断口形貌也有所差别.对轮毂本身所能承受的最大应力进行有限元分析,得到最大应力为156MPa.应力集中部位的值没有超过材料的疲劳极限,这证明球铁QT350-22LT能够满足风机轮毂设计的应力要求.     

铸造法制备U形孔的抽芯过程设计及改进

为实现利用铸造法制备模具随形冷却水道,对采用抽芯法制备U形弯孔的过程进行了详细研究,分析了U形弯孔各部分抽芯力的特点,并建立了抽芯力模型.分析发现抽芯力为U形弯孔的两个直线部分和弯曲部分与孔壁基体间产生的最大静摩擦力,抽芯力的大小严重制约着U形弯孔的总长度.为此本文将碳纤维孔芯材料拆分为三部分分别抽出,实现分段式抽芯制...     

7075铝合金回归过程的电化学分析

为探究和改善7xxx系铝合金耐腐蚀性能,采用电化学分析和透射电镜观察等手段,针对7075铝合金回归再时效(RRA)处理过程中的不同回归程度进行电化学腐蚀行为研究.结果表明:较为充分的回归处理有利于基体析出相回溶,经再时效处理后基体析出相细小弥散,有利于钝化膜的修补;晶界析出相粗大且断开分布,阻断腐蚀通道,延缓腐蚀的进行...     

碳纳米管超晶格结构吸附Fe原子的电子机理

为了提高碳纳米管与Fe基体之间的润湿性,构造出N掺杂有限长碳纳米管超晶格结构.第一性原理能量计算结果表明,新型超晶格结构的埋置能正向升高,结构稳定性降低,但可以显著提高外壁对Fe原子的吸附能力.差分电荷密度结果表明,掺杂体系中N原子与邻近C原子间的π键出现了畸变,使得N原子易与Fe原子发生结合.布居数和电荷转移情况表明,N原子的掺入导致Fe原子失电子能力降低,但Fe—N间共价键强度提高.超晶格结构在一定的扭转和剪切变形下仍能保持对Fe原子的吸附能力.