高性能金属材料高能电脉冲处理工艺研究进展

电脉冲处理是一种周期式高能量非平衡输入方式的新型热处理方法,本文重点介绍了电脉冲处理工艺对金属材料再结晶、相变和非晶晶化等影响。从材料热力学和动力学的角度出发,阐述了电脉冲降低材料热力学能垒和加速原子扩散的作用机制,揭示了电脉冲诱发快速再结晶、相变和非晶纳米晶化的机理。电脉冲处理技术有利于金属材料组织结构优化控制和性能提升,在高性能金属材料制备与加工行业中具有广阔的应用前景。     

Nb含量对Ti-48Al合金组织及力学性能的影响

采用真空电弧熔炼炉制备了不同Nb含量的Ti-48Al合金,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析了不同Nb含量对Ti-48Al合金组织及力学性能的影响规律。结果表明:当Nb含量为2%和4%时,合金晶界处无B2相析出;当Nb含量为6%时,有明显的B2相析出。压缩实验结果表明,随着Nb含量的增加,合金的强度和塑性均呈现先增加后降低的趋势,当Nb含量为4%时,合金的抗压强度和压缩率最佳,分别为2187.77 MPa和38.33%。当不添加Nb时,合金以穿片层断裂为主,添加Nb使得合金局部发生塑性断裂。     

超音速火焰喷涂NiCrC涂层的滑动摩擦磨损行为

采用空气助燃超音速火焰(HVAF)喷涂技术,分别以相同成分的气雾化合金粉体和低温球磨纳米晶合金粉体作为喂料,制备出高质量的耐磨耐蚀粗晶和纳米晶NiCrC合金涂层。利用SRV摩擦磨损试验机、表面形貌仪和扫描电镜等设备对两种涂层和45钢试样的滑动摩擦磨损行为进行了对比研究。结果表明:在载荷为10～30 N的无润滑剂常温滑动摩擦条件下,两种涂层具有较为接近的滑动摩擦系数,但纳米晶NiCrC涂层的抗磨损性能远优于常规粗晶涂层。三种测试材料都呈现出磨粒磨损和粘着磨损的特征,随着载荷的增加,磨损程度逐渐加剧,同时粘着磨损的特征更加突出。此外,两种涂层材料在磨损过程中都出现了颗粒部分或整体剥落的现象,加剧了涂层的磨损程度。     

航空铝锂合金热成形研究进展

与传统铝合金相比,铝锂合金拥有更低的密度、更高的比强度、更好的耐腐蚀性,在航空、航天和航海领域得到了广泛应用。铝锂合金的优异性能归因于在铝基体中添加元素锂。但铝锂合金存在常温延伸率低、回弹大和各向异性强等问题,这些问题严重限制了铝锂合金的应用。为解决铝锂合金常温成形性差的问题,国内外学者针对铝锂合金热成形工艺开展了大量研究。本文首先介绍铝锂合金的发展,随后基于基础实验、失稳理论以及损伤理论三个方面介绍铝锂合金热成形研究进展,了解铝锂合金高温宏微观变形机理以及损伤演化规律,从而实现铝锂合金零件在高温条件下成形成性一体化控制;最后对航空铝锂合金热成形的发展趋势进行了展望。本文可为航空铝锂合金材料热成形生产工艺的制定提供一定的理论参考。     

利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸

研究了采用数字图像处理技术实现对直齿圆柱齿轮几何尺寸的非接触式测量.首先对CCD摄像机拍摄的图像进行畸变校正与滤波去噪,然后对图像进行阈值分割,采用基于数学形态法的四邻域腐蚀来获得单像素宽的图像边缘.针对齿轮的边缘轮廓形状特征,运用重心法、最小二乘拟合、Bresenham画圆法和Hough变换等原理,建立了测量齿轮齿数、模数、中心孔半径、齿顶圆半径、齿根圆半径和变位系数等齿轮几何尺寸参数的测量算法.使用1280×1024的CCD摄像机及黑白采集卡对分度圆直径为50mm的直齿圆柱齿轮进行测量实验,与人工测量值对比,绝对误差小于一个像素,在各测量参数中,最大尺寸的齿顶圆半径绝对误差值为13μm.研究结果表明:因为CCD摄像设备的分辨率越高、被测物体的尺寸越小,则测量精度越高,且为线性关系,所以,使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小直齿圆柱齿轮几何尺寸参数的测量.如使用1280×1024像素以上的CCD摄像设备测量分度圆直径5mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可在2μm以下.     

基于LabVIEW虚拟仪器自动测试系统的设计开发

为实现对旋转工作台定位位移的快速测试与诊断,提出了一种基于虚拟仪器的自动测试系统;解决了测量系统中自动化程度低,瞄准精度受操作人员影响的问题;介绍了如何使用美国国家仪器NI公司研发的LabVIEW工具软件进行设计开发计算机数据采集系统.     

多级接触氧化工艺脱氮效果及不同运行方式的对比研究

重点考察了中试规模的多级接触氧化工艺处理不同浓度养鸡厂污水的脱氮效果,对接触氧化槽中的固定填料进行取样测量附着污泥的反硝化速率,发现好氧环境的填料表面污泥存在一定的反硝化性能,证明本工艺中存在同步硝化反硝化现象。通过分段进水以改善碳源不足、通过2#槽间歇曝气以强化缺氧环境,结果表明,缺氧环境不足是脱氮效果的主要限制因素,碳源不足对脱氮也有较大的负面影响。通过分析确定了本工艺的最佳运行方式为2#槽间歇曝气并联运行,当进水总氮质量浓度为203～408 mg/L时,其总氮去除率在81%左右,比最初的串联连续曝气方式时的总氮去除率提高37.9个百分点。     

一种热轧中厚板表面缺陷图像的特征提取方法

研究了快速傅立叶变换、不变矩的原理及特点,并应用于热轧中厚板表面缺陷图像特征提取。从现场在线采集热轧中厚板的表面缺陷图像,将每幅图像划分成64×64(像素)大小的子图像。对子图像进行快速傅立叶变换,得到子图像的幅值谱,再对幅值谱求七个不变矩,然后把求得的七个不变矩作为特征向量输入BP神经网络分类器进行识别。实验表明该方法具有较好的特征提取能力,能够很好的识别热轧中厚板表面缺陷。     

二次自蔓延高温合成钙钛矿固化90Sr

采用二次自蔓延高温合成(SHS)技术制备钙钛矿固化高放废物90Sr,通过XRD, SEM和PCT粉末浸泡法,研究了钙钛矿固化体的微观组织、浸出率以及其对高放废物~(90)Sr的最大包容量.结果表明,固化体样品密度高、孔隙率小,浸出率都小于0.1 g/(m~2·d),对SrO的包容量可达36%(质量分数);表明自蔓延高温合成的钙钛矿人造岩石固化体化学稳定性好、包容量大,是固化高放废物的理想固化体.     

铸坯内部缺陷的超声无损检测与表征

铸坯作为钢铁生产的中间产品,其内部质量对下游产品质量有重要的影响。传统铸坯质量检测多采用金相法和金属原位分析等方法对表面缺陷进行检测,而无法检测内部缺陷。针对工业生产中对铸坯内部质量控制的需求,提出了基于分层聚焦扫查的超声显微无损检测方法。首先,利用超声检测设备对试样进行分层聚焦扫查,得到试样厚度方向上多张超声图像,然后,对所得超声图像进行三维重构,并分析重构结果,得到铸坯内部缺陷尺寸、数量、空间分布等特征,进而得到铸坯致密度、均匀度等评价指标。利用新方法评价不同压下量处理的42CrMo钢铸坯,发现压下量为16 mm时,对铸坯质量改善最为明显,辅以金属原位分析的结果,验证了该方法的有效性。