Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层残余应力模拟与测量

为制备低残余应力涂层,在304不锈钢表面激光熔覆Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层。采用ANSYSTM有限元分析软件分析其应力场,利用机械钻孔法测量相同工艺条件下的激光熔覆试样的残余应力分布特性对模拟结果进行验证,并采用XRD分析Fe-Mn-Si记忆合金涂层低残余应力机理。结果表明,激光熔覆产生的应力诱发Fe-Mn-Si记忆合金各涂层马氏体转变,将残余应力释放,得到低残余应力涂层。在受到各道激光照射（光斑接近至远离）过程中产生的热应力交替呈现为拉-压-拉应力状态,越远离激光热源中心,热应力越小;冷却完成后,激光涂层上残余应力表现为拉应力,最大应力位于基体与涂层交界处;在垂直与平行于激光熔覆两个方向上,涂层中的残余应力均呈现两侧大中间小的分布规律,在厚度方向上,熔覆涂层表面至涂层中心残余拉应力逐渐增加到最大值后,过涂层中心至熔化边界残余拉应力的数值开始逐渐降低,过涂层边界后,基体承受压应力并逐渐趋于零应力应力状态。     

激光熔覆304不锈钢涂层的组织及耐蚀性

为提高普通碳钢表面耐蚀性,利用5 kW横流CO2激光加工设备在45钢表面激光熔覆制备304不锈钢涂层。采用光学显微镜、XRD和SEM等手段对所制备涂层的显微组织及相组成进行分析,并分别利用化学侵蚀实验和阳极极化曲线对涂层的耐腐蚀性能进行测试。结果表明:熔覆层由铁素体和奥氏体双相组成,自界面处到顶端逐渐由单一粗大的柱状晶向尺寸约为5~8μm的致密细小的等轴晶过渡;在15%FeCl3溶液中静置24 h后,基材被腐蚀而熔覆层无明显变化;熔覆层的自腐蚀电位比基材高290 mV,仅比商用304不锈钢低70 mV,而3者之中熔覆层的自腐蚀电流密度最低。     

Research on residual stress inside Fe-Mn-Si shape memory alloy coating by laser cladding processing

The stainless Fe-Mn-Si shape memory alloy (SMA) coating was prepared on the surface of AISI 304 stainless steel. The principal residual stress measured by the mechanical hole-drilling method indicates that the Fe-Mn-Si SMA cladding specimen possesses a lower residual stress compared with the 304 stainless steel cladding specimen. The mean stress values of the former and the latter on 10-mm-thick substrate are 4.751 MPa and 7.399 MPa, respectively. What’s more, their deformation values on 2-mm-thick substrate are about 0° and 15°, respectively. Meanwhile, the variation trend and the value of the residual stress simulated by the ANSYS finite element software consist with experimental results. The X-ray diffraction (XRD) pattern shows ε-martensite exists in Fe-Mn-Si SMA coating, which verifies the mechanism of low residual stress. That’s the γ→ε martensite phase transformation, which relaxes the residual stress of the specimen and reduces its deformation in the laser cladding processing.     

不锈钢表面激光熔覆原位生成Fe-Mn-Si记忆合金涂层研究

利用5 kW横流CO2激光器,在304不锈钢表面激光熔覆原位生成Fe17Mn5Si10Cr4Ni记忆合金涂层并利用金相显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪、往复摩擦仪等仪器设备对熔覆层显微组织、微区成分、摩擦磨损性能进行了分析研究。结果表明,Fe-Mn-Si记忆合金涂层自顶端到熔合界面分别由等轴晶、树枝晶、柱状树枝晶、胞状晶和平面晶组成;激光熔覆原位生成Fe-Mn-Si记忆合金涂层过程中,熔覆层内残余应力驱动诱发了γ→ε马氏体相变,相变变形可松弛熔覆层的残余应力;Fe-Mn-Si记忆合金涂层与304不锈钢基材相比,摩擦系数小、耐磨性好,磨损机制为磨粒磨损,摩擦力诱发γ→ε马氏体相变是熔覆层耐磨性得到显著提升的根本原因。     

电力远动在电气自动化中的应用

介绍铁路中电力远动设备的主要结构,对电力远动的功能做了较详细的概述,并结合现场实际,指出在线故障测量方面的不足。     

渔船船体用HDPE材料的耐久性能

通过调整光辐照强度、海水温度、浸泡时间及冻融循环等因素,研究了其对渔船船体用HDPE力学性能的影响。结果表明,光辐照强度越高,HDPE性能劣化越严重,当强度为1 600 W/m²时的辐照1 920 h后,HDPE的拉伸强度和弯曲强度分别降低了25.3%和23.7%;热氧作用对HDPE力学性能的整体影响较小,在温度为80℃条件下老化1 920 h后,HDPE的拉伸强度和弯曲强度分别下降了8.5%和5.7%,而在常温条件下,HDPE的力学性能基本无影响;海水浸泡作用使HDPE发生轻微的吸湿现象,最大吸湿率仅为0.7%,随着海水浸泡时间的延长,材料的力学性能出现明显降低,拉伸强度和弯曲强度的最大降低幅度均达到了15%,而海水的盐度对HDPE的吸湿率及力学性能影响均较小;海水冻融循环作用使HDPE的力学性能出现小幅度增大,材料的耐冻融能力较强。     

Fe-Mn-Si形状记忆合金电阻率特性

为分析Fe17Mn5Si10Cr5Ni形状记忆合金(SMA)电阻率与奥氏体(γ)→ε马氏体相变及其逆相变的关系,通过动态电阻测量系统、X射线衍射(XRD)、金相显微镜等,观测拉伸和加热过程中SMA电阻率、物相组成和显微组织的变化.结果 表明:在0％～7.0％拉伸应变过程中,SMA电阻率随着拉伸应变的增加而增大;在γ→ε马氏体相变期间,SMA电阻率的增幅变大,且与ε马氏体含量的变化规律保持一致;5.0％拉伸应变的SMA试样在加热及冷却过程中,其电阻率与温度成正相关关系;在γ→ε马氏体逆相变期间,SMA电阻率的增幅随着ε马氏体含量的减少而变小.