铸造Be-37.6Al-0.4Sc合金的力学性能及断裂行为研究

采用纳米压痕和拉伸试验对铸造Be-37.6Al-0.4Sc合金的力学性能进行表征,结合微观组织及断口形貌,分析研究Sc合金化对铸造铍铝合金组织性能和断裂行为的影响。结果发现,Sc合金化使粗大的铍柱状树枝晶转变为尺寸均匀细小的等轴晶,提高合金强度但降低了塑性。含Sc第二相具有最大的弹性模量,为321.48 MPa,硬度为9.83GPa,最小塑性指数为0.803。铍/铝相界面处的第二相不是基体相的裂纹源,铍晶粒内多面形第二相诱发铍晶粒微裂纹的形成。合金拉伸断裂方式表现为铍相脆性解理断裂和铝相延性韧窝断裂的混合断裂模式。     

铀熔体中Fe蒸气分压的测量及其活度计算

采用载流气体携带法测量了1500~1600℃范围U-Fe熔体上方Fe的蒸气分压,计算获得Fe在U熔体中的活度、活度系数及标准溶解自由能。结果显示,相对Raoult定律Fe为负偏差元素,1500和1600℃无限稀的铀熔体中Fe的活度系数γ分别为0.344和0.485,其在铀熔体中的标准溶解自由能与温度关系符合△G~0=-448 682+125.4T.     

熔盐电解技术在铀金属中的应用

铀金属广泛用于能源及军工领域,熔盐电解是铀金属制备、部件加工和含铀废物处理过程中的重要技术之一。综述了熔盐电解方法在铀金属的制备、纯化、铀单晶制备及反应堆乏燃料后处理中的研究进展及现状,指出了目前存在的主要问题,展望了熔盐电解技术在铀金属应用领域的发展趋势。     

V-5Cr-5Ti合金电弧熔炼制备技术

采用"二次真空自耗电弧熔炼+锻造+温轧+退火处理"的工艺制备了V-5Cr-5Ti合金材料,并采用化学分析、光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)和拉伸测试方法表征了合金的质量.结果表明,经二次电弧熔炼后,合金中O含量可控制在500～600/μg/g范围内,但铸锭晶粒粗大.经1 150℃锻造开坯、450℃温轧及1 000℃/1 h退火处理后,合金为细小等轴晶组织,晶粒小于100/μm,其屈服强度为356 MPa,抗拉强度为449 MPa,伸长率约为31.5%,断面收缩率为71.5%.     

基于光谱共焦的在线集成表面粗糙度测量方法

为了提高加工检测效率,实现尺寸形位公差与微观轮廓的同平台测量,提出一种基于光谱共焦位移传感器在现场坐标测量平台上集成表面粗糙度测量的方法.搭建实验测量系统且在LabVIEW平台上开发系统的硬件通讯控制模块,并配套了高斯轮廓滤波处理及表面粗糙度的评价环境,建立了非接触的表面粗糙度测量能力.对标准台阶、表面粗糙度标准样块和...     

铀铌合金铸造晶粒度的计算机模拟与实验研究

利用ProCast和CalcoSoft-3D软件中的CA-FE模块,采用元胞自动机-有限元方法(Cellular automatonfinite element),对U-Nb合金以50℃/min的铸造冷却速度铸造的d107mm/d77mm×80mm管形铸件作为算例,对该铸件的微观组织和晶粒度进行模拟计算.结果表明:U-Nb合金的凝固微观组织的晶粒度变化规律为,在铸件的同一高度上,内层晶粒半径＜外层晶粒半径＜中间层晶粒半径;按从上到下的顺序晶粒半径逐渐减小.用金相方法实测了U-Nb合金铸件在各个高度位置之中间层的凝固微观组织晶粒半径,实测值小于模拟计算值近1倍,但是二者晶粒度的变化趋势是一致的,模拟结果达到了定性或半定量的水平.     

基于有限元法的钒合金电子束熔炼过程数值模拟研究

基于ANSYS有限元软件建立了钒合金电子束熔炼过程的数理模型,对V-4Cr-4Ti合金电子束熔炼过程进行了数值模拟,研究了不同熔炼工艺参数下的熔炼过程温度场分布规律以及熔池形状。结果表明:熔炼过程温度场分布及熔池形状受到熔炼功率及扫描半径的影响。随着熔炼功率的增大,熔池最高温度将会线性增大,熔池宽度和深度将会逐渐增大。随着扫描半径的增大,熔池最高温度将会先增大后减小,通过分析获得了V-4Cr-4Ti合金电子束熔炼的最佳工艺参数。实验结果表明,在优化后的工艺条件下,钒合金电子束熔炼铸锭质量得到一定提升。     

自然对流作用下Al-Si合金凝固过程的组织演变模拟

通过实验观察Al-Si合金的凝固组织,测量枝晶组织的二次枝晶臂间距,并分析温度对凝固组织的影响。在相场模型中引入重力引起的自然对流以预测实验条件下Al-Si合金凝固组织的演变。模拟结果与实验结果吻合良好,验证了本文中提出的模拟方法的可靠性。基于本文的耦合模型,开展一系列不同溶质含量合金柱状晶和等轴晶组织生长的二维和三维模拟,发现合金中溶质含量对凝固组织的演变几乎没有影响,而溶质膨胀系数对枝晶尖端移动速度有显著影响。本文中采用的算法极大地加快计算效率,因此,大规模的数值模拟使难以直接通过同步辐射实验观察的Al-Si合金凝固组织演变过程的研究成为可能。     

ASTM A216 WCA钢奥氏体化过程中的组织演变

采用膨胀试验和淬火试验研究了ASTM A216 WCA钢奥氏体化过程中的组织演变,分析了不同加热速率对奥氏体化过程的影响,并通过金相分析方法研究了加热过程中各相相分数的变化。结果表明,随着加热速率的增大,奥氏体化转变开始温度和结束温度均升高,初始奥氏体晶粒尺寸减小;同时可以看出,奥氏体化过程中珠光体向奥氏体的转变速度比铁素体向奥氏体的转变速度快。     

铸态U-5.5Nb合金中的胞状分解

研究了铸态U-5.5Nb合金连续冷却过程中的组织及相转变行为。利用OM、SEM和XRD对组织特征及相组成进行了分析。结果表明,U-5.5Nb合金在连续冷却过程中发生了不完全的胞状分解,形成了类似于珠光体的片层组织,片层间距为86~186 nm。XRD分析表明片层组织由贫Nb的α相和富Nb的γ1-2中间相组成。胞状分解优先在晶界和夹杂物周围形核并长大。通过对晶界处胞状分解组织特征以及热力学计算分析可以得到U-5.5Nb合金胞状分解满足Fournelle-Clark热激活分解机制。在夹杂物界面上观察到了一层连续的但厚度不均匀的γ1-2相薄膜(30~60 nm),并且夹杂物和胞状分解聚集体分离。