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热处理对激光选区熔化双金属结构连接界面微观组织与力学性能的影响

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中国激光 2024年第16期51卷 191-201页

作者：张思远张友昭李相伟张涛袁超张书彦广州大学物理与材料科学学院广东广州511442 东莞材料基因高等理工研究院广东东莞523808

采用激光选区熔化(SLM)技术在H13模具钢顶部沉积了一种新型3D打印模具钢材料AM40,通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了热处理对AM40/H13双金属结构材料微观组织演变及其力学变形行为的影响。结果表明:沉积态AM40/H13... 详细信息

采用激光选区熔化(SLM)技术在H13模具钢顶部沉积了一种新型3D打印模具钢材料AM40,通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了热处理对AM40/H13双金属结构材料微观组织演变及其力学变形行为的影响。结果表明:沉积态AM40/H13双金属材料界面无裂纹缺陷,AM40侧呈现增材制造特有的Marangoni熔池特征,以及细小的胞状和柱状结构的马氏体组织,H13侧为粗大奥氏体组织,界面存在明显的组织不均匀性。经过1000℃淬火+560℃回火热处理后,熔池特征消失,H13侧形成均匀的板条马氏体,消除了界面晶粒尺寸和取向差的不均匀性,且界面处的元素扩散宽度增加60μm。沉积态AM40/H13界面硬度为642 HV,高于AM40(529 HV)和H13(202 HV)。热处理消除了AM40/H13硬度的不均匀性,使整体平均硬度为480 HV。热处理后,AM40/H13双金属的抗拉强度从沉积态的644 MPa提高到1436 MPa,强度介于AM40和H13之间,断裂位置从沉积态的H13侧变为AM40侧,界面保持较高的强度和塑性。

关键词：激光技术激光选区熔化双金属结构热处理连接界面微观组织拉伸性能

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浅谈体态律动在小学音乐教学中的运用

读写算 2024年第7期 116-118页

作者：张书彦山东省聊城市茌平区信发街道中心小学

近年来，笔者一直在努力探索人类身体的节律，并将其应用到教育中，以唤起学生的积极性和热情；采取多种多样的行动，以唤醒学生的热情与想象力；在不同的领域中进行实践活动，以展示学生的潜能。通过探索音乐的节奏和情感表达，可以打... 详细信息

近年来，笔者一直在努力探索人类身体的节律，并将其应用到教育中，以唤起学生的积极性和热情；采取多种多样的行动，以唤醒学生的热情与想象力；在不同的领域中进行实践活动，以展示学生的潜能。通过探索音乐的节奏和情感表达，可以打破传统的教育方式，让学生在动态与静态之间进行平衡，从而激发学生对音乐的兴趣。

关键词：小学音乐教育体态律动音乐节奏感音乐鉴赏能力

感应回火对含钒900 MPa级高强钢组织与性能的影响

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热加工工艺 2024年第10期53卷 83-87页

作者：张楠田志凌张书彦潘辉钢铁研究总院焊接研究所北京100081 广东(东莞)材料基因高等理工研究院广东东莞523808 首钢技术研究院用户技术研究所北京100041

对含钒Q960E高强钢进行热轧和900℃淬火,并对其分别在450、550和600℃下进行感应回火处理。通过扫描电子显微镜(SEM)与投射电子显微镜(TEM)研究了Q960E高强钢不同感应回火温度下的组织特征。结果表明:淬火后Q960E钢板组织由马氏体+贝氏... 详细信息

对含钒Q960E高强钢进行热轧和900℃淬火,并对其分别在450、550和600℃下进行感应回火处理。通过扫描电子显微镜(SEM)与投射电子显微镜(TEM)研究了Q960E高强钢不同感应回火温度下的组织特征。结果表明:淬火后Q960E钢板组织由马氏体+贝氏体复相组织组成,并通过提高终轧和卷曲温度保证了感应回火前的板形质量。高温回火后组织为回火索氏体。通过V的添加,在感应回火过程中均匀弥散析出尺寸小于100 nm的析出相,保证了感应高温回火后的板材强度,并随回火温度的升高,部分回火马氏体消失,形成回火索氏体组织。在900℃/15 min淬火,(550~600℃)/15 min高频感应回火可以获得Q960E的最佳力学性能,通卷横向强度波动小于10 MPa,通卷纵向强度波动范围小于30 MPa,通卷横、纵向伸长率稳定在12%以上。

关键词：感应回火高强钢析出相钒

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非均匀残余应力的钻孔法测量原理及应用

中国测试 2024年第S1期50卷 166-170页

作者：饶德林张瑞尧 S.Paddea 张书彦东莞材料基因高等理工研究院广东东莞523808

工件近表面的残余应力,尤其是表面大约1mm深度范围内的残余应力分布时常是一些制造行业关注的重点,而常见的残余应力测量方法,由于种种原因,在实测这一深度的非均匀分布残余应力时候会遇到困难。高速钻孔法残余应力测量技术采用分层钻... 详细信息

工件近表面的残余应力,尤其是表面大约1mm深度范围内的残余应力分布时常是一些制造行业关注的重点,而常见的残余应力测量方法,由于种种原因,在实测这一深度的非均匀分布残余应力时候会遇到困难。高速钻孔法残余应力测量技术采用分层钻孔的方法,可以较好地表征这一深度范围内的残余应力分布,在这一测量领域有独特的优势,但国内由于测试设备和技术的原因,采用这种技术并不普及。本文以喷丸处理的铝合金残余应力测量为例,结合相关国标和ASTM标准,详细介绍了该测量技术的实施过程和特点,阐述了高速钻孔法非均匀残余应力分析的计算方法,分析了分层钻孔法在进行非均匀残余应力场测量中的难点,并就解决方案进行了分析和讨论。

关键词：残余应力钻孔法盲孔法

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增材制造高温合金残余应力精确表征和调控

中国有色金属学报 2024年第9期34卷 2989-3001页

作者：杨帆李相伟张瑞尧张友昭张涛 Sanjooram PADDEA 张书彦广州大学物理与材料科学学院广州511442 东莞材料基因高等理工研究院东莞523808

以激光选区熔化(SLM)增材制造高温合金为研究对象,采用X射线衍射与轮廓法精确表征打印态、喷丸态和热处理态高温合金样品的表面与内部残余应力分布与水平,对比了不同后处理对残余应力分布的影响行为。结果表明:打印态样品表面为拉应力,... 详细信息

以激光选区熔化(SLM)增材制造高温合金为研究对象,采用X射线衍射与轮廓法精确表征打印态、喷丸态和热处理态高温合金样品的表面与内部残余应力分布与水平,对比了不同后处理对残余应力分布的影响行为。结果表明:打印态样品表面为拉应力,内部为压应力;拉应力层深度约为2 mm,而且平行增材制造方向上拉应力(1558 MPa)显著高于垂直方向的拉应力(830 MPa)。喷丸处理后样品表面形成塑性形变,样品表面拉应力变为压应力(-769 MPa);轮廓法结果发现,压应力深度为0.6 mm,在1 mm深度次表面依然存在较高拉应力,内部压应力降低。热处理后打印态样品表面和内部残余应力几乎完全消除,并在表面形成约150 MPa的压应力。

关键词：激光选区熔化镍基高温合金残余应力表征喷丸处理热处理轮廓法

SANS在RPV辐照钢纳米结构相的研究进展

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核科学与工程 2024年第3期44卷 692-700页

作者：高建波王子军张书彦李天富梁志鹏东莞材料基因高等理工研究院广东东莞523808 中国原子能科学研究院北京102413

辐照通常会引起RPV钢纳米尺度团簇或沉淀相的形成演变,小角中子散射(SANS)技术是研究该类纳米结构的重要工具之一。该技术在材料研究中具有诸多优点:如研究尺度适中,具有较强的穿透性,对磁性结构敏感,能够区分近邻元素等。应用该技术可... 详细信息

辐照通常会引起RPV钢纳米尺度团簇或沉淀相的形成演变,小角中子散射(SANS)技术是研究该类纳米结构的重要工具之一。该技术在材料研究中具有诸多优点:如研究尺度适中,具有较强的穿透性,对磁性结构敏感,能够区分近邻元素等。应用该技术可以研究RPV钢中子辐照诱发的纳米结构体尺寸、成分、体积分数等重要参数,深入理解宏观力学性能。本文介绍了几个典型的应用研究案例,具体包括磁场环境下的纳米结构观测;长周期辐照条件下的辐照缺陷特征研究;材料成分和辐照剂量率对析出团簇尺寸和体积分数的影响;原位退火过程的纳米析出物结构演化情况;以及氢元素对纳米团簇的影响等等。

关键词：小角中子散射 RPV钢辐照缺陷纳米团簇纳米析出物

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残余应力检测技术及其应用

机械工程材料 2024年第8期48卷 41-54页

作者：侯晓东黄照文高建波吴桂毅张瑞尧张书彦中国计量科学研究院力学与声学计量科学技术研究所北京100029 东莞材料基因高等理工研究院东莞523808 东莞理工学院材料科学与工程学院交叉科学研究中心东莞523808

随着我国工业水平的不断提升,残余应力问题日益受到重视。准确测试和控制残余应力可以实现改善材料性能、提升尺寸精度、延长寿命等目的,进而提升关键工程构件的安全性和可靠性。因此,残余应力检测技术在航空航天、核电、船舶等领域发... 详细信息

随着我国工业水平的不断提升,残余应力问题日益受到重视。准确测试和控制残余应力可以实现改善材料性能、提升尺寸精度、延长寿命等目的,进而提升关键工程构件的安全性和可靠性。因此,残余应力检测技术在航空航天、核电、船舶等领域发挥着重要作用,为工程构件力学性能研究和安全评估提供关键数据支持。总结了目前常用的残余应力检测技术的原理、适用范围、优缺点等,讨论了选择残余应力检测技术时需考虑的主要因素,指出了残余应力检测技术在科研和应用领域的发展趋势。

关键词：残余应力检测中子衍射轮廓法 X射线衍射同步辐射深孔法

一种新型增材制造FeCoNi中熵合金的时效硬化行为

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焊接 2024年第2期 36-42页

作者：夏忠虎张友昭任延杰李相伟张书彦长沙理工大学长沙410014 东莞材料基因高等理工研究院广东东莞523808

采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术制备了一种新型FeCoNi中熵合金,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM),研究热处理对合金微观组织与硬度的影响规律,揭示SLM中熵合金的强化机理... 详细信息

采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术制备了一种新型FeCoNi中熵合金,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM),研究热处理对合金微观组织与硬度的影响规律,揭示SLM中熵合金的强化机理。结果表明,沉积态合金致密度为99.9%以上,平均晶粒尺寸为2.2μm,组织为单相BCC结构,硬度为32.6 HRC。经过470℃热处理后,在晶界和晶内析出双尺寸的Ni3Fe金属间化合物,硬度大幅增加到47.6 HRC。随着热处理温度的进一步增加,合金中生成了粗大的FCC软化相,且FCC相的含量随热处理温度的升高逐渐增多,700℃热处理后FCC相含量达到36%,合金的硬度降低至36.3 HRC。因此,热处理过程中析出富Ni金属间纳米相是提升FeCoNi中熵合金性能的主要原因之一。

关键词：中熵合金激光选区熔化热处理微观组织洛氏硬度

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充氢超高强度钢拉伸变形的原位中子衍射研究

金属学报 2015年第11期51卷 1297-1305页

作者：徐平光殷匠张书彦 Japan Atomic Energy Agency TokaiIbaraki319-1195 Japan 江苏亚星锚链股份有限公司靖江214533 Rutherford Appleton Laboratory Didcot OX 11 0QX United Kingdom

利用飞行时间法中子衍射对比研究了充氢与未充氢1250 MPa超高强度钢的拉伸变形行为与轴向晶格变形特征,并观察了断口区组织形貌与晶粒取向特征.在无加载条件下,充氢试样的轴向(110)与(200)面间距分别大于和小于未充氢试样的对应面间距,... 详细信息

利用飞行时间法中子衍射对比研究了充氢与未充氢1250 MPa超高强度钢的拉伸变形行为与轴向晶格变形特征,并观察了断口区组织形貌与晶粒取向特征.在无加载条件下,充氢试样的轴向(110)与(200)面间距分别大于和小于未充氢试样的对应面间距,显示出四面体间隙中H原子的进入使轴向(110)面间距有所增加,同时内部应力的平衡作用使轴向(200)面间距有所减少.未充氢试样达到1250 MPa抗拉强度发生颈缩塑性断裂,而含有8.0×10-6可扩散氢的试样在分步加载至500 MPa时发生脆性断裂.中子衍射分析表明,未充氢试样在拉应力加载至500 MPa时均基本符合线弹性变形,但至700 MPa时,轴向{200}晶粒比其余取向晶粒优先显示非线弹性变形,至800 MPa时轴向{110}晶粒也出现非线弹性变形,轴向{200}晶粒优先产生微屈服现象,而轴向{211}晶粒仍然处于线弹性阶段;充氢试样在拉伸至300 MPa时,轴向{110}晶粒出现非线弹性变形,至400 MPa时轴向{200}晶粒也出现非线弹性变形,轴向{110}晶粒优先产生微屈服现象,轴向{211}晶粒仍处于线弹性阶段.断口剖面观察显示未充氢试样内形成明显的轴向拉伸纤维织构,而氢脆试样内除了明显的晶界裂纹萌生,还有晶内裂纹扩展与局部晶体转动特征.基于不同取向晶粒的微屈服概念,解释了充氢导致轴向{110}晶粒优先微屈服而不是轴向{200}晶粒优先微屈服,同时以氢伴随微区塑性变形的方式发生脆性断裂.

关键词：脆性断裂充氢微区塑性变形高强度低合金钢中子衍射晶格应变