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水库泥沙数学模型与物理模型成果比较及其应用

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泥沙研究 1994年第4期20卷 76-85页

作者：段志科王延贵中国水利水电科学研究院

本文采用水库泥沙冲淤数学模型，预演紫坪铺水库运用６３年回水变动区河段泥沙淤积发展过程，计算初始条件（库区地形和河床组成）和边界条件（入库流量、沙量和级配过程、水库运行方式）与物理模型试验相同．结果总淤积量相近，淤积发... 详细信息

本文采用水库泥沙冲淤数学模型，预演紫坪铺水库运用６３年回水变动区河段泥沙淤积发展过程，计算初始条件（库区地形和河床组成）和边界条件（入库流量、沙量和级配过程、水库运行方式）与物理模型试验相同．结果总淤积量相近，淤积发展过程相符，沿程淤积分布基本一致．其次对入库悬移质全级配和扣除细颗粒（０．０８ｍｍ以下部分）的部分级配进行对比计算，结果全级配计算淤积量偏大，水库运用初期淤积速度较快，接近平衡阶段淤积速度较慢，淤积平衡后淤积速度基本一致．

关键词：水库泥沙数学模型物理模型

半固态反挤压ZCuSn10P1铜合金轴套组织演变及力学性能研究

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半固态反挤压ZCuSn10P1铜合金轴套组织演变及力学性能研究

作者：段志科昆明理工大学

学位级别：硕士

金属半固态成形技术具有凝固成形和塑性成形的优点,能够减少铸造过程中产生的缩松、缩孔等缺陷,因此得到了广泛的应用。ZCu Sn10P1锡青铜具有耐磨性好、耐腐蚀性好、力学性能优良等特点,被广泛用于汽车、高铁和船舶等设备零件的制造。... 详细信息

金属半固态成形技术具有凝固成形和塑性成形的优点,能够减少铸造过程中产生的缩松、缩孔等缺陷,因此得到了广泛的应用。ZCu Sn10P1锡青铜具有耐磨性好、耐腐蚀性好、力学性能优良等特点,被广泛用于汽车、高铁和船舶等设备零件的制造。利用传统铸造成形方法制备的铜合金轴套易出现夹杂、氧化和裂纹等问题,而半固态成形技术则有望减少铜合金轴套零件缺陷,提高材料利用率。本文以ZCu Sn10P1铜合金作为研究对象,采用SIMA法制备半固态浆料,利用反挤压的方式进行轴套的挤压成形,研究了制浆过程中冷轧变形量、等温温度和保温时间对半固态轴套件组织和力学性能的影响规律。此外,对半固态反挤压轴套进行了固溶时效处理,重点研究了固溶温度对轴套零件组织和力学性能的影响规律。本文的主要研究内容及结论如下:（1）设计并制造了一套反挤压成形模具进行铜合金轴套零件成形。根据轴套零件的形状和尺寸,对反挤压凸模和凹模进行了详细设计、校对,并进行了模具制造和试模。实验证明,采用反挤压模具并选用合理的成形工艺参数挤压得到的轴套零件组织均匀性较好,上部和底部基本不存在液相偏析。（2）研究了制浆过程中冷轧变形量、等温温度和保温时间对反挤压铜合金轴套微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:随着变形量的增加,轴套固相颗粒平均晶粒尺寸及形状因子呈现先减小后增加;布氏硬度先升高后降低,抗拉强度先增大再减小,延伸率先减小后增加。随着等温温度的增加,晶粒尺寸逐渐增加,形状因子先减少再增加;布氏硬度先增加后降低,抗拉强度先增加后降低,延伸率一直增加。随着保温时间的增加,平均晶粒尺寸逐渐增加,形状因子先减少在增加;布氏硬度、抗拉强度均先增加后降低,延伸率逐渐增加。在变形量为30%、等温温度为900℃,保温时间为20 min时,反挤压轴套零件具有较均匀的组织和较好的力学性能,此时纵向（位置1～4）的晶粒尺寸分别为60.60μm、60.28μm、59.51μm、61.10μm,形状因子分别为1.29、1.24、1.26、1.27,液相率分别为14.41%、14.37%、14.33%、14.30%,零件纵向平均布氏硬度为137 HBW,抗拉强度为407 MPa,延伸率为7.6%。（3）研究了固溶时效工艺对轴套组织和力学性能的影响规律。随着固溶温度逐渐升高,轴套固相颗粒平均晶粒尺寸先增大后减小,形状因子先减小后增加;布氏硬度先增加后减小;抗拉强度先增大后减小,延伸率逐渐增加,耐腐蚀性能先增加后减小。最佳的固溶时效工艺为700℃固溶1h水淬,350℃时效1h,此时,晶粒尺寸为90.7μm,形状因子为1.35,抗拉强度为422 MPa,延伸率为10.7%,布氏硬度152 HBW。（4）固溶时效处理能够有效的促进半固态组织中Sn元素向初生相α-Cu中扩散固溶,初生相α-Cu中Sn元素含量由1.5%增加到9.64%,提高了轴套组织及成分的均匀性,减少晶间偏析,使材料的综合性能得到提高。

关键词：半固态铜合金反挤压固溶时效组织演变力学性能

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火电厂取水工程中泥沙问题及试验研究

水利水电技术 1997年第7期28卷 29-32页

作者：段志科李慧梅中国水利水电科学研究院

近几年来，结合具体工程，中国水利水电科学研究院泥沙所对十几个火电厂的取水河段进行了泥沙模型试验研究．文中提出了火电厂取水工程中应考虑的主要泥沙问题，即取排水河段的河势，取水工程头部河底高程变化，取水含沙量及含沙级配，... 详细信息

近几年来，结合具体工程，中国水利水电科学研究院泥沙所对十几个火电厂的取水河段进行了泥沙模型试验研究．文中提出了火电厂取水工程中应考虑的主要泥沙问题，即取排水河段的河势，取水工程头部河底高程变化，取水含沙量及含沙级配，河道中工程建筑物的影响等问题．并提出了模型试验基本资料的选择原则，试验资料观测及整理分析方法，指出了重点研究的问题.

关键词：取水工程泥沙问题模型试验含沙量火力发电厂

热处理温度对半固态挤压锡青铜组织性能的影响

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稀有金属材料与工程 2019年第1期48卷 235-241页

作者：肖寒段志科李乃拥熊迟周荣锋卢德宏蒋业华昆明理工大学云南昆明650093 University of Strathclyde

以半固态挤压ZCuSn10P1锡青铜为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、布氏硬度计、拉伸试验机研究了热处理温度对半固态挤压锡青铜微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:热处理对半固态挤压锡青铜强度、硬度和组织影响... 详细信息

以半固态挤压ZCuSn10P1锡青铜为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、布氏硬度计、拉伸试验机研究了热处理温度对半固态挤压锡青铜微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:热处理对半固态挤压锡青铜强度、硬度和组织影响较大。当热处理温度由250℃升高至650℃时,锡青铜抗拉强度先增加后降低,延伸率增加;布氏硬度先增加后降低;固相和固液界面显微硬度增加,液相显微硬度降低;固相平均晶粒尺寸增加,但热处理温度650℃时组织已不是球状而变成蔷薇状。随温度增加,固相中Sn和P元素增加,元素偏析减弱。综合性能较佳的热处理工艺为350℃保温120 min,此时锡青铜抗拉强度为402 MPa,延伸率为4.5%,布氏硬度为1360 MPa,与热处理前相比分别提高了3.88%,60.71%,6.25%。

关键词：铜合金半固态挤压热处理组织演变力学性能

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海河口泄流能力和挖泥清淤方案试验研究

水利水电技术 1997年第11期28卷 41-43页

作者：段志科蒋如琴李慧梅中国水利水电科学研究院

分析了海河河道特性、来水变化及发展趋势，海河口泥沙淤积状况，纵横断面以及拦门沙发展变化，总结了海河口挖泥疏浚的经验教训．利用物理模型试验方法，研究了海河口现状条件泄流过程以及最大泄流能力，根据海河口近几年的实际清淤能... 详细信息

分析了海河河道特性、来水变化及发展趋势，海河口泥沙淤积状况，纵横断面以及拦门沙发展变化，总结了海河口挖泥疏浚的经验教训．利用物理模型试验方法，研究了海河口现状条件泄流过程以及最大泄流能力，根据海河口近几年的实际清淤能力，研究了海河口不同清淤方案和清淤方式的清淤效果、海河闸泄流能力和闸上水位，并进行了不同清淤方案和方式的对比分析，为海河口清淤疏浚提供了一定的科学依据，同时也为其它大江大河挖泥疏浚提供了参考．

关键词：泄流能力清淤方案海河口

非均匀卵石推移质分组输沙率水槽试验资料初步分析

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泥沙研究 1990年第3期16卷 56-64页

作者：段志科彭润泽许德风朱立阳水利水电科学研究院成都水电勘测设计院

本文针对我国西南、西北地区的卵石河床、颗粒组成范围大、粗细悬殊、很不均匀的特点,用水槽模拟天然河道卵石推移质输移,直接回答了生产问题,同时也积累了大量的试验资料.分析有代表性的推移质输沙公式,找出影响泥沙输移的主要物理量,... 详细信息

本文针对我国西南、西北地区的卵石河床、颗粒组成范围大、粗细悬殊、很不均匀的特点,用水槽模拟天然河道卵石推移质输移,直接回答了生产问题,同时也积累了大量的试验资料.分析有代表性的推移质输沙公式,找出影响泥沙输移的主要物理量,组成无因次参数用多无回归分析,建立输沙强度与无因次参考的相关关系,给出了适合于床沙部分可动,部分不动条件下非均匀卵石推移质分组输沙率公式.并拟定了计算分组输沙率的使用程序.

关键词：卵石推移质输沙率试验资料

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触变挤压铜合金的力学性能

稀有金属材料与工程 2019年第2期48卷 531-537页

作者：肖寒段志科李乃拥李永坤周荣锋卢德宏蒋业华昆明理工大学云南昆明650093 University of Strathclyde

采用触变挤压工艺成形ZCuSn10P1铜合金轴套零件。通过单向拉伸试验和硬度试验测试了触变挤压铜合金的抗拉强度、延伸率、布氏硬度和显微硬度。利用扫描电镜观测了断口形貌并分析了断裂方式,研究了成形压力对触变挤压铜合金力学性能的影... 详细信息

采用触变挤压工艺成形ZCuSn10P1铜合金轴套零件。通过单向拉伸试验和硬度试验测试了触变挤压铜合金的抗拉强度、延伸率、布氏硬度和显微硬度。利用扫描电镜观测了断口形貌并分析了断裂方式,研究了成形压力对触变挤压铜合金力学性能的影响。结果表明,抗拉强度随成形压力增加而先增加后降低;延伸率随成形压力增加而不断减小;成形压力与抗拉强度和延伸率的函数关系分别近似为抛物线和幂指数。触变挤压铜合金拉伸断裂方式为沿晶断裂和韧性断裂的混合型断裂。布氏硬度随成形压力增加而先增加后降低。相同工艺条件下,液相显微硬度值最高,固/液界面次之,固相最低;固相、固/液界面和液相的显微硬度均随成形压力增加而先增加后降低。触变挤压铜合金综合力学性能要高于常规铸造,较佳工艺参数为成形压力250 MPa、挤压速率15 mm/s,其抗拉强度、延伸率和布氏硬度分别为387 MPa、2.8%、1280 MPa。

关键词：铜合金半固态触变成形力学性能

半固态触变反挤压锡青铜的组织演变和力学性能

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稀有金属材料与工程 2022年第6期51卷 2240-2249页

作者：张雄超陈磊肖寒周瑀杭陈昊段志科昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

对CuSn10P1铜合金进行半固态触变反挤压成形试验。研究冷轧变形量、等温温度及等温时间对CuSn10P1铜合金的微观组织演变和力学性能的影响规律。结果表明:半固态触变反挤压能够有效地改善铜合金半固态成形件中的液相偏聚现象,冷轧变形量... 详细信息

对CuSn10P1铜合金进行半固态触变反挤压成形试验。研究冷轧变形量、等温温度及等温时间对CuSn10P1铜合金的微观组织演变和力学性能的影响规律。结果表明:半固态触变反挤压能够有效地改善铜合金半固态成形件中的液相偏聚现象,冷轧变形量及等温处理工艺对半固态触变反挤压锡青铜微观组织和力学性能影响较大。随冷轧变形量的增加,平均晶粒尺寸先减小后增大,成形件的抗拉强度先升高后降低。随等温温度的升高和等温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,成形件的抗拉强度先升高后降低。当冷轧变形量30%、等温温度900℃、等温时间20 min时,半固态触变反挤压CuSn10P1铜合金成形件的组织和性能较好且各部位均匀。

关键词：铜合金半固态触变反挤压组织演变力学性能

成形比压对ZCuSn10P1锡青铜半固态组织的影响

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特种铸造及有色合金 2017年第3期37卷 273-276页

作者：李乃拥段志科李通赵斌陈泽邦肖寒昆明理工大学材料科学与工程学院

采用冷轧-重熔应变诱导熔化激活法制备半固态ZCuSn10P1锡青铜浆料,研究成形比压对ZCuSn10P1锡青铜组织及成形性的影响。结果表明,不同挤压工艺参数对流变挤压组织的影响很大,在挤压速率为14mm/s条件下,当成形比压为150 MPa时,成形件的... 详细信息

采用冷轧-重熔应变诱导熔化激活法制备半固态ZCuSn10P1锡青铜浆料,研究成形比压对ZCuSn10P1锡青铜组织及成形性的影响。结果表明,不同挤压工艺参数对流变挤压组织的影响很大,在挤压速率为14mm/s条件下,当成形比压为150 MPa时,成形件的组织相对较好,固液协同流动性好,此时,液相率为27.6%,固相晶粒圆整度为1.52,晶粒平均直径为80.21μm;在半固态锡青铜的流变挤压成形过程中,当成形比压为150 MPa时,零件从上到下,液相率由20.1%增加至33.2%,且在零件底端会产生液相团聚现象,固液两相的分布均匀性较差。

关键词： ZCuSn10P1 成形比压流变挤压组织演变