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Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊工艺及焊缝组织和性能

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焊接学报 2024年第1期45卷 103-108,I0009页

作者：张超周猛兵陶欣郑云西王治国魏连峰杨灿湘中国核动力研究设计院第四研究所成都610213

文中对Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺、微观组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,采用W-25%Re的搅拌工具在转速250 r/min、焊接速度40 mm/min、顶锻压力10 kN、氩气保护条件下可以获得成形良好且无焊... 详细信息

文中对Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺、微观组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,采用W-25%Re的搅拌工具在转速250 r/min、焊接速度40 mm/min、顶锻压力10 kN、氩气保护条件下可以获得成形良好且无焊接缺陷的锆合金FSW接头.搅拌区(stir zone,SZ)剧烈的塑性变形促进动态再结晶、合金元素扩散和晶粒细化,晶粒尺寸随着转速增加而增大,同时SZ内在晶界位置处析出大量的形状不规则的第二相粒子.不同焊接参数制备的FSW接头在360℃、18.6 MPa中性水中腐蚀72 h后均表现为黑色、光亮、致密的氧化膜,但随着转速增加接头耐腐蚀性能降低.

关键词：锆合金搅拌摩擦焊焊接工艺微观组织腐蚀性能

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锆合金电子束熔丝增材组织与性能研究

焊接技术 2024年第3期53卷 1-6页

作者：周猛兵张超魏连峰陈高詹中国核动力研究设计院核燃料元件及材料研究所四川成都610213

利用电子束熔丝增材设备进行了R60702锆合金的增材沉积试验,研究了锆合金增材沉积层的微观结构,分析了增材沉积试样的力学性能。结果表明,锆合金电子束熔丝增材沉积组织的晶粒在底部区域细小致密,随着沉积高度增加,晶粒增大;沉积层晶粒... 详细信息

利用电子束熔丝增材设备进行了R60702锆合金的增材沉积试验,研究了锆合金增材沉积层的微观结构,分析了增材沉积试样的力学性能。结果表明,锆合金电子束熔丝增材沉积组织的晶粒在底部区域细小致密,随着沉积高度增加,晶粒增大;沉积层晶粒结构中小角度晶界的比例在70%以上,晶粒生长具有显著的择优取向特征;增材沉积试样的锆基体相主要以层状分布为主,基体相主要由α-Zr组成,存在Hf等合金元素偏析现象;沉积试样的抗拉强度为535~577 MPa,显著高于锆合金在热轧和退火状态下的抗拉强度(398 MPa);沉积试样横截面上距基板位置距离越远,沉积试样的硬度越高。

关键词：锆合金电子束增材沉积微观组织力学性能

AZ31镁合金低功率激光表面改性处理的研究

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AZ31镁合金低功率激光表面改性处理的研究

作者：周猛兵重庆大学

学位级别：硕士

镁合金因其比强度高、密度低、减振性好以及电磁屏蔽性优良等特点,在航空航天、交通运输和国防领域具有广泛的应用前景。然而因为镁合金硬度较低、耐磨损性能较差以及在介质中易发生腐蚀等缺陷,镁合金在工程中的使用受到极大限制。为了... 详细信息

镁合金因其比强度高、密度低、减振性好以及电磁屏蔽性优良等特点,在航空航天、交通运输和国防领域具有广泛的应用前景。然而因为镁合金硬度较低、耐磨损性能较差以及在介质中易发生腐蚀等缺陷,镁合金在工程中的使用受到极大限制。为了改善镁合金在实际应用中存在的上述缺陷,本文以AZ31镁合金为研究对象,利用Yb-fibre固体光纤激光器对AZ31镁合金分别进行激光表面熔凝以及激光表面熔覆处理,研究了上述两种表面改性工艺参数对改性层微观组织、硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能的影响,并对激光表面改性机理进行了讨论分析,具体包括以下主要内容:在不同激光功率下对AZ31镁合金表面进行激光熔凝处理。研究表明,在激光功率为104W时,镁合金表面对激光能量的吸收率急剧增加,形成的熔凝层组织最为致密,熔深可达125μm。经激光熔凝处理后,熔凝层组织中Al元素的固溶度增加,表面显微硬度也显著增加。理论分析表明,熔凝层组织强化机理为细晶强化、固溶强化以及弥散强化。对熔凝层组织进行摩擦磨损以及腐蚀电化学测试,结果显示,激光熔凝层的磨损量仅为未处理镁合金的66.4%,耐磨损性能得到显著改善;与未处理镁合金相比较,激光熔凝层的腐蚀电位提高了0.29V,腐蚀电流密度降低了一个数量级,腐蚀速率降低了约12倍,激光熔凝层抗腐蚀能力得到明显提高。在不同激光功率下对AZ31镁合金进行激光多次熔凝实验,研究了激光熔凝次数对熔凝层显微组织、表面Al元素含量、耐腐蚀性能、硬度以及物相等的影响。在激光功率为56W并且经二次重熔后形成的熔凝层组织最为致密,裂纹以及孔洞数量最少,耐腐蚀性能最好。结合三组激光功率参数下多次熔凝结果,发现随着激光熔凝次数的增加,熔凝层表面Al元素含量逐渐增加,而熔凝层厚度逐渐减小。经激光多次熔凝后,熔凝层与未处理镁合金组织都是由α-Mg相和少量β-MgAl相构成,熔凝层物相组成未发生改变。一次激光熔凝处理后熔凝层组织中β-MgAl相的含量低于未处理镁合金,随着重熔次数的继续增加,熔凝层中β-MgAl的含量逐渐增加。采用激光表面熔覆技术在镁合金表面制备TiAlV熔覆层,探究了不同激光能量密度对熔凝层显微结构、硬度、耐腐蚀性能以及耐磨损性能的影响。结果表明,在功率为72W,扫描速度为360mm/s,扫描间距为80μm,铺粉层厚为30μm时,制备的熔覆层组织致密,无孔洞及裂纹等缺陷,并与基体镁合金形成部分冶金结合。熔覆层的显微硬度(374±4 HV)接近基体镁合金的6倍。腐蚀电化学分析表明,与基体镁合金相比较,熔覆层的腐蚀电位提高了1.01V,腐蚀电流密度降低了两个数量级,耐腐蚀性能得到显著改善。摩擦磨损实验表明,激光熔覆层与基体镁合金的磨损机制均为磨粒磨损,而且激光熔覆层的耐磨损性能显著好于基体镁合金。

关键词：镁合金激光表面改性熔凝重熔熔覆

低活化铁素体–马氏体钢搅拌摩擦焊接头组织和性能分析

同方学位论文库评论

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焊接学报 2019年第6期40卷 52-57,I0003页

作者：张超崔雷刘永长王东坡周猛兵天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300350 中国核动力研究设计院成都610200

文中对9%Cr低活化铁素体马氏体钢搅拌摩擦焊接头的组织和性能进行了分析.结果表明,搅拌摩擦焊接头不同区域微观组织存在明显的差异.搅拌区内奥氏体的动态再结晶引起晶粒细化和马氏体转变,并且晶界M23C6相溶解,晶内M3C相析出;热力影响区... 详细信息

文中对9%Cr低活化铁素体马氏体钢搅拌摩擦焊接头的组织和性能进行了分析.结果表明,搅拌摩擦焊接头不同区域微观组织存在明显的差异.搅拌区内奥氏体的动态再结晶引起晶粒细化和马氏体转变,并且晶界M23C6相溶解,晶内M3C相析出;热力影响区组织变化与搅拌区相似,但晶粒尺寸明显大于母材;热影响区和母材区均表现回火组织特征.搅拌区硬度显著提高,分布均匀;热力影响区硬度值变化较大;热影响区发生软化,其硬度值在接头区域最低.随着拉伸测试温度的增加,搅拌区的屈服强度单调降低,抗拉强度先增大后减小,而断后伸长率先减小后增大.

关键词：低活化铁素体–马氏体钢搅拌摩擦焊微观组织力学性能

H原子在Zr(0001)表面吸附的第一性原理研究

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核动力工程 2020年第2期41卷 22-26页

作者：陈雾张恒泉叶晓凤曾静肖红星周猛兵中国核动力研究设计院成都610213

结合蒙特卡洛(MC)模拟和第一性原理密度泛函理论(DFT)方法,从Zr-H体系微观结构、吸附概率、吸附能、Mulliken电荷布居数以及电子态密度等方面对H原子在α-Zr(0001)表面的吸附位点和吸附机理等进行计算分析。结果表明:H原子在Zr(0001)表... 详细信息

结合蒙特卡洛(MC)模拟和第一性原理密度泛函理论(DFT)方法,从Zr-H体系微观结构、吸附概率、吸附能、Mulliken电荷布居数以及电子态密度等方面对H原子在α-Zr(0001)表面的吸附位点和吸附机理等进行计算分析。结果表明:H原子在Zr(0001)表面首先产生物理吸附,然后由物理吸附转变为化学吸附,吸附过程中电荷不断由Zr(0001)表面原子向H原子转移,最后趋于稳定。另外,稳定吸附后的H原子直接与Zr(0001)表面最表层原子生成化学键,且主要由H(s)、Zr(s)和Zr(d)轨道的电子态做贡献。综合分析得到H原子在Zr(0001)表面的吸附位点优先级顺序为密排六方间隙位(hcp位)>面心立方间隙位(fcc位)>桥位(bridge位),顶位(top位)不会产生吸附。

关键词： Zr-H系统表面吸附密度泛函理论(DFT) 电子结构吸附机理

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基于电压阻尼振荡的变压器故障绕组识别方法

电工技术学报 2024年第10期39卷 3218-3231页

作者：周利军员秀程王东阳周猛张俊西南交通大学电气工程学院成都611756

变压器绕组振荡波能够有效地反映绕组状态变化,实际应用中发现振荡波末期存在不规律振荡行为,影响了基于振荡波的变压器绕组故障诊断准确性。该文针对此问题,首先,搭建变压器绕组故障模拟平台,获取轴向移位、局部翘曲、饼间短路和匝间... 详细信息

变压器绕组振荡波能够有效地反映绕组状态变化,实际应用中发现振荡波末期存在不规律振荡行为,影响了基于振荡波的变压器绕组故障诊断准确性。该文针对此问题,首先,搭建变压器绕组故障模拟平台,获取轴向移位、局部翘曲、饼间短路和匝间短路四种故障下绕组振荡波数据;其次,通过定义的能量衰减因子,提出了一种基于电压阻尼振荡的变压器绕组振荡波有效波段动态选取方法;再次,基于确定的有效波段,提出了基于二值化的Tamura纹理特征的特征参数提取方法,并结合波形特征关联度(FCD),提出了用于故障类型(轴向移位、局部翘曲、饼间短路和匝间短路)、区域、程度诊断的特征参数组合并分析了其分布规律;最后,基于特征参数组合的分布规律通过实际变压器进行了应用分析。结果表明,动态选取出的波段干扰信息少、衰减振荡规律性明显且包含丰富的特征信息,可实现对故障类型、故障程度和故障区域的识别分类。

关键词：变压器振荡波绕组故障动态波段波形特征纹理特征

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一种地磁特征辅助的室内运动恢复结构方法

激光与光电子学进展 2024年

作者：何周猛陈国良束明聪狄开宇刘虎中国矿业大学环境与测绘学院中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室

针对室内场景的复杂性和封闭性导致重建出的室内三维模型耗时较长，覆盖度不佳的问题，提出了一种利用地磁特征辅助的室内运动恢复结构(structure from motion,SFM)方法。首先，利用普通智能手机传感器采集室内的影像和地磁数据；其次... 详细信息

针对室内场景的复杂性和封闭性导致重建出的室内三维模型耗时较长，覆盖度不佳的问题，提出了一种利用地磁特征辅助的室内运动恢复结构(structure from motion,SFM)方法。首先，利用普通智能手机传感器采集室内的影像和地磁数据；其次，为了实现整体影像集划分为局部影像集，通过聚类算法将地磁数据进行聚类，并将地磁数据聚类结果作为对应影像的属性得到局部影像集；然后，运用分层式SFM对各局部影像集进行稀疏子模型构建并对各个稀疏子模型间匹配点进行确定；最后，利用RANSAC generalized Procrustes analysis算法实现各局部重建的配准得到完整模型。室内同楼层和不同楼层的重建实验结果表明，本文方法在重建效率、重建覆盖度和点云生成速率方面的表现较好，相比分层式SFM方法，其重建效率在两个数据集上平均提升了37%，重建覆盖度更接近重建目标，为同种类型室内环境重建提供一种补充方案。

关键词：地磁特征聚类算法室内环境分层式运动恢复结构点云配准

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金属铪真空电子束焊接工艺及组织性能研究

钛工业进展 2023年第5期40卷 30-34页

作者：杨灿湘张超周猛兵王军李博白力文陈高詹魏连峰中国核动力研究设计院第四研究所四川成都610213

采用真空电子束焊接工艺焊接金属铪板材,研究了金属铪焊后的微观组织和力学性能。结果表明,金属铪在焊接电压为60 kV、焊接束流为36 mA/40 mA、焊接速度为1000 mm/min的工艺条件下,可以实现金属铪的稳定焊接,获得无内部缺陷的焊接接头... 详细信息

采用真空电子束焊接工艺焊接金属铪板材,研究了金属铪焊后的微观组织和力学性能。结果表明,金属铪在焊接电压为60 kV、焊接束流为36 mA/40 mA、焊接速度为1000 mm/min的工艺条件下,可以实现金属铪的稳定焊接,获得无内部缺陷的焊接接头。金属铪组织为晶粒大小一致、晶界清晰的等轴晶组织,晶粒度达到10级。经真空电子束焊接后,其焊缝区的晶粒明显长大,表现为不均匀分布的、粗大的树枝晶组织,并存在少量的退火孪晶组织。由于焊缝区域晶粒粗化及树枝晶的形成,金属铪真空电子束焊接接头的拉伸性能显著低于母材,断后伸长率仅约为母材的50%。同时,金属铪焊缝拉伸断口形貌呈现光滑的解理台阶、撕裂痕、裂纹等解理断裂特征,并伴有河流状花样,为脆性断裂。

关键词：金属铪真空电子束焊接微观组织力学性能

前后入路与腹直肌外侧入路跨骶骨的髂骨间接骨板治疗骶髂关节脱位合并同侧骶骨翼骨折的效果对比研究

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中华骨与关节外科杂志 2024年第7期17卷 628-634页

作者：刘伟宋远征杨茂杰孟乾周猛滕州市中心人民医院骨创外科

目的：对比前后入路与腹直肌外侧入路跨骶骨的髂骨间接骨板治疗骶髂关节脱位合并同侧骶骨翼骨折（SJDISWF）的效果。方法：回顾性分析2020年1月至2023年6月滕州市中心人民医院收治的81例SJDISWF患者的临床资料，根据手术入路方式分为腹... 详细信息

目的：对比前后入路与腹直肌外侧入路跨骶骨的髂骨间接骨板治疗骶髂关节脱位合并同侧骶骨翼骨折（SJDISWF）的效果。方法：回顾性分析2020年1月至2023年6月滕州市中心人民医院收治的81例SJDISWF患者的临床资料，根据手术入路方式分为腹直肌外侧入路组42例，前后入路组39例。对比两组患者的手术及恢复情况、骨折复位质量、疼痛情况、骨盆功能、骨代谢生化标志物及并发症发生率。结果：两组患者均获得7～12个月随访，平均（10.5±1.3）个月。腹直肌外侧入路组患者手术时间、术中出血量、切口长度、骨折愈合时间均优于前后入路组（P均0.05）。腹直肌外侧入路组患者术后3 d、术后7 d的疼痛视觉模拟评分均低于前后入路组（P均0.05）。两组患者术后6个月的骨钙素N端中分子片段（N-MID）、骨钙素（OC）、骨碱性磷酸酶（BAP）水平均高于术前（P均0.05）。结论：腹直肌外侧入路与前后入路跨骶骨的髂骨间接骨板治疗SJDISWF的复位质量、骨盆功能恢复情况、安全性相近，但腹直肌外侧入路手术时间短、术中出血量少、切口小，可减轻患者术后疼痛，并有效改善术后骨代谢生化标记物N-MID、OC、BAP水平。

关键词：前后入路腹直肌外侧入路骶髂关节脱位合并同侧骶骨翼骨折