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激光粉末床熔融制备高强钢的研究进展与展望

钢铁 2024年第6期59卷 22-37页

作者：陈超越赵旺蒋丹青徐松哲王江任忠鸣上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

高强度钢是一种具有高强度、高韧性等多种综合优异性能的钢材。根据合金元素含量不同,可以区分为低合金高强钢、中合金高强钢和高合金高强钢,并根据其不同的元素和组织强化机制,以不锈钢、高速钢、工具钢等钢种广泛应用于汽车、建筑、... 详细信息

高强度钢是一种具有高强度、高韧性等多种综合优异性能的钢材。根据合金元素含量不同,可以区分为低合金高强钢、中合金高强钢和高合金高强钢,并根据其不同的元素和组织强化机制,以不锈钢、高速钢、工具钢等钢种广泛应用于汽车、建筑、航天航空等领域。伴随着高强钢零件复杂结构的需求增大,以及传统零件生产流程繁杂冗长等弊端日益明显,能短流程直接成形复杂零件的生产制造技术正急需被研究应用。增材制造(additive manufacturing, AM)技术生产的金属具有更细小的晶粒、可控性更高的基体相、组织分布更加均匀、碳化物更细小且AM能直接成形复杂零件并大幅缩短工艺流程,有望满足更高的力学性能和日趋复杂的结构需求。从高强钢的基本特征入手,分析了传统制造下高强钢的微观组织、力学性能及强化机制。然后分析了增材制造技术特点,重点论述了激光粉末床熔融技术(laser powder bed fusion, L-PBF)生产高强钢的微观组织与力学性能,针对其内部的强化机理做出了系统的阐述,对传统制造高强钢的微观组织和力学性能较L-PBF制造的高强钢作了归纳与系统对比。其次关注了高强钢在增材制造领域的实际应用和部分研究成果,对高强钢增材制造的未来发展做出了展望,以期有助于高强钢在增材制造领域的进一步应用及工业化推广。

关键词：增材制造高强钢合金元素微观组织力学性能

激光增材制造中残余应力形成机理、表征及调控方法的研究进展

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材料工程 2024年 15-32页

作者：王瑞鑫陈超越徐松哲帅三三胡涛李霞王保军王江任忠鸣上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室

激光增材制造可以实现高性能复杂金属构件的一体化直接成形，但该过程中存在的非均匀温度梯度分布、微熔池的近快速凝固、原位热处理效应以及非平衡固态相变、微观结构的不均匀性等会产生复杂的残余应力，严重影响成形构件质量和综合性... 详细信息

激光增材制造可以实现高性能复杂金属构件的一体化直接成形，但该过程中存在的非均匀温度梯度分布、微熔池的近快速凝固、原位热处理效应以及非平衡固态相变、微观结构的不均匀性等会产生复杂的残余应力，严重影响成形构件质量和综合性能。因此，本文围绕激光增材制造残余应力，首先介绍了残余应力的基本定义、分类及产生原因；然后针对激光增材制造过程中残余应力的特殊性、形成机理、表征方法及调控方法的研究现状进行了系统的综述，介绍了残余应力的表征方法及其特点，并说明了各方法的适用性及优缺点，总结了调控残余应力的方法可分为后处理调控和原位处理调控；最后，展望了研究激光增材制造残余应力的产生原因和演化机制应考虑几类应力的叠加效应。残余应力的表征应采用多种方法结合，相互辅助验证。为避免成形过程中应力集中影响成形质量以及避免后处理对构件精度产生影响，应重点研究原位调控残余应力的方法。

关键词：激光增材制造残余应力残余应力表征有限元仿真残余应力调控

基于Laval喷嘴的层流气雾化法工艺参数探索及粉末性能研究

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1369-1379页

作者：沈鹭宇陈超越黎兴刚帅三三徐松哲胡涛金小礼李山青王江任忠鸣上海大学材料科学与工程学院、省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 南方科技大学前沿与交叉学科研究院广东深圳518055 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

基于Laval喷嘴的层流气雾化技术可以高效制备高性能金属粉末,但目前对这种技术的各项工艺参数及粉末性能尚未有系统性研究。本工作使用基于Laval喷嘴的层流气雾化制粉设备制备了AlSi10Mg合金粉末,同时使用传统分析方法和X射线计算机断... 详细信息

基于Laval喷嘴的层流气雾化技术可以高效制备高性能金属粉末,但目前对这种技术的各项工艺参数及粉末性能尚未有系统性研究。本工作使用基于Laval喷嘴的层流气雾化制粉设备制备了AlSi10Mg合金粉末,同时使用传统分析方法和X射线计算机断层扫描技术分别研究了雾化气体压力以及导流管内径对粉末整体形貌、三维形貌、球形度、粒度分布、物理性能及内部缺陷的影响,并结合数值模拟进行机理性解释。结果表明,基于Laval喷嘴的层流气雾化技术制备的AlSi10Mg粉末性能较好,由于在较高的雾化气体压力和较窄的导流管内径条件下气液流量比更高,金属熔体更易发生破碎,故制备的粉末球形度更好,粒度分布较窄,细粉收得率可接近50%,不规则粉末及空心粉较少。

关键词：层流气雾化 AlSi10Mg合金粉末工艺参数 X射线计算机断层扫描数值模拟

航空发动机叶片用陶瓷型芯的光固化增材制造研究现状

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航空制造技术 2022年第1期65卷 67-76页

作者：陈超越殷宇豪徐松哲帅三三胡涛王江任忠鸣上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海大学中欧工程技术学院上海200444 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

随着对高推重比和高效率航空发动机日益增长的需求,发动机叶片正朝着复杂空心结构的方向发展,而这对高性能复杂结构的陶瓷型芯提出了更高的要求。与此同时,基于光固化原理的增材制造技术可以实现无模具条件下的高精度、快速以及综合性... 详细信息

随着对高推重比和高效率航空发动机日益增长的需求,发动机叶片正朝着复杂空心结构的方向发展,而这对高性能复杂结构的陶瓷型芯提出了更高的要求。与此同时,基于光固化原理的增材制造技术可以实现无模具条件下的高精度、快速以及综合性能优异的陶瓷型芯制备。然而,目前基于光固化增材制造的陶瓷型芯制备工艺依旧面临控制尺寸精度、优化脱脂烧结工艺和控制裂纹变形等问题。因此,在介绍适用于陶瓷零件制备的光固化增材制造技术原理和特点的基础上,探讨了光固化陶瓷浆料制备及烧结工艺的研究进展,并着重介绍光固化陶瓷型芯的综合性能。最后,介绍了光固化型芯/型壳在航空发动机叶片精密铸造中的应用实例,并对进一步的应用前景进行了展望。

关键词：光固化增材制造陶瓷型芯浆料矿化剂陶瓷烧结

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激光增材制造钛铝系金属间化合物的研究现状

航空制造技术 2022年第17期65卷 14-32页

作者：王江曹庭玮陈超越赵睿鑫徐松哲胡涛帅三三任忠鸣上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444

随着我国工业技术的不断发展,发动机材料已经成为制约我国航空技术发展的壁垒。降低能源损耗,提高使用温度成为诸多发动机材料的发展方向。TiAl合金具有密度低、抗氧化性能好、比强度高等优点,是极具潜力的低压涡轮发动机备选材料。为... 详细信息

随着我国工业技术的不断发展,发动机材料已经成为制约我国航空技术发展的壁垒。降低能源损耗,提高使用温度成为诸多发动机材料的发展方向。TiAl合金具有密度低、抗氧化性能好、比强度高等优点,是极具潜力的低压涡轮发动机备选材料。为探究激光增材制造技术所制备的TiAl合金在航空发动机上的应用前景,详细介绍了激光增材制造所需TiAl粉末和相关的激光增材制造技术,以及利用激光增材制造技术制造TiAl合金的研究现状。分析了使用激光增材制造技术制造TiAl合金的优势以及存在的缺点,提出了目前激光增材制造TiAl合金还需要深入研究的问题。

关键词：金属间化合物金属粉末激光增材制造(LAM) 激光定向能量沉积激光粉床熔化航空航天

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电磁冶金过程的数值模拟

铸造技术 2022年第8期43卷 664-677,I0030页

作者：徐松哲时令李景京王江任忠鸣上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444

电磁冶金技术是调控合金材料制备的一种重要手段,而模拟仿真可以在一定程度上辅助优化电磁冶金过程的工艺参数,并帮助进一步理解其深层的作用机理。本文综述了近年来模拟仿真技术在电磁冶金领域的应用,并对比宏观、介观尺度下多物理场... 详细信息

电磁冶金技术是调控合金材料制备的一种重要手段,而模拟仿真可以在一定程度上辅助优化电磁冶金过程的工艺参数,并帮助进一步理解其深层的作用机理。本文综述了近年来模拟仿真技术在电磁冶金领域的应用,并对比宏观、介观尺度下多物理场下金属凝固模拟方法,分析目前现有模型在提高计算精度、计算效率时所面临的困难。讨论现有小尺度模型在扩展应用尺度方面的可能性,以更全面的模拟实际电磁冶金过程,辅助电磁冶金技术的进一步发展与应用。

关键词：电磁冶金多物理场模拟多尺度模型晶体生长计算效率

灰树花多糖通过LncRNA HULC/miR-186-5p轴调控胆囊癌细胞增殖、迁移和侵袭

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食品工业科技 2024年第14期45卷 335-343页

作者：于静段子朋徐松涛漯河医学高等专科学校河南漯河462002

目的:分析灰树花多糖(Grifola frondose polysaccharide,GFP)对胆囊癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响及机制。方法:将对数期GBC-SD细胞随机分组:对照组、GFP组(0.5、1、2µg/mL GFP)、shNC组、shHULC组、miR-NC组、miR-186-5p mimics组、GFP+pcDNA组、GFP+pcDNA-HULC组。CCK-8法检测细胞抑制率;Transwell小室法检测GBC-SD细胞迁移和侵袭;Western Blot印迹检测Cyclin D1、P21、MMP-2、MM-9蛋白水平;qRT-PCR检测LncRNA HULC和miR-186-5p的水平;Starbase在线软件预测HULC与miR-186-5p的结合位点,双荧光素酶报告实验检测LncRNA HULC和miR-186-5p的靶向关系。裸鼠移植瘤实验检测GFP对GBC-SD细胞移植瘤体内生长的影响。结果:0.25~8µg/mL GFP对胆囊癌GBC-SD细胞具有一定的抑制作用;与对照组比较,0.5、1、2µg/mL的GFP(极)显著(P0.05);与shNC组比较,shHULC组HULC相对表达水平极显著(P<0.01)降低,miR-186-5p相对表达水平极显著(P<0.01)增加,细胞存活率、迁移数目、侵袭数目极显著(P<0.01)降低,Cylin D1、MMP-2和MM-9水平极显著下调(P<0.01);与GFP+pcDNA组比较,GFP+pcDN-HULC组抑制率显著降低(P<0.05),迁移数目、侵袭数目极显著增加(P<0.01),Cylin D1、MMP-2和MM-9水平显著上调(P<0.05);与GFP+pcDNA给药组比较,GFP+pcDN-HULC给药组瘤体体积、质量极显著增加(P<0.01),miR-186-5p水平极显著下调(P<0.01)。结论:GFP可抑制胆囊癌细胞的增殖、侵袭和迁移,其机制与调控LncRNA HULC/miR-186-5p有关。

关键词：灰树花多糖 LncRNA HULC miR-186-5p 胆囊癌增殖迁移侵袭

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全面抗战时期徽州经济统制政策探析

安徽史学 2024年第3期 99-107页

作者：徐松如上海师范大学中国近代社会研究中心上海200234

抗战爆发后,徽州作为江浙皖一带最大的国统区,周边地区都沦陷为敌占区,物资交流异常困难。迫于严峻的经济形势和经济困难,徽州地方政府为了维持战争时期社会稳定以及经济的正常运行,实施战时金融统制,扩大战时生产,发展合作事业,不断加... 详细信息

抗战爆发后,徽州作为江浙皖一带最大的国统区,周边地区都沦陷为敌占区,物资交流异常困难。迫于严峻的经济形势和经济困难,徽州地方政府为了维持战争时期社会稳定以及经济的正常运行,实施战时金融统制,扩大战时生产,发展合作事业,不断加强对敌的经济封锁,并对粮食进行统制,保障军粮民食的供应,这些举措客观上起到了经济“助推器”与社会“稳定器”的作用,不仅维系了徽州地方社会的稳定状态,也有效地支持了周边地区乃至全国的抗战。随着抗战进程的推进,国民政府为巩固政权的合法性基础,逐步加强对基层社会的抽取力度,徽州稳定的社会秩序背后潜伏着巨大的危机。

关键词：全面抗战时期经济统制徽州地方社会

输电线路金具表面电沉积锌-镍-金刚石复合镀层的性能

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电镀与涂饰 2024年第7期43卷 9-15页

作者：赵军愉徐松晓柴小亮王胜楠谢思哲国网河北省电力有限公司保定供电分公司河北保定071000

[目的]对输电线路金具进行适当的表面处理有利于延长其使用寿命,为电力系统的安全运行提供保障。[方法]采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学分析和摩擦磨损试验,对比了纯Zn、Zn-Ni合金和Zn-Ni-金刚石复合... 详细信息

[目的]对输电线路金具进行适当的表面处理有利于延长其使用寿命,为电力系统的安全运行提供保障。[方法]采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学分析和摩擦磨损试验,对比了纯Zn、Zn-Ni合金和Zn-Ni-金刚石复合镀层的微观形貌、元素成分、相结构、耐蚀性和耐磨性。[结果]在研究的3种镀层中,Zn-Ni-金刚石复合镀层表面最平整致密,主要由γ-Ni_(5)Zn_(21)相和δ-Ni_(3)Zn_(22)相组成,耐蚀性和耐磨性最佳。[结论]Zn-Ni-金刚石复合电沉积在金具表面防护方面具有良好的应用前景。

关键词：输电线路金具复合电沉积锌镍金刚石耐蚀性耐磨性