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Mo对铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金组织及性能的影响

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塑性工程学报 2024年第5期31卷 163-170页

作者：赵雪柔吕煜坤武上焜李双元陕西铁路工程职业技术学院铁道装备制造学院陕西渭南714000 西安工业大学材料与化工学院陕西西安710021

采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(... 详细信息

采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(98-x)C_(2)Mo_(x)多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe_(50)Mn_(30)Co_(10)Cr_(10))_(97)C_(2)Mo_(1)合金为面心立方相结构,室温拉伸变形过程中60°变形孪晶增多,诱发孪晶诱导塑性(TWIP)效应,铸态合金在晶界强化(孪晶晶界为亚晶界)、固溶强化(C-间隙原子、Mo-置换原子)、位错强化以及TWIP效应的共同作用下,极限抗拉强度达到712.08 MPa,总伸长率为98.63%,强塑积高达70.23 GPa·%。随着Mo含量增加至2%,小角度晶界向大角度晶界转变程度变小,同时合金中析出白色颗粒状金属间化合物,致使合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均降低。

关键词：钼强塑积变形孪晶 TWIP效应

Mo对铸态(FeMnCoCr)CMo多主元合金组织及性能的影响

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塑性工程学报 2023年

作者：赵雪柔吕煜坤武上焜李双元西安工业大学材料与化工学院陕西铁路工程职业技术学院铁道装备制造学院

采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe50Mn30Co10Cr10)98-xC2Mox多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe50Mn30Co10Cr10)97C2Mo1合金为面心立方相结构,... 详细信息

采用真空电弧熔炼炉制备了铸态(Fe50Mn30Co10Cr10)98-xC2Mox多主元合金,分析了Mo的添加对铸态多主元合金组织和性能的影响,研究了多主元合金的强韧性和微观结构演变机制。结果表明,铸态(Fe50Mn30Co10Cr10)97C2Mo1合金为面心立方相结构,室温拉伸变形过程中60°变形孪晶增多,诱发孪晶诱导塑性(TWIP)效应,铸态合金在晶界强化(孪晶晶界为亚晶界)、固溶强化(C-间隙原子、Mo-置换原子)、位错强化以及TWIP效应的共同作用下,极限抗拉强度达到712.08MPa,总伸长率为98.63%,强塑积高达70.23GPa%。随着Mo含量增加至2%,小角度晶界向大角度晶界转变程度变小,同时合金中析出白色颗粒状金属间化合物,致使合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均降低。

关键词： Mo 强塑积变形孪晶 TWIP效应

电压对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

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电镀与涂饰 2022年第12期41卷 833-839页

作者：赵雪柔武上焜李斌李双元陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南714000 西安工业大学陕西西安710021 西安天力金属复合材料股份有限公司陕西西安710021

研究了电压对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜相结构、微观形貌和耐磨性的影响。结果表明,随工作电压增大,微弧氧化陶瓷膜的厚度增大,表面粗糙度和显微硬度先增大后减小,耐磨性先变好后变差。电压为500 V时,所得的微弧氧化陶瓷膜厚度为12.5μm... 详细信息

研究了电压对6061铝合金微弧氧化陶瓷膜相结构、微观形貌和耐磨性的影响。结果表明,随工作电压增大,微弧氧化陶瓷膜的厚度增大,表面粗糙度和显微硬度先增大后减小,耐磨性先变好后变差。电压为500 V时,所得的微弧氧化陶瓷膜厚度为12.5μm,显微硬度最高(407 HV),耐磨性最佳。

关键词：铝合金微弧氧化陶瓷膜微观结构耐磨性

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Zr靶功率对(WMoTaNb)ZrN薄膜微观组织及性能的影响

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表面技术 2022年

作者：曹丽娜邵文婷陈建王富强武上焜杨巍要玉宏刘江南西安工业大学材料与化工学院

目的提高(WMoTaNb)ZrN薄膜的硬度与弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损及抗烧蚀性能。方法采用反应磁控溅射技术，通过对Zr靶功率的调控，在单晶Si和M2高速钢基体上制备不同Zr含量的(WMoTaNb)ZrN薄膜。采用FESEM对薄膜的表面及截面形貌进...

目的提高(WMoTaNb)ZrN薄膜的硬度与弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损及抗烧蚀性能。方法采用反应磁控溅射技术，通过对Zr靶功率的调控，在单晶Si和M2高速钢基体上制备不同Zr含量的(WMoTaNb)ZrN薄膜。采用FESEM对薄膜的表面及截面形貌进行观察，利用XRD对薄膜的物相组成进行分析，采用纳米压痕仪、划痕仪和摩擦磨损试验机分别对薄膜的硬度、膜基结合力及摩擦磨损性能进行表征，通过氧-乙炔烧蚀实验对薄膜的抗烧蚀性能进行测定。结果 (WMoTaNb)ZrN薄膜主要由FCC和BCC固溶体结构组成，Zr元素引入后，薄膜FCC(200)晶面衍射峰消失，FCC(111)与(311)晶面衍射峰强度增强；随着Zr靶功率的增加，薄膜中Zr元素含量逐渐增加，薄膜的硬度与弹性模量先增大后减小，膜基结合力呈现不规律变化，薄膜的抗烧蚀性能逐渐提升；薄膜的摩擦系数随着Zr靶功率的增加而增大，但维持在0.65-0.95之间。当Zr靶功率为40W时，制备的薄膜硬度、弹性模量及膜基结合力均达到最大，分别为27.9GPa、291.3GPa、84N，此时薄膜的磨痕深度最小为227nm。结论 Zr靶功率40 W时制备的薄膜硬度、弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损与抗烧蚀性能最佳。

关键词：

铝合金表面微弧氧化+化学镀铜复合涂层的制备与性能表征

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铝合金表面微弧氧化+化学镀铜复合涂层的制备与性能表征

作者：武上焜西安工业大学

学位级别：硕士

通过微弧氧化(MAO)技术在铝合金表面制备具有粗糙多孔结构的氧化铝陶瓷层,利用化学镀技术在陶瓷层表面制得铜层,发现陶瓷层可替代传统浸锌过渡层制备强膜基结合力的Al+MAO+Cu复合涂层,对其微观结构和性能进行测试表征。该复合涂层有望... 详细信息

通过微弧氧化(MAO)技术在铝合金表面制备具有粗糙多孔结构的氧化铝陶瓷层,利用化学镀技术在陶瓷层表面制得铜层,发现陶瓷层可替代传统浸锌过渡层制备强膜基结合力的Al+MAO+Cu复合涂层,对其微观结构和性能进行测试表征。该复合涂层有望应用于装饰或LED铝基板领域。本论文采用主盐硫酸铜、还原剂甲醛的镀铜溶液体系,在经敏化、活化处理的陶瓷层表面制备化学镀铜层,通过对其表面形貌特征和成分组成进行调控,以改善MAO+Cu复合涂层的性能。采用XRD、XPS、SEM、EDS、白光干涉表面轮廓仪对MAO层与MAO+Cu复合涂层进行结构、微观形貌、成份的表征;借助磨损试验机测试基体与MAO+Cu复合涂层的耐磨性能;利用耐压测试仪与导热测试仪测定MAO层的击穿电压与导热系数。研究结果表明:化学镀铜层改善了MAO层的表面形貌,使其粗糙度和比表面积均显著降低,其中,MAO-450V陶瓷层与MAO-450V+Cu复合涂层相比,粗糙度由2.85μm降低至1.178μm,比表面积降低62.99%;该复合涂层结合力达ISO 1级标准,优于传统浸锌+Cu复合涂层;传统浸锌+Cu复合涂层的摩擦系数平均值0.65,而MAO-500V+Cu复合涂层的摩擦系数平均值为0.51,且MAO-450V+Cu与MAO-500V+Cu复合涂层的磨痕深度低于浸锌+Cu复合涂层。铝表面MAO-450V陶瓷层的导热系数可达26.11 W/m?K,陶瓷层的击穿场强随微弧氧化电压增加而减小。电解液中添加锡酸钠、钨酸钠、草酸钛钾或四硼酸钠可在微弧氧化陶瓷层中掺入Sn、W、Ti或B。其中,微弧放电产生的高温高压使Sn O转变为Sn O存在于陶瓷层中,其表面呈现沙漠黄色,MAO-Ti陶瓷层表面硬度最高可达693.3 HV;化学镀铜层与微弧氧化层结合强度优劣顺序为:MAO-B+Cu>MAO-Sn+Cu>MAO-W+Cu>MAO-Ti+Cu;MAO-B+Cu复合涂层抗磨损性能最好,MAO-Sn+Cu复合涂层次之,MAO-W+Cu与MAO-Ti+Cu复合涂层的铜层在破裂后,磨屑加剧微弧氧化层磨损,磨痕深度明显增加;B的掺入提高了微弧氧化陶瓷层的致密性,使其导热系数增加至27.635 W/m?K。电解液中引入不同N源可制备氮化铝掺杂微弧氧化陶瓷层,其中氮化铝粉体添加制备陶瓷层表面孔隙率降低,孔径减小,纳米颗粒主要存在于微孔处,熔融区域含量较小,提升陶瓷层表面硬度至640.7 HV,导热系数至36.28 W/m?K,击穿强度为71.43 KV/mm;电解液中添加尿素制备氮化铝掺杂微弧氧化陶瓷层,因微孔数量多、孔径大,其硬度与导热系数分别为582.8 HV和36.96 W/m?K;镀铜使MAO-Al N与MAO-Urea陶瓷层的粗糙度降低,MAO-Urea+Cu复合涂层的结合强度优于MAO-Al N+Cu;MAO-Al N+Cu复合涂层磨损严重,镀铜层被磨破,大量细小磨屑塞积于磨痕处,未能起抗磨损作用,但微弧氧化陶瓷层仍对铝合金起保护作用;MAO-Urea+Cu复合涂层磨痕不明显,铜层未被磨透,该复合涂层具有良好抗磨损性能。

关键词：铝合金微弧氧化化学镀铜微观结构结合力性能

6061铝合金表面新型黄色微弧氧化陶瓷层的制备与表征

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表面技术 2019年第7期48卷 142-149,174页

作者：武上焜杨巍高羽苏霖深刘晓鹏陈建西安工业大学材料与化工学院

目的研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧... 详细信息

目的研究6061铝合金表面新型微弧氧化黄色陶瓷层的制备工艺,并对其微观结构、成分、硬度、耐蚀性能等进行表征。方法在以Na2SiO3为基础的电解液中加入Na2SnO3进行微弧氧化处理,制备出黄色微弧氧化陶瓷层,并与传统白色、黄色、黑色微弧氧化陶瓷层作对比。采用SEM和EDS分析膜层表面形貌和元素分布,借用XPS对膜层进行成分表征,使用硬度计测试其表面硬度,采用电化学工作站和人造海水腐蚀实验评价陶瓷层的抗腐蚀性能。结果随着电解液中Na2SnO3浓度的增加,陶瓷层中Sn元素含量增加,Si元素含量减少,陶瓷层黄色饱和度不断增强。黄色含Sn陶瓷层制备过程中,电解液中的SnO3^2-在高温高压下转化为SnO2,导致陶瓷层硬度达到365HV,高于白色与黑色陶瓷层。在3.5%NaCl溶液中进行电化学测试,黄色含Sn陶瓷层的腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为9.34×10^-9A/cm^2和-0.34V,耐蚀性优于白色和黄色含Mn陶瓷层。结论在电解液中添加Na2SnO3可在铝合金表面生成具有较高硬度和耐蚀性能良好的类似沙漠黄色的陶瓷层,为铝及其合金在多领域的应用奠定了一定的实验基础。

关键词：铝合金微弧氧化黄色陶瓷层微观结构力学性能耐蚀性

Zr靶功率对(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜微观组织及性能的影响

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表面技术 2022年第9期51卷 160-167页

作者：曹丽娜邵文婷陈建王富强武上焜杨巍要玉宏刘江南西安工业大学材料与化工学院西安710021

目的提高(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜的硬度与弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损及抗烧蚀性能。方法采用反应磁控溅射技术,通过对Zr靶功率的调控,在单晶Si和M2高速钢基体上制备不同Zr含量的(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜。采用FESEM对薄膜的表面及截面... 详细信息

目的提高(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜的硬度与弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损及抗烧蚀性能。方法采用反应磁控溅射技术,通过对Zr靶功率的调控,在单晶Si和M2高速钢基体上制备不同Zr含量的(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜。采用FESEM对薄膜的表面及截面形貌进行观察,利用XRD对薄膜的物相组成进行分析,采用纳米压痕仪、划痕仪和摩擦磨损试验机分别对薄膜的硬度、膜基结合力及摩擦磨损性能进行表征,通过氧–乙炔烧蚀试验对薄膜的抗烧蚀性能进行测定。结果(WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜主要由FCC和BCC固溶体结构组成,Zr元素引入后,薄膜FCC(200)晶面衍射峰消失,FCC(111)与(311)晶面衍射峰强度增强。随着Zr靶功率的增加,薄膜中Zr元素含量逐渐增加,薄膜的硬度与弹性模量先增大、后减小,膜基结合力呈现不规律变化,薄膜的抗烧蚀性能逐渐提升。薄膜的摩擦系数随着Zr靶功率的增加而增大,但维持在0.65~0.95。当Zr靶功率为40 W时,制备的薄膜硬度、弹性模量及膜基结合力均达到最大,分别为27.9 GPa、291.3 GPa、84 N,此时薄膜的磨痕深度最小为227 nm。结论Zr靶功率为40 W时制备的薄膜硬度、弹性模量、膜基结合力、摩擦磨损与抗烧蚀性能最佳。

关键词：反应磁控溅射 (WMoTaNb)Zr_(x)N薄膜硬度膜基结合力摩擦学性能抗烧蚀性能

高功率激光水平辐照花岗岩致裂成孔特性及成孔能效评价

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1433-1446页

作者：李梓焜张学民武朝光陈治亚乔世范王树英中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输学院湖南长沙410075

针对当前硬岩隧道钻爆法施工钻孔速度慢、钻头损耗大的工程难题,使用高功率激光水平辐照硬岩快速成孔替代传统PDC钻头钻孔,开展高功率激光水平辐照花岗岩成孔的可行性试验,分析高功率激光水平辐照花岗岩的致裂成孔特性;通过单轴压缩试... 详细信息

针对当前硬岩隧道钻爆法施工钻孔速度慢、钻头损耗大的工程难题,使用高功率激光水平辐照硬岩快速成孔替代传统PDC钻头钻孔,开展高功率激光水平辐照花岗岩成孔的可行性试验,分析高功率激光水平辐照花岗岩的致裂成孔特性;通过单轴压缩试验、扫描电子显微镜(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)衍射试验分析激光作用前后岩石的力学性能和微观物相演变;综合对比激光射孔与PDC钻头钻孔的破岩速度和比能。研究结果表明:岩石表面在激光持续辐照后形成“类爆炸坑”,产生的熔融物在重力作用下堆积在孔底,吸收了孔底处大部分的激光能量,抑制了孔底岩石的热裂反应;岩石的纵向破坏受重力影响导致上下孔壁熔融物分布不均匀,随着激光持续辐照,岩孔中心将不断向下偏离光斑入射点;经功率为4.5 kW的激光水平辐照10 s后,岩样的单轴抗压强度从63.31 MPa降低至42.36 MPa,其原因是钠长石分解引起岩样中黑云母的质量分数增加;功率为4.5 kW激光射孔的破岩速度较PDC钻头钻孔的破岩速度提高95.03%,比能增加15.3%,证明了高功率激光水平辐照硬岩成孔的有效性。

关键词：隧道工程激光破岩成孔特性热裂特性成孔能效

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缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1954-1965页

作者：武朝光陈治亚李梓焜张学民刘进陈靖中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标... 详细信息

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

关键词：预应力锚杆自由段注浆材料聚羧酸减水剂工作性能配合比多目标优化

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