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压缩比对2205/Q345C复合板界面微观组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2024年 88-93页

作者：张永健陈俊宏雷鸣崔友久王占花惠卫军王小勇杨建炜首钢集团有限公司技术研究院北京交通大学机械与电子控制工程学院

采用真空对称组坯+热轧法制备2205/Q345C（不锈钢/低合金钢）复合板，研究了压缩比对其界面微观组织、元素扩散、硬度分布及剪切强度的影响。结果表明，在不同压缩比下2205/Q345C复合板界面均结合良好；在基层Q345C和复层2205界面附近... 详细信息

采用真空对称组坯+热轧法制备2205/Q345C（不锈钢/低合金钢）复合板，研究了压缩比对其界面微观组织、元素扩散、硬度分布及剪切强度的影响。结果表明，在不同压缩比下2205/Q345C复合板界面均结合良好；在基层Q345C和复层2205界面附近分别存在脱碳层和渗碳层，随压缩比的增加脱碳层深度减小，渗碳层深度增加；脱碳层和渗碳层深度占总板厚的比例均随压缩比的增加而增加；复合板界面附近发生了Cr、Ni元素的连续扩散，且原子扩散距离随压缩比增大而减小；界面附近，不锈钢硬度升高而碳钢硬度降低；随压缩比的增加，复合板的硬度和界面剪切强度均提高，塑性先升高后降低；3种压缩比的2205/Q345C复合板界面剪切强度均符合GB/T 8165—2008中剪切强度≥210 MPa的要求。

关键词： 2205/Q345C复合板压缩比微观组织元素扩散力学性能

芦丁磁性胶束分子印迹物的合成及其识别性能研究

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芦丁磁性胶束分子印迹物的合成及其识别性能研究

作者：王占花哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

芦丁是一种具有抗氧化活性、抗炎和抗放射性等生物医用价值的天然活性成分,所以芦丁的分离提取具有重要的研究意义。传统提取分离方法会破坏芦丁分子的结构和活性,使得芦丁提取率低;而分子印迹技术因其高选择性和预定性的结构可被用于... 详细信息

芦丁是一种具有抗氧化活性、抗炎和抗放射性等生物医用价值的天然活性成分,所以芦丁的分离提取具有重要的研究意义。传统提取分离方法会破坏芦丁分子的结构和活性,使得芦丁提取率低;而分子印迹技术因其高选择性和预定性的结构可被用于分离提取,随着分子印迹技术的发展,逐渐实现从弱极性溶剂到强极性溶剂中天然产物的分离提取,若要实现分子印迹技术在强极性溶剂甲醇中分离提取芦丁,需要考虑强极性溶剂对功能单体和印迹物质之间的氢键的削弱。因此本论文设计并制备得到一种结构稳定、化学性质良好的高吸附材料。此聚合物能从药材槐花中高特异性分离出芦丁分子,并通过相关实验及吸附模型的构建对这种聚合物的吸附机理进行深入研究,取得成果如下:合成芦丁磁性胶束分子印迹物。利用等摩尔变化筛选出识别芦丁最优的两个功能单体,且确定最优摩尔结合比例(模板:4-乙烯基苯硼酸:4-乙烯基吡啶为1:6:2)。根据水热法合成FeO载体,并经过柠檬酸三钠修饰使其带负电。最佳功能单体和模板预聚合,在疏水作用下掺入胶束分子中,选取脂溶性交联剂和水溶性交联剂以及脂溶性引发剂和水溶性引发剂,在紫外光照下,将模板与双功能单体的预聚合物交联在带正电的胶束中,制备得到芦丁胶束分子印迹物,然后将其与FeO纳米粒子载体结合,优化双亲分子、模板和交联剂摩尔比为1:0.5:1,成功制备芦丁磁性胶束分子印迹物。对芦丁磁性胶束分子印迹物进行了结构表征与性能研究。通过扫描电子显微镜分析(SEM)、X射线衍射测定(XRD)、饱和磁强度曲线测定(VSM)、红外(FT-IR)证明磁纳米粒子载体的合成。利用SEM、FT-IR、DLS对FeO@RMMIPs进行表征,发现至少一部分胶束分子印迹被修饰后的FeO(FeO@CA)颗粒吸附在其表面,证实FeO@RMMIPs的合成成功。通过对FeO@RMMIPs吸附动力学的曲线测定和四种吸附动力学模型的拟合,得出吸附动力学二级模型拟合效果最好,所以吸附剂与吸附质通过化学吸附来实现。吸附等温模型与拟合的得到Freundlich模型有更好的拟合曲线,说明芦丁FeO@RMMIPs对芦丁分子的吸附过程是单分子层吸附。利用磁性胶束分子印迹物可实现从芦丁的三种结构类似物(槲皮素、柚皮苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)的混合溶液中高特异性的吸附芦丁分子,识别特异性因子高达3.55,表明该材料能从复杂的芦丁结构类似物混合液中,高选择性的分离出纯品芦丁。探讨芦丁磁性胶束分子印迹物在实际样品中的应用。FeO@RMMIPs从槐花粗提物中分离出芦丁,并体现出较好的选择性吸附能力,这表明FeO@RMMIPs可作为特异性吸附剂,具有实际应用价值。

关键词：芦丁胶束分子印迹磁纳米粒子双功能单体特异性吸附

回火对钒钛微合金化Mn-Cr系贝氏体型非调质钢组织和性能的影响

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金属学报 2020年第11期56卷 1441-1451页

作者：王占花惠卫军谢志奇张永健赵晓丽北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

为了进一步优化贝氏体非调质钢锻件的组织和性能,采用组织观察、力学性能测试等方法研究了回火温度(200~500℃)对一种钒钛微合金化Mn-Cr系贝氏体型非调质钢锻后微观组织及力学性能的影响。结果表明,实验用钢锻态时的组织为板条状下贝氏... 详细信息

为了进一步优化贝氏体非调质钢锻件的组织和性能,采用组织观察、力学性能测试等方法研究了回火温度(200~500℃)对一种钒钛微合金化Mn-Cr系贝氏体型非调质钢锻后微观组织及力学性能的影响。结果表明,实验用钢锻态时的组织为板条状下贝氏体+粒状贝氏体的混合组织。随着回火温度升高,组织逐渐发生回复,马氏体/奥氏体(M/A)组元逐渐分解,并析出细小的渗碳体;回火温度提高到500℃时,M/A组元完全分解,渗碳体球化。随着回火温度升高,实验用钢的抗拉强度逐渐降低,从锻态的1418 MPa逐渐降低到500℃回火时的1094 MPa;而屈服强度则呈现先缓慢增加后降低的变化趋势,在400℃回火时达到峰值;屈强比由锻态时的0.73逐渐升高至500℃回火时的0.93。与强度变化趋势不同,实验用钢的冲击功随回火温度呈现先增加后降低,最后再增加的变化特征,在400℃回火时冲击吸收功最小,呈现出一定的回火脆性;而500℃回火后冲击功最大,较锻态样品提高约27%。因此,对实验用钢锻后进行适当的回火处理,有利于获得与调质合金钢相当的良好综合力学性能,从而有助于扩大其应用范围。

关键词：贝氏体型非调质钢回火温度力学性能微观组织

钒及奥氏体化温度对Mn-Cr系贝氏体型非调质钢过冷奥氏体连续冷却转变行为的影响

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材料导报 2020年第18期34卷 18145-18151,18158页

作者：王占花惠卫军陈祯张永健赵晓丽北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

为了研究V在贝氏体非调质钢连续冷却过程中的作用,运用热膨胀法测定了添加0.13%(质量分数,下同)V与未添加V的Mn-Cr系贝氏体非调质钢在不同奥氏体化温度(900℃、1050℃、1150℃)下的连续冷却相变行为,结合硬度法及金相法获得了实验钢的... 详细信息

为了研究V在贝氏体非调质钢连续冷却过程中的作用,运用热膨胀法测定了添加0.13%(质量分数,下同)V与未添加V的Mn-Cr系贝氏体非调质钢在不同奥氏体化温度(900℃、1050℃、1150℃)下的连续冷却相变行为,结合硬度法及金相法获得了实验钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)。结果表明,实验钢的CCT曲线受V及奥氏体化温度的影响,提高奥氏体化温度有助于获得贝氏体组织。当奥氏体化温度为900℃时,连续冷却过程中难以获得全贝氏体(≥90%贝氏体,体积分数)组织;当奥氏体化温度提高到1050℃和1150℃时,则可在较低的冷却速度下获得全贝氏体组织。奥氏体化温度为900℃时,V对CCT曲线具有较为显著的影响,贝氏体相转变的冷却速度范围和贝氏体含量增大;当奥氏体化温度提高到1050℃和1150℃时,V元素降低了获得全贝氏体组织的最低冷却速度,从0.83℃/s和0.26℃/s分别降低为0.43℃/s、0.16℃/s,且扩大了贝氏体相变范围,在低至0.08℃/s的冷却速度下即可获得贝氏体组织。添加V元素能够提高实验钢的硬度,但提高程度受奥氏体化温度及冷却速度的影响。在奥氏体化温度为900℃、冷却速度为0.88℃/s时硬度增量达到峰值(66HV5);在奥氏体化温度为1050℃和1150℃时,硬度增量明显降低,硬度增量峰值分别为38HV5和30HV5,且对应的冷却速度显著降低,分别为0.17℃/s和0.08℃/s。

关键词：贝氏体型非调质钢钒奥氏体化温度连续冷却转变曲线微观组织

钙和镁处理对38MnVS钢中硫化物夹杂的影响

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金属热处理 2019年第4期44卷 90-95页

作者：何肖飞徐乐王毛球王占花钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

以38MnVS非调质钢为试验对象,通过真空感应炉冶炼得到经钙、镁等不同合金处理的试验钢,并对试验钢铸锭中硫化物夹杂进行了分析研究。结果发现,在钢中添加钙、镁合金可以提高硫化物夹杂中相应元素的含量,且添加钙的效果更加明显,同时钙... 详细信息

以38MnVS非调质钢为试验对象,通过真空感应炉冶炼得到经钙、镁等不同合金处理的试验钢,并对试验钢铸锭中硫化物夹杂进行了分析研究。结果发现,在钢中添加钙、镁合金可以提高硫化物夹杂中相应元素的含量,且添加钙的效果更加明显,同时钙、镁合金的添加可以降低铸锭中10μm以上硫化物夹杂比例,其比例从5%以上降低到3%以下。另外,对试验钢锻材中硫化物研究发现,钙合金处理后的锻材试样中硫化物平均长宽比最小,只有5.25,硫化物夹杂形态控制效果最好。

关键词： 38MnVS非调质钢硫化物夹杂钙处理镁处理

不同硫化物形态中碳非调质43MnS钢连杆的组织与性能

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金属热处理 2020年第7期45卷 124-130页

作者：陈祯惠卫军王占花张念郑文超北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 湖北新冶钢有限公司湖北黄石435001

利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机及硬度计,对比研究了硫化物变性处理后(1号)、变形处理前(2号)43MnS非调质钢连杆毛坯不同部位的硫化物形貌、微观组织及力学性能特征。结果表明,1号连杆中的硫化物分布较为均匀,绝大部分呈纺锤状;... 详细信息

利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机及硬度计,对比研究了硫化物变性处理后(1号)、变形处理前(2号)43MnS非调质钢连杆毛坯不同部位的硫化物形貌、微观组织及力学性能特征。结果表明,1号连杆中的硫化物分布较为均匀,绝大部分呈纺锤状;在连杆锻造变形过程中硫化物略有所伸长,硫化物平均长宽比为3.5~3.9。2号连杆中的硫化物分布均匀性较差,多呈长条状,在锻造变形过程中硫化物易伸长变形,部分发生断裂,硫化物平均长宽比为5.5~7.0。1号连杆的强度和硬度略高于2号连杆,两者拉伸试样断裂机制均为韧窝塑性断裂,在粗大的韧窝底部往往存在硫化物夹杂。主要受连杆不同部位锻造变形量及冷却速度差异等影响,连杆毛坯按照大头、小头及工字筋部位的顺序,组织逐渐细化,铁素体和晶内铁素体的含量及硬度均逐渐增加。

关键词：中碳非调质43MnS钢硫化物变形量微观组织力学性能

两种不同碳含量铁素体+珠光体型非调质钢的缺口高周疲劳破坏行为

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材料热处理学报 2020年第4期41卷 135-143页

作者：陈祯惠卫军王占花张念郝彦英北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 湖北新冶钢有限公司湖北黄石435001 河钢集团石家庄钢铁有限责任公司技术中心河北石家庄050031

采用旋转弯曲疲劳实验和疲劳裂纹扩展速率实验研究了两种不同碳含量的铁素体+珠光体型非调质钢30MnVS和49MnVS的光滑样和缺口样(应力集中系数Kt=4)的高周疲劳破坏行为。结果表明,缺口对实验钢的疲劳极限具有显著的影响,30MnVS和49MnVS... 详细信息

采用旋转弯曲疲劳实验和疲劳裂纹扩展速率实验研究了两种不同碳含量的铁素体+珠光体型非调质钢30MnVS和49MnVS的光滑样和缺口样(应力集中系数Kt=4)的高周疲劳破坏行为。结果表明,缺口对实验钢的疲劳极限具有显著的影响,30MnVS和49MnVS钢缺口样的疲劳极限较光滑样降低了约69%,呈现出较高的疲劳缺口敏感性。与49MnVS钢相比,30MnVS钢的光滑疲劳极限提高了11.0%,缺口疲劳极限提高了8.5%,但30MnVS钢的疲劳缺口敏感性及疲劳裂纹扩展速率均略高。两种实验钢的疲劳裂纹往往萌生于试样或缺口根部表面基体组织中的铁素体/珠光体边界,并优先沿着该边界扩展。实验结果及文献数据的拟合分析表明,可采用Kt的二次多项式拟合公式来简便地计算Kf值。

关键词：铁素体+珠光体型非调质钢缺口敏感性高周疲劳微观组织力学性能

49MnVS3非调质钢汽车曲轴断裂失效分析

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热加工工艺 2016年第16期45卷 253-256,262页

作者：李慎王占花赵秀明南京工程学院材料工程学院江苏南京211167 江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室江苏南京211167

49Mn VS3非调质钢曲轴在发动机台架试验过程中发生断裂。对失效曲轴的化学成分、金相组织、显微硬度和宏微观断口进行检测分析。结果表明,曲轴轴颈处硫化物级别较高且存在穿越渗氮表层的硫化物,导致曲轴早期疲劳断裂。

关键词：非调质钢曲轴疲劳断裂失效分析

硫化物形貌对非调质钢力学性能各向异性的影响

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钢铁研究学报 2019年第3期31卷 327-335页

作者：王占花惠卫军张永健张念郑文超北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 湖北新冶钢有限公司棒材研究所湖北黄石435001

为了明确硫化物变性处理前后材料力学性能各向异性的变化规律,利用金相显微镜、SEM、拉伸及冲击试验机研究了工业生产的具有不同硫化物形貌特征(硫化物变性与未变性处理)的35MnVS非调质钢锻态力学性能的各向异性。结果表明,经变性处理... 详细信息

为了明确硫化物变性处理前后材料力学性能各向异性的变化规律,利用金相显微镜、SEM、拉伸及冲击试验机研究了工业生产的具有不同硫化物形貌特征(硫化物变性与未变性处理)的35MnVS非调质钢锻态力学性能的各向异性。结果表明,经变性处理后硫化物由未经变性处理的细长条状向短棒状或纺锤状转变,硫化物长宽比在1～8范围内的个数比例由未经变性处理的不到40%提高到变性处理后的90%以上,且分布更加均匀,组织有所细化。硫化物变性处理能够明显地降低试验钢塑性和韧性的各向异性,断面收缩率和冲击功的各向异性分别减小了约10%和34%,横向断口形貌由脆性的朽木分层状向韧窝韧性断裂转变。

关键词：非调质钢硫化物力学性能各向异性微观组织