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铝板水热碳吸附工艺制备APC/Al层状复合材料的显微组织、力学性能和摩擦学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 108-121页

作者：陈奕涵许红雨姜博王晔胡茂良吉泽升哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

采用铝板水热碳吸附工艺(HTCAP)和真空热压烧结工艺(VHPS)制备无定形碳(APC)/Al层状复合材料,研究葡萄糖溶液浓度对其显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,APC在层间分布均匀,并且通过Al的扩散与基体形成良好的界面结合。... 详细信息

采用铝板水热碳吸附工艺(HTCAP)和真空热压烧结工艺(VHPS)制备无定形碳(APC)/Al层状复合材料,研究葡萄糖溶液浓度对其显微组织、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,APC在层间分布均匀,并且通过Al的扩散与基体形成良好的界面结合。随着葡萄糖溶液浓度的增加,层间硬度、极限抗拉强度(UTS)和伸长率先增大后减小,而磨损率则呈现相反的趋势,摩擦因数(COF)逐渐减小。当葡萄糖溶液浓度为0.3 mol/L时,伸长率最大,为16.4%,磨损率最小,为0.344×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。粘着磨损是APC/Al层状复合材料的主要磨损机制。耐磨性的提高是由于在磨损表面形成均匀的APC润滑膜。

关键词：铝基层状复合材料无定形碳水热反应界面显微组织摩擦学性能

浇注温度对近液相线挤压铸造AZ91D镁合金组织及性能的影响

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特种铸造及有色合金 2024年第1期44卷 105-110页

作者：赵春芳马光全颜泽华胡茂良吉泽升丽水职业技术学院机械工程学院丽水323000 哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学荣成学院荣城264300

以汽车差速器支架为对象,研究了不同浇注温度下近液相线挤压铸造AZ91D镁合金的组织及力学性能。结果表明,浇注温度由595℃升至665℃时,合金内部球状晶逐渐长大成蔷薇状晶,平均晶粒尺寸由21.02μm增大到58.13μm。第二相β-Mg17Al12的含... 详细信息

以汽车差速器支架为对象,研究了不同浇注温度下近液相线挤压铸造AZ91D镁合金的组织及力学性能。结果表明,浇注温度由595℃升至665℃时,合金内部球状晶逐渐长大成蔷薇状晶,平均晶粒尺寸由21.02μm增大到58.13μm。第二相β-Mg17Al12的含量从18.55%提高到49.72%,且分布均匀性逐渐降低。浇注温度较低(595℃和605℃)时,合金拉伸断口存在大量韧窝和小面积的解理平面;随着浇注温度提高,断口的韧窝数量、解理台阶逐渐减少。浇注温度为605℃时,合金的抗拉强度为229.2 MPa,伸长率为3.16%,均达到了最大值。

关键词：浇注温度近液相线挤压铸造 AZ91D镁合金微观组织

添加碳粉对AZ91镁合金微观组织与力学性能的影响

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热加工工艺 2024年第3期53卷 135-139,144页

作者：王殿君胡茂良张明秋王洪英张吉生高恩达黑龙江工业学院现代制造工程学院黑龙江鸡西158100 哈尔滨理工大学材料工程与化工学院黑龙江哈尔滨151000

研究了不同含量的碳粉细化剂对AZ91镁合金的显微组织与力学性能的影响规律。对AZ91合金进行微观组织观察、SEM分析和力学性能测试。结果表明:随着细化剂含量的增加,AZ91合金的晶粒尺寸显著减小。当添加0.5wt%细化剂时,AZ91合金的晶粒尺... 详细信息

研究了不同含量的碳粉细化剂对AZ91镁合金的显微组织与力学性能的影响规律。对AZ91合金进行微观组织观察、SEM分析和力学性能测试。结果表明:随着细化剂含量的增加,AZ91合金的晶粒尺寸显著减小。当添加0.5wt%细化剂时,AZ91合金的晶粒尺寸减小到184μm,细化效率达到了67%。当添加0.3wt%细化剂时,AZ91合金的抗拉强度和伸长率达到最高的150MPa和2.1%,相比于未添加细化剂的,其分别提升了28%和50%。C元素与Al元素反应得到了Al_(4)C_(3)相,可以作为AZ91合金的异质形核位点,起到了晶粒细化的作用,并显著提升AZ91合金的力学性能。

关键词： AZ91镁合金碳质细化剂晶粒细化力学性能

La/Nd比对AZ91-RE合金微观结构和拉伸性能的影响评估(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年

作者：崔鹏星胡茂良吉泽升王晔郭宇许红雨湖州学院智能制造学院哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院

本研究评估了La/Nd比对AZ91-RE合金微观组织和拉伸性能的影响。分析了第二相的体积分数、平均最近邻距离(NND)和数量密度。利用第一性原理计算确定了第二相的形成焾、力学性能和热力学性质。结果表明，WLa/WNd比为3/2的合金具有最小的... 详细信息

本研究评估了La/Nd比对AZ91-RE合金微观组织和拉伸性能的影响。分析了第二相的体积分数、平均最近邻距离(NND)和数量密度。利用第一性原理计算确定了第二相的形成焾、力学性能和热力学性质。结果表明，WLa/WNd比为3/2的合金具有最小的平均晶粒尺寸、最小的平均最近邻距离和最高的第二相数量密度。计算结果表明，Al2Nd和Al11La3的形成在能量上有利。此外，与其他第二相相比，Al11La3和Al2La在抗变形能力、抗剪切变形能力、固体刚度和热稳定性方面都明显优于其他相。增加Al11La3和Al2La相的含量有助于改善AZ91-RE合金的力学性能。

关键词： AZ91合金微观组织表征第一性原理计算电子结构热力学性质

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金属力学性能课程教学改革创新与实践

大学教育 2023年第10期 35-37页

作者：马宝霞康福伟胡茂良哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150040

金属力学性能课程是一门典型的理工科学科基础课,具有很强的理论性和鲜明的工程应用特征,重在培养学生研究、评价和应用金属材料的能力。遵循以“学生为中心”的工程教育理念,文章尝试在金属力学性能课程授课过程中引入智慧树教学平台,... 详细信息

金属力学性能课程是一门典型的理工科学科基础课,具有很强的理论性和鲜明的工程应用特征,重在培养学生研究、评价和应用金属材料的能力。遵循以“学生为中心”的工程教育理念,文章尝试在金属力学性能课程授课过程中引入智慧树教学平台,创新并丰富教学模式,即采用线上线下双线融合教学模式,面向金属材料工程专业人才培养的学习全过程,为培养具有坚实知识基础、较强创新精神和实践能力的金属材料工程领域应用型高级专门人才奠定基础。

关键词：金属力学性能教学模式教学改革线上线下混合模式创新

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汽车空调器摇盘液态模锻模具设计及工艺研究

汽车空调器摇盘液态模锻模具设计及工艺研究

作者：胡茂良哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

本文采用液态模锻工艺,研究了汽车空调器摇盘模具和工艺方面的问题,根据摇盘的结构和尺寸要求,工作环境特点,对摇盘模具,包括预热温度和定量勺等试验工装进行了合理的设计,采用控制其它工艺参数不变而只让其中一个参数在一定范围内变化... 详细信息

本文采用液态模锻工艺,研究了汽车空调器摇盘模具和工艺方面的问题,根据摇盘的结构和尺寸要求,工作环境特点,对摇盘模具,包括预热温度和定量勺等试验工装进行了合理的设计,采用控制其它工艺参数不变而只让其中一个参数在一定范围内变化的方法制定了试验方案,并且对试验中工艺参数进行合理的优化选取,对试验中的操作规律和要求进行了研究。摇盘模具最佳参数为:凸模和凹模取单边间隙0.1mm,凸模脱模斜度控制在1°,凹模、凸模和五个顶杆,均采用3Cr2W8V 合金模具钢制造,热处理后硬度为HRC482,其余部分选用45 钢。摇盘模具预热系统采用Cr20Ni80 镍铬合金材料电阻丝加热,直径d 为1.5mm,节经D 选用36mm,螺距h 选用4mm,螺旋柱长度L’为0.91m,采用220V 单相接法。定量勺选用圆柱体,底面直径41mm,高51mm。液态模锻是一种优质、高效的工艺方法,在正常情况下,是能保证做出内部组织致密、表面光洁、力学性能优良的制件。但是,在实际操作中,往往仍会出现很多缺陷。缩松、缩孔和裂纹是摇盘主要缺陷,易在摇盘键槽和5 个圆台底角附近出现,浇注温度和模具预热温度高一些,加压速度快一些和保压时间长一些,可减少缩松和缩孔的产生。摇盘制件内形成的缩孔、缩松过程中大都伴随有铝合金液中气体的析出,缩孔、缩松和气孔是伴生的。摇盘凸模接触到铝合金液时,控制加压速度平稳一些,可减少气孔的产生。通过对摇盘常温力学性能测试和微观组织及断口的分析,可以看出选用4A11 铝合金在液态模锻工艺下成形,摇盘的微观组织良好,大部分制件的微观组织均匀,Si 颗粒分布均匀,无严重粗化现象。最佳工艺参数为浇注温度740℃,模具预热温度250℃,施加的压力1850kN,即比压为139.45MPa 时,摇盘的力学性能最好。在最佳工艺参数条件下,摇盘的强度σ≥310Mpa,维氏硬度HV0.1≥100,断后延伸率能达到5%。

关键词：空调器摇盘液态模锻模具工艺参数

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单相并离网光伏储能系统控制及能量管理研究

单相并离网光伏储能系统控制及能量管理研究

作者：胡茂良电子科技大学

学位级别：硕士

随着全球性能源危机和环境日益恶化,太阳能光伏发电技术因其符合可持续发展的战略要求被各国大力推广利用。由于光伏发电系统多元性以及受环境变化随机性,整个系统的控制及其能量管理成为了当下的研究热点。本文在分析了光伏发电产业及... 详细信息

随着全球性能源危机和环境日益恶化,太阳能光伏发电技术因其符合可持续发展的战略要求被各国大力推广利用。由于光伏发电系统多元性以及受环境变化随机性,整个系统的控制及其能量管理成为了当下的研究热点。本文在分析了光伏发电产业及相关控制技术现状的基础上,详细研究了由光伏电池、铅酸蓄电池、本地负载以及电网组成的分布式光伏储能系统的控制及能量管理策略。首先,针对传统并网型和离网型光伏系统不能最大限度利用太阳能的缺点,本文采用既能并网运行又能离网运行的直流母线式光伏系统结构,该结构扩展性强、稳定性高,能更好地利用太阳能。对系统中的光伏发电单元及蓄电池储能单元的工作特性进行了详细分析,同时对相应的功率转换单元:光伏接口变换器、双向DC/DC变换器以及单相逆变电路进行了研究。设计了光伏单元的最大功率点跟踪(MPPT)算法和蓄电池充放电控制,并对设计的MPPT算法进行了仿真验证。然后,针对系统即能并网又能离网运行的特点,本文详细设计了系统逆变器在并离网时的控制策略,并分别设计电流内环和电压外环的PI控制器。针对系统离网运行时逆变器带非线性负载能力有限的问题,提出了一种加入输出电流反馈的双环控制改进方法,仿真结果验证了改进的控制方法能大大提高系统离网运行时带非线性负载的能力。由于系统中包含光伏发电单元、蓄电池储能单元、电网以及负载多个模块,需对整个系统进行合理的能量管理,保证系统能量供需平衡。针对系统基于直流母线式结构,论文参考并改进直流母线电压水平信号控制法,应用改进的控制策略将系统整个运行过程分成4个工作模式,并详细分析了各个模式的运行状态以及模式切换间的能量流转。最后,在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,对改进的能量管理控制策略进行了仿真验证,仿真结果表明了控制策略的可行性。

关键词：光伏储能系统最大功率点跟踪输出电流反馈直流母线电压能量管理

Al对Al_(x)Mo_(0.5)NbTiVSi_(0.2)高熵合金组织和性能影响

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特种铸造及有色合金 2023年第7期43卷 871-875页

作者：王晔汪天天蒋文韬姜博朱冬冬胡茂良哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院衢州学院浙江省空气动力装备技术重点实验室

采用真空电弧熔炼工艺制备了不同Al含量的Al_(x)Mo_(0.5)NbTiVSi_(0.2)(x=0.5,0.8,1.0,摩尔比)难熔高熵合金。研究了合金的相组成、微观组织、密度和力学性能。结果表明,Al_(x)Mo_(0.5)NbTiVSi_(0.2)高熵合金的微观组织为典型的树枝晶结... 详细信息

采用真空电弧熔炼工艺制备了不同Al含量的Al_(x)Mo_(0.5)NbTiVSi_(0.2)(x=0.5,0.8,1.0,摩尔比)难熔高熵合金。研究了合金的相组成、微观组织、密度和力学性能。结果表明,Al_(x)Mo_(0.5)NbTiVSi_(0.2)高熵合金的微观组织为典型的树枝晶结构,均由BCC固溶体相和M_(5)Si_(3)金属间化合物相组成。Al含量的增加并未使得合金的相组成发生改变。合金BCC基体相富集Al、Mo和V元素,M_(5)Si_(3)相富集Ti和Si元素,Nb元素在两相中分布较为均匀。随Al含量增加,合金的密度从6.18g/cm^(3)降至5.86g/cm^(3),硬度提升了13.7%,压缩屈服强度增加约332MPa,增幅达到37%,抗压强度从1073MPa提高到1457 MPa,断裂应变从13.6%增加到14.4%。合金力学性能的提升主要是通过固溶强化、细晶强化和第二相强化机制实现的。

关键词：难熔高熵合金 Alx Mo0.5NbTiVSi0.2 微观组织硬度压缩性能

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大壁厚差铝合金发动机支架挤压铸造工艺优化

特种铸造及有色合金 2022年第11期42卷 1444-1449页

作者：李锦东吉泽升何维明姜博胡茂良宋伟生王云龙张永冰哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080 哈尔滨吉星机械工程有限公司长春富维安道拓汽车饰件系统有限公司

针对大壁厚差支架铸造过程中易出现缩孔、缩松缺陷的问题,运用ProCAST软件模拟了间接挤压铸造工艺的充型和凝固过程,预测缺陷的位置并优化了方案。结果表明,采用大尺寸内浇口、低速充型可以消除成形过程的卷气、夹渣和通孔处的缩孔、缩... 详细信息

针对大壁厚差支架铸造过程中易出现缩孔、缩松缺陷的问题,运用ProCAST软件模拟了间接挤压铸造工艺的充型和凝固过程,预测缺陷的位置并优化了方案。结果表明,采用大尺寸内浇口、低速充型可以消除成形过程的卷气、夹渣和通孔处的缩孔、缩松缺陷。挤压压力为75 MPa时,缺陷集中在凸台部位,且无法在冲头压力作用下消除。设计局部挤压方案,在挤压压力为75 MPa、浇注温度为700℃、模具温度为200℃下,模拟得出最佳挤压销激活时间为1.1 s,取出时间为9.5 s。试验验证表明,经过局部挤压,消除了凸台部位的缺陷。

关键词： ADC12铝合金大壁厚差支架间接挤压铸造 ProCAST 局部挤压