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热浸镀铝球墨铸铁的耐蚀性能和冲击韧性

材料热处理学报 2014年第2期35卷 157-163页

作者：程乾黄兴民戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院四川成都610031 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031

研究了热浸镀铝球墨铸铁在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能和不同温度下的冲击韧性。极化曲线和阻抗谱测试结果表明,热浸镀铝球墨铸铁在3.5%NaCl溶液中耐蚀性能得到了显著提高,主要原因为表面铝层易形成Al2O3钝化膜,降低了腐蚀电流密度。纯... 详细信息

研究了热浸镀铝球墨铸铁在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能和不同温度下的冲击韧性。极化曲线和阻抗谱测试结果表明,热浸镀铝球墨铸铁在3.5%NaCl溶液中耐蚀性能得到了显著提高,主要原因为表面铝层易形成Al2O3钝化膜,降低了腐蚀电流密度。纯铝热浸镀形成的不规则舌状Fe2Al5硬脆相/铁素体基体界面处可能产生应力集中,承受冲击载荷时呈现为解理断裂。采用Al-3.6%Si浸镀液可改善Fe2Al5硬脆相/基体界面形貌,降低Fe2Al5合金层厚度,在良好低温冲击韧性的前提下,显著提高了球墨铸铁在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。

关键词：球墨铸铁热浸镀铝腐蚀性能冲击韧性

浆料浇注温度对流变压铸件组织和力学性能的影响

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中国有色金属学报 2012年第10期22卷 2777-2782页

作者：赵君文戴光泽吴树森黄兴民韩靖西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

将采用超声振动制备的过共晶Al-Si合金A390浆料在不同温度下进行流变压铸成形，研究浆料浇注温度对过共晶Al-Si合金流变压铸试样组织和力学性能的影响。结果表明：过共晶Al-Si合金A390流变压铸试样组织中初生Si主要由浆料制备过程中形... 详细信息

将采用超声振动制备的过共晶Al-Si合金A390浆料在不同温度下进行流变压铸成形，研究浆料浇注温度对过共晶Al-Si合金流变压铸试样组织和力学性能的影响。结果表明：过共晶Al-Si合金A390流变压铸试样组织中初生Si主要由浆料制备过程中形成的大块Si（Sil）和在压铸模型腔中形成的细小Si（Si3）组成；在580—640℃范围内，随着浆料浇注温度升高，Si1平均尺寸先减小后增大，而sb尺寸稳定在7～15gm之间。过共晶Al-Si合金A390半固态浆料的适宜浇注温度范围为600～620℃，在此范围内可以得到抗拉强度超过260MPa的A390合金流变压铸试样。

关键词： Al-Si合金半固态浆料流变压铸过共晶力学性能

一种含富锰偏析带的热轧临界退火中锰钢的组织调控及强化机制

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金属学报 2023年第11期59卷 1448-1456页

作者：陈学双黄兴民刘俊杰吕超张娟西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031 西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全重点实验室成都610031

对含偏析带的热轧中锰钢进行临界退火处理,通过合理控制非偏析带区的逆奥氏体转变程度,获得了超高强塑积(PSE> 70 GPa·%)。结果表明,经不同温度热处理后,包(由原奥氏体晶粒边界定义)内晶粒的尺寸、取向显著影响中锰钢的力学性能和变形... 详细信息

对含偏析带的热轧中锰钢进行临界退火处理,通过合理控制非偏析带区的逆奥氏体转变程度,获得了超高强塑积(PSE> 70 GPa·%)。结果表明,经不同温度热处理后,包(由原奥氏体晶粒边界定义)内晶粒的尺寸、取向显著影响中锰钢的力学性能和变形组织。在拉伸过程中,沿着拉伸方向,非偏析带内有利取向的包倾向形成拉长的条状细晶区,而不利取向的包倾向形成碎块状晶区。通过协调变形,相邻包将最终倾向形成上述2种微区亚结构的交替分布。非偏析带内的逆转变奥氏体因晶粒尺寸广泛分布而可承受较大的变形,从而使得偏析带内奥氏体发生足够的应变诱发马氏体相变(SIMT),最终获得优异的强度和韧性匹配。

关键词：偏析带中锰钢临界退火超高强塑积马氏体包 SIMT

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复合绝缘子端部电场改善的研究

复合绝缘子端部电场改善的研究

作者：黄兴民山东大学

学位级别：硕士

在电网中大量使用的复合绝缘子,是作为一种行之有效的防污闪技术成果而加以推广应用的。但是近年来,电网运行中仍有相当数量的复合绝缘子发生了污闪。污闪的绝缘子几乎都损坏了均压环、端部金具及金具附近的伞裙、护套等,造成绝缘子脱... 详细信息

在电网中大量使用的复合绝缘子,是作为一种行之有效的防污闪技术成果而加以推广应用的。但是近年来,电网运行中仍有相当数量的复合绝缘子发生了污闪。污闪的绝缘子几乎都损坏了均压环、端部金具及金具附近的伞裙、护套等,造成绝缘子脱落、断线等事故,造成了巨大的经济损失。本文总结了现有的绝缘子电场计算方法,建立了复合绝缘子电场计算的数学模型,进而分析了在清洁状况以及污秽状况下复合绝缘子的沿面电场分布,讨论了均压环对改善复合绝缘子电场分布的影响及其局限性。基于“外引金具端部可以改善杆径场强”这个思路,创新性的提出了使用平台型新型金具这一方法,制造低场强新型复合绝缘子。通过测量计算、ANSYS软件仿真分析与现场试验相结合的方法,计算在复合绝缘子表面干燥和湿润的情况下,使用新型金具的复合绝缘子与普通复合绝缘子的端部场强,包括金具附近最大场强、第一伞裙附近最大场强以及杆径上的最大场强等,并研分析了新型金具的平台半径及厚度对绝缘子端部场强的影响。通过比较,验证了这种低场强新型复合绝缘子对于提高高压端金具电晕起始电压、降低绝缘子高压端电场强度的有效性,以期消除或减少使用普通金具的绝缘子带来的污闪问题。该研究成果具有一定的学术意义和应用价值。

关键词：低场强新型复合绝缘子端部电场平台型金具均压环 ANSYS

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Fe基非晶合金的制备及晶化研究

Fe基非晶合金的制备及晶化研究

作者：黄兴民江苏大学

学位级别：硕士

Fe基非晶合金是一种性能优良、应用前景广泛的软磁材料,其μc(初始磁导率)、Bs(饱和磁感应强度)和He(矫顽力)等磁学性能均大大超过或接近最佳的晶态软磁材料,但是Fe基合金的非晶形成能力并不高,要获得完全非晶的临界冷却速度至少就要在... 详细信息

Fe基非晶合金是一种性能优良、应用前景广泛的软磁材料,其μc(初始磁导率)、Bs(饱和磁感应强度)和He(矫顽力)等磁学性能均大大超过或接近最佳的晶态软磁材料,但是Fe基合金的非晶形成能力并不高,要获得完全非晶的临界冷却速度至少就要在≥10K/S左右,通过调节成分和抑制形核等办法也只能获得最大3mm尺寸的环形块体非晶。很难由液态激冷直接获得块体非晶已经成为制约Fe基非晶软磁材料实用化的瓶颈。人们开发出一种FINEMET合金,其典型成分为Fe73.5CuNbSi13.5B,最佳温度(813K)退火处理后可获得由纳米晶组成的超微晶组织,这些由纳米晶和非晶组成的材料具有极优良的软磁性能。FINEMET合金的成功给了我们通过非晶晶化直接获得纳米晶粒的启示:在其余成分系列中加入Cu等元素,可否也能达到同样的效果。本文针对Cu元素对FeAlGaSiPBC系合金非晶形成能力及晶化过程的影响展开研究。首先采用单辊旋淬法制备出了Fe基合金条带。利用差示量热扫描法(DSC)测出不同成分样品的Tg,Tx等热力学参数,用X射线衍射(XRD)检测铸态合金条带是否为非晶态。再将确定为完全非晶态的合金条带置于真空退火炉内,在不同温度下等温退火1500秒,通过X射线衍射分析退火态合金条带的结构和晶化相的化学成分,并结合DSC曲线评价合金的玻璃形成能力及热稳定性。实验结果表明,少量Cu元素掺杂(小于2%,原子百分比),仍能得到完全的非晶合金。同时,Cu元素掺杂效果受到Cu-A1元素比例的影响,原因作者认为是Cu-A1,Fe-A1之间存在着强烈的作用,在Cu-A1超过某比例时,Cu-AI形成原子团簇,引发合金熔体自由能的复杂涨落,从而削弱A1元素对非晶形成能力的贡献。等温退火时,由于铜元素的不溶于铁,某些区域铜元素富集,成为晶粒形核的核心,同时在晶粒长大过程中不断排出,成为阻碍晶粒生长的原子集团。Cu元素的加入提高了晶化温度,使得合金的晶化由分步晶化变为一步彻底晶化,并促使玻璃转变温度向高温区域移动甚至消失。

关键词：铁基非晶合金元素掺杂晶化温度玻璃转变温度单辊旋淬

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热浸渗铝球墨铸铁合金层组织的演变规律

中国有色金属学报 2013年第5期23卷 1248-1254页

作者：陈江赵君文黄兴民程乾韩靖张鲲戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

为了探索热浸渗铝球墨铸铁合金层的组织演变规律以及基体中Ni含量对渗铝合金层组织的影响,利用激光共聚焦显微镜(LCM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及能谱仪(EDS)对不同渗铝时间制备的球墨铸铁渗铝试样以及不同Ni含量的球墨铸铁渗铝... 详细信息

为了探索热浸渗铝球墨铸铁合金层的组织演变规律以及基体中Ni含量对渗铝合金层组织的影响,利用激光共聚焦显微镜(LCM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及能谱仪(EDS)对不同渗铝时间制备的球墨铸铁渗铝试样以及不同Ni含量的球墨铸铁渗铝试样的合金层组织进行观察和定量分析。结果表明:在本实验条件下,热浸渗铝球墨铸铁合金层组织由厚度较大的"舌状"Fe2Al5和厚度很小的FeAl3组成,合金层和表面纯铝层中存在石墨球分布;在0-15 min内,渗铝试样合金层经过短暂的过渡阶段后随渗铝时间的延长按抛物线规律扩散生长,15 min后合金层厚度达65μm以上;基体Ni含量由0增加至1.5%(质量分数)后,合金层厚度由88μm减小至49μm,合金层与基体的"舌状"界面程度变小。此外,对热浸渗铝球墨铸铁合金层组织演变机理进行了探讨。

关键词：球墨铸铁热浸渗铝组织演变 Ni含量

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7A04铝合金动态再结晶的临界应变研究

材料工程 2013年第4期41卷 23-27页

作者：李冬勤徐磊黄兴民戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031

通过Gleeble热力模拟获得了7A04铝合金恒温和恒应变速率条件下的压缩应力-应变曲线,温度范围和应变速率范围分别为350～450℃和0.01～10s-1。在峰值应力的双曲正弦模型基础上,测定了7A04铝合金热变形激活能Q;并利用加工硬化率θ和Sellar... 详细信息

通过Gleeble热力模拟获得了7A04铝合金恒温和恒应变速率条件下的压缩应力-应变曲线,温度范围和应变速率范围分别为350～450℃和0.01～10s-1。在峰值应力的双曲正弦模型基础上,测定了7A04铝合金热变形激活能Q;并利用加工硬化率θ和Sellars模型结构,自主建立了7A04铝合金动态再结晶的临界应变本构模型。结果表明:由动态再结晶临界应变本构模型得到的结果与Gleeble热力模拟实验结果基本吻合,该本构模型可较准确地预测7A04铝合金热成形过程中的动态再结晶发生的临界点。

关键词：临界应变本构模型动态再结晶热变形激活能 7A04铝合金

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热浸镀铝球墨铸铁失效机理研究

材料工程 2016年第8期44卷 77-84页

作者：雍薇黄兴民张雷程乾戴光泽西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

采用VK-9710型激光共聚焦显微镜对热浸镀铝球墨铸铁试样的三点弯曲失效过程进行原位观察,分析镀层和基体的裂纹萌生和扩展机理。结果表明:对于纯Al浸镀球墨铸铁,在拉应力作用下,铁铝合金镀层率先萌生裂纹,诱导临近基体中铁素体撕裂与石... 详细信息

采用VK-9710型激光共聚焦显微镜对热浸镀铝球墨铸铁试样的三点弯曲失效过程进行原位观察,分析镀层和基体的裂纹萌生和扩展机理。结果表明:对于纯Al浸镀球墨铸铁,在拉应力作用下,铁铝合金镀层率先萌生裂纹,诱导临近基体中铁素体撕裂与石墨球剥离,裂纹近似垂直于拉应力方向并沿着临近石墨球最短途径扩展;压应力导致表面纯Al层剥离和铁铝合金层破碎,镀层失效对球墨铸铁基体基本无影响。对于Al-3.7Si-1.0RE浸镀球墨铸铁,拉应力作用下的失效机理与纯Al浸镀相似;压应力作用下纯Al层和铁铝合金层与基体脱开,表现为铁素体基体失效。

关键词：球墨铸铁热浸镀铝原位观察失效机理

Cu和Ni对铁基合金玻璃形成能力及热稳定性的影响

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特种铸造及有色合金 2006年第4期26卷 196-198页

作者：傅明喜李岩查燕青黄兴民卢永慧江苏大学

利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC)方法研究了Cu和Ni元素对Fe-(Al,Ga)-(P,C,Si,B)系合金非晶形成能力及热稳定性的影响。结果表明,含有少量Cu(小于2%,摩尔分数)的合金仍保持非晶态。由于Fe-Cu、Cu-Al之间的复杂作用影响了合金玻璃形成... 详细信息

利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC)方法研究了Cu和Ni元素对Fe-(Al,Ga)-(P,C,Si,B)系合金非晶形成能力及热稳定性的影响。结果表明,含有少量Cu(小于2%,摩尔分数)的合金仍保持非晶态。由于Fe-Cu、Cu-Al之间的复杂作用影响了合金玻璃形成能力,使Al/Cu比值成为重要因素。而Ni含量小于4%(摩尔分数)时,则有利于合金的玻璃形成能力的提高和热稳定性的增加。

关键词： Fe-(Al,Ga)-(P,C,Si,B)非晶合金玻璃形成能力热稳定性 XRD DSC