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Compressive Creep Behavior of TiC/AZ91D Magnesium-matrix Composites with Interpenetrating Networks

Journal of Materials Science & Technology 2007年第2期23卷 207-212页

作者： Liqing CHEN Jinhua GUO baohai yu Zongyi MA The State Key Laboratory of Rolling and Automation Northeastern University Shenyang 110004 China Institute of Metal Research Chinese Academy of Sciences Shenyang 110016 China

The 42.1 vol. pct TiC/AZ91D magnesium-matrix composites with interpenetrating networks were fabricated by in-situ reactive infiltration process. The compressive creep behavior of as-synthesized composites was investigated at temperature ranging from 673 to 723 K under loads of 95-108 MPa. For a comparative purpose,the creep behavior of the monolithic matrix alloy AZ91D was also conducted under loads of 15-55 MPa at 548-598 K. The creep mechanisms were theoretically analyzed based on the power-law relation. The results showed that the creep rates of both TiC/AZ91D composites and AZ91D alloy increase with increasing the temperature and load. The TiC/AZ91D composites possess superior creep resistance as compared with the AZ91D alloy. At deformation temperature below 573 K, the stress exponent n of AZ91D alloy approaches theoretical value of 5, which suggests that the creep process is controlled by dislocation climb. At 598 K, the stress exponentof AZ91D is close to 3, in which viscous non-basal slip deformation plays a key role in the process of creep deformation. However, the case differs from that of AZ91D alloy when the stress exponent n of TiC/AZ91D composites exceeds 9, which shows that there exists threshold stress in the creep process of the composites, similar to other types of composites. The average activation energies for the creep of the AZ91D alloy and TiC/AZ91D composites were calculated to be 144 and 152 k J/mol, respectively. The existence of threshold stress in the creep process of the composites leads to an increase in activation energy for creep.

关键词： Magnesium-matrix composites TiC/AZ91D Interpenetrating networks In-situ reactive infiltration Creep

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Study of the features of outburst caused by rock cross-cut coal uncovering and the law of gas dilatation energy release

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International Journal of Mining Science and Technology 2015年第3期25卷 453-458页

作者： yu baohai Su Chengxiang Wang Deming State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining China University of Mining and Technology Faculty of Safety Engineering China University of Mining and Technology Key Laboratory of Gas and Fire Control for Coal Mines China University of Mining and TechnologyMinistry of Education

To study the law of gas dilatation energy release of rock cross-cut coal uncovering face, according to the analysis of the physical parameters distribution features of coal and rock mass in front of crosscut face,the equations of elastic potential of coal and gas dilatation energy theory were set up to process a contrast calculation of the sizes of two kinds of energy. The results show that gas dilatation energy is the uppermost energy source causing outburst occurrence. Furthermore, the mathematical model of spherical flow field gas dilatation energy release was established and MATLAB software was applied to make a numerical calculation analysis on the law of gas dilatation energy release. The results indicate that the gas dilatation energy is closely related to gas parameters and its energy index does reflect the possibility of coal seam outburst.

关键词： Rock cross-cut coal uncovering Gas dilatation energy Numerical calculation Coal and gas outburst

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Electron-beam Treatment of Tungsten-free TiC/NiCr CermetⅡ: Structural Transformations in the Subsurface Layer

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Journal of Materials Science & Technology 2006年第4期22卷 511-513页

作者： baohai yu V.E.Ovcharenko S.G.Psakhie O.V.Lapshin Institute of Metal Research Chinese Academy of Sciences Shenyang 110016 China Institute of Strength Physics and Materials Science Siberia Branch Russian Academy of Sciences Russia

The character of structural changes in the surface layer of titanium carbide （TiC） with Ni-Cr alloy binder was investigated theoretically and experimentally after electron-beam treatment of the material surface. The thermal influence of the electron-beam irradiation on the surface layer microstructure of the composite fine-grained material was mathematically analyzed. Quantitative estimations of the depth of the zone in microstructural phase transformations were carried out. The microstructure and concentration profile of Ti distribution in the metallic binder over the cross section of the surface layer with microstructural phase transformations after electron-pulse treatment of the hard metal surface were experimentally investigated.

关键词： Cermets TiC/NiCr Electron-beam treatment Structural transformation

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Influence of Features of Interphase Boundaries on Mechanical Properties and Fracture Pattern in Metal-Ceramic Composites

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Journal of Materials Science & Technology 2013年第11期29卷 1025-1034页

作者： Sergey Psakhie Vladimir Ovcharenko baohai yu Evgeny Shilko Sergey Astafurov yury Ivanov Alexey Byeli Alexey Mokhovikov Institute of Strength Physics and Materials Science Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Institute of High Technology Physics Tomsk Polytechnic University Shenyang National Laboratory for Materials Science Institute of High Current Electronics Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Physical-Technical Institute yurga Technological Institute Tomsk Polytechnic University

The results of a theoretical study on the influence of strength of interphase boundaries in metal-ceramic composite on macroscopical characteristics of composite response such as strength, deformation capacity, fracture energy and fracture pattern are presented. The study was conducted by means of computer-aided simulation by means of movable cellular automaton method taking account of a developed ＂mesoscopical＂ structural model of particle-reinforced composite. The strength of interphase boundaries is found to be a key structural factor determining not only the strength properties of metal-ceramic composite, but also the pattern and rate of fracture. The principles for achievement of the high-strength values of particle/binder interfaces in the metal-ceramic composition due to the formation of the wide transition zones （areas of variable chemical composition） at the interphase boundaries are discussed. Simulation results confirm that such transition zones provide a change in fracture mechanism and make the achievement of a high-strength and a high deformation capacity of metal-ceramic composite possible.

关键词： Metal--ceramic composites Particle-reinforced composite Interphase boundaries Discrete element based analysis Strength and fracture energy Fracture pattern

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莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体的制备与性能

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稀有金属材料与工程 2005年第Z1期34卷 255-258页

作者：姚爱华于宝海杨柯王若钉中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

以高岭土和氧化铝为原料,通过聚合物辅助挤出成型法制备了管状莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体.研究造孔剂添加量和烧结温度对支撑体相组成、机械强度、微观结构及孔结构的影响,结果显示通过优化制备条件可以获得高气孔率、高强度、孔径分布... 详细信息

以高岭土和氧化铝为原料,通过聚合物辅助挤出成型法制备了管状莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体.研究造孔剂添加量和烧结温度对支撑体相组成、机械强度、微观结构及孔结构的影响,结果显示通过优化制备条件可以获得高气孔率、高强度、孔径分布均匀、透气度好,且具有良好抗热震性能的多孔陶瓷支撑体.

关键词：多孔陶瓷莫来石-刚玉挤出成型

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脉冲偏压对离子束辅助电弧离子镀TiN/Cu纳米复合膜结构及硬度的影响

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真空科学与技术学报 2014年第10期34卷 1040-1046页

作者：李凤岐冯丹赵彦辉于宝海沈阳理工大学理学院沈阳110168 中国科学院金属研究所专用材料与器件研究部沈阳110016

采用离子束辅助电弧离子镀技术在高速钢基体上制备TiN/Cu纳米复合薄膜,考察了基体脉冲负偏压对薄膜成分、结构及硬度的影响。用X射线光电子谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和纳米压痕等方法分别测试了薄膜的化学成分、结构、表面形... 详细信息

采用离子束辅助电弧离子镀技术在高速钢基体上制备TiN/Cu纳米复合薄膜,考察了基体脉冲负偏压对薄膜成分、结构及硬度的影响。用X射线光电子谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和纳米压痕等方法分别测试了薄膜的化学成分、结构、表面形貌、硬度以及弹性模量。结果表明,在氮离子束的轰击作用下,随着脉冲偏压幅值从-100 V增加到-900 V时,薄膜中Cu含量先增加而后略有降低,在1.05%-2.50%（原子比）范围内变化。同时,脉冲偏压对薄膜的结构也有明显影响,在-100 V出现TiN（111）择优取向,当基体偏压增加到-300 V以上时,择优取向改变为TiN（220）择优。薄膜的Cu2p峰均对应纯金属Cu,薄膜的晶粒尺寸约在11-17 nm范围内变化。硬度和弹性模量随着偏压幅值增加而增大,当偏压为-900 V时,薄膜硬度和弹性模量达到最大值,分别为29.92 GPa,476 GPa,对应的铜含量为1.91%。

关键词： TiN/Cu纳米复合膜离子束辅助沉积电弧离子镀脉冲偏压硬度

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TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

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金属学报 2005年第11期41卷 1121-1126页

作者：王全兆刘越关德慧于宝海陈志亮毕敬中国科学院金属研究所沈阳110016 沈阳市工程质量监督站沈阳110002

采用粉末冶金真空烧结方法制备了Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷.研究了TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构与力学性能的影响.结果表明,TiN的加入既改变了金属陶瓷硬质相颗粒的尺寸.使其变小,也改变了硬质相颗粒的形貌, 使其由圆形变为多边形... 详细信息

采用粉末冶金真空烧结方法制备了Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷.研究了TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构与力学性能的影响.结果表明,TiN的加入既改变了金属陶瓷硬质相颗粒的尺寸.使其变小,也改变了硬质相颗粒的形貌, 使其由圆形变为多边形;随TiN含量的增加,金属陶瓷的抗弯强度均出现先增加后降低的规律,但在较低的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为4%时达到最大值,而在较高的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为6%时达到最大值;硬度在TiN含量≤10%时变化不明显, TiN含量>10%时硬度急剧下降;抗弯断口以穿晶解理为主要的断裂模式.

关键词： Ti(C N)/NiCr 金属陶瓷微观结构力学性能

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纳米结构对硬质金属亚表层物理性能的影响(英文)

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稀有金属材料与工程 2015年第1期44卷 1-6页

作者： Ovcharenko V.E. Psaknye S.G. Ivanov yu.F. Mokhovikov А.А. 于宝海赵彦辉 Ignat’ev A.S. 俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理与材料科学研究所国立托木斯克理工大学俄罗斯科学院西伯利亚分院强流电子研究所中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

介绍了Ti C/Ni-Cr-Al合金陶瓷在脉冲电子束熔化后的实验及结构方面的表征,考察了表面纳米尺寸结构的不同级别对亚表层金属物理性质的影响。结果表明,在氙气或者是氙气+氮气的气体放电等离子体辐照后在亚表层出现纳米结构的碳化物颗粒,... 详细信息

介绍了Ti C/Ni-Cr-Al合金陶瓷在脉冲电子束熔化后的实验及结构方面的表征,考察了表面纳米尺寸结构的不同级别对亚表层金属物理性质的影响。结果表明,在氙气或者是氙气+氮气的气体放电等离子体辐照后在亚表层出现纳米结构的碳化物颗粒,这大大降低了摩擦系数,使金属陶瓷切削金属时的寿命提高约20倍。

关键词：金属陶瓷微观结构结构级别摩擦系数寿命

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含Sc高强铝合金薄板TIG焊与FSW接头组织与性能对比研究

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机械工程学报 2020年第6期56卷 221-228页

作者：杨超王英君徐艳利蔡静于宝海倪丁瑞中国科学院金属研究所沈阳110016 东北轻合金有限责任公司哈尔滨150060 北京航天新风机械设备有限责任公司北京100854

分别对3mm厚的Al-Zn-Mg-Cu-Sc高强铝合金薄板进行钨极惰性气体保护(Tungsteninertgas,TIG)焊与搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW),对比分析了两种焊接工艺下接头的微观组织与力学性能。结果表明:两种工艺都能获得无缺陷的接头。... 详细信息

分别对3mm厚的Al-Zn-Mg-Cu-Sc高强铝合金薄板进行钨极惰性气体保护(Tungsteninertgas,TIG)焊与搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW),对比分析了两种焊接工艺下接头的微观组织与力学性能。结果表明:两种工艺都能获得无缺陷的接头。TIG焊核区晶粒粗大;硬度分布呈"M"形,中心值降至125HV,最低值出现在热影响区(Heat-affected zone,HAZ)(约110HV);拉伸时样品断在HAZ,接头强度约为417MPa,为母材的71%。FSW焊核区为等轴细晶;硬度分布呈典型"W"型,最低值亦出现在HAZ(约115HV),且随焊速的提高而提高;在400~1 200r/min下均有可能获得高强度接头,其中转速1 200r/min、焊速200mm/min下接头强度最高(458MPa),为母材的79%,拉伸样品断在HAZ。当焊速过快时,由于合金变形能力差,焊核区易出现缺陷,导致拉伸时接头过早断裂于焊核区中心。

关键词：高强铝合金 TIG焊搅拌摩擦焊微观组织力学性能

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对《SCDD》优化法参数选择的探讨

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上海交通大学学报 1982年第1期 67-81页

作者：肖熙于宝海上海交通大学船舶工程系

本文在分析《SCDD》数学优化法参数选择的基础上,采取直接求出沿序列综合约束函数下降时的步长τ,迅速到达近似可行域界面附近的措施,加快了收敛速度。计算结果良好。文中以数学和工程问题为实例进行了优化计算。

关键词：约束函数序列目标函数梯度 SCDD 可行域优化法负梯度方向参数选择

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