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热处理对GTA增材制造TiAl合金组织与性能的调控

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焊接学报 2022年第3期43卷 7-12,I0003页

作者：蔡笑宇董博伦王俊哲林三宝哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

针对Al原子含量为45%的电弧沉积态TiAl合金,进行了基于热处理的组织与性能调控研究.结合Ti-Al二元相图分别制定了1080,1200,1270,1350℃4个加热温度,保温1 h后随炉冷却.结果表明,随着加热温度的升高,合金内偏析现象逐渐消失,晶界γ相减... 详细信息

针对Al原子含量为45%的电弧沉积态TiAl合金,进行了基于热处理的组织与性能调控研究.结合Ti-Al二元相图分别制定了1080,1200,1270,1350℃4个加热温度,保温1 h后随炉冷却.结果表明,随着加热温度的升高,合金内偏析现象逐渐消失,晶界γ相减少,组织形态逐渐向全层片结构转变,且层片晶团尺寸逐渐增加.在1350℃下分别保温5,30 min和1 h,发现随着保温时间的延长,层片晶团逐渐粗化.基于单级热处理试验结果提出循环热处理工艺,将沉积态合金在900~1200℃之间多次循环“加热-短时保温-冷却”,获得了细小的层片晶团组织,合金硬度降低,抗压强度与压缩率均提高.

关键词：电弧增材制造 TiAl合金热处理微观组织力学性能

预热温度对GTA增材制造钛铝合金组织及性能的影响

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焊接学报 2021年第10期42卷 14-21,I0002页

作者：蔡笑宇董博伦殷宪铼林三宝范成磊哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

高温结构材料TiAl金属间化合物的可加工性较差,复杂结构成形技术难度大,制造成本高.电弧增材可以实现TiAl基合金的原位低成本柔性制造,但制造过程中仍需注意裂纹控制问题.预热处理通过改善组织可以有效抑制裂纹产生.文中以Ti6Al4V与ER1... 详细信息

高温结构材料TiAl金属间化合物的可加工性较差,复杂结构成形技术难度大,制造成本高.电弧增材可以实现TiAl基合金的原位低成本柔性制造,但制造过程中仍需注意裂纹控制问题.预热处理通过改善组织可以有效抑制裂纹产生.文中以Ti6Al4V与ER1100纯铝焊丝作为原材料,在200,300,450℃的预热温度下利用TIG焊原位合成了铝含量为50%(原子分数)的TiAl基合金,考察了不同预热温度下TIG电弧增材制造的钛铝合金的组织与力学性能.结果表明,随着预热温度的增加,构件的顶部与中部区域逐渐在γ/α2层片团的晶界析出更多的块状γ相,底部组织变化不明显.预热温度的增加使得合金中γ相增多而α2相减少,导致合金室温硬度减少.同时,弥散分布的块状γ相的增多,使得构件的压缩性能提升,当预热温度为450℃时,构件抗压强度与压缩率最高.

关键词：电弧增材制造钛铝合金预热温度微观组织力学性能

双丝电弧增材制备Al-Mg-Zn-Cu-Sc铝合金工艺与组织性能

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焊接学报 2022年第11期43卷 36-42,I0004,I0005页

作者：林三宝夏云浩董博伦蔡笑宇范成磊哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

为改善Al-Zn-Mg-Cu铝合金电弧增材过程中出现的工艺和缺陷问题,利用双丝电弧增材技术,制备了AlMg-Zn-Cu-Sc合金.根据电弧增材过程中的工艺以及成形情况,对该工艺中的送丝位置,送丝速度以及变极性频率等工艺参数进行分析.通过工艺试验得... 详细信息

为改善Al-Zn-Mg-Cu铝合金电弧增材过程中出现的工艺和缺陷问题,利用双丝电弧增材技术,制备了AlMg-Zn-Cu-Sc合金.根据电弧增材过程中的工艺以及成形情况,对该工艺中的送丝位置,送丝速度以及变极性频率等工艺参数进行分析.通过工艺试验得到气孔含量较少和成型情况较好的参数并进行双丝电弧增材制造.分析了不同扫描速度下的制备的Al-Mg-Zn-Cu-Sc合金组织以及力学性能,对微观组织和试样失效区域进行观察,确认了断裂类型和组织特点.最终得到双丝电弧增材技术制备Al-Mg-Zn-Cu-Sc铝合金的工艺区间,明确了沉积态AlMg-Zn-Cu-Sc铝合金的基本组织特点.

关键词：电弧增材制造双丝电弧增材制造超高强铝合金力学性能

Wire arc additive manufacturing of a heat-resistant Al-Cu-Ag-Sc alloy:microstructures and high-temperature mechanical properties

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China Welding 2023年第4期32卷 1-10页

作者：董博伦蔡笑宇夏云浩刘放赵宏伟林三宝戴鸿滨 State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China School of Material Science and Engineering Harbin University of Science and TechnologyHarbin 150040China

With a high energy efficiency,low geometric limitation,and low cracking susceptivity to cracks,wire arc additive manufacturing(WAAM)has become an ideal substitute for casting in the manufacturing of load-bearing high strength aluminum components in aerospace ***,in scientific researches,the room temperature mechanical performance of additive manufactured high strength aluminum alloys has been continuously broken through,and proves these alloys can achieve comparable or even higher properties than the forged *** the aluminum components for aerospace usage experience high-low temperature cycling due to the absence of atmosphere protection,the high temperature performances of additive manufactured high strength aluminum alloys are also ***,few research focuses on that.A special 2319Ag Sc with 0.4 wt.%Ag and 0.2 wt.%Sc addition designed for high temperature application is deposited successfully via cold metal transfer(CMT)based on *** microstructures and high temperature tensile properties are *** results show that the as-deposited 2319Ag Sc alloy presents an alternate distribution of columnar grains and equiaxed grains with no significant *** second phases are Al_(2)Cu and Al3Sc,while co-growth of Al_(2)Cu and bulk Al_(3)Sc is found on the grain *** manufacturing,nanoscale Al_(2)Cu can precipitate out from the *** and Mg form nano-scaleΩphase on the Al_(2)Cu *** 260℃,average yield strengths in the horizontal direction and vertical direction are 87 MPa±2 MPa,87 MPa±4 MPa,while average ultimate tensile strengths are 140 MPa±7 MPa,141 MPa±11 MPa,and average elongations are 11.0%±2.5%,13.5%±3.0%.Anisotropy in different directions is weak.

关键词： Wire arc additive manufacturing Al-Cu-Ag-Sc heat resistance microstructure high temperature property

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大线能量钢焊接技术研究现状

鞍钢技术 2023年第6期 22-26,50页

作者：倪志达董博伦蔡笑宇林三宝哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150006

大线能量用钢是一种微合金化钢,供货态多为正火或控轧控冷。目前390 MPa级别大线能量钢已在造船以及海洋工程中广泛应用。归纳了大线能量用钢在典型焊接热循环下的粗晶区分布特征,并对当前已有的应用于大线能量钢的焊接技术进行了总结... 详细信息

大线能量用钢是一种微合金化钢,供货态多为正火或控轧控冷。目前390 MPa级别大线能量钢已在造船以及海洋工程中广泛应用。归纳了大线能量用钢在典型焊接热循环下的粗晶区分布特征,并对当前已有的应用于大线能量钢的焊接技术进行了总结。考察了常见的埋弧焊、气电立焊及窄间隙MAG焊条件下,大线能量钢焊接接头的力学性能。

关键词：大线能量钢大热输入焊接方法窄间隙MAG焊力学性能

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多系列铝合金电弧增材制造技术研究进展

电焊机 2023年第2期53卷 68-75页

作者：董博伦蔡笑宇夏云浩林三宝哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

电弧增材制造技术适用于铝合金大型复杂构件的一体化成形制造,当前国内外学者已针对不同系列的铝合金进行了大量研究。梳理了近年来铝合金电弧增材制造技术的相关研究,总结了针对Al-Cu、Al-Mg、Al-Si、Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si和Al-Zn-Mg-Cu... 详细信息

电弧增材制造技术适用于铝合金大型复杂构件的一体化成形制造,当前国内外学者已针对不同系列的铝合金进行了大量研究。梳理了近年来铝合金电弧增材制造技术的相关研究,总结了针对Al-Cu、Al-Mg、Al-Si、Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si和Al-Zn-Mg-Cu多个系列铝合金的电弧增材研究进展,包括各系列铝合金的组织性能特点、成形效果等方面的研究成果。介绍了铝合金电弧增材制造中常见的组织缺陷,如电弧增材铝合金组织中的孔洞、热裂纹等,以及采用合适的工艺参数和合金设计等解决办法。通过对不同系列铝合金的增材现状和组织缺陷的分析,为铝合金电弧增材制造技术的进一步发展提供了有益的参考。

关键词：电弧增材制造铝合金微观组织力学性能

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基于异构计算的电弧增材制造熔池尺寸在线检测算法

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机械制造文摘（焊接分册） 2022年第4期 6-9页

作者：周天生董博伦林三宝蔡笑宇范成磊哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

电弧增材制造过程中的熔池形态影响沉积态金属的成形,为了得到良好的增材产品,首先需要实现对增材过程的在线监测,以获取熔池形态尺寸等数据,为进一步反馈控制提供前提条件。在线监测的重点之一在于计算机的图像处理速度,而图形处理器GP... 详细信息

电弧增材制造过程中的熔池形态影响沉积态金属的成形,为了得到良好的增材产品,首先需要实现对增材过程的在线监测,以获取熔池形态尺寸等数据,为进一步反馈控制提供前提条件。在线监测的重点之一在于计算机的图像处理速度,而图形处理器GPU作为强大的图形处理设备,比CPU更适合做大量图像相关的计算。为此,文中采用CPU/GPU异构协同并行计算方法,试图通过调用GPU设备加速图像处理过程,以实时获取电弧增材制造过程中的熔池形态尺寸信息。试验结果表明,无论GPU调用与否,同一处理程序对同一视频处理所得到的熔池宽度结果基本相同,而当调用GPU后,每帧图像的处理时间大幅降低,处理效率得到很大程度的提高。因此,异构计算为电弧增材制造熔池尺寸在线监测提供了可能。

关键词：异构计算在线检测增材制造电弧

Natural Disaster Risk Monitoring for Immovable Cultural Relics Based on Digital Twin

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Journal of Geodesy and Geoinformation Science 2024年第1期7卷 90-104页

作者： LI bolun dong Youqiang QIAO Yunfei HOU Miaole WEN Caihuan The International Joint Laboratory of Safety and Energy Conservation for Ancient Buildings Beijing University of Civil Engineering and ArchitectureBeijing 102616China China Cultural Heritage Information and Consulting Center Beijing 100029China Hebei Institute of Geological Surveying and Mapping Langfang 065000China

Natural disaster risk monitoring is an important task for disaster prevention and *** the case of immovable cultural relics,however,the feedback mechanism,risk factors,monitoring logic,and monitoring indicators of natural disaster risk monitoring are *** to achieve intelligent perception and monitoring of natural disaster risk for immovable cultural relics has always been a focus and a challenge for *** on the analysis of the concepts and issues related to the natural disaster risk of immovable cultural relics,this paper proposes a framework for natural disaster risk monitoring for immovable cultural relics based on the digital *** framework focuses on risk monitoring,including the physical entities of natural disaster risk for immovable cultural relics,monitoring indicators,and virtual entity construction.A platform for monitoring the natural disaster risk of immovable cultural relics is *** the Puzhou Ancient City Site as a test bed,the proposed concept can be used for monitoring the natural disaster risk of immovable cultural relics at different scales.

关键词： immovable cultural relics natural disaster risk digital twin risk monitoring

Direct laser patterning of two-dimensional lateral transition metal disulfide-oxide-disulfide heterostructures for ultrasensitive sensors

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Nano Research 2020年第8期13卷 2035-2043页

作者： bolun Wang Hao Luo Xuewen Wang Enze Wang Yufei Sun Yu-Chien Tsai Jinxuan dong Peng Liu Huanglong Li Yong Xu Sefaattin Tongay Kaili Jiang Shoushan Fan Kai Liu State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing School of Materials Science and EngineeringTsinghua UniversityBeijing100084China Department of Physics and Tsinghua-Foxconn Nanotechnology Research Center Tsinghua UniversityBeijing100084China State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics Department of PhysicsTsinghua UniversityBeijing100084China Department of Precision Instrument Center for Brain Inspired Computing ResearchTsinghua UniversityBeijing100084China RIKEN Center for Emergent Matter Science(CEMS) WakoSaitama351-0198Japan School for Engineering of Matter Transport and EnergyArizona State UniversityTempeAZ85287USA

Two-dimensional(2D)heterostructures based on the combination of transition metal dichalcogenides(TMDs)and transition metal oxides(TMOs)have aroused growing attention due to their integrated merits of both components and multiple ***,nondestructive approaches of constructing TMD-TMO heterostructures are still very ***,we develop a novel type of lateral TMD-TMO heterostructure(NbS2-Nb2O5-NbS2)using a simple lithography-free,direct laser-patterning *** perfect contact of an ultrathin TMO channel(Nb2O5)with two metallic TMDs(NbS2)electrodes guarantee strong electrical signals in a two-terminal *** from sensing mechanisms in separate TMOs or TMDs,this sensor works based on the modulation of surface conduction of the ultrathin TMO(Nb2O5)channel through an adsorbed layer of water *** sensor thus exhibits high selectivity and ultrahigh sensitivity for room-temperature detection of NH3(ΔR/R=80%at 50 ppm),superior to the reported NH3 sensors based on 2D materials,and a positive temperature coefficient of resistance as high as 15%–20%/℃.Bending-invariant performance and high reliability are also demonstrated in flexible versions of *** work provides a new strategy of lithography-free processing of novel TMD-TMO heterostructures towards high-performance sensors,showing great potential in the applications of future portable and wearable electronics.

关键词： two-dimensional heterostructure niobium disulfide niobium oxide laser patterning sensor