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Microstructures and Mechanical Properties of the TiC/CM247LC Nickel-Based Composite Fabricated by Selective Laser Melting:Effect of Heat Treatment

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2023年第12期36卷 1936-1946页

作者： Yuting Lv Yaojie Liu Zhe Zhang Qiang Zhang Hongyao Yu Rui Wang guangbao sun Guijiang Wei College of Mechanical and Electronic Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China Gaona Aero Material Co. Ltd.Beijing 100094China Beijing Key Laboratory of Advanced High Temperature Materials Central Iron and Steel Research InstituteBeijing 100094China Shanghai Key Laboratory of Advanced High-Temperature Materials and Precision Forming Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Affiliated Hospital of Youjiang Medical University forNationalities Baise 533000China

In this study,TiC/CM247LC nickel-based composite was successfully prepared by selective laser melting,then was heat treated at a solid solution temperature of 1260℃and different aging temperature of 840℃,870℃,900℃and 930℃*** of aging temperatures on the microstructures and mechanical properties were systematically *** results show that the microstructures of all the heat treated samples are composed ofγmatrix,carbides andγ′***γgrains remain a columnar shape after treatments,but the size ofγ′phase grows up gradually with the increasing aging *** composite treated at an aging temperature of 870℃exhibits the best mechanical properties with the tensile strength of 1073 MPa,yield strength of 1004 MPa and elongation of 7.57%.The plastic deformation and strengthening mechanisms of heat treated composite were systematically investigated.

关键词： Selective laser melting Heat treatment Nickel-based composite Microstructures Mechanical properties

Surface Temperature Field of Ti-66Al and Ti-Al and Ti-4848Al AlloysAl Alloys Under Continuous Laser AblationUnder Continuous Laser Ablation

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稀有金属材料与工程 2024年第9期53卷 2405-2412页

作者： sun Ruochen Mi guangbao Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Titanium Alloys AECC Beijing Institute of Aeronautical MaterialsBeijing 100095China

The high temperature fire retardancy of titanium alloy is an important factor restricting its application in aero-engine,and the laser ignition method can accurately reflect the fire retardancy of titanium alloy under local *** to the limitations of laser ignition experiments on the microscopic boundary and the transient propagation mechanism of the temperature field,molecular dynamics(MD)simulations and JMatPro calculation were applied to study the temperature field of Ti-6Al and Ti-48Al *** results show that a molten pool is formed on the surface of Ti-Al alloys under continuous laser irradiation,and the temperature field of the molten pool is normally distributed from the center to the *** the center temperature reaches the critical point of ignition,the extended combustion occurs,and the extended combustion path advances along the direction of the air *** with Ti-6Al alloy,Ti-48Al alloy has higher fire retardancy under laser *** is due to the better heat transfer performance of Ti-48Al,which leads to the weakening of the heat concentration effect near the boundary of the spot temperature *** it is necessary to increase the partial pressure of oxygen,and thus to reduce the ignition point of the alloy in order to achieve the ignition boundary condition of Ti-48Al alloy under the same laser heat *** the aspect of extended combustion path,the boundary heat collection effect of specimens shown by MD models reveals another mechanism affecting combustion expansion path besides the direction of air *** is,the heat generated by the laser spot is interrupted when it is transmitted to the boundary of the specimen along the short side direction,resulting in a concentration of heat near the *** the combustion path also tends to expand along this direction.

关键词： Ti-Al alloys laser ignition molecular dynamics temperature field

等离子熔化沉积TiC增强Inconel 718基原位自生复合材料显微组织及高温耐磨性

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稀有金属材料与工程 2019年第5期48卷 1497-1504页

作者：石晨晓刘元富李勇孙广宝张政冯志成北京交通大学北京100044 西藏大学西藏拉萨850000

为改善镍基高温合金Inconel 718的高温耐磨性,利用同轴送粉等离子熔化沉积快速成形技术原位合成了TiC增强Inconel 718高温合金基高温耐磨复合材料。分析了复合材料的显微组织结构和原位自生过程,探讨了增强相TiC的含量对复合材料的显微... 详细信息

为改善镍基高温合金Inconel 718的高温耐磨性,利用同轴送粉等离子熔化沉积快速成形技术原位合成了TiC增强Inconel 718高温合金基高温耐磨复合材料。分析了复合材料的显微组织结构和原位自生过程,探讨了增强相TiC的含量对复合材料的显微硬度及高温干滑动摩擦磨损性能的影响规律,研究了复合材料的高温磨损机理。结果表明:复合材料组织细小致密,显微硬度随TiC增强相体积分数增加而相应提高;在高温干滑动磨损实验条件下,复合材料表现出优异的耐磨性。

关键词：等离子熔化沉积 Inconel 718 显微组织原位自生高温耐磨性

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河道清淤工程对防洪的累积影响研究

山东水利 2023年第10期 64-68页

作者：孙光宝刘红奎李宗骏长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局湖北荆州434099 湖北省襄阳市水文水资源勘测局湖北襄阳441003

为研究多个取水口清淤对防洪的定量影响,文章以长江柳林洲—新厂河段的(颜家台泵站、耀兴电灌站、普济中心水厂)3个取水口为研究对象,构建二维水动力学模型,分别采用2019年7月21日和7月24日的流速和水位资料进行模型率定和验证。结果表... 详细信息

为研究多个取水口清淤对防洪的定量影响,文章以长江柳林洲—新厂河段的(颜家台泵站、耀兴电灌站、普济中心水厂)3个取水口为研究对象,构建二维水动力学模型,分别采用2019年7月21日和7月24日的流速和水位资料进行模型率定和验证。结果表明:模型模拟结果良好,断面流速计算值和实测值偏差在±0.1 m/s以内。清淤疏浚工程实施后,对局部行洪有利,对附近水域的水位、流速以及护岸工程没有明显的影响。对比颜家台泵站下移前后的水文特征,发现多个清淤工程的叠加影响大于单个工程,但小于其线性叠加值。

关键词：防洪影响长江取水口河道清淤二维水动力学模型

热处理对选区激光熔化GH3230高温合金显微组织及高温拉伸力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第7期51卷 2654-2661页

作者：宋志坤刘元富陈德强李伟孙广宝于鸿垚王睿张乐乐北京交通大学北京100044 河南科技大学河南洛阳471023 高温合金新材料北京市重点实验室北京100081

为有效提高GH3230高温合金的综合高温力学性能,本研究利用选区激光熔化技术成形了GH3230试样,按照设计的热处理制度做了固溶处理。分析了固溶处理前后合金的显微组织结构,测试了合金的高温拉伸力学性能,研究了析出碳化物的形态和分布对... 详细信息

为有效提高GH3230高温合金的综合高温力学性能,本研究利用选区激光熔化技术成形了GH3230试样,按照设计的热处理制度做了固溶处理。分析了固溶处理前后合金的显微组织结构,测试了合金的高温拉伸力学性能,研究了析出碳化物的形态和分布对高温拉伸力学性能的影响规律,探讨了高温拉伸断裂机制。结果表明:选区激光熔化GH3230合金显微组织由生长方向与材料堆积方向一致的单一γ固溶体柱状晶构成。固溶处理后,沿γ固溶体柱状晶晶界析出了呈链状分布的MC型碳化物颗粒,在柱状晶内部析出了弥散分布的MC型超细碳化物颗粒,柱状晶变粗,晶粒取向差异减小,出现向等轴晶转变的趋势;高温拉伸力学性能各向异性程度减弱,由于显微组织仍为具有定向凝固特征的柱状晶组织,不同方向的高温拉伸力学性能仍存在差异;纵向及横向高温拉伸断裂机制均为沿晶韧性断裂。

关键词：选区激光熔化 GH3230 显微组织强度塑性

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钛铝系合金的非等温氧化特性

材料工程 2024年第5期52卷 26-33页

作者：欧阳佩旋陈航孙若晨李培杰弭光宝清华大学新材料国际研发中心北京100084 北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 中国航发北京航空材料研究院先进钛合金重点实验室北京100095

采用TGA/DSC同步热分析实验,SEM和EPMA表征及理论计算等方法对TiAl和Ti3Al合金在纯氧气氛下1450~1570℃的非等温氧化行为进行研究。结果表明:当氧化温度高于TiAl合金熔点时,TiAl合金熔体表面形成连续、致密的Al_(2)O_(3)阻氧层;熔体中Al... 详细信息

采用TGA/DSC同步热分析实验,SEM和EPMA表征及理论计算等方法对TiAl和Ti3Al合金在纯氧气氛下1450~1570℃的非等温氧化行为进行研究。结果表明:当氧化温度高于TiAl合金熔点时,TiAl合金熔体表面形成连续、致密的Al_(2)O_(3)阻氧层;熔体中Al与O反应的吉布斯自由能比Ti,Cr和Nb低50~150 kJ·mol^(-1),TiAl合金熔体中Al原子的扩散系数(D)约为Ti原子的1.7倍,Al原子不断扩散到熔体表面,且优先与O反应形成连续、致密的Al_(2)O_(3)层;Al_(2)O_(3)阻氧层阻隔氧和金属离子向基体内外扩散,且TiAl合金熔化吸热,降低基体温度,减缓氧化速率,使TiAl合金在1450~1570℃范围的抗非等温氧化性优于Ti3Al合金。

关键词： TiAl合金非等温氧化氧化机理氧化动力学着火

机器学习在航空发动机钛合金研究中的应用进展

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航空制造技术 2024年第1期67卷 66-78页

作者：弭光宝孙圆治吴明宇李培杰中国航发北京航空材料研究院先进钛合金重点实验室北京100095 清华大学新材料国际研发中心北京100084

高性能航空发动机的不断发展对钛合金的综合性能提出更高要求,基于不同合金化元素作用机理的材料成分设计技术是实现钛合金改性的重要途径。对于日益复杂的航空发动机钛合金材料体系,不同元素的相互作用机理及精准设计难度极大。基于Mo... 详细信息

高性能航空发动机的不断发展对钛合金的综合性能提出更高要求,基于不同合金化元素作用机理的材料成分设计技术是实现钛合金改性的重要途径。对于日益复杂的航空发动机钛合金材料体系,不同元素的相互作用机理及精准设计难度极大。基于Mo当量和密度泛函等传统设计已不能满足未来需求,机器学习成为一种可行且高效的理论工具。本文在介绍钛合金机器学习基本原理和方法的基础上,综述通过机器学习实现航空发动机钛合金成分设计及工艺优化的最新研究成果,重点比较不同机器学习模型在预测力学性能及高温氧化性能上的特点及优势,最后对未来基于主动学习框架设计航空发动机钛合金成分的研究方法进行展望,指出Mo/Al当量设计与机器学习相结合、复杂多组元合金材料简化元素设计等是今后重要发展方向。

关键词：航空发动机钛合金机器学习性能预测合金成分优化主动学习

航空发动机钛合金分子动力学计算技术研究进展

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航空材料学报 2024年第2期44卷 87-103页

作者：弭光宝孙若晨吴明宇谭勇邱越海李培杰黄旭中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室北京100095 清华大学新材料国际研发中心北京100084

未来航空发动机推重比等性能不断提升,对钛合金部件的高温力学及结构稳定性等提出更高的需求。传统实物实验在时间、空间尺度的局限性日益凸显,对于微观瞬态现象及机理的深入研究存在一定难度。而分子动力学(molecular dynamics,MD)计... 详细信息

未来航空发动机推重比等性能不断提升,对钛合金部件的高温力学及结构稳定性等提出更高的需求。传统实物实验在时间、空间尺度的局限性日益凸显,对于微观瞬态现象及机理的深入研究存在一定难度。而分子动力学(molecular dynamics,MD)计算技术以原子/分子模型为计算对象,在引入牛顿经典力学与经验参数的基础上,较量子计算方法大幅度提高了计算效率,从而成为实现航空发动机钛合金工艺参数优化与组织性能计算的重要技术途径。本文在概述MD计算空间与时间尺度优势基本原理的基础上,重点介绍通过MD计算方法研究钛合金成形制造、微观组织与结构、力学与热力学性能、材料设计和力场开发等方面的研究进展,以及有助于航空发动机钛合金耐高温性能提升的代表性结论。最后结合航空发动机钛合金对MD计算技术的需求,展望未来研究方向,指出基于MD计算方法的钛合金高通量成分设计、训练针对成熟钛合金成分体系的分子力场和将新型ReaxFF(reactive force field)反应力场引入钛合金燃烧机理研究中面临的挑战。

关键词：航空发动机钛合金分子动力学技术分子力场模拟计算

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1000 kV避雷器诊断性试验分析

湖北电力 2018年第2期42卷 1-4页

作者：束龙谢齐家周凯张致孙光宝国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077 抚顺电瓷制造有限公司辽宁抚顺113126

在荆门特高压站1号主变1 000 k V无间隙金属氧化物避雷器进行直流参考电压及泄漏电流试验时,发现A相最下一节避雷器0.75倍直流8 m A参考电压下的泄漏电流I0.75U8m A实测值比初值(以出厂值作为初值)大了约42%,超出《GB/Z 24846-20091 000... 详细信息

在荆门特高压站1号主变1 000 k V无间隙金属氧化物避雷器进行直流参考电压及泄漏电流试验时,发现A相最下一节避雷器0.75倍直流8 m A参考电压下的泄漏电流I0.75U8m A实测值比初值(以出厂值作为初值)大了约42%,超出《GB/Z 24846-20091 000 k V交流电气设备预防性试验规程》要求。为了查找原因,对该节避雷器进行了诊断性试验分析。各项试验结果表明,该节避雷器符合规程要求,并建议试验结果以国家电网有限公司企业标准《Q/GDW 322-20091 000 k V交流电气设备预防性试验规程》为判断标准。

关键词： 1000kV避雷器诊断性试验标准