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Microstructure Characteristics and Elevated Temperature Mechanical Properties of a B Containedβ-solidifiedγ-TiAl Alloy

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2024年第3期39卷 738-746页

作者：王秀琦 GUO Ruiqi 刘国怀 LI Tianrui YANG Yuxuan CHEN Yang XIN Meiling wang zhaodong State Key Laboratory of Rolling and Automation Northeastern UniversityShenyang 110819China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology at ShenzhenShenzhen 518055China School of Metallurgical Engineering Anhui University of TechnologyMaanshan 243000China

The improved microstructure and enhanced elevated temperature mechanical properties of Ti-44Al-5Nb-(Mo,V,B)alloys were obtained by vacuum arc re-melting(VAR)and primary annealing heat treatment(HT)of 1260℃/6 h/Furnace cooling(FC).The phase transformation,microstructure evolution and tensile properties for as-cast and HTed alloys were *** indicate that three main phase transformation points are determined,T_(eut)=1164.3℃,T_(γsolv)=1268.3℃and T_(βtrans)=1382.8℃.There are coarse lamellar colonies(300μm in length)and neighbor reticular B2 andγgrain(3-5μm)in as-cast alloy,while lamellar colonies are markedly refined and multi-oriented(20-50μm)as well as the volume fraction and grain sizes of equiaxedγand B2 phases(about 15μm)significantly increase in as-HTed *** transformations involvingα+γ→α+γ+β/B2 and discontinuousγcoarsening contribute to the above ***(1-3μm)act as nucleation sites forβ_(eutectic) and produce massiveβgrains with different orientations,thus effectively refining the lamellar colonies and forming homogeneous multi-phase *** curves show both the alloys exhibit suitable performance at 800℃.As-cast alloy shows a higher ultimate tensile stress of 647 MPa,while a better total elongation of more than 41%is obtained for as-HTed *** mechanical properties improvement is mainly attributed to fine,multi-oriented lamellar colonies,coordinated deformation of homogeneous multi-phase microstructure and borides within lamellar interface preventing crack propagation.

关键词： TiAl alloy phase transformation heat treatment boride microstructure mechanical properties

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基于机器学习-网格搜索优化的砂土液化预测

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振动与冲击 2024年第5期43卷 82-93页

作者：王昭栋王自法李兆焱苗鹏宇吴禄源河南大学土木建筑学院河南开封475004 中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中震科建(广东)防灾减灾研究院广东韶关512026

砂土液化是一种破坏力较强的地震次生灾害,传统的砂土液化判别方法存在一定的局限性。提出两种液化判别方法,第一种是基于新西兰岩土数据库(New Zealand Geotechnical Database,NZGD)中519组静力触探试验数据,建立具有砂土液化预测功能... 详细信息

砂土液化是一种破坏力较强的地震次生灾害,传统的砂土液化判别方法存在一定的局限性。提出两种液化判别方法,第一种是基于新西兰岩土数据库(New Zealand Geotechnical Database,NZGD)中519组静力触探试验数据,建立具有砂土液化预测功能的机器学习模型。首先建立支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forest,RF)、XGboost(eXtreme gradient boosting,XGB)三种机器学习分类模型,运用网格搜索(GridSearchCV)法进行超参数优化后,采用整体精度(overall accuracy,OA)、精确率(P)、召回率(R)、F_(1)值对模型进行性能评估,对历史液化数据进行模型验证并与国内外方法进行结果对比。第二种是基于历史震害数据,采用经验判断法确定的静力触探初判条件。结果表明:随机森林可作为一种具有较强的预测能力的液化判别模型,通过与国内《岩土工程勘察规范》以及国际Olsen方法进行对比,选取要素简便且计算迅速的随机森林能够达到与上述两种权威方法接近的准确性,是一种可实行的液化判别模型;此外,基于历史液化数据库归结出不同烈度下,具备液化埋深限制的锥尖阻力阈值,经数据验证在7烈度区、8烈度区、9烈度区的准确率良好,与《岩土工程勘察规范》进行对比发现有可操作性好、可解释性强、可适用性广等优点。所建立的模型对砂土液化预测具有较强的适用性,静力触探初判条件亦可作为快速液化判别的参考值,两种方法结合可对科学研究和工程建设提供较好的参考价值。

关键词：砂土液化机器学习液化预测静力触探初判条件网格搜索

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交叉包套轧制Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金的微观组织演化及力学性能

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金属学报 2024年第1期60卷 95-106页

作者：王秀琦李天瑞刘国怀郭瑞琪王昭东东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243000

TiAl合金因其低密度、优异的高温强度、抗蠕变和抗氧化性能而在航空航天和汽车工业中具有广阔的应用前景,但其本质脆性和变形能力差的缺点严重限制其进一步发展。本工作通过交叉包套轧制(CHPR)和一步退火处理实现了800℃下超高塑性Ti-44... 详细信息

TiAl合金因其低密度、优异的高温强度、抗蠕变和抗氧化性能而在航空航天和汽车工业中具有广阔的应用前景,但其本质脆性和变形能力差的缺点严重限制其进一步发展。本工作通过交叉包套轧制(CHPR)和一步退火处理实现了800℃下超高塑性Ti-44Al-5Nb-1Mo-2V-0.2B合金板材的制备。利用SEM、EBSD、TEM和拉伸等实验方法考察了TiAl合金的热变形行为、不同轧制和热处理工艺对微观组织和力学性能的影响。结果表明,与单向包套轧制(UHPR)相比,CHPR板材沿厚度方向和板面方向均表现出更高的组织均匀性,微观组织由残余α_(2)/γ片层及其晶界的等轴γ、α_(2)和B2相组成,但残余片层的尺寸较小且含量明显降低,其原因是在CHPR的双向剪切力和压应力的作用下大量残余片层破碎并发生了完全再结晶。CHPR TiAl合金的高温流变软化机制主要包括片层弯曲扭折变形、β/B2相协调变形、α_(2)/γ片层的相变分解、初生和二次孪晶诱导的γ相动态再结晶。随后对CHPR合金进行1200~1340℃的退火热处理,1200℃条件下获得了等轴片层和等轴晶粒(α_(2)+γ+B2)的多相组织,部分晶粒达到了纳米级。1340℃条件下得到了近全片层组织。对UHPR和CHPR板材的横/纵向和1200℃退火热处理试样的拉伸性能进行比较,CHPR板材横纵向的拉伸性能更加均匀,再经1200℃退火热处理后获得的多相等轴组织具有最佳的强度-塑性匹配,室温下抗拉强度为624 MPa,延伸率为1.32%;800℃下抗拉强度为515 MPa,延伸率可达107.0%。分析试样的断裂行为可知,室温下3种试样的断裂方式为穿片层和解理断裂。800℃下断裂方式转变为韧性断裂,断裂失效机制以微孔联结机制为主,其中经过1200℃退火热处理的板材断口具有更小而深的韧窝,塑性最佳。精细的片层结构和均匀细小的等轴晶组织能够阻碍裂纹的扩展,有利于综合力学性能的提高。

关键词： TiAl合金交叉包套轧制热处理微观组织力学性能

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多维分析视角下的“国土安全”概念:内涵与外延

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国家安全研究 2024年第3期 5-26,147页

作者：王召东中国人民大学国际关系学院

国土安全是总体国家安全观中20个重点安全领域之一,但目前学界对于国土安全概念的内涵和外延缺乏统一认识。本文一方面依托官方文献,探析国土安全的核心内容和主要构成;另一方面采用古今、中外和领域三维分析方法,对“国土”和“国土安... 详细信息

国土安全是总体国家安全观中20个重点安全领域之一,但目前学界对于国土安全概念的内涵和外延缺乏统一认识。本文一方面依托官方文献,探析国土安全的核心内容和主要构成;另一方面采用古今、中外和领域三维分析方法,对“国土”和“国土安全”概念进行全面解析。总体国家安全观视域下的国土安全是中国自主知识体系的一部分,与美西方国家的国土安全概念的内涵和外延有所差异。它以领土安全为核心,包括与之关系紧密的海洋权益安全、自然资源安全和基础设施安全等。国土安全与其他19个重点国家安全领域的关系十分密切,彼此间的扩散和收缩呈现出一定的规律性。厘清这些问题可以助益学界更好地开展与国土安全相关的研究、教学和实务工作。

关键词：国土安全总体国家安全观美国国土安全

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移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术

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激光杂志 2024年第8期45卷 235-240页

作者：梅立雪曹君汪兆栋景德镇学院江西景德镇333000

为控制移动机器人成功躲避静、动障碍物,安全快速运行至目的地,研究移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术。此技术在机器人身上安装2个激光雷达传感器,感知机器人所处环境障碍信息,由基于多激光传感器融合的障碍物定位方法,将2... 详细信息

为控制移动机器人成功躲避静、动障碍物,安全快速运行至目的地,研究移动机器人避障路径多激光传感器融合规划技术。此技术在机器人身上安装2个激光雷达传感器,感知机器人所处环境障碍信息,由基于多激光传感器融合的障碍物定位方法,将2个激光雷达传感器感知信息加权融合,提取静态障碍物位置数据后,使用基于动态避障的机器人路径规划方法,改进A∗算法结合静态障碍物位置数据,规划机器人避障的全局避障路径;考虑到全局避障路径中会有可能出现动态障碍物,由人工势场法,计算动态障碍物与目的地对机器人的斥力、引力、合力以及合力方向,调节机器人在全局避障路径中,动态避障的运行方向。实验中,本方法下对障碍物定位偏差在0.1 m内,此技术对静、动障碍物的避障能力合格,运行至目的地时,与障碍物0次碰撞,规划路径和运行时间较短,分别为158 m和9.2 min,效率较高。

关键词：移动机器人避障路径多激光传感器融合规划改进A∗算法人工势场法

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烧碱生产中膜法脱硝技术的应用探讨

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山西化工 2024年第8期44卷 174-176页

作者：王兆冬中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司山东淄博255400

在烧碱生产中,精制盐水是一项关键步骤,能保证整个烧碱生产过程的高效、稳定运行。目前常用纳滤膜法进行脱硝,可以有效控制盐水中SO_4~(2-)的浓度,避免电解过程存在副反应,提高电流效率,提高离子膜烧碱生产的质量。不过当前的烧碱生产... 详细信息

在烧碱生产中,精制盐水是一项关键步骤,能保证整个烧碱生产过程的高效、稳定运行。目前常用纳滤膜法进行脱硝,可以有效控制盐水中SO_4~(2-)的浓度,避免电解过程存在副反应,提高电流效率,提高离子膜烧碱生产的质量。不过当前的烧碱生产存在一定的技术选择问题,需要了解膜法脱硝技术并进行应用,进一步改善离子膜烧碱的生产过程。因此,本文先简要概述膜法脱硝技术,然后分析烧碱生产中膜法脱硝技术的应用,最后讨论膜法脱硝技术的实际效益,以期可以提高烧碱生产的效率。

关键词：膜法脱硝离子膜烧碱

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珠光体纳米摩擦学行为的分子动力学模拟研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第6期44卷 800-810页

作者：夏桥生华东鹏石烨然周青王海丰邓想涛王昭东西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心陕西西安710072 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

由于独特的叠层结构,铁素体和渗碳体能较好发挥协同作用,故珠光体组织表现出优异的摩擦学性能.然而,受试验技术限制,人们对珠光体优异摩擦学性能的机械起源认识仍不全面,尤其是在片层方向和片层厚度对珠光体摩擦学行为的影响方面.本文... 详细信息

由于独特的叠层结构,铁素体和渗碳体能较好发挥协同作用,故珠光体组织表现出优异的摩擦学性能.然而,受试验技术限制,人们对珠光体优异摩擦学性能的机械起源认识仍不全面,尤其是在片层方向和片层厚度对珠光体摩擦学行为的影响方面.本文中采用分子动力学模拟方法研究了片层方向和片层厚度对珠光体划痕摩擦学行为的影响.结果表明:与平行于表面的片层方向相比,垂直于表面的片层方向表现出更优异的摩擦学行为,其塑性影响区深度更小,磨损原子数量也较少.对于具有垂直于表面片层方向的珠光体,片层厚度对塑性影响区深度基本无影响,但摩擦力、摩擦系数和磨损原子数目随着片层厚度的减小而减小.此处,片层厚度与磨痕形貌紧密相关.本工作有助于人们理解珠光体片层方向和片层厚度与摩擦变形微观机制之间的关联,可为设计具有更优异摩擦学性能的珠光体钢提供一定理论指导.

关键词：珠光体片层方向片层厚度纳米划痕分子动力学模拟

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熔体压力对水平双辊铸轧Ti/Al复合板界面结合强度的影响

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材料工程 2024年第7期52卷 182-193页

作者：许久健张焘付金禹许光明李勇王昭东东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 广西先进铝加工创新中心有限责任公司南宁530007

除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过... 详细信息

除了铸轧速度和熔体浇铸温度外,铸轧区内的熔体压力也是影响水平双辊铸轧Ti/Al复合板工艺稳定性和界面结合强度的重要因素。本工作在铸轧复合过程中通过调节前箱内熔体的液面高度,获得了在不同铸轧区熔体压力下制备的Ti/Al复合板。通过金相、扫描电镜、显微硬度、室温拉伸实验、T型剥离实验等手段对复合板的显微组织和界面结合性能进行表征和测试。结果表明,当熔体压力较高时,可以生产出充盈饱满、板型良好、结合强度高的复合板,但熔体压力过高会影响铸轧复合过程的稳定性。当熔体压力过低时,熔体的横向流动能力减弱,铸轧区内不能完全被熔体填充满,板材出现热带、褶皱等缺陷,同时,在Ti/Al上出现了部分微孔和微裂缝。在较高熔体压力下,固/液接触距离更长,带材表面与熔体的润湿更加充分,熔体分布更加均匀,固/液扩散更加充分。因此,当熔体压力较高时,复合板具有更高的结合强度,界面结合强度达到20.1 N/mm。

关键词：铸轧复合钛/铝复合板熔体压力界面结合强度

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Case-Based Reasoning(CBR) Model for Ultra-Fast Cooling in Plate Mill

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2014年第6期27卷 1264-1271页

作者： HU Xiao wang zhaodong wang Guodong State Key Laboratory of Rolling and Automation Northeastern University

New generation thermo-mechanical control process（TMCP） based on ultra-fast cooling is being widely adopted in plate mill to product high-performance steel material at low cost. Ultra-fast cooling system is complex because of optimizing the temperature control error generated by heat transfer mathematical model and process parameters. In order to simplify the system and improve the temperature control precision in ultra-fast cooling process, several existing models of case-based reasoning（CBR） model are reviewed. Combining with ultra-fast cooling process, a developed R5 CBR model is proposed, which mainly improves the case representation, similarity relation and retrieval module. Certainty factor is defined in semantics memory unit of plate case which provides not only internal data reliability but also product performance reliability. Similarity relation is improved by defined power index similarity membership function. Retrieval process is simplified and retrieval efficiency is improved apparently by windmill retrieval algorithm. The proposed CBR model is used for predicting the case of cooling strategy and its capability is superior to traditional process model. In order to perform comprehensive investigations on ultra-fast cooling process, different steel plates are considered for the experiment. The validation experiment and industrial production of proposed CBR model are carried out, which demonstrated that finish cooling temperature（FCT） error is controlled within±25℃ and quality rate of product is more than 97%. The proposed CBR model can simplify ultra-fast cooling system and give quality performance for steel product.

关键词： ultra-fast cooling plate mill case-based reasoning case representation similarity relation retrieval module

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悬浮熔炼下电源参数和冷坩埚结构对铝钪合金熔体的影响

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热加工工艺 2024年第1期53卷 115-121,125页

作者：李泽宇刘国怀王晔王昭东东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究高钪含量铝钪合金悬浮熔炼过程工艺参数对熔体磁场、温度和流动的影响,实现均质组织制备,通过COMSOL Multiphysics软件对悬浮熔炼过程进行了模拟,研究了不同电源参数和冷坩埚结构对熔体熔炼的影响。结果表明:磁感线透过开缝进... 详细信息

为了研究高钪含量铝钪合金悬浮熔炼过程工艺参数对熔体磁场、温度和流动的影响,实现均质组织制备,通过COMSOL Multiphysics软件对悬浮熔炼过程进行了模拟,研究了不同电源参数和冷坩埚结构对熔体熔炼的影响。结果表明:磁感线透过开缝进入坩埚内部,坩埚底部磁场强度远大于坩埚中部的。增大电流强度和增多坩埚分瓣数都会使坩埚内部的磁场变强,而增加电流频率则会使内部磁场变弱,加热效率降低。增大电流会增大熔体各个位置的温度和流速,增加频率会使悬浮力增强、温度升高、流速减小,且沿逆时针搅拌的流速减小的幅度更大。根据模拟结果获得的熔炼工艺方案为:采用24分瓣坩埚,电流400 A,频率10 kHz,在此工艺下制备出成分均匀的Al-23%Sc合金。

关键词：悬浮熔炼铝钪合金数值模拟工艺参数

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