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AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5) Cu_(0.2)轻质高熵合金的组织和耐腐蚀性研究

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材料导报 2022年第14期36卷 39-44页

作者：胡勇刘飞刘员员赵龙志焦海涛唐延川刘德佳华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 南昌市载运工具先进材料与激光增材制造重点实验室南昌330013

采用Al、Mg、Li、Cu、Zn五种元素,通过磁悬浮熔炼制备了AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5) Cu_(0.2)轻质高熵合金。利用XRD、SEM分析了热处理对AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5)-Cu_(0.2)轻质高熵合金微观组织形貌的影响。利用ES-D电子天平和CS350电化学工作... 详细信息

采用Al、Mg、Li、Cu、Zn五种元素,通过磁悬浮熔炼制备了AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5) Cu_(0.2)轻质高熵合金。利用XRD、SEM分析了热处理对AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5)-Cu_(0.2)轻质高熵合金微观组织形貌的影响。利用ES-D电子天平和CS350电化学工作站检测了AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5) Cu_(0.2)轻质高熵合金的密度和耐腐蚀性。结果表明:AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5) Cu_(0.2)轻质高熵合金的密度为2.851 g/cm^(3)。经过热处理后,AlMgLi_(0.5) Zn_(0.5) Cu_(0.2)轻质高熵合金晶界处含Mg_(32)(AlZn)_(49)相的共晶组织减少,形貌由条状变为点状。经过300℃热处理以后,FCC1相枝晶组织细化且变得更加均匀;FCC1相中的Cu元素固溶到基体内,提高了合金的耐腐蚀性能。但是经过300℃+120℃热处理后,FCC1相变为等轴状,FCC1基体表面有FCC2(富Cu相)析出,构成了微小腐蚀电池,降低了合金的耐腐蚀性能。

关键词：轻质高熵合金 AlMgLi 0.5 Zn 0.5 Cu 0.2 显微组织耐腐蚀性

超声辅助激光沉积原位TiC-TiB_(2)/Al-12Si铝基复合材料微观组织及摩擦磨损行为研究

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稀有金属材料与工程 2022年第12期51卷 4632-4639页

作者：赵明娟胡勇符声启赵龙志焦海涛刘德佳唐延川华东交通大学材料科学与工程学院江西南昌330013 华东交通大学南昌市载运工具先进材料与激光增材制造重点实验室江西南昌330013

以Ti、B_(4)C和Al-12Si粉末为原材料,通过超声辅助激光沉积制备了原位TiC-TiB_(2)/Al-12Si铝基复合材料。采用XRD、EDS分析了复合材料的物相组成,通过OM、SEM观察了复合材料的微观组织,利用摩擦磨损试验机和三维轮廓仪测试了复合材料的... 详细信息

以Ti、B_(4)C和Al-12Si粉末为原材料,通过超声辅助激光沉积制备了原位TiC-TiB_(2)/Al-12Si铝基复合材料。采用XRD、EDS分析了复合材料的物相组成,通过OM、SEM观察了复合材料的微观组织,利用摩擦磨损试验机和三维轮廓仪测试了复合材料的磨损性能。结果表明,随Ti+B_(4)C含量的增加,α-Al晶粒细化,原位生成的TiB_(2)呈棒状,且可成为α-Al的异质形核核心;原位生成的TiC为150nm多边形形貌。随Ti+B_(4)C含量的增加,原位TiC-TiB_(2)/Al-12Si铝基复合材料的耐磨性提高;未加入Ti+B_(4)C的Al-12Si合金磨损机制为疲劳磨损;当Ti+B_(4)C的加入量为8%(质量分数)时,磨损机制为磨粒磨损;当Ti+B_(4)C的加入量为10%时,其磨损机制转变为疲劳磨损。

关键词：激光沉积原位自生 TiC-TiB_(2) 铝基复合材料摩擦磨损

Ti含量对Fe-Ni-Ti激光熔覆层摩擦性能的影响

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表面技术 2020年第10期49卷 39-44,98页

作者：赵龙志邓楚祥王震赵明娟刘德佳唐延川焦海涛李劲华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 华东交通大学载运工具先进材料与激光增材制造南昌市重点实验室南昌330013 南昌铁路局通达工贸有限责任公司南昌330002

目的研究Ti含量对因瓦合金基熔覆层原位增强的影响。方法运用半导体激光器制备了Fe-Ni-Ti激光熔覆层,研究了Ti含量对熔覆层的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪对熔覆层显微组织进行了表征,运用硬度计和摩擦磨损... 详细信息

目的研究Ti含量对因瓦合金基熔覆层原位增强的影响。方法运用半导体激光器制备了Fe-Ni-Ti激光熔覆层,研究了Ti含量对熔覆层的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪对熔覆层显微组织进行了表征,运用硬度计和摩擦磨损实验机对熔覆层的显微硬度和耐磨性进行了分析。结果在Fe-Ni因瓦合金粉末中加入Ti元素,原位生成了TiC/Fe-Ni激光熔覆层,原位TiC对熔覆层基体晶粒具有明显的细化作用。随着Ti含量的增加,复合涂层的晶粒尺寸减小,然后保持稳定。当Ti含量较低时,熔覆层主要由γ-[Fe,Ni]奥氏体组成;当Ti含量达到8%时,熔覆层基体相结构变成了α相,因瓦效应消失,产生了微裂纹和孔洞缺陷。Ti元素最佳添加量为6%,此条件下熔覆层没有裂纹,显微硬度最高,熔覆层耐磨性最好。结论因瓦合金涂层中添加钛可以形成良好的原位强化,钛的添加量具有最佳值,过量添加钛将消除Fe-Ni合金激光熔覆层特有的因瓦效应,熔覆层磨损机制主要为粘着磨损,兼具磨粒磨损。

关键词：激光熔覆因瓦效应钛含量原位自生摩擦性能

退火过程中无取向电工钢的晶粒长大行为及磁性能演变

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金属热处理 2022年第8期47卷 123-129页

作者：郭文一焦海涛谢信祥赵龙志赵明娟胡勇华东交通大学南昌市载运工具先进材料与激光增材制造重点实验室江西南昌330013 华东交通大学材料科学与工程学院江西南昌330013

对Fe-3%Si无取向电工钢冷轧板进行不同时间的退火处理,利用光学显微镜、EBSD等研究了退火过程的晶粒长大行为及其对磁性能的影响。结果表明,随着退火时间的增加,退火板中Goss以及γ织构晶粒占比降低,{114}以及{001}织构晶粒占比增大。... 详细信息

对Fe-3%Si无取向电工钢冷轧板进行不同时间的退火处理,利用光学显微镜、EBSD等研究了退火过程的晶粒长大行为及其对磁性能的影响。结果表明,随着退火时间的增加,退火板中Goss以及γ织构晶粒占比降低,{114}以及{001}织构晶粒占比增大。在退火时间低于20 s时,退火织构以强γ和Goss织构为主。退火时间为60 s时,{001}织构晶粒长大速率急剧增大,平均晶粒尺寸达到约105μm。退火时间达到240 s时,退火织构以强{001}以及{114}织构为主。退火时间为30~60 s时轧向及横向磁感值迅速增大,60 s时轧向磁感达到最大值1.74 T,120 s时横向磁感达到最大值1.67 T,之后随着退火时间增加而轻微降低,并分别稳定在1.72 T和1.66 T左右。退火板45°方向磁感值先升高后降低,20 s时达到最大值1.67 T。各方向的铁损值均随退火时间的增加而降低,且磁各向异性逐渐减小。

关键词：无取向电工钢退火时间晶粒长大织构磁性能

表面微纳结构和化学修饰对润湿性影响研究进展

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中国表面工程 2023年第5期36卷 52-75页

作者：刘林熊光耀沈明学华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013

润湿性是赋予材料表面的重要特征之一,对功能件服役行为具有极为重要的作用。影响表面润湿性的主要因素包括材料表面能、表面表面粗糙度以及表面微纳结构,而鲜有定量研究其间关系。对表面微纳结构和化学修饰对润湿性影响进行研究,首先... 详细信息

润湿性是赋予材料表面的重要特征之一,对功能件服役行为具有极为重要的作用。影响表面润湿性的主要因素包括材料表面能、表面表面粗糙度以及表面微纳结构,而鲜有定量研究其间关系。对表面微纳结构和化学修饰对润湿性影响进行研究,首先介绍表面润湿性的三种经典理论模型及润湿理论的最新进展,详细综述国内外学者对表面微纳结构和化学修饰对表面润湿性影响的研究现状,分析并讨论接触角随表面粗糙度变化的内在机理和成因,阐述表面微织构对润湿性的影响及在不同领域内化学修饰的作用,最后总结当前面临的主要问题和未来的发展方向。结果表明,表面微织构和调控表面能是调控材料表面润湿性的关键因素和基本条件;在润湿理论逐步完善的过程中,建立起的修正物理与数学模型使试验数据与理论模型更具匹配性,以期得到适用性更广的理论模型;润湿性表面的制备也逐渐从单一的圆形、方形和沟槽微结构向微-纳多尺度、多层复合微织构和仿生功能性表面的创成与优化等方向发展;激光加工结合其他技术实现多响应、多功能润湿性表面的制备是未来的重要研究方向:材料表面润湿性影响因素众多,除受表面微纳结构和化学修饰的影响外,功能表面会与基底材料和周围环境发生化学反应,也会导致润湿性转变。综述了特殊润湿性表面制备方法和原理及应用领域,可为相关研究提供参考。

关键词：润湿性表面微纳结构化学修饰理论模型激光加工

合金化组元(Al,Cr,Si,Ti)含量对激光沉积(FeNiCo)-(AlCrSiTi)非等原子比多组元合金涂层组织与力学性能的影响

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材料工程 2021年第7期49卷 92-102页

作者：唐延川万能唐兴昌刘德佳焦海涛胡勇赵龙志华东交通大学载运工具先进材料与激光增材制造南昌市重点实验室南昌330013 华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050

采用激光沉积制备不同含量合金化组元(Al,Cr,Si,Ti)的(FeNiCo)-(AlCrSiTi)多组元合金涂层,研究合金化组元含量对涂层组织与力学性能的影响。结果表明:随着合金化组元(Al,Cr,Si,Ti)含量的增加,涂层中面心立方(FCC)相含量逐渐降低,由FCC相... 详细信息

采用激光沉积制备不同含量合金化组元(Al,Cr,Si,Ti)的(FeNiCo)-(AlCrSiTi)多组元合金涂层,研究合金化组元含量对涂层组织与力学性能的影响。结果表明:随着合金化组元(Al,Cr,Si,Ti)含量的增加,涂层中面心立方(FCC)相含量逐渐降低,由FCC相+体心立方(BCC)相的双相结构转变为以BCC相为主的结构,且BCC相内纳米析出相颗粒密度显著增加,颗粒平均尺寸由97 nm降低至36 nm;同时,随着合金化组元含量的增加,涂层中等轴晶组织区域面积增大,等轴晶显著细化,平均晶粒尺寸最小仅为10.8μm;涂层截面平均显微硬度由271HV 0.1上升至718HV 0.1,但涂层抗弯强度由2208 MPa降低至1374 MPa,所能承受的最大弯曲应变也由7.3%降低至0.47%。

关键词：激光沉积多组元合金柱状晶/等轴晶转变成分过冷纳米析出相力学性能

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先进喷丸表面改性技术研究进展

材料科学与工艺 2015年第3期23卷 57-61页

作者：黄志超吕世亮谢春辉卢能芝华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013

综述了先进喷丸表面改性技术研究现状及应用,阐述了微粒子喷丸、激光喷丸、超声/高能喷丸、高压水射流喷丸的基本原理,与传统喷丸对比发现,微粒子喷丸可提高材料的耐磨性,激光喷丸可精确控制定位,超声/高能喷丸可实现材料表面纳米化,高... 详细信息

综述了先进喷丸表面改性技术研究现状及应用,阐述了微粒子喷丸、激光喷丸、超声/高能喷丸、高压水射流喷丸的基本原理,与传统喷丸对比发现,微粒子喷丸可提高材料的耐磨性,激光喷丸可精确控制定位,超声/高能喷丸可实现材料表面纳米化,高压水射流喷丸可承受半柔性冲击并减少应力集中.此外,对各种喷丸技术综合分析并进行对比,认为超声喷丸、复合喷丸(高能-微粒喷丸,激光-机械喷丸)综合性能最佳,并展望了未来应重点开展的工作.

关键词：微粒子喷丸激光喷丸超声/高能喷丸高压水射流喷丸复合喷丸

考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1050-1059页

作者：占金青蒲圣鑫王啸刘敏华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室江西南昌330013

拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工。为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计... 详细信息

拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工。为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法。采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计算流体压力载荷,以机构的互应变能最大化和应变能最小化为优化目标,采用Otsu算法和拓扑细化算法提取柔顺机构的骨架特征,从而构建最小特征尺寸控制,以结构体积和最小特征尺寸作为约束,建立考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化模型,采用移动渐近线算法进行压力驱动柔顺机构拓扑优化问题求解。数值算例结果表明,所提设计方法获得的压力驱动柔顺机构最小特征尺寸满足约束,能够有效地抑制类铰链结构,并且分析不同最小控制尺寸对柔顺机构拓扑优化结果影响规律。

关键词：柔顺机构压力载荷拓扑优化最小尺寸控制

超声作用下激光熔覆SiC/316L复合涂层残余应力数值模拟

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复合材料学报 2016年第10期33卷 2270-2276页

作者：李德英张坚赵龙志邓志成赵明娟华东交通大学先进材料激光制造技术研究所南昌330013

通过施加动态边界条件和超声振动热效应转化相结合的方法近似处理超声振动边界条件,研究了超声作用下激光熔覆SiC/316L复合涂层的残余应力,并探讨了超声振幅和扫描速度对复合涂层残余应力的影响。根据优化结果采用超声辅助激光熔覆制备S... 详细信息

通过施加动态边界条件和超声振动热效应转化相结合的方法近似处理超声振动边界条件,研究了超声作用下激光熔覆SiC/316L复合涂层的残余应力,并探讨了超声振幅和扫描速度对复合涂层残余应力的影响。根据优化结果采用超声辅助激光熔覆制备SiC/316L复合涂层。结果表明:超声振幅和扫描速度对涂层表面x方向应力、y方向应力、界面处剪切应力和von Mises应力均有明显影响。当超声振幅为10μm,扫描速度为10mm/s时,SiC/316L复合涂层有较好的残余应力缓和效果。超声空化或机械效应及声流作用促使SiC/316L复合涂层组织得到明显细化,且SiC颗粒均匀分布。

关键词： SiC/316L复合材料激光熔覆超声振动超声振幅扫描速度残余应力