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多电弧增材制造高强钢组织转变规律研究

机械工程学报 2025年

作者：何天英余圣甫周杰肖宇江汉大学智能制造学院华中科技大学材料成形与模具国家重点实验室武汉理工大学机电工程学院

多电弧增材制造技术是实现大型高强钢构件高性能、高效率增材制造的重要新途径。模拟了多电弧增材制造直壁温度场，研究了堆积金属多次热循环下的组织特点；分析了3种不同水平间距时构件的组织性能，探究了多电弧增材制造组织调控机理... 详细信息

多电弧增材制造技术是实现大型高强钢构件高性能、高效率增材制造的重要新途径。模拟了多电弧增材制造直壁温度场，研究了堆积金属多次热循环下的组织特点；分析了3种不同水平间距时构件的组织性能，探究了多电弧增材制造组织调控机理。通过研究发现多电弧增材时堆积金属可分为凝固区、粗晶区、正火区与稳定区四个区域，随着多电弧枪水平间距的增加，堆积金属热循环曲线出现双高温峰特征，高温停留时间增加，平均冷却速度减慢。当水平间距为10 mm时，冷却速度最快，形成以马氏体和上贝氏体组成的组织，堆积金属强度最高韧性较差；当水平间距为30 mm，由于填充电弧的复热作用，冷却速度有所降低，形成以铁素体和板条状无碳化物贝氏体组织的组织，强度下降但是韧性有所上升；当水平间距为50 mm，堆积金属冷却速度最慢，高温停留时间最长，奥氏体晶粒粗化，形成尺寸较大的组织，其强度和韧性均有所下降。因此通过控制电弧枪水平间距实现高强钢堆积金属微观组织控制。

关键词：多电弧增材制造高强钢温度场与热循环组织转变组织调控

莫来石纤维含量对激光选区烧结结合真空浸渗制备二氧化硅陶瓷型芯性能的影响

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铸造技术 2025年

作者：刘珩刘翰帝张任重吴甲民闫春泽文世峰陈超越任忠鸣史玉升华中科技大学材料科学与工程学院材料加工与模具技术全国重点实验室增材制造陶瓷材料教育部工程研究中心温州HUST先进制造研究所微波通信材料与设备重点实验室上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室

二氧化硅（SiO2）陶瓷型芯热膨胀系数低、烧结温度低、具有优异的酸碱浸出能力,是生产涡轮空心叶片的必要材料。传统工.艺在成形陶瓷型芯时受到模具限制,部分复杂结构陶瓷型芯甚至难以制造,生产高质量复杂结构陶瓷型芯面临挑战。本文采... 详细信息

二氧化硅（SiO2）陶瓷型芯热膨胀系数低、烧结温度低、具有优异的酸碱浸出能力,是生产涡轮空心叶片的必要材料。传统工.艺在成形陶瓷型芯时受到模具限制,部分复杂结构陶瓷型芯甚至难以制造,生产高质量复杂结构陶瓷型芯面临挑战。本文采用激光选区烧结技术（SLS）和真空浸渗工艺（Ⅵ）相结合的方法制备了SiO2陶瓷型芯。应用莫来石纤维作为增强相,分析了莫来石纤维对SiO2晶粒烧结过程的干扰及其在层间的堆积所引发的分层现象,阐明了莫来石纤维含量对SLS-Ⅵ制备SiO2陶瓷型芯性能的影响规律,探究出当纤维含量为1%（质量分数）时陶瓷型芯综合性能最好,气孔率为31.16%,室温抗弯强度为15.23 MPa,高温抗弯强度为22.91 MPa。

关键词： SiO 陶瓷型芯激光选区烧结技术真空浸渗工艺莫来石纤维力学性能

微量Cr对Cu基块体非晶合金的形成能力及耐蚀性能的影响

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金属学报 2005年第7期41卷 738-742页

作者：刘兵柳林孙民邱春雷谌祺华中科技大学材料科学与工程学院塑性成型及模具技术国家重点实验室武汉430074

XRD,DSC和DTA分析测试表明,微量Cr有利于提高块体非晶合金(Cu47Zr11Ti34Ni8)100-xCrx(x=0,0.5, 1)非晶形成能力室温动电位极化法对该合金在1 mol/L HCl溶液、3%NaCl溶液和6 mol/L KOH溶液中的电化学测试表明,非晶合金存在自钝化现象,随C... 详细信息

XRD,DSC和DTA分析测试表明,微量Cr有利于提高块体非晶合金(Cu47Zr11Ti34Ni8)100-xCrx(x=0,0.5, 1)非晶形成能力室温动电位极化法对该合金在1 mol/L HCl溶液、3%NaCl溶液和6 mol/L KOH溶液中的电化学测试表明,非晶合金存在自钝化现象,随Cr含量增加,非晶合金的钝化区宽度显著增大,维钝电流密度降低,耐蚀性能增强.含微量Cr的Cu基块体非晶合金比不含Cr的具有更好的抗腐蚀性能,且远远优于不锈钢1Cr18Ni9Ti的抗腐蚀性能.

关键词： Cu基块体非晶合金微合金化非晶形成能力耐腐蚀性能

Nb对Zr基块体非晶合金热稳定性、非晶形成能力及机械性能的影响

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金属学报 2005年第5期41卷 534-538页

作者：孙民柳林王敬丰刘兵华中科技大学材料科学与工程学院塑性成型及模具技术国家重点实验室武汉430074

利用水冷铜模铸造法成功制备了(Zr70Ni10Cu20)90-xNbxAl10(x=0,2,5,7)块体非晶合金,采用XRD,DSC 和DTA研究了Nb对该合金体系热稳定性和非晶合金形成能力(GFA)的影响.结果表明,适量Nb的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性.当Nb含量为x=... 详细信息

利用水冷铜模铸造法成功制备了(Zr70Ni10Cu20)90-xNbxAl10(x=0,2,5,7)块体非晶合金,采用XRD,DSC 和DTA研究了Nb对该合金体系热稳定性和非晶合金形成能力(GFA)的影响.结果表明,适量Nb的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性.当Nb含量为x=2时,合金具有最宽的过冷液态区(△Tx=119 K)和最大的非晶形成能力(参数γ=Tx/(Tg+Tl=0.435).Nb的适量添加也有利于提高块体非晶合金的强度和塑性应变,其中x=2的块体非晶的抗压强度和断裂应变量分别达到1783 MPa和11.1%.

关键词： Zr基块体非晶合金热稳定性非晶形成能力机械性能

新型块体非晶合金Cu_(43)Zr_(43)Al_7Pd_7的形成能力及力学性能和腐蚀性能研究

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金属学报 2007年第2期43卷 177-181页

作者：孙阳阳刘兵谌祺柳林华中科技大学材料科学与工程学院塑性成型及模具技术国家重点实验室武汉430074

利用铜模吸铸法成功制备了直径达5mm的新型块体非晶合金Cu_(43)Zr_(43)A1_7Pd_7．利用XRD,DSC,DTA研究了该合金的非晶形成能力(GFA)和热稳定性．结果表明,Cu_(43)Zr_(43)Al_7Pd_7表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数T_(rg... 详细信息

利用铜模吸铸法成功制备了直径达5mm的新型块体非晶合金Cu_(43)Zr_(43)A1_7Pd_7．利用XRD,DSC,DTA研究了该合金的非晶形成能力(GFA)和热稳定性．结果表明,Cu_(43)Zr_(43)Al_7Pd_7表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数T_(rg)和γ分别为0．61和0．417,过冷液相区△T_x达75K．单轴压缩实验和SEM断口观察表明,该合金具有良好的力学性能,材料压缩断裂应变量和断裂强度分别达到4．9%和1876 MPa．利用动电位极化研究了该非晶合金在1mol/L H_2SO_4和3%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为．结果表明,非晶合金在这两种腐蚀介质中均存在自钝化现象,并形成较宽的稳定钝化区,钝化区电流密度在10^(-6)—10^(-5)A/cm^2间,远低于Cr18-Ni8不锈钢,表现出良好的耐蚀性能．

关键词： Cu基块体非晶合金非晶形成能力塑性腐蚀性能

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固体氧化物燃料电池力学性能和形变行为研究

无机材料学报 2015年第6期30卷 633-638页

作者：梁灵江李凯颜冬马奔杨佳军蒲健池波李箭华中科技大学材料科学与工程学院材料成型及模具技术国家重点实验室武汉430074

通过流延成型、丝网印刷和共烧结法成功制备了阳极支撑的平板式固体氧化物燃料电池(SOFCs)。采用陶瓷样品同轴环施力方式和双扭法测试单电池的抗弯强度和断裂韧性分别为156.69 MPa与2.51 MPa?m1/2。当阳极支撑体由陶瓷(Ni O/YSZ)还原为... 详细信息

通过流延成型、丝网印刷和共烧结法成功制备了阳极支撑的平板式固体氧化物燃料电池(SOFCs)。采用陶瓷样品同轴环施力方式和双扭法测试单电池的抗弯强度和断裂韧性分别为156.69 MPa与2.51 MPa?m1/2。当阳极支撑体由陶瓷(Ni O/YSZ)还原为金属陶瓷(Ni/YSZ),其抗弯强度和断裂韧性分别为104.48 MPa与3.95 MPa?m1/2。同时电池的弯曲变形测试表明:单电池经过阳极还原后弯曲变形程度变大,平整化压力从电池阳极还原前的108 N增加至184 N,而电池抵抗破裂能力增强。本研究显示,随着阳极支撑体还原后单电池的断裂韧性显著提高,将有效减缓其弯曲变形所引起的不利影响,改善单电池的综合力学性能。

关键词：固体氧化物燃料电池抗弯强度断裂韧性弯曲变形

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二元合金等温凝固过程的相场模型

物理学报 2005年第1期54卷 256-262页

作者：龙文元蔡启舟陈立亮魏伯康华中科技大学材料科学与工程学院模具技术国家重点实验室

基于Ginzberg Landau理论 ,发展了一个与WBM模型和KKS模型一致的新相场模型 .并利用该相场模型与溶质场耦合计算 ,以Al 6 5 %Cu合金为例模拟了不同过冷度条件下 ,二元合金凝固过程的等轴枝晶生长过程 .研究过冷度对二元合金等温凝固过... 详细信息

基于Ginzberg Landau理论 ,发展了一个与WBM模型和KKS模型一致的新相场模型 .并利用该相场模型与溶质场耦合计算 ,以Al 6 5 %Cu合金为例模拟了不同过冷度条件下 ,二元合金凝固过程的等轴枝晶生长过程 .研究过冷度对二元合金等温凝固过程的等轴枝晶生长以及溶质场分布的影响 .结果表明 :随着过冷度的增大 ,枝晶的二次枝晶更加发达 ,浓度Peclet数和枝晶尖端的生长速率增大 ,而枝晶尖端的曲率半径减小 ,枝晶前沿的溶质富集现象也更严重 ;另外。

关键词：等温凝固二元合金枝晶生长相场模型凝固过程过冷度溶质度条件 Peclet数场分布

ReX_2(X=S,Se):二维各向异性材料发展的新机遇

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无机材料学报 2019年第1期34卷 1-16页

作者：王人焱甘霖翟天佑华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室武汉430074

二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物... 详细信息

二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物作为各向异性材料的典型代表,具有可调的可见光波段吸收带隙,极弱的层间耦合作用力,以及各向异性的光学、电学性能,现已成为电子和光电子领域的研究热点之一。本文主要介绍了ReX_2(X=S,Se)的晶体结构和基本性质,总结目前该材料体系主流的合成方法,研究其各向异性物理特性及优化的手段和条件,并对ReX_2的制备和发展进行了展望。

关键词：各向异性 ReS2 ReSe2 综述

平板式ITSOFC用Al2O3基压密封材料研究

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无机材料学报 2008年第4期23卷 841-846页

作者：桑绍柏李炜蒲健李箭华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室武汉430074

以Al_2O_3和Al微粉为主要原料,采用流延成型工艺生产的Al_2O_3基密封材料,在模拟的平板式ITSOFC密封环境中对材料的密封性能进行测试,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对测试后的材料进行表征.结果表明,采用优化的流延成型工艺可以生... 详细信息

以Al_2O_3和Al微粉为主要原料,采用流延成型工艺生产的Al_2O_3基密封材料,在模拟的平板式ITSOFC密封环境中对材料的密封性能进行测试,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对测试后的材料进行表征.结果表明,采用优化的流延成型工艺可以生产出柔韧性良好的Al_2O_3基密封材料.Al_2O_3基密封材料在较小的外加压力下表现出较好的密封性能.Al微粉的加入,减少了材料中的漏气通道,增加了漏气通道的弯曲程度,不仅提升了材料的密封效果,而且改善了材料的中期稳定性.采用流延成型含10wt%～20wt%Al微粉的Al_2O_3基密封材料以压密封方式来实现平板式ITSOFC的密封是可行的.

关键词：固体氧化物燃料电池密封材料 Al2O3 流延