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静磁场下电子束运动行为仿真

中国有色金属学报 2024年第7期34卷 2343-2355页

作者：田智睿付维达郝龙张小新蒋丹青胡涛陈超越余建波谭毅任忠鸣无省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海200444 上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海市集成电路与新型显示材料工程研究中心上海200444 大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

电子束具有能量集中、能量转化效率高等特点,广泛用于金属精炼、增材制造等金属加工领域。在电子束熔炼过程中引入外磁场,可调控熔体流动与凝固组织,改善材料性能,但磁场会导致电子束偏转,造成熔区偏移。针对此问题,本研究基于COMSOL仿... 详细信息

电子束具有能量集中、能量转化效率高等特点,广泛用于金属精炼、增材制造等金属加工领域。在电子束熔炼过程中引入外磁场,可调控熔体流动与凝固组织,改善材料性能,但磁场会导致电子束偏转,造成熔区偏移。针对此问题,本研究基于COMSOL仿真软件对静磁场下电子与电子束在不同外加磁场强度、发射角、扫描角及发射距离参数下的运动行为进行建模与仿真分析。结果表明:磁场下电子束与单电子的运动行为相似;在一定外加磁场下实现电子束熔炼需满足一定的临界发射角和扫描角条件,如在背景磁场为0.15 T时,发射角需小于35°,且当发射角为0°时,扫描角介于−3.5°~+3.5°之间;磁场越强,电子(束)偏转越剧烈,其临界条件范围越窄;磁场对电子(束)具有筛选、聚焦及约束作用,在满足临界发射角和扫描角条件下任意发射距离的电子(束)均能进入坩埚。本研究可为磁场辅助电子束熔炼及其他相关技术的开发提供指导。

关键词：电子束熔炼磁场带电粒子运动数值模拟

内置碳钢不锈钢管海洋混凝土柱轴压试验及承载力计算

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材料导报 2024年第12期38卷 211-219页

作者：陈宗平李健成周济广西大学土木建筑工程学院南宁530004 南宁学院土木与建筑工程学院南宁530200 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

为研究不锈钢管海洋混凝土柱及内配碳钢后的轴压力学性能,以型钢类型、螺旋筋间距、纵筋直径为变化参数,完成了10个试件的轴心受压静力加载试验。观察了试件的受力破坏全过程及形态,获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线,基于试验... 详细信息

为研究不锈钢管海洋混凝土柱及内配碳钢后的轴压力学性能,以型钢类型、螺旋筋间距、纵筋直径为变化参数,完成了10个试件的轴心受压静力加载试验。观察了试件的受力破坏全过程及形态,获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线,基于试验实测数据,就各变化参数对试件的轴压承载力、延性、耗能能力和损伤发展的影响规律进行了分析。结果表明:不同试件的破坏形态相似,均表现为不锈钢管局部屈曲压皱,混凝土斜向剪切破坏;内置碳钢可以提高试件的极限承载力、轴压延性和耗能能力,抑制试件的损伤发展;在增加相同用钢量的条件下,增加圆钢管含钢量对试件轴压性能提升幅度最大;基于“复合约束叠加法”推导计算公式所得承载力计算值与试验值吻合良好。

关键词：不锈钢管海洋混凝土内置碳钢轴压试验承载力计算

珊瑚海砂海水混凝土中CFRP-钢复合筋搭接性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2645-2661页

作者：周济陈宗平徐炜圣覃伟恒刘丁瑗广西大学土木建筑工程学院南宁530004 南宁学院土木与建筑工程学院南宁530200 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

为研究珊瑚海砂海水混凝土(CSSC)中碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢复合筋(简称“复合筋”)搭接连接受力性能,合理确定CSSC中复合筋的搭接长度,以复合筋直径、搭接长度、保护层厚度、混凝土强度、搭接净距、配箍率、混凝土及筋材种类为试... 详细信息

为研究珊瑚海砂海水混凝土(CSSC)中碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢复合筋(简称“复合筋”)搭接连接受力性能,合理确定CSSC中复合筋的搭接长度,以复合筋直径、搭接长度、保护层厚度、混凝土强度、搭接净距、配箍率、混凝土及筋材种类为试验参数,对27组共81个搭接连接试件进行了对拉试验,获得了各试验参数对CSSC中复合筋搭接连接性能的影响规律。结果表明:当搭接长度小于17倍复合筋直径(d_(c))时,试件发生拔出-劈裂破坏,反之则发生拉断破坏。发生拔出-劈裂破坏时,复合筋表面出现严重的剪切损伤;当搭接长度小于14dc时,试件的搭接强度约为7.2 MPa,当搭接长度大于14d_(c)时,试件的搭接强度随搭接长度的增大逐渐减小;保护层厚度大于4d_(c)或CSSC轴心抗压强度大于30 MPa后,试件搭接强度的变化基本上可以忽略;增大配箍率,搭接强度逐渐增大,且劈裂裂缝的宽度显著减小;与钢筋试件相比,复合筋试件搭接强度的降幅超过25%。基于试验结果,建立了CSSC中复合筋搭接强度及搭接长度计算公式,计算结果与试验结果相符,并参考《混凝土结构设计规范》简化了搭接长度的计算公式。

关键词：珊瑚海砂海水混凝土 CFRP-钢复合筋搭接强度临界搭接长度简化公式

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浅析热镀锌退火炉节能的措施和发展方向

冶金能源 2004年第2期23卷 33-35页

作者：白保安应铖昆钢镀锌彩涂工程项目指挥部

分析了热镀锌连续退火炉的节能措施。

关键词：退火炉节能发展方向热镀锌热处理

IN792LC单晶高温合金长期热暴露下的蠕变性能退化

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钢铁研究学报 2024年第3期36卷 359-367页

作者：李石磊帅三三汪超何磊王江任忠鸣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上海200444 上海电气燃气轮机有限公司上海200240

研究了800℃条件下最长时间达到3 000 h的长期热暴露对IN792LC单晶高温合金显微组织演变及蠕变行为的影响。结果表明:长时间热暴露后,γ′相球化生长均匀分散在γ基体内,γ′相的粗化行为符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)模型。热暴露... 详细信息

研究了800℃条件下最长时间达到3 000 h的长期热暴露对IN792LC单晶高温合金显微组织演变及蠕变行为的影响。结果表明:长时间热暴露后,γ′相球化生长均匀分散在γ基体内,γ′相的粗化行为符合Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)模型。热暴露后一些不连续碳化物在γ/γ′共晶组织周围析出,但无拓扑密排相(TCP)生成。对长期热暴露后的合金进行了760℃/662 MPa下蠕变断裂寿命测试,随着热暴露时间延长,由于组织退化,合金蠕变寿命降低,而断裂伸长率不断提高。当热暴露达到3 000 h时,合金蠕变断裂寿命降低81.1%。合金蠕变寿命的减少主要由γ′相粗化、碳化物的退化以及柯肯达尔孔洞增大导致。分析发现在热暴露后共晶相周围MC碳化物分解形成的M_(23)C_(6)碳化物,空位在碳化物处塌陷聚集成微孔,加速了裂纹的萌生与拓展。此外,由于热暴露后合金蠕变过程中的位错网络被破坏,位错切入γ′相运动,从而进一步降低蠕变断裂寿命。研究结果为IN792LC单晶高温合金近服役温度条件下使用寿命预测提供了参考。

关键词：单晶高温合金热暴露组织退化蠕变碳化物

横向弱磁场对镍基高温合金发散双晶竞争生长行为的影响

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金属学报 2024年

作者：谢信亮周丽萍余建波玄伟东陈超越王江任忠鸣上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢国家重点实验室南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心

静磁场作为外加物理场，可以有效调控材料成形过程，为调控镍基高温合金凝固组织和晶体定向生长提供了新的思路。本工作研究了DD483镍基高温合金发散双晶在横向弱磁场下(0.1和0.7 T)定向竞争生长规律和组织形貌演变特征。结果表明：未... 详细信息

静磁场作为外加物理场，可以有效调控材料成形过程，为调控镍基高温合金凝固组织和晶体定向生长提供了新的思路。本工作研究了DD483镍基高温合金发散双晶在横向弱磁场下(0.1和0.7 T)定向竞争生长规律和组织形貌演变特征。结果表明：未施加磁场时，发散双晶中择优取向晶粒(晶粒A)淘汰非择优取向晶粒(晶粒B)，且晶粒淘汰速率与抽拉速率无关。磁场能显著影响发散双晶的竞争生长速率，且受双晶在磁场下的摆放方式和抽拉速率的影响。当发散双晶在磁场下按A-to-B方式摆放时，施加磁场抑制了择优取向晶粒(晶粒A)在晶界处的分枝，减缓了晶粒A的淘汰速率。当发散双晶按B-to-A方式摆放时，施加磁场进一步促进了晶粒A在晶界处的分枝，加速了晶粒A的淘汰速率。随着抽拉速率的提高，磁场对减缓或加速晶粒的竞争淘汰作用逐渐减弱。磁场的施加在枝晶间产生的热电磁对流效应改变了发散双晶晶界处的溶质分布，从而影响枝晶在晶界处的侧枝生长，是导致晶粒竞争生长行为发生变化的主要原因。随着拉速的增加，磁场作用时间变短，热电磁对流效应对晶界处分枝作用的影响减弱。

关键词：镍基高温合金晶粒竞争生长横向磁场热电磁对流

节段拼装变截面波形钢腹板连续组合箱梁的剪切性能试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 170-181页

作者：赵品邵旭东荣学亮刘鑫道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室(石家庄铁道大学) 河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 河北自贸区汉曹铁路有限公司河北唐山063200

为了研究节段预制拼装波形钢腹板连续组合箱梁的抗剪性能,制作两片缩尺试验梁,包括节段拼装变截面波形钢腹板连续箱梁和相同尺寸的整体浇筑变截面波形钢腹板连续箱梁.通过静力试验和数值分析,得到了节段拼装梁的剪应力分布规律、波形钢... 详细信息

为了研究节段预制拼装波形钢腹板连续组合箱梁的抗剪性能,制作两片缩尺试验梁,包括节段拼装变截面波形钢腹板连续箱梁和相同尺寸的整体浇筑变截面波形钢腹板连续箱梁.通过静力试验和数值分析,得到了节段拼装梁的剪应力分布规律、波形钢腹板承剪比例等.结果表明:在中跨对称加载作用下,中跨1/4位置处节段拼装梁与整体梁波形钢腹板的剪应力沿梁高方向均匀分布,节段拼装梁的剪应力值要大于整体梁的相应值.推导出节段拼装变截面波形钢腹板组合箱梁的剪应力计算公式,并考虑施工工艺对剪应力的影响,通过与实测值对比验证公式的准确性.两片试验梁的波形钢腹板的承剪比受荷载影响较小,保持一个恒定的比例;两片试验梁在中支座位置处的钢腹板承剪比均为50%,并沿着试验梁纵向方向向两侧不断增大;在中跨1/4位置,节段拼装梁钢腹板的承剪比达到85%以上,整体梁的钢腹板在该位置的承剪比在75%左右,两片试验梁在边跨相应位置承剪比相差不大.将适用于节段拼装混凝土箱梁的AASHTO接缝抗剪强度计算公式乘0.9可用于接缝截面抗剪承载力计算;上述公式值与试验值、有限元结果的误差在5%左右,可以较好地预测钢混组合结构胶接缝的抗剪强度.

关键词：桥梁工程节段拼装剪切性能室内试验变截面波形钢腹板抗剪承载力

热等静压及热处理对SLM制备Mar-M509合金组织及力学性能的影响

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粉末冶金工业 2024年第4期 113-120页

作者：唐健焦广云陈超越上海电气燃气轮机有限公司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

钴基高温合金具有熔点高、抗冷热疲劳性能优异、焊接性能好等特点，在航空发动机及燃气轮机上有着广阔的应用场景。实验以SLM技术制备的Mar-M509钴基高温合金样品为研究对象，针对SLM样品中存在的微裂纹问题，通过热等静压作为后处理，... 详细信息

钴基高温合金具有熔点高、抗冷热疲劳性能优异、焊接性能好等特点，在航空发动机及燃气轮机上有着广阔的应用场景。实验以SLM技术制备的Mar-M509钴基高温合金样品为研究对象，针对SLM样品中存在的微裂纹问题，通过热等静压作为后处理，并采用热处理对比后处理过程中显微组织和力学性能的变化。结果表明，经过热等静压和热处理的样品，显微组织特征几乎不存在差异，但经过热等静压后不再观察到微裂纹的存在。在后处理过程后，样品中发生了回复、再结晶和晶粒长大，粗大的晶粒使得样品的强度有所降低，而伸长率有所提高。由于热处理对微裂纹几乎没有影响，所以热处理态样品中仍然存在较为明显的拉伸性能各向异性，而热等静压态样品在不同平面上力学性能差异不大，说明了经过热等静压后微裂纹得到了消除。

关键词：钴基高温合金 SLM成形热处理热等静压力学性能

回火时间对Cr⁃Ni⁃Cu系舰船用高强钢组织及力学性能的影响

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金属热处理 2024年第2期49卷 208-214页

作者：董欣欣吴静李梦欢田亚强唐勤唐山科技职业技术学院材料工程系河北唐山063000 华北理工大学教育部现代冶金技术重点实验室河北唐山063210 首钢京唐钢铁联合有限责任公司钢轧作业部河北唐山063200

采用SEM、EDS、拉伸及低温冲击等试验手段深入探究了淬、回火处理对Cr⁃Ni⁃Cu系舰船用低合金高强钢组织演变特征及力学行为影响规律。结果表明,试验钢经热轧后直接淬火及900℃×30 min水冷淬火后,显微组织均为板条马氏体和残留奥氏体,但... 详细信息

采用SEM、EDS、拉伸及低温冲击等试验手段深入探究了淬、回火处理对Cr⁃Ni⁃Cu系舰船用低合金高强钢组织演变特征及力学行为影响规律。结果表明,试验钢经热轧后直接淬火及900℃×30 min水冷淬火后,显微组织均为板条马氏体和残留奥氏体,但后者较前者的-20℃低温冲击吸收能量高(分别为56 J和64 J),其主要是由于前者具有较大的马氏体板条间距。而经500℃不同时间回火后(30、60、120、240和480 min),其屈服强度、抗拉强度和低温冲击吸收能量均呈现先升高后降低趋势,其中最大抗拉强度为1021 MPa,最大屈服强度为998 MPa,最大低温冲击吸收能量为86 J。

关键词：舰船用高强钢热处理板条马氏体残留奥氏体力学性能