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风机主轴表面开口裂纹全聚焦成像技术研究

应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 488-501页

作者：何存富黄星都程俊吕炎宋国荣吴斌北京工业大学信息学部北京100124 航空工业光电所河南洛阳471023 北京强度环境研究所北京100076

基于全聚焦成像技术,对风机主轴表面开口裂纹进行了成像检测和量化表征.建立了含表面开口裂纹的风机主轴阵列检测仿真模型,利用仿真数据和全聚焦算法进行了成像检测;基于圆形声源固体指向性函数,提出了双向补偿与极性一致因子加权的复... 详细信息

基于全聚焦成像技术,对风机主轴表面开口裂纹进行了成像检测和量化表征.建立了含表面开口裂纹的风机主轴阵列检测仿真模型,利用仿真数据和全聚焦算法进行了成像检测;基于圆形声源固体指向性函数,提出了双向补偿与极性一致因子加权的复合全聚焦成像算法,利用仿真数据对算法进行了验证.结果表明,改进的算法能够有效消除伪像,提高成像质量.对主轴试样上的裂纹进行了成像检测与量化,裂纹的轴向定位误差小于2%,深度量化误差小于8%.

关键词：风机主轴阵列检测超声成像全聚焦指向性极性一致因子量化表征

在室温和液氮温度Ti-Al-Fe合金的拉伸行为及其变形机理

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材料研究学报 2024年第3期38卷 232-240页

作者：尹艳超吕逸帆刘千里许亚利蒋鹏余巍中国船舶集团有限公司第七二五研究所洛阳471023

在室温(25℃)和液氮温度(-196℃)测试Ti-Al-Fe合金的拉伸性能,并使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析破断后试样的显微组织和断口形貌,研究了这种合金的拉伸行为及其变形机理。结果表明,Ti-Al-Fe合金在2... 详细信息

在室温(25℃)和液氮温度(-196℃)测试Ti-Al-Fe合金的拉伸性能,并使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析破断后试样的显微组织和断口形貌,研究了这种合金的拉伸行为及其变形机理。结果表明,Ti-Al-Fe合金在25℃拉伸塑性变形后,在其显微组织中极少发现孪晶,其塑性变形机制主要为位错滑移。在-196℃该合金的强度和塑性较好,表现出孪晶诱发塑性效应,在塑性变形过程中生成了大量孪晶,其类型为{1122}型压缩孪晶、{1012}型拉伸孪晶和{1124}型压缩孪晶,其塑性变形机制为滑移和孪生共存。在不同变形阶段孪晶的类型和数量不同,在变形初期孪晶的类型主要为{1122}型孪晶,在变形后期{10-12}型孪晶的数量增多。

关键词：金属材料 Ti-Al-Fe合金拉伸性能塑性变形机制孪晶

超音速微粒轰击诱导表面纳米化对300M钢腐蚀疲劳行为的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 627-638页

作者：熊毅栾泽伟马云飞厉勇查小琴河南科技大学材料科学与工程学院洛阳471023 河南科技大学有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心洛阳471023 中航光电科技股份有限公司洛阳471003 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081 中国船舶重工集团第725研究所洛阳471000

300M钢因其具有超高强度和优异塑韧性,常作为起落架的首选材料。但其在“高温、高湿、高盐”的海洋服役环境下易发生腐蚀疲劳失效,而表面强化可以有效提高其抗腐蚀疲劳性能。本工作采用超音速微粒轰击(SFPB)技术对300M超高强度钢进行表... 详细信息

300M钢因其具有超高强度和优异塑韧性,常作为起落架的首选材料。但其在“高温、高湿、高盐”的海洋服役环境下易发生腐蚀疲劳失效,而表面强化可以有效提高其抗腐蚀疲劳性能。本工作采用超音速微粒轰击(SFPB)技术对300M超高强度钢进行表面纳米化处理,系统研究了SFPB对300M钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳行为的影响规律,并对300M钢腐蚀疲劳后的表面形貌、微观组织演变和残余应力松弛进行表征。结果表明,300M钢经SFPB后表层晶粒细化至纳米级,形成梯度纳米结构的同时还存在着高幅值残余压应力。在相同的加载应力水平下,SFPB有效提高了300M钢的腐蚀疲劳寿命。腐蚀疲劳后300M钢表层晶粒尺寸仍处于纳米量级,加载应力水平的增加使次表层位错密度显著增加的同时形变孪晶数量增多。在腐蚀疲劳过程中,300M钢表层由于SFPB诱导产生的残余压应力发生不同程度的松弛现象,残余应力松弛程度随着加载应力水平的增加而明显增加。

关键词：超音速微粒轰击 300M钢表面纳米化腐蚀疲劳微观组织残余应力松弛

10CrNi8MoV钢的包申格效应及恢复热处理

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金属热处理 2024年第8期49卷 119-123页

作者：郭昊东杨超飞孙磊张玉祥黄冬仝智远洛阳船舶材料研究所河南洛阳471023

研究了在0.5%~5%单向拉伸变形量下调质态10CrNi8MoV钢的包申格效应。结果表明:当变形量1%时下降速率变缓。包申格效应的产生主要归因于拉伸变形时产生的背应力,背应力的大小主要与材料的初始位错密度和容纳新位错的能力有关。经过400~60... 详细信息

研究了在0.5%~5%单向拉伸变形量下调质态10CrNi8MoV钢的包申格效应。结果表明:当变形量1%时下降速率变缓。包申格效应的产生主要归因于拉伸变形时产生的背应力,背应力的大小主要与材料的初始位错密度和容纳新位错的能力有关。经过400~600℃回火1.5 h后,背应力得到释放,可显著改善试验钢的包申格效应。

关键词：包申格效应屈服强度背应力热处理

复合等温淬火对GCr15Si1Mo钢贝氏体转变及磨损性能影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第7期44卷 973-984页

作者：魏超凡杜三明傅丽华付壁聪张永振高元安花铝东郑晓猛河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 洛阳轴承研究所股份有限公司河南洛阳471003

纳米贝氏体轴承钢具有优异的综合性能,然而长时间的等温转变周期是限制其广泛应用的主要难题.为了加速GCr15Si1Mo轴承钢纳米贝氏体转变,本文中以常规一步(190℃)等温淬火工艺作为对比,设计了1种复合三步(157℃+190℃+250℃)等温淬火工艺... 详细信息

纳米贝氏体轴承钢具有优异的综合性能,然而长时间的等温转变周期是限制其广泛应用的主要难题.为了加速GCr15Si1Mo轴承钢纳米贝氏体转变,本文中以常规一步(190℃)等温淬火工艺作为对比,设计了1种复合三步(157℃+190℃+250℃)等温淬火工艺,并对试验钢进行了不同工艺下的热处理.使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和洛氏硬度仪等对GCr15Si1Mo轴承钢微观组织和力学性能进行了表征,利用UMT摩擦磨损试验机和三维形貌轮廓仪对试验钢的摩擦磨损性能进行了测试,并分析了其磨损机制.结果表明:复合等温淬火工艺从纳米贝氏体的孕育期和转变期两阶段对其转变进行加速,当转变相当含量贝氏体(53%~55%)时其相转变时间较常规等温淬火工艺缩短了5 h,明显提高了贝氏体转变效率;与常规等温淬火工艺相比较,复合等温淬火工艺材料微观组织中的残余奥氏体含量明显降低,且块状残余奥氏体大量转变为薄膜状残余奥氏体,材料的冲击韧性明显提高,但随复合等温淬火时间的延长,材料的冲击韧性出现了先升高后降低的趋势;当复合等温淬火工艺参数为157℃×5 min+190℃×2.0 h+250℃×1.0 h时,材料的强韧性匹配和耐磨性最佳,且其耐磨性明显也优于常规等温淬火工艺下材料的耐磨性.磨损机制结果表明:复合等温淬火和常规等温淬火处理后试验钢的磨损机制均以磨粒磨损为主,但复合等温淬火工艺下材料的磨粒磨损程度有所减轻并伴随轻微的黏着磨损和疲劳磨损.

关键词：复合等温淬火轴承钢贝氏体转变微观组织摩擦磨损

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高频感应燃烧红外吸收法测定铁硅铝合金中碳

冶金分析 2024年第1期44卷 52-58页

作者：刘攀李斌龚慧陈倩倩陈迪春张欣耀洛阳船舶材料研究所厦门双瑞材料研究院有限公司

铁硅铝合金是由7%～9.5%的硅、5%～6.5%的铝和铁基体组成的重要磁性材料，其中碳杂质会降低其磁导率，需准确监控。针对铁硅铝合金中碳含量分析标准方法及应用研究缺失的现状，建立了高频感应燃烧红外吸收法测定铁硅铝合金中碳含量的方... 详细信息

铁硅铝合金是由7%～9.5%的硅、5%～6.5%的铝和铁基体组成的重要磁性材料，其中碳杂质会降低其磁导率，需准确监控。针对铁硅铝合金中碳含量分析标准方法及应用研究缺失的现状，建立了高频感应燃烧红外吸收法测定铁硅铝合金中碳含量的方法，重点考察了样品量和助熔剂对测定结果的影响。确定的方法如下：准确称取0.2～0.3 g样品与1.5 g钨+0.20 g铁+0.30 g锡三元助熔剂，采用钢铁标准样品建立仪器校准曲线，其线性相关系数为0.999 1;采用校准曲线对钢铁标准样品中碳进行分析，测定值与标准值相符。方法检出限为6μg/g,定量限为21μg/g。按实验方法测定碳质量分数为0.005%～0.020%的铁硅铝合金样品，测定结果的相对标准偏差(n=6～7)均小于8%,钢铁标准样品中碳的加标回收率介于89%～110%之间。

关键词：高频感应燃烧红外吸收铁硅铝合金碳钨-铁-锡三元助熔剂

基于CGH多镜定姿定态的离轴光学系统装调方法

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光学学报 2024年第3期44卷 217-225页

作者：吴一凡陈建发崔泽曜黄浩阳中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471009 空基信息感知与融合全国重点实验室河南洛阳471009

针对离轴光学系统装调过程中自由度高且互相耦合的问题,提出一种新的离轴自由曲面反射式光学系统装调方法,采用计算全息图(CGH)实现多镜共基准定姿定态,解耦合系统各镜片的装调自由度,显著降低系统装调复杂度;分析CGH用于定姿定态时的... 详细信息

针对离轴光学系统装调过程中自由度高且互相耦合的问题,提出一种新的离轴自由曲面反射式光学系统装调方法,采用计算全息图(CGH)实现多镜共基准定姿定态,解耦合系统各镜片的装调自由度,显著降低系统装调复杂度;分析CGH用于定姿定态时的定位精度,提高系统装调精度和效率,适应不同构型的离轴光学系统。利用上述方法,完成口径为210 mm、视场为2°×2°的近红外长波红外双波段离轴反射式光学系统装调,全视场波像差RMS小于0.126λ(λ=632.8 nm),达到设计预期,装配周期短,成像质量优良。

关键词：光学设计计算全息图离轴三反自由曲面

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混合工质喷射器变工况性能研究

工程热物理学报 2024年第5期45卷 1300-1307页

作者：王林李少强谈莹莹张凯李骁洋河南科技大学建筑能源与热科学技术研究所洛阳471023

混合工质因其温度滑移和组分变化的特性,在提高喷射制冷系统性能方面展现出巨大潜力。明晰混合工质喷射器在变工况下的运行特性,为进一步挖掘混合工质喷射制冷系统的性能改进空间提供了理论基础。本文基于真实气体模型,建立了混合工质(R... 详细信息

混合工质因其温度滑移和组分变化的特性,在提高喷射制冷系统性能方面展现出巨大潜力。明晰混合工质喷射器在变工况下的运行特性,为进一步挖掘混合工质喷射制冷系统的性能改进空间提供了理论基础。本文基于真实气体模型,建立了混合工质(R32/R245fa)喷射器的数值模型,并搭建实验装置验证。研究了R32/R245fa喷射器中主流体、次流体及出口流体工况对引射性能的影响,并与纯工质(R245fa)喷射器进行对比。结果表明:R32/R245fa喷射器的引射性能显著优于R245fa喷射器;主流体压力是影响R32/R245fa喷射器性能的关键参数,当主流体压力为1003 kPa时引射比最大;R32/R245fa喷射器的引射比随次流体温度的升高线性增加;R32/R245fa喷射器在刚偏离双壅塞模式时仍能保持良好的引射比,相对于R245fa喷射器更具优势。

关键词：非共沸混合工质喷射器引射比数值模拟运行工况

GCr15SiMo钢中贝氏体含量对力学性能及干摩擦磨损性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 48-56页

作者：毛艳珊杜三明傅丽华张永振高元安杨军魏超凡付壁聪河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023 洛阳轴承研究所股份有限公司河南洛阳471003 中国科学院兰州化学物理研究所兰州730099

目的通过控制等温淬火时间,在GCr15SiMo轴承钢中获得不同含量的贝氏体组织,并研究不同含量的贝氏体组织对材料力学性能和干摩擦磨损性能的影响。方法采用SEM、3D morphology、TEM、EDS、XRD、洛氏硬度计、冲击试验机等仪器观测GCr15SiM... 详细信息

目的通过控制等温淬火时间,在GCr15SiMo轴承钢中获得不同含量的贝氏体组织,并研究不同含量的贝氏体组织对材料力学性能和干摩擦磨损性能的影响。方法采用SEM、3D morphology、TEM、EDS、XRD、洛氏硬度计、冲击试验机等仪器观测GCr15SiMo轴承钢经不同等温淬火时间后的微观组织、物相含量和力学性能,并使用HL-R7000重载往复摩擦磨损试验机对不同贝氏体组织含量的试样进行摩擦磨损性能检测。结果当等温淬火时间由2 h延长至72 h时,材料中贝氏体的体积分数由14.5%增至83.5%。随着GCr15SiMo轴承钢材料中韧性贝氏体含量的增多、脆性马氏体含量的减少,其硬度逐渐降低,冲击功逐渐增大,磨损率呈现先降低再升高的趋势。材料的磨损机制主要为黏着磨损和磨粒磨损,随着等温淬火时间的延长,基于韧性贝氏体含量的增加,材料的磨粒磨损减弱、黏着磨损增强。结论在等温淬火温度为210℃、等温淬火时间为8 h时,材料中贝氏体的体积分数约为55.6%,马氏体的体积分数为33.2%,此时马氏体和贝氏体复相组织具有良好的强韧性匹配,材料的耐磨性能较好。

关键词：等温淬火工艺贝氏体力学性能摩擦磨损