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微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

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金属学报 2024年第2期60卷 211-219页

作者：张楠张海武王淼辉中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与... 详细信息

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明:M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100~300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80~500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3(Σ3_(c))和非共格Σ3(Σ3_(ic))晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)和Σ3_(ic)晶界数量百分比分别约为43%和57%,而纵向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)晶界数量百分比提高至约70%。Σ3_(c)孪晶界的增加使得总晶界能降低,是导致M-SLM制备316L不锈钢纵向拉伸强度普遍低于横向拉伸强度的原因。

关键词：微米级选区激光熔化 316L不锈钢拉伸性能 Σ3晶界孪晶

置氢TA10合金焊接接头组织和高温压缩性能

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焊接学报 2024年第8期45卷 79-84,94页

作者：刘全明肖俊峰高斯峰唐文书高松龙伟民西安热工研究院有限公司西安710032 郑州机械研究所有限公司郑州450001

航改燃气轮机焊接修复的钛合金叶片服役于含氢环境中常发生氢脆损伤.试验重点研究了不同置氢量的钛合金氩弧焊接头的微观组织、维氏硬度及氢作用机理、高温压缩性能.结果表明,置氢0.12%(质量分数)焊接接头组织中析出大层片δ氢化物,其... 详细信息

航改燃气轮机焊接修复的钛合金叶片服役于含氢环境中常发生氢脆损伤.试验重点研究了不同置氢量的钛合金氩弧焊接头的微观组织、维氏硬度及氢作用机理、高温压缩性能.结果表明,置氢0.12%(质量分数)焊接接头组织中析出大层片δ氢化物,其尺寸随H元素含量增加而增大,母材、热影响区及焊缝微观组织发生明显改变;置氢0.21%的硬度明显高于其它置氢量,高氢提升焊接接头硬度;低氢时氢固溶强化使α晶粒硬度略提升,高氢时氢化物析出伴随晶格体积膨胀使金属局部塑性变形产生大量位错,位错运动需绕或切过氢化物,导致α晶粒硬度明显提升.压下量对高温压缩流变应力影响有限,再结晶软化作用主要受变形温度控制,随压下量增大,焊缝组织中层片α晶粒连同氢化物沿垂直压下方向被拉长或与压下方向呈一定角度被弯折,氢化物沿层片α晶界生长,热压缩过程中组织再结晶现象不明显.

关键词：钛合金焊接接头置氢微观组织维氏硬度高温压缩性能

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钢结硬质合金与钢连接技术的研究现状

焊接学报 2024年第5期45卷 119-128页

作者：魏炜黄智泉张海燕徐莹吴淑菲关绍康郑州大学材料科学与工程学院郑州450001 郑州机械研究所有限公司郑州450001

钢结硬质合金具有合金钢的优良力学性能和硬质合金的高耐磨性、高硬度的特点,具有良好的性价比,如何将钢结硬质合金与大型耐磨部件金属基体形成牢固的冶金结合,已成为提高设备整体耐磨性和使用寿命的技术关键,通过总结钢结硬质合金与钢... 详细信息

钢结硬质合金具有合金钢的优良力学性能和硬质合金的高耐磨性、高硬度的特点,具有良好的性价比,如何将钢结硬质合金与大型耐磨部件金属基体形成牢固的冶金结合,已成为提高设备整体耐磨性和使用寿命的技术关键,通过总结钢结硬质合金与钢的不同冶金结合形式、原理和特点,并概述了近年来国内外学者在此领域所取得的研究成果,具体介绍了镶铸、钎焊、扩散焊、激光焊、电弧焊等连接方法的研究现状,重点总结了这些连接方法的适用范围以及在使用过程中存在的问题,特别是钢结硬质合金与钢基体的界面结合情况进行了统计分析,最后,通过对现有技术的归纳总结,展望了未来实现钢结硬质合金与钢基体良好冶金结合的研究和发展方向.

关键词：钢结硬质合金异质材料材料连接焊接方法

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考虑非达西渗流的泥浆离心脱水分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 85-93页

作者：刘忠玉刘朝凡杨宸宇汪良强郑州大学水利与土木工程学院郑州450001 郑州三和水工机械有限公司郑州450120

为深入探究离心脱水技术在处理主要由黏性土组成的建筑废弃泥浆时的内在机理及其影响因素,利用分段线性化方法,充分考虑黏性土中渗流的非达西特性以及土体变形的非线性特征,建立在离心作用下能够考虑其非达西渗流特性的泥浆脱水分析模... 详细信息

为深入探究离心脱水技术在处理主要由黏性土组成的建筑废弃泥浆时的内在机理及其影响因素,利用分段线性化方法,充分考虑黏性土中渗流的非达西特性以及土体变形的非线性特征,建立在离心作用下能够考虑其非达西渗流特性的泥浆脱水分析模型。通过与已有研究成果及室内试验结果的对比,证明了该模型的有效性。在此基础上,分析了模型参数对脱水过程的影响。研究结果表明:脱水速度和最终土水界面位移量随着电机转速的增大而增大;增加泥浆初始厚度会增大最终土水界面位移量,但会降低初期的土水界面移动速度;压缩指数在初期对土水界面位移的影响并不明显,但其增大会导致最终土水界面位移量的增加;非达西渗流参数的增大会导致土水界面位移的减少,但通过提升电机转速,可以有效地降低非达西渗流对脱水效果的不利影响。研究成果可为离心脱水技术在建筑废弃泥浆处理中的进一步优化与应用提供借鉴和参考。

关键词：泥浆离心脱水非达西渗流土水界面位移界面移动速度

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残留单体丙烯腈对PAN基碳纤维制备的影响研究

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复合材料科学与工程 2024年第9期 48-51页

作者：黄大明唐立鑫孙军涛王炜威海拓展纤维有限公司威海264200

本文通过气相色谱法检测PAN纺丝液中残留单体含量,研究了残留单体量对生产环境的影响,并分析得出残留单体量的最小标准。研究了残留单体对纺丝液性质的影响,发现由于持续聚合反应,残留单体丙烯腈会由于自身的反应提高纺丝液的黏度和固含... 详细信息

本文通过气相色谱法检测PAN纺丝液中残留单体含量,研究了残留单体量对生产环境的影响,并分析得出残留单体量的最小标准。研究了残留单体对纺丝液性质的影响,发现由于持续聚合反应,残留单体丙烯腈会由于自身的反应提高纺丝液的黏度和固含量;进一步研究了残留单体对碳纤维强度和起毛量的影响,发现残留单体的减少有利于碳纤维生产以及碳纤维性能提升,并通过分析得出适应碳纤维生产的残留单体量。另外,从脱单过程的真空度、温度、薄膜表面积等方面出发,分析降低残留单体量的相关方法的影响,有助于合理化生产的进行。

关键词：碳纤维聚合残留单体复合材料

Cr_(2)O_(3)对ZnO-Bi_(2)O_(3)基高压压敏陶瓷性能的影响

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材料工程 2024年第4期52卷 54-60页

作者：桂阳海涂远生田宽郭会师黄海张心华郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450000 南阳金牛电气有限公司河南南阳473000 河南恒安电力股份有限公司郑州450001

采用固相烧结法制备ZnO-Bi_(2)O_(3)-Co_(2)O_(3)-NiO-Mn_(3)O_(4)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)压敏陶瓷,研究不同掺杂量的Cr_(2)O_(3)对ZnO压敏陶瓷的微观结构和电气性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及电化学工作站分别对样品的物相、微观形貌及电性能进行表征。结果表明:Cr_(2)O_(3)的加入不仅具有抑制ZnO晶粒异常生长和提升晶粒均匀分布的作用,而且能显著降低ZnO晶粒电阻,增加晶界电阻。在Cr_(2)O_(3)添加量为0%~0.21%(摩尔分数,下同)范围内,随着添加量的增大,压敏陶瓷的非线性系数表现为先增加后减小。当Cr_(2)O_(3)掺杂量为0.14%时,ZnO压敏陶瓷具有优异的电气性能:电位梯度E_(1 mA)=216 V·mm^(-1)、泄漏电流J_L=0.36μA·cm^(-2)、非线性系数α=25、残压比K=1.815、老化系数K_(ct)=0.647。此外,该压敏陶瓷在4/10μs波形下100 kA脉冲电流冲击2次后U_(1 mA)仍保持为初始的96.75%,表现出良好的冲击稳定性,在配电系统避雷器中具有巨大的应用潜力。

关键词： ZnO压敏陶瓷 Cr_(2)O_(3)掺杂微观结构电气性能阻抗性能

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异形二醋酯纤维干法纺丝成形过程模拟及其截面分析

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纺织学报 2024年第9期45卷 42-49页

作者：邓钢张涛吴超平王军张磊珠海醋酸纤维有限公司广东珠海519050 南通、珠海、昆明醋酸纤维有限公司技术中心江苏南通226008

为研究异形二醋酯纤维的干法纺丝成形过程,基于三角形喷丝孔推导了用于描述截面异形度变化的计算方程,并耦合到典型一维干法纺丝模型中,构建出可高效计算的混合动力学模型,模拟计算了异形二醋酯纤维的干法纺丝成形过程。采用工业化纺丝... 详细信息

为研究异形二醋酯纤维的干法纺丝成形过程,基于三角形喷丝孔推导了用于描述截面异形度变化的计算方程,并耦合到典型一维干法纺丝模型中,构建出可高效计算的混合动力学模型,模拟计算了异形二醋酯纤维的干法纺丝成形过程。采用工业化纺丝实验装置制备纤维样品,分析了截面形态数据并与模拟计算结果进行对比。结果表明:二醋酯纤维的纺丝过程中溶剂蒸发和温度变化剧烈,恒温蒸发区不明显,在纺程1 cm左右达到卷绕速度,并在喷丝口下方短距离内迅速完成固化,截面积基本恒定;二醋酯纤维异形度受溶剂蒸发和表面张力2个因素共同控制,其中溶剂蒸发是主要控制因素;纤维异形度的实验值为74.4%,模拟计算值为72.8%,二者基本相近,同时纤维截面积实验值为642.0μm^(2),模拟计算值为614.8μm^(2),差异率为4.2%,模型对纤维截面变化趋势有较好的预测性;纤维样品截面呈规则的“Y”形,异形度具有较高的一致性,变异系数为1.12%;纤维样品的截面积变异系数为4.17%,单丝间的截面积差异相对较为明显。

关键词：异形二醋酯纤维干法纺丝动力学模型纺丝成形过程模拟异形度

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齿轮制造中的残余应力及其对疲劳性能的影响

机械强度 2024年第5期46卷 1216-1227页

作者：林锐怡殷超超师陆冰余飞鹏刘忠明裴帮卢金生郑机所(郑州)传动科技有限公司郑州450001 郑州机械研究所有限公司郑州450001

残余应力对齿轮的疲劳强度及服役寿命有着不可忽视的影响,残余应力对齿轮疲劳强度作用机制的研究对于延长齿轮服役寿命和改善齿轮服役性能具有重要意义。业界对齿轮疲劳中残余应力的影响机制进行了大量的研究,但尚未形成统一的结论。首... 详细信息

残余应力对齿轮的疲劳强度及服役寿命有着不可忽视的影响,残余应力对齿轮疲劳强度作用机制的研究对于延长齿轮服役寿命和改善齿轮服役性能具有重要意义。业界对齿轮疲劳中残余应力的影响机制进行了大量的研究,但尚未形成统一的结论。首先,系统地阐述了残余应力的产生机制及调控方法,归纳了现有的残余应力测试方法以及残余应力对齿轮疲劳性能的影响等方面的研究进展。最后,梳理了当前研究中存在的难点,从残余应力的测试技术、量化研究、调控方法等三个方面对未来的研究进行了展望。

关键词：齿轮残余应力疲劳性能测试技术调控方法

考虑大规模新能源接入的电网性能评价指标体系

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 178-187页

作者：李响武海潮王文雪安全郑州航空工业管理学院河南郑州450015 河南聚研电力科技有限公司河南郑州450000

为了解决传统电网评价体系在评价大规模新能源和电网相互作用复杂机理时存在的不足,建立一套考虑大规模新能源接入的电网性能指标评价体系。首先,从新型电力系统的核心特征出发,贯穿“源网荷储”各个环节,构建包含接入水平、协调水平、... 详细信息

为了解决传统电网评价体系在评价大规模新能源和电网相互作用复杂机理时存在的不足,建立一套考虑大规模新能源接入的电网性能指标评价体系。首先,从新型电力系统的核心特征出发,贯穿“源网荷储”各个环节,构建包含接入水平、协调水平、适应水平以及承载水平4个维度的电网性能评价指标,显性表达各个指标的统计或计算方式。其次,采用AHP-CRITIC法进行主客观组合赋权,依据电网发展数据自身的客观属性,考虑数据离散程度以及皮尔逊相关系数,挖掘指标间的冲突性和变异性,以增强权重设置的科学性。最后,利用某城市新能源和电网数据对指标体系进行测算,通过对比分析说明所提指标体系与评价方法的有效性,并依据指标灵敏度大小对电网薄弱环节提出发展建议。

关键词：新能源新型电力系统指标体系皮尔逊相关系数权重