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微弧熔区的淬冷过程及其对氧化铝膜微观结构的影响

李华平 , 柴广跃 , 彭文达 , 阳英 , 高敏 , 郭宝平 , 牛憨笨

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00114

通过实验和模拟拟合, 对微弧氧化过程中Al2O3膜表面的对流散热系数作了估计, 实验过程中发现Al2O3/Al界面在微观上也是一个冷却界面, Al 基体在冷却过程中起“热量中转”的作用, 熔池在淬冷过程中的大部分热量经过了邻近区域的Al2O3膜或者铝基体. 通过热模拟得到的纵深各点温度-时间曲线来表征微熔区的淬冷过程. 通过对各节点的相对冷却速度比较, 阐述了淬冷过程对α-Al2O3分布和Al2O3膜表面形貌的影响, 压力因素在微观结构形成过程中所产生的影响作了粗略的分析.

关键词: 铝合金 , microarc oxidation , quenching , microstructure , FEM

激光焊接过程中残留液体金属的高速高倍在线观察

温鹏荻崎贤二山本元道

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00591

采用高速摄像机和光学显微镜构成的摄像装置对激光焊接熔池后端的凝固行为进行高速高倍摄像, 详细记录了柱状晶从液态熔池后部析出过程以及残留在已析出柱状晶周围的液体金属的凝固行为. 采用液体Sn急冷将焊接过程中正在凝固的焊缝金属冷冻保存到室温, 并与高速高倍摄像观察到的熔池后端的凝固行为进行了对比分析. 对3种奥氏体不锈钢材料焊缝凝固过程中残留液体金属的存在范围进行了观察和比较.在线观察到的残留液体金属是焊缝金属凝固过程中固/液相共存区间的初始部分,即与熔池相连的较多的液体金属. 针对3种不锈钢材料在线观察到的残留液体金属的存在范围与热裂纹实验获得的热裂纹敏感性有较好的对应关系,为发展一种通过在线观察判断材料凝固热裂纹敏感性的方法提供了实验依据.

关键词: 激光焊接 , solidification cracking , residual liquid metal , in situ observation , quenching

等通道转角挤压组织演变规律的研究进展

陈嘉会 , 刘新才 , 潘晶

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.025

综述了金属结构材料和功能材料基体相晶体结构、层错能、Hollomon参数lnZ对等通道转角挤压ECAP变形组织演变规律影响的研究进展,试样基体相的晶体结构对变形组织的演变起重要的影响作用.随着应变量的增大,密排六方结构金属先形成形变孪晶、再启动优先存在的但被阻塞的滑移系统;面心立方结构金属的位错滑移主导着组织演变与晶粒细化过程,先形成亚晶界,再增大组织取向差,最终形成大角度晶界.在高层错能材料中,随着Hollomon参数lnZ增大,位错运动受到抑制,驱使变形机制从位错滑移逐渐转变成形变孪晶;当Z参数减小时,在ECAP高层错能材料中会形成微尺度的剪切带.在低层错能材料中形成丰富的孪晶,极低层错能的材料形成宏观剪切带.而中等层错能材料的变形机制则取决于Z值的高低.分析了 ECAP过程动态再结晶的影响因素,认为γm·ln2Z> 30不宜作为ECAP过程是否发生动态再结晶的判据,ECAP过程动态再结晶的影响因素还有待进一步研究,如弄清ECAP过程温升规律、分析淬火保存ECAP变形组织将有助于研究ECAP动态再结晶.

关键词: 等通道转角挤压 , 层错能 , 晶体结构 , Hollomon参数 , 组织演变规律 , 动态再结晶 , 温升 , 淬火

超疏水表面膜态池沸腾传热实验研究

李佳琦 , 苏悠悠 , 范利武 , 籍婷 , 王幻利 , 俞自涛

工程热物理学报

通过纳米颗粒沉积法在不锈钢球上制备了静态接触角大于160°的超疏水表面,并采用淬火法对该不锈钢球在过冷度为0℃~25℃的去离子水中的瞬态池沸腾传热过程进行了实验研究.结果表明,由于表面的超疏水特性,整个瞬态沸腾过程直至极低表面过热度时始终处于膜态沸腾状态.不锈钢球的冷却速率随着过冷度的增大而提高,其膜态沸腾的热流密度和平均努塞尔数也随着过冷度的增加而近似呈线性增长的趋势.对汽膜演化过程的可视化观察发现,在过冷度较大时蒸汽产生量减少,导致汽膜层扰动减弱、汽液相界面趋于平稳.

关键词: 超疏水表面 , 膜态沸腾 , 池沸腾 , 过冷度 , 淬火

热处理对大型镜板硬度均匀性控制的影响

罗晋平 , 钟约先 , 马庆贤 , 袁朝龙

材料科学与工艺

某700 MW水轮机组的大型镜板采用25CrMo4钢锭锻造而成,其镜面硬度均匀性是国产化的技术难点之一.为了给镜板制造工艺的制定提供理论基础,必须对25CrMo4钢的热处理性能进行研究,本文从热处理工艺的角度,采用模拟实验方法分析了淬火温度、回火温度和淬硬深度对25CrMo4的微观组织及硬度均匀性的影响.根据研究结果,对镜板面硬度差的质量控制提出以下热处理参考意见:镜板面各点回火温度波动极限应小于40℃,淬火深度差应控制在30 mm以内,同时要避免淬火时镜板面的不均匀换热.

关键词: 热处理 , 大型镜板 , 25CrMo4 , 硬度均匀性 , 淬火 , 回火

55CrMo钢感应淬火工艺的数值模拟及工艺优化

贺连芳 , 李辉平 , 盖康 , 孔令亮 , 崔洪芝 , 李木森

材料热处理学报

借助工艺实验和数值模拟技术,优化了55CrMo钢精密滚珠丝杠感应加热及冷却工艺参数,改善了丝杠感应淬火后的淬硬层分布.构建了丝杠单感应圈加热的有限元模型,通过数值模拟得到了单感应圈加热时沟道区域的温度曲线.数值模拟结果表明:沟道区域的温度场分布不合理是导致淬硬层分布不合理的主要原因.针对单感应圈感应淬火工艺的不足,提出了双感应圈加热工艺.数值模拟结果表明,采用双感应圈加热工艺、喷水冷却带宽度为40 mm时,可保证丝杠沟道顶部的淬硬层深度约为6.2 mm,沟道底部的淬硬层深度约为3.0 mm.工艺实验结果表明,丝杠沟道区域的淬硬层分布得到较大的改善,数值模拟结果与工艺实验结果吻合得较好.

关键词: 55CrMo钢 , 感应加热 , 淬火 , 滚珠丝杠 , 硬度

铝合金淬火厚板体应力场的离散解析预测

廖凯 , 陈飞 , 陈辉 , 王伟 , 刘义鹏

材料热处理学报

为了能够准确获知铝合金淬火厚板任意位置上的应力场分布状况,可运用解析方法求取厚板全局应力场.本文利用层削法、XRD应力测试和有限元应力仿真,提出基于表面应力分布和能量守恒原理,对7075铝合金轧制厚板体应力场进行离散解析描述.研究结果表明:通过在材料均匀区域进行的层削法应力实验和表面XRD应力测试,可以构建一个适用于整个厚板应力场描述的体应力场函数,该函数完成了对厚板全局应力分布的描述和预测,计算偏差小于20 MPa.

关键词: 铝合金 , 淬火 , 离散解析法 , 体应力场 , 预测

白光LED用K2Ba(WO4)2∶Sm3+红色荧光粉的制备与表征

任强 , 陈娟妮 , 张晋春 , 武秀兰 , 王保兴 , 霍哲哲 , 魏腾跃

人工晶体学报

采用高温固相法合成了一种新型K2Ba(WO4)2∶xSm3+红色荧光粉.通过XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.结果表明:该荧光粉具有三方晶系结构,在402 nm处有较强的激发峰,与近紫外LED芯片相匹配.在402 nm激发下,出现了Sm3的4G5/2→6 HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的特征跃迁,最强峰位于602 nm处,对应于Sm3+的4G5/2→6H3/2跃迁.Sm3+的最佳掺杂量为x=0.02,且Sm3+之间的临界距离为2.776 nm,浓度猝灭的机理为电偶极-电偶极相互作用.

关键词: K2Ba(WO4)2∶ Sm3+ , 固相法 , 发光 , 红色荧光粉 , 猝灭

一种超支化共轭聚合物的合成与2,4-二硝基甲苯的荧光猝灭

王栋号 , 崔月芝 , 李俊英 , 刁礼晓 , 陶芙蓉 , 李天铎

高分子材料科学与工程

以2,4,6-三甲基均三嗪和甲酰基咔唑、二甲酰基咔唑为原料,通过羟醛缩合反应合成了化合物Ⅰ及超支化荧光共轭聚合物Ⅱ,其中Ⅰ可以视为Ⅱ的组成单体.聚合物Ⅱ在常见有机溶剂中有较好的溶解度,其X射线衍射谱图中2θ=24.2°的位置有1个较宽的峰;其吸收和荧光光谱与Ⅰ的相比仅有轻微红移(3 nm),这些结果都说明聚合物Ⅱ分子间没有紧密的π-π堆积作用.聚合物Ⅱ的荧光强度是化合物Ⅰ的2倍.2,4-二硝基甲苯对其荧光猝灭研究结果表明,超支化聚合物Ⅱ具有比化合物Ⅰ更大的荧光猝灭常数(Ksv=95.52 L/mol),表现出了一定的分子导线效应.

关键词: 超支化 , 共轭聚合物 , 2,4-二硝基甲苯 , 荧光 , 猝灭

ELEMENT SELECTION OF THREE-DIMENSIONAL NON-LINEAR FINITE ELEMENT ANALYSIS ON THE QUENCHING PROCESS OF THE COMPLEX-SHAPE WORKPIECE

Y.J. Li , J.S. Pan , M.J. Hu , D. Tian and W.M. Zhang Open Laboratory of the Educational Ministry for High Temperature Materials & Tests , Shanghai Jiao Tong University , Shanghai 200030 , China

金属学报(英文版)

When FEM is utilized to simulate the quenching process of the workpiece and realize the coupled calculation of the temperature field and phase transformation, due to the effect of the complex shape, non-linear physical parameters and the latent heat during phase transformation, the element selection should be done cautiously so that end results can meet the actual situations. In this paper through comparing the different type and density of elements, the eight-node, hexahedral, isoparametric element is found to be a good choice. Using this kind of element can not only meets the need of calculating accuracy, but also cut down the calculating magnitude and takes full advantage of the hardware source. In addition, the effect of distorted elements on the calculation result has also been discussed in this paper.

关键词: FEM , null , null

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