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铬铸铁表面等离子喷涂Ni-Al-WC合金层及组织性能研究 被引量：3
1
作者 刘文科 柏朝茂 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第4期454-457,共4页
研究了铬铸铁表面等离子喷涂Ni Al WC合金层及其组织性能。对喷涂层的化学成分、相组成、显微结构、平均显微硬度、耐磨性及耐蚀性等作了分析。结果表明 :喷涂层与基体未完全实现冶金结合 ,其化学成分、显微组织发生了根本性转变 ,使表... 研究了铬铸铁表面等离子喷涂Ni Al WC合金层及其组织性能。对喷涂层的化学成分、相组成、显微结构、平均显微硬度、耐磨性及耐蚀性等作了分析。结果表明 :喷涂层与基体未完全实现冶金结合 ,其化学成分、显微组织发生了根本性转变 ,使表面硬度。 展开更多
关键词 铬铸铁 等离子喷涂 ni-al-wc合金层 组织性能 表面改性
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铬铸铁表面激光熔敷Ni-Al-WC合金层及组织性能研究
2
作者 刘文科 柏朝茂 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第4期450-453,共4页
研究了铬铸铁表面激光熔敷Ni Al WC合金层及其组织性能 ,分析了熔敷层的化学成分、相的组成、显微结构、平均显微硬度、耐磨性及耐蚀性等。结果表明 :熔敷层与基体完全实现了冶金结合 ,其化学成分、显微组织发生了根本性转变 ,使表面硬度。
关键词 表面激光熔敷 铬铸铁 ni-al-wc合金层 组织性能 表面处理 耐蚀性 硬度
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TC11钛合金表面TiN颗粒强化层组织与性能分析 被引量：1
3
作者 梁忠伟 林子顺 +3 位作者 唐荟 李天羿 张宇鹏 BALIGASIMA Patrick 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期41-49,共9页
提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺,通过将研磨球和TiN粉末混合研磨的方式,在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化,成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层,对表面形貌和... 提升TC11钛合金的耐磨损性能对航空发动机关键零部件的安全性能至关重要。基于表面机械研磨处理工艺,通过将研磨球和TiN粉末混合研磨的方式,在TC11钛合金表面实现了晶粒细化和弥散强化,成功制备了基于TiN颗粒增强的强化层,对表面形貌和微观组织特征进行研究,并评估其耐磨损性能。结果表明,处理后的TC11钛合金样品表面粗糙度显著降低,表面硬度和耐磨损性能显著提升。与未处理和仅作普通研磨处理的样品相比,TiN颗粒增强的样品表面粗糙度分别降低了43.29%和23.14%,表面硬度分别提高了9.48%和1.8%,磨痕宽度分别降低了36.18%和33.18%。本文为改善TC11及其他钛合金材料的耐磨损性能提供了一种新的解决方法,对提高航空发动机关键零部件的服役性能具有参考意义。 展开更多
关键词 TC11钛合金 表面机械研磨处理 TiN颗粒 强化层 微观组织与性能
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热镀Galfan合金的界面层形成过程
4
作者 赵鹏 毛华 +4 位作者 王韶衡 耿芳 范永哲 于金山 杜安 《热加工工艺》 北大核心 2025年第11期163-166,共4页
采用还原法制备了不同浸镀时间的Galfan合金镀层样品,采用扫描电镜观察镀层的微观形貌,采用能谱分析仪、X射线衍射仪和透射电镜分析界面层的相组成以及形成过程。结果表明,界面层中出现了明显的两层结构,组织由疏松的晶粒构成。随着浸... 采用还原法制备了不同浸镀时间的Galfan合金镀层样品,采用扫描电镜观察镀层的微观形貌,采用能谱分析仪、X射线衍射仪和透射电镜分析界面层的相组成以及形成过程。结果表明,界面层中出现了明显的两层结构,组织由疏松的晶粒构成。随着浸镀时间的延长,晶粒由等轴状变为片状或长条状。界面层由FeAl_(3)和Fe_(2)Al_(5)Zn_(x)组成。Fe_(2)Al_(5)晶粒与Fe基体有(021)_(FA)//(110)_(Fe)和[024]_(FA)//[011]_(Fe)的晶体学取向。在浸镀初期,FeAl_(3)优先在基体上形成,随着浸镀时间的延长,出现了Fe_(2)Al_(5),且Fe_(2)Al_(5)的数量越来越多。 展开更多
关键词 GALFAN合金 界面层 Fe_(2)Al_(5) 晶体学取向
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铝合金粉末80μm大层厚SLM成型熔池形貌与组织演变
5
作者 龚海军 王玲 +3 位作者 亢红叶 左乾隆 安治国 高正源 《材料导报》 北大核心 2025年第16期212-218,共7页
为提升现有铝合金选区激光熔化(SLM)成型工艺的铺粉层厚和质量稳定性,揭示大层厚铝合金SLM成型熔池形貌与组织演变规律,针对AlSi10Mg合金进行了80μm层厚的单层及多层SLM成型试验研究。单层单熔道实验表明,能量输入过大或过小易使单熔... 为提升现有铝合金选区激光熔化(SLM)成型工艺的铺粉层厚和质量稳定性,揭示大层厚铝合金SLM成型熔池形貌与组织演变规律,针对AlSi10Mg合金进行了80μm层厚的单层及多层SLM成型试验研究。单层单熔道实验表明,能量输入过大或过小易使单熔道出现扭曲和球化缺陷,475.0 J/m的线能量输入和小湿润角使熔池易于铺展,当熔池宽深比大于1时,可获得较为理想的平直单熔道;多熔道熔池凝固轨迹的起伏程度与激光功率密切相关,搭接率随着扫描间距的增大而减小,熔道表面球化与沟壑增多,但搭接率越大,致密度反而降低,搭接率57.1%时可获得最佳致密度。多层试样微观组织分析表明,经单层多熔道之间搭接、多层多熔道重熔和热影响后冶金结合能力提高,组织呈蜂窝状结构,与小层厚组织相似、力学性能接近,其致密度可达99.24%,成型效率可达31.7 cm^(3)/h。本工作成功将大层厚成型工艺应用于某水泵叶轮件的SLM成型,为获得高强度、致密、性能良好的铝合金零件提供了理论参考。 展开更多
关键词 铝合金 选区激光熔化 大层厚 熔道形貌 微观组织 成型效率
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晶间腐蚀产生应力作用下铝合金零件镀金层鼓包故障精准检测研究
6
作者 田雪英 陈佳鹏 +1 位作者 齐艳珂 李艳丽 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第9期13-21,共9页
铝合金零件表面的镀金层遭受晶间腐蚀时,金属晶粒间的连接强度会被削弱,腐蚀区域会产生应力集中,促使镀层更快分离并形成鼓包。在形状简单的零件上鼓包较易发现,但零件结构复杂或鼓包位于结合面附近时,传统卷积操作提取的镀金层特征图... 铝合金零件表面的镀金层遭受晶间腐蚀时,金属晶粒间的连接强度会被削弱,腐蚀区域会产生应力集中,促使镀层更快分离并形成鼓包。在形状简单的零件上鼓包较易发现,但零件结构复杂或鼓包位于结合面附近时,传统卷积操作提取的镀金层特征图像素信息多,只能粗略判断鼓包所在层,无法精确检测其位置和形态。为此,提出一种精准检测铝合金零件镀金层鼓包故障的新方法。将铝合金零件镀金层的图像数据转化为灰度数据。优化亚历克斯网络架构(AlexNet Architecture),以深度可分离卷积替代传统卷积操作来提取灰度图像数据特征,引入全局平均池化技术来取代全连接层,将卷积层输出的特征图直接映射为关键特征点,大幅减少数据量。将关键特征向量输入分类层,判断是否存在鼓包故障。利用交叉熵损失函数评估模型检测结果与真实结果的差异,并据此训练和优化模型。选取一家铝合金零件制造商的电镀零件作为样本进行鼓包故障检测实验。实验结果显示:在训练次数高达700次时,该检测方法的交并比高达0.90,每秒检测帧数仅降低了5.5%;检测准确率一直处于98.28%以上,且能够精准检测出镀金层鼓包的位置和形态。 展开更多
关键词 晶间腐蚀 铝合金零件 镀金层 鼓包故障 可分离卷积
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18CrNiMo7-6合金钢表面变质层动态本构模型的分层反演方法
7
作者 徐广涛 李功 +2 位作者 常晓安 韩光照 赵明皞 《机械强度》 北大核心 2025年第9期54-61,共8页
针对18CrNiMo7-6合金钢表面变质层的静、动态力学行为表征问题,提出表面变质层(Surface-Modified Layer, SML)Johnson-Cook(J-C)本构模型分层反演方法。将SML进行分层处理,开展了含有不同表面变质层厚度的圆柱试样动态压缩试验;通过递... 针对18CrNiMo7-6合金钢表面变质层的静、动态力学行为表征问题,提出表面变质层(Surface-Modified Layer, SML)Johnson-Cook(J-C)本构模型分层反演方法。将SML进行分层处理,开展了含有不同表面变质层厚度的圆柱试样动态压缩试验;通过递进式参数反演,分别确定了SML各层深处的应变率敏感系数C;结合SML各层深处不同温度准静态薄板拉伸试验,确定了其对应的屈服强度A、应变硬化系数B、应变硬化指数n及热软化指数m。试验结果表明,18CrNiMo7-6合金钢SML呈明显的应变硬化、应变率强化及温度软化效应。此外,建立了J-C本构模型参数与无量纲深度h/hb(到SML表面的距离/SML有效深度)的关联模型,为后续的复合强化仿真提供支撑。 展开更多
关键词 表面变质层 Johnson-Cook本构模型 渗碳 18CrNiMo7-6合金钢
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层间距对棒材送进式搅拌摩擦沉积增材2219铝合金组织及力学性能影响
8
作者 江小辉 戴园城 +1 位作者 郭维诚 杨天豪 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期102-111,共10页
为了提高航天高强韧2219-T8铝合金的固相增材制造性能,采用搅拌摩擦沉积工艺分别制备了层间距为1 mm,1.5 mm和2 mm的单道多层沉积件,分析了层间距对沉积件微观组织和力学性能的影响.结果表明,层间距从2 mm减小到1 mm时,沉积件的致密无... 为了提高航天高强韧2219-T8铝合金的固相增材制造性能,采用搅拌摩擦沉积工艺分别制备了层间距为1 mm,1.5 mm和2 mm的单道多层沉积件,分析了层间距对沉积件微观组织和力学性能的影响.结果表明,层间距从2 mm减小到1 mm时,沉积件的致密无缺陷区域从24.5 mm扩大到33 mm,材料结合更加充分;同时沉积件的晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从3.69μm减小到2.27μm;沉积件的硬度没有明显变化,整体上硬度梯度增大,但均质性更好;沉积件构建方向的抗拉强度和断后伸长率分别提高了26 MPa和3%,而纵向的力学性能变化不大.当层间距为1 mm时,沉积件表现出最优的材料性能,屈服强度达122 MPa,抗拉强度达207 MPa,断后伸长率达7%,平均硬度达75.6 HV. 展开更多
关键词 层间距 增材制造 搅拌摩擦沉积 铝合金 组织和力学性能
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Ag-Cu-Ti钎焊蓝宝石/中间层/TC4合金接头剪切性能 被引量：1
9
作者 刘全明 肖俊峰 +3 位作者 唐文书 高松 孙华为 龙伟民 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期55-61,共7页
陶瓷/金属钎焊连接面临钎料对陶瓷表面润湿性差和钎焊接头残余应力难缓解等问题,文中分析了Ag-Cu-Ti系活性钎料和中间层特性对蓝宝石/TC4合金钎焊接头剪切性能的影响.结果表明,随着Ti元素含量增加,Ag-Cu-Ti系钎料熔化温度升高,固液相线... 陶瓷/金属钎焊连接面临钎料对陶瓷表面润湿性差和钎焊接头残余应力难缓解等问题,文中分析了Ag-Cu-Ti系活性钎料和中间层特性对蓝宝石/TC4合金钎焊接头剪切性能的影响.结果表明,随着Ti元素含量增加,Ag-Cu-Ti系钎料熔化温度升高,固液相线温度区间相同.Ag-Cu-3Ti钎料熔化物相主要包括银基、钛基和晶体相等,晶体相主要包括CuTi,Cu_(3)Ti,CuO,TiO,Cu_(2)O,Ti_(2)O和TiAg等;蓝宝石与钎料之间形成致密冶金反应层,其组织主要由银基、铜基固溶体和多种稳定金属间化合物组成.采用Ag-Cu-3Ti钎料在870℃/20 min钎焊工艺下,添加0.2 mm 4J29片、铜片、钼片、钛纤维多孔材料、2 mm铜和钼片作中间层,钎焊蓝宝石/TC4合金接头剪切强度分别为26.74 MPa,15.20 MPa,15.78 MPa,3.11 MPa,23.73 MPa和30.49 MPa,蓝宝石/2 mm钼片/TC4合金钎焊接头剪切强度较理想. 展开更多
关键词 蓝宝石 TC4合金 AG-CU-TI钎料 中间层 剪切强度
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Hf含量对NiCoCrAlY黏结层合金相组成及高温氧化性能影响
10
作者 薛瑞 张婧 +4 位作者 辛文彬 宋希文 常振东 牟仁德 蔡妍 《材料工程》 北大核心 2025年第6期24-34,共11页
相组成和结构对于黏结层合金的抗高温氧化性能起着重要作用,而合金的抗高温氧化性能又直接影响其制备的热障涂层的服役性能与工作寿命。采用Thermo-Calc热力学计算、X射线衍射仪、场发射扫描电镜等分析手段研究不同Hf含量对NiCoCrAlY黏... 相组成和结构对于黏结层合金的抗高温氧化性能起着重要作用,而合金的抗高温氧化性能又直接影响其制备的热障涂层的服役性能与工作寿命。采用Thermo-Calc热力学计算、X射线衍射仪、场发射扫描电镜等分析手段研究不同Hf含量对NiCoCrAlY黏结层合金相组成和结构、1150℃等温氧化过程及Hf等元素分布特征的影响。热力学理论计算及室温组织观察结果表明,含0.5%(质量分数,下同)和1%Hf的黏结层合金相组成均以FCC_L12结构的γ′-Ni_(3)Al相与BCC_B2结构的β-NiAl相为主。Hf含量由0.5%增加到1%后,合金的液相线温度由1422℃降低为1418℃,固相线温度从1297℃降低至1287℃,凝固区间温度增加,α-Cr相析出温度由860℃提高到880℃,1000~1250℃温度范围内含0.5%Hf的黏结合金β-NiAl相含量高于1.0%Hf。不同Hf含量黏结层合金200 h等温氧化分析结果表明,氧化增重量与氧化时间曲线均符合典型抛物线氧化动力学规律。随着合金中Hf含量由0.5%增加到1.0%,合金的平均氧化速率由(0.15±0.008)g·m^(-2)·h^(-1)增加到(0.32±0.006)g·m^(-2)·h^(-1),拟合的抛物线氧化速率常数k_(p)则由4.163 g^(2)·m^(-4)·h^(-1)增加到9.337 g^(2)·m^(-4)·h^(-1)。氧化物相及形貌分析表明:氧化后合金表面主要由致密的Al_(2)O_(3)组成;由合金截面观察到深灰色衬度的Al_(2)O_(3)膜,氧化膜中还分布着白色衬度的HfO_(2)相,且随着Hf含量上升,氧化膜中分布着的HfO_(2)由不连续的点状分布转变为长条形的连续分布,内氧化的HfO_(2)颗粒数量与面积增加,贫Al层的厚度也大大提升。 展开更多
关键词 黏结层 高温氧化 Hf改性 相组成 NiCoCrAlY合金
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火炮身管内壁等离子渗镀Ta-W合金层及性能研究
11
作者 石龙 魏东博 +3 位作者 谷佳慧 陈小虎 徐永东 张平则 《表面技术》 北大核心 2025年第5期106-115,共10页
目的通过等离子渗镀技术制备Ta-W合金层,提高火炮身管内壁的耐磨损和抗烧蚀性能。方法采用等离子渗镀技术在炮钢试样表面制备Ta-W合金层,通过在恒温500℃下进行摩擦磨损试验,对比分析基体和Ta-W合金层的耐磨性能,采用氧乙炔烧蚀试验评价... 目的通过等离子渗镀技术制备Ta-W合金层,提高火炮身管内壁的耐磨损和抗烧蚀性能。方法采用等离子渗镀技术在炮钢试样表面制备Ta-W合金层,通过在恒温500℃下进行摩擦磨损试验,对比分析基体和Ta-W合金层的耐磨性能,采用氧乙炔烧蚀试验评价Ta-W合金层的抗烧蚀性能。结果Ta-W合金层表面致密均匀,截面合金层元素呈梯度分布,合金层与基体间实现了冶金结合。Ta-W合金层主要为α-Ta相,存在(211)面择优取向。在500℃(恒温)、15min、3种载荷条件下,基体的磨损率分别为7.49×10^(-5)、4.2×10^(-5)、7.7×10^(-5)mm^(3)/(N·m),而Ta-W合金层的磨损率分别为1.77×10^(-5)、1.53×10^(-5)、3.38×10^(-5)mm^(3)/(N·m);Ta-W合金层的摩擦因数在同一载荷下变化不大,而摩擦因数的上下波动程度明显降低。通过氧乙炔烧蚀15 s后,炮钢基体的质量损失和质量烧蚀率分别为5.78mg和0.34mg/s,Ta-W合金层的质量损失和质量烧蚀率分别为5.02 mg和0.28 mg/s。Ta-W合金层的烧蚀产物主要为WO_(3)、Ta_(2)O_(5)。结论Ta-W合金层的磨损率分别为炮钢基体的23.63%、36.00%、43.84%,耐磨性能显著提高,磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损。通过表面等离子渗镀Ta-W合金层,有效提升了炮钢基体的抗烧蚀性能,Ta-W合金层的烧蚀失效机制为高温气流侵蚀导致的WO_(3)、Ta_(2)O_(5)熔化-脱落过程的反复循环。 展开更多
关键词 火炮身管 等离子渗镀 Ta-W合金层 微观结构 高温磨损 氧乙炔烧蚀
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改性元素Re对NiCoCrAlY黏结层合金组织及性能的影响
12
作者 常振东 张婧 +3 位作者 辛文彬 牟仁德 宋希文 蔡妍 《材料工程》 北大核心 2025年第6期35-43,共9页
MCrAlY黏结层材料的相组织及性能对提高涡轮叶片热障涂层服役稳定性和使用寿命至关重要。采用Thermo-Calc热力学计算软件、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜、热膨胀仪等研究了Re改性NiCoCrAlY黏结层合金的组织特征、热膨胀性和... MCrAlY黏结层材料的相组织及性能对提高涡轮叶片热障涂层服役稳定性和使用寿命至关重要。采用Thermo-Calc热力学计算软件、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜、热膨胀仪等研究了Re改性NiCoCrAlY黏结层合金的组织特征、热膨胀性和抗高温氧化性。结果表明:改性黏结层合金以β-NiAl相为主还有少量σ-CoCr、α-Cr、Ni_(5)Y相,稀土元素Y与Ni结合形成Ni_(5)Y,改性元素Re则主要固溶于α-Cr和σ-CoCr相。当温度由室温升高到1200℃时,改性黏结层合金的热膨胀系数为(18.1±0.1)×10^(-6) K^(-1)。当1100℃等温氧化时间达到100 h,氧化膜和贫铝层厚度分别为(2.44±0.09)μm和(2.53±0.33)μm,氧化速率为(0.06±0.01)g·m^(-2)·h^(-1),达到完全抗氧化级对氧化速率的要求。与常规MCrAlY黏结层合金相比,1200℃热膨胀系数减小了12%,1100℃氧化100 h的增重速率降低了25%,即Re改性NiCoCrAlY黏结层合金具有更低的热膨胀性和更高的抗氧化性,能够为高性能MCrAlY黏结层材料的研制提供设计思路。 展开更多
关键词 NiCoCrAlY黏结层合金 Re改性 热膨胀性 抗氧化性
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铝合金作动部件表面复合PTFE硬氧膜层减摩抗磨性能
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作者 胡波 任俊辉 +3 位作者 石晓飞 白常宁 强力 张俊彦 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期278-289,共12页
铝合金材料比强度高、易于加工,但表面硬度低,耐磨性差,其表面经硬质阳极氧化处理后具有耐磨、绝缘及耐腐蚀性等,广泛应用于航空作动系统。然而,硬质阳极氧化膜层(硬氧膜层)存在孔隙率大、表面粗糙度及摩擦因数高等问题,易加剧摩擦配副... 铝合金材料比强度高、易于加工,但表面硬度低,耐磨性差,其表面经硬质阳极氧化处理后具有耐磨、绝缘及耐腐蚀性等,广泛应用于航空作动系统。然而,硬质阳极氧化膜层(硬氧膜层)存在孔隙率大、表面粗糙度及摩擦因数高等问题,易加剧摩擦配副磨损而泄漏,严重制约其实际服役。为了改善铝合金硬质阳极化膜层表面粗糙度,提升其减摩性能以满足新一代航空作动部件对减重及高机动性的服役需求,利用原位合成技术在铝合金表面制备复合PTFE硬氧膜层,研究表面粗糙度对其表面复合PTFE硬氧膜层和传统硬氧膜层不同配副方式下摩擦磨损行为的影响,并对复合PTFE硬氧膜层耐磨性能进行工程化模拟验证。研究结果表明:复合PTTE硬氧膜层较传统硬氧涂层更加致密,且硬度更高;其摩擦因数(0.08)较传统硬氧涂层(0.14)降低约40%,磨损量则降低2个数量级;在产品功能性试验中未发现脱落,磨损量小,能够满足产品性能需求;在产品实际使用中具有自抛光效应,这更有利于缩短产品生产周期及大幅度降低成本。提出一种更有利于缩短产品生命周期、大幅降低成本的复合硬氧膜层工艺,并在产品功能性试验中得到检验,在工程化应用中具有重要的推广意义。 展开更多
关键词 铝合金作动部件 复合PTFE硬质阳极化膜层 摩擦学性能 工程化验证
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某单层铝合金网壳结构施工过程的关键问题研究
14
作者 郝贤哲 武启宇 +4 位作者 闫亚杰 陈冉 王时贵 郭昱 张泽平 《太原理工大学学报》 北大核心 2025年第2期235-245,共11页
【目的】针对山西首个单层铝合金网壳结构现场施工的关键问题,开展了下部悬挑长度12.9 m雨篷结构与上部直径58.3 m单层铝合金网壳结构现场施工顺序相互影响分析。【方法】基于现场施工场地条件,建立施工全过程FE模型,进行了4种顶升点布... 【目的】针对山西首个单层铝合金网壳结构现场施工的关键问题,开展了下部悬挑长度12.9 m雨篷结构与上部直径58.3 m单层铝合金网壳结构现场施工顺序相互影响分析。【方法】基于现场施工场地条件,建立施工全过程FE模型,进行了4种顶升点布置的对比分析。【结果】确定了“单圈12个顶升点”布置方案、当顶升点水平投影圆的直径取网壳水平投影圆直径的3/5时顶升方案最佳。通过开展同步顶升仿真分析,选取了顶升支架、给出了顶升点临时构造措施,计算确定了不锈钢螺栓的初拧扭矩27 N∙m,给出了首次顶升时对网壳缺口应采取的临时措施。通过对“悬空”网壳的分析,给出了网壳落架前后杆件安装顺序及相关临时措施;根据近9年的气象资料及网壳施工月份,选取了11.3℃作为网壳结构的理论“合拢”温度,并分析了升温、降温对网壳内力及变形的影响。研究成果可为铝合金网壳施工方案的制订提供借鉴。 展开更多
关键词 铝合金 单层网壳 不锈钢螺栓 安装顺序 同步顶升 支座固定
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钛合金前处理后时间对其表面溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响
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作者 杨众 于美 +2 位作者 张欣然 代徐勉 刘建华 《表面技术》 北大核心 2025年第10期141-150,共10页
目的 阐明工序转移时间即前处理后自然氧化时间对钛合金表面溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响机制。方法 Ti-6Al-4V(TC4)合金表面经活化前处理后自然氧化0~36 h不同时间,模拟前处理后涂装工序前的转移时间。通过研究膜层与TC4基体界面... 目的 阐明工序转移时间即前处理后自然氧化时间对钛合金表面溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响机制。方法 Ti-6Al-4V(TC4)合金表面经活化前处理后自然氧化0~36 h不同时间,模拟前处理后涂装工序前的转移时间。通过研究膜层与TC4基体界面形貌,分析氧化时间对TC4合金表面电化学性质、化学组成以及溶胶凝胶润湿性等的影响规律,采用拉开法测试TC4合金与底漆间的结合强度,采用划格法进一步研究盐雾试验前后的结合强度并进行等级评价,最终提出氧化时间对溶胶凝胶成膜行为及膜层性能的影响机制。结果 在0~36h自然氧化时间范围内,氧化时间对TC4合金试样表面氧化膜耐蚀性无明显影响;钛合金表面与溶胶凝胶的接触角增大,由前处理后的4.5°上升至自然氧化36 h时的44.3°;溶胶凝胶在TC4合金表面的附着功呈减小趋势,由酸洗活化后的103.94 mJ/m^(2)下降到自然氧化36 h时的89.33 mJ/m^(2)。涂覆成膜后,自然氧化时间对涂敷溶胶凝胶膜层的TC4合金与丙烯酸聚氨酯底漆之间的结合强度影响不大,结合强度等级均评定为0级,但经过240 h中性盐雾试验后,随着自然氧化时间延长,丙烯酸聚氨酯底漆大面积脱落。结论 前处理后自然氧化时间延长,钛合金表面羟基(—OH)极性基团含量降低,而表面氧化物含量增加,阻碍钛合金表面与溶胶凝胶间的缩聚程度,不利于溶胶凝胶的成膜,当侵蚀性离子渗透到溶胶凝胶膜层与TC4合金基体界面孔隙,会破坏溶胶凝胶膜层结构,导致丙烯酸聚氨酯底漆大面积脱落。因此,应严格控制前处理后涂膜的时间,缩短工序间隔时间。 展开更多
关键词 钛合金 工序转移时间 自然氧化时间 溶胶凝胶 成膜行为 膜层性能
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铜合金表面DLC涂层摩擦学特性研究
16
作者 纪磊磊 喻岚 +2 位作者 唐华 于爽爽 李多生 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7230-7236,共7页
采用磁控增强PVD/CVD复合沉积方法,在铜合金表面沉积Cr/Cr+WC/WC-DLC/DLC多层涂层,通过设计中间梯度层WC-DLC的厚度,期望提高铜合金的力学性能。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱对DLC涂层微结构进行表征,运用纳米压痕... 采用磁控增强PVD/CVD复合沉积方法,在铜合金表面沉积Cr/Cr+WC/WC-DLC/DLC多层涂层,通过设计中间梯度层WC-DLC的厚度,期望提高铜合金的力学性能。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱对DLC涂层微结构进行表征,运用纳米压痕仪、纳米划痕测试仪及往复干式摩擦计对其力学性能进行研究。结果表明,随着中间梯度层厚度的增加,DLC涂层的纳米压痕硬度从12.9 GPa先降低到11.4 GPa后上升到14.6 GPa。铜合金与DLC涂层的结合力达到HF-1级。这种梯度层间设计使得铜锡合金与DLC涂层结合力及硬度显著提高。稳态时摩擦系数为0.089(Si_(3)N_(4))和0.193(GCr15)。相比于铜合金基体,DLC涂层呈现优异的摩擦学性能。 展开更多
关键词 DLC 中间梯度层 摩擦磨损性能 铜合金 PVD/CVD
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层间等待时间对5356铝合金电弧增材制造组织与性能的影响研究
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作者 王月杰 陈小康 +1 位作者 王浩博 周建平 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第3期149-156,共8页
针对铝合金电弧增材制造过程中层间热积累过多导致试件尺寸精度较差和输出质量较低的问题,进行了不同层间等待时间(0、15、30、45 s)对5356铝合金电弧增材制造微观组织与力学性能的影响研究,分析了不同层间等待时间下多层单道直壁体试... 针对铝合金电弧增材制造过程中层间热积累过多导致试件尺寸精度较差和输出质量较低的问题,进行了不同层间等待时间(0、15、30、45 s)对5356铝合金电弧增材制造微观组织与力学性能的影响研究,分析了不同层间等待时间下多层单道直壁体试件成形尺寸的特点,并进行了显微组织分析、显微硬度和拉伸性能等力学性能测试。研究表明,层间等待时间对5356铝合金电弧增材制造直壁体试件的宏观形貌影响显著,且随着层间等待时间由0 s逐渐增大到45 s时,直壁体试件宽度减小了1.65 mm,单层高度增大了0.37 mm;显微组织主要由α-Al基体和β-Al_(3)Mg_(2)相组成,且随着层间等待时间增加,粗大的β组织尺寸减小、密度增大;随着层间等待时间的增加,水平和垂直试样的抗拉强度和伸长率均增大,且水平方向试样抗拉强度和伸长率均比垂直方向试样稍高;不同层间等待时间下拉伸试样断口均分布着大量的韧窝,并随着层间等待时间增加,韧窝尺寸逐渐增大,且分布更加均匀,塑性变形能力增强。为5356铝合金电弧增材制造技术应用提供理论基础。 展开更多
关键词 层间等待时间 5356铝合金 电弧增材制造 显微组织 力学性能
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电解液中Ti_(3)SiC_(2)颗粒含量对6063合金微弧氧化层组织及耐腐蚀性能的影响
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作者 刘涛 商剑(导师) +1 位作者 范紫旭 李茜 《机械工程材料》 北大核心 2025年第1期76-81,共6页
配制由10 g·L^(-1)Na_(2)SiO_(3)、2 g·L^(-1)NaOH和xg·L^(-1)Ti3AlC2纳米颗粒(x=1,2,4,8)组成的电解液,在电解液中对6063合金进行微弧氧化,研究了电解液中Ti_(3)SiC_(2)质量浓度对微弧氧化层形貌、表面粗糙度、微区成... 配制由10 g·L^(-1)Na_(2)SiO_(3)、2 g·L^(-1)NaOH和xg·L^(-1)Ti3AlC2纳米颗粒(x=1,2,4,8)组成的电解液,在电解液中对6063合金进行微弧氧化,研究了电解液中Ti_(3)SiC_(2)质量浓度对微弧氧化层形貌、表面粗糙度、微区成分、物相组成和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着Ti_(3)SiC_(2)质量浓度增加,微弧氧化层中孔隙数量增多,微裂纹逐渐扩展,致密性降低;不同Ti_(3)SiC_(2)质量浓度下的微弧氧化层均含有铝、α-Al_(2)O_(3)、γ-Al_(2)O_(3)以及少量Ti_(3)SiC_(2)相;当Ti_(3)SiC_(2)质量浓度为4 g·L^(-1)时,微弧氧化层的表面粗糙度最小,自腐蚀电位最大,自腐蚀电流密度最小,容抗弧半径最大,相位角在中频时最高、最接近90°,频率趋于0时的阻抗模值最大,该条件下制备的微弧氧化层耐腐蚀性能最好。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化层 Ti_(3)SiC_(2) 耐腐蚀性能
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面向CFRP/铝合金叠层材料制孔刀具的涂层性能研究
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作者 宋畅 王浩斌 +3 位作者 张秀云 洪常意 李骥 王奔 《工具技术》 北大核心 2025年第8期63-68,共6页
为提高CFRP/铝合金叠层材料制孔质量,满足CFRP和铝合金板装配连接性能的要求,开展不同涂层刀具分别钻削CFRP和铝合金的钻孔试验。通过分析钻削过程中的轴向力、孔径精度、刀具磨损和孔出口质量,探究两种涂层刀具对CFRP/铝合金叠层材料... 为提高CFRP/铝合金叠层材料制孔质量,满足CFRP和铝合金板装配连接性能的要求,开展不同涂层刀具分别钻削CFRP和铝合金的钻孔试验。通过分析钻削过程中的轴向力、孔径精度、刀具磨损和孔出口质量,探究两种涂层刀具对CFRP/铝合金叠层材料的制孔性能。研究结果表明:AN涂层刀具在钻削CFRP和铝合金时轴向力更大;类金刚石涂层刀具相比于AN涂层刀具的制孔出口质量更加优异;类金刚石涂层刀具的制孔精度更高,孔径差值更小,在CFRP/铝合金材料叠层制孔时性能更优。 展开更多
关键词 CFRP/铝合金叠层材料 涂层刀具性能 类金刚石涂层 AN涂层
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CoCrFeNiMn高熵合金中间层热等静压扩散连接钛/铝接头组织和性能
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作者 麻相龙 曹睿 +3 位作者 徐灏 周宁 高爽 徐志伟 《材料导报》 北大核心 2025年第12期149-155,共7页
采用CoCrFeNiMn高熵合金作为中间层进行TC4钛合金和6061铝合金的异种金属热等静压扩散连接实验,研究了接头的微观结构、力学性能和耐蚀性能。结果表明,接头形成了连续的结合界面,结合界面由层状的TiAl_(3)、块状的Al-Fe相及两侧母材组成... 采用CoCrFeNiMn高熵合金作为中间层进行TC4钛合金和6061铝合金的异种金属热等静压扩散连接实验,研究了接头的微观结构、力学性能和耐蚀性能。结果表明,接头形成了连续的结合界面,结合界面由层状的TiAl_(3)、块状的Al-Fe相及两侧母材组成。CoCrFeNiMn高熵合金的加入阻碍了Ti、Al的过量混合,一定程度上抑制了Ti-Al金属间化合物的生成,结合界面形成了厚度仅为1μm的TiAl_(3)相。接头的拉伸试验和断口形貌观察显示断裂发生于高熵合金过渡层与6061铝合金之间,断裂模式为脆性断裂,最大抗拉强度达到120 MPa。接头及母材的动电位极化曲线显示接头的腐蚀电位位于两母材之间,腐蚀电流密度高于两母材,表明接头的耐蚀性高于6061铝母材,而腐蚀速率高于两母材,接头腐蚀形貌显示腐蚀行为主要为点蚀。 展开更多
关键词 热等静压扩散连接 Ti/Al异种接头 高熵合金中间层 微观组织 连接性能
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