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基于机器学习的合金钢拉伸性能预测及SHAP特征分析
1
作者 曹健 刘立忠 +1 位作者 李耀威 刘双 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第4期393-402,共10页
利用数据驱动的机器学习方法,将成形工艺和化学成分作为输入特征,对材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率进行预测.采用局部离群因子(LOF)法对样本进行有效的异常值检测剔除,建立支持向量机回归、随机森林、极限梯度提升和多层感知机4种机... 利用数据驱动的机器学习方法,将成形工艺和化学成分作为输入特征,对材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率进行预测.采用局部离群因子(LOF)法对样本进行有效的异常值检测剔除,建立支持向量机回归、随机森林、极限梯度提升和多层感知机4种机器学习算法,并对算法进行网格搜索超参数及5折交叉验证.结果表明,除支持向量机回归外的3种算法均表现出较好的拟合效果.结合沙普利可加性模型解释(SHAP)方法和特征重要性分析,为机器学习算法的预测过程增加可解释性,分析样本特征对合金钢拉伸性能的影响. 展开更多
关键词 机器学习 合金钢 拉伸性能 SHAP
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深冷循环分级时效对Cu-Ni-Co-Si合金性能及析出行为的影响
2
作者 魏翔 李佳靖 +5 位作者 孙浩 杨瑶琦 张冬依 郑济森 孙栋 张峻嘉 《材料与冶金学报》 北大核心 2025年第4期403-412,共10页
利用XRD,SEM,TEM,导电和力学性能检测等手段,系统研究了冷轧态Cu-1.8Ni-0.7Co-0.6Si合金(质量分数,%)深冷循环分级时效处理后组织与性能的变化.结果表明:深冷处理可以促进循环后高温时效过程中(Ni, Co)_(2)Si相的形核,使析出相尺寸呈与... 利用XRD,SEM,TEM,导电和力学性能检测等手段,系统研究了冷轧态Cu-1.8Ni-0.7Co-0.6Si合金(质量分数,%)深冷循环分级时效处理后组织与性能的变化.结果表明:深冷处理可以促进循环后高温时效过程中(Ni, Co)_(2)Si相的形核,使析出相尺寸呈与循环次数相关的多尺度梯度分布;分级时效可以充分挖掘合金的析出潜力,使析出更加彻底.深冷循环分级时效处理后,合金展现出了优异的综合性能,硬度(HV)为254.73,抗拉强度为791.6 MPa,电导率为48.5%IACS(国际退火铜标准). 展开更多
关键词 Cu-Ni-Co-Si合金 深冷循环分级时效 析出强化 组织与性能
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钢铁材料超塑性研究现状与发展 被引量：2
3
作者 张鸿涛 李凯华 +3 位作者 孙胜辉 闫海乐 丁桦 蔡明晖 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第5期478-488,共11页
超塑性是一个重要的材料科学研究领域.材料在超塑性变形时具有低流动应力、无颈缩、易成形等特点,能够解决材料难变形和复杂结构件难成形等问题。超塑成形(superplastic forming,SPF)是利用金属材料的超塑性对板料进行加工,以获得各种... 超塑性是一个重要的材料科学研究领域.材料在超塑性变形时具有低流动应力、无颈缩、易成形等特点,能够解决材料难变形和复杂结构件难成形等问题。超塑成形(superplastic forming,SPF)是利用金属材料的超塑性对板料进行加工,以获得各种所需形状零件的一种成形工艺.目前,已有多个行业采用该工艺加工数千吨金属零件,在航空航天和汽车行业得到尤为广泛的应用.然而,实现材料的超塑性变形需要等轴细晶的均匀组织.当材料不具备这种组织条件时,需要进一步的预处理,这将增加金属零件的制备难度和成本。因此,实现非均匀组织材料的超塑性变形能够有效降低生产成本,提高成形质量.本文中介绍了超高碳钢、双相不锈钢和低中碳钢等钢铁材料的超塑性发展情况,并结合粗晶材料超塑性机理和共生现象,分析了超塑性变形过程中非均匀组织的动态演变.同时,还总结了非均匀组织超塑性材料目前存在的问题,并对超塑性钢铁材料的未来发展方向进行展望. 展开更多
关键词 非均匀组织 超塑性 共生 晶界滑动 钢铁材料
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装炉方式对BN1TL不锈钢边部鳞折缺陷的影响
4
作者 孟新宇 管国富 +4 位作者 邹宇明 黄德川 李中杰 唐正友 丁桦 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2024年第3期256-263,共8页
利用ABAQUS软件对BN1TL不锈钢在步进式加热炉内的加热过程进行分析,使用JMatPro软件模拟计算了BN1TL连铸坯在平衡状态下的凝固过程并绘制出凝固相图,同时还研究了不同装炉方式下连铸坯的析出行为.结果表明:在凝固过程中,随着温度的降低... 利用ABAQUS软件对BN1TL不锈钢在步进式加热炉内的加热过程进行分析,使用JMatPro软件模拟计算了BN1TL连铸坯在平衡状态下的凝固过程并绘制出凝固相图,同时还研究了不同装炉方式下连铸坯的析出行为.结果表明:在凝固过程中,随着温度的降低,连铸坯晶界碳化物数量逐渐增多;在加热初期,连铸坯边部区域会产生较大热应力,热冲击和晶界弱化的共同作用会降低边部质量,使冷装装炉方式下边部应力集中及晶界弱化的程度均大于热装装炉方式,这是冷装装炉方式比热装装炉方式鳞折缺陷率高的根本原因;经冷装装炉方式加工的板材卷取后,晶界碳化物数量仍较多,这可能会影响后续冷轧等工艺阶段. 展开更多
关键词 BN1TL不锈钢 鳞折缺陷 装炉方式 温度应力场 析出相
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等通道转角挤压对ZM61镁合金组织与性能的影响 被引量：2
5
作者 张校烽 李英龙 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2022年第6期428-434,441,共8页
以ZM61镁合金为研究对象,在350℃下,采用Bc路径对ZM61镁合金进行了4道次的等通道转角挤压(ECAP),研究了挤压道次对ZM61镁合金的第二相、微观结构及力学性能的影响.结果表明:4道次ECAP处理后,晶界上连续网状Mg-Zn相被剪切成颗粒状弥散分... 以ZM61镁合金为研究对象,在350℃下,采用Bc路径对ZM61镁合金进行了4道次的等通道转角挤压(ECAP),研究了挤压道次对ZM61镁合金的第二相、微观结构及力学性能的影响.结果表明:4道次ECAP处理后,晶界上连续网状Mg-Zn相被剪切成颗粒状弥散分布在基体组织中,合金的平均晶粒尺寸由200μm减小到20μm,晶粒尺寸较为均匀,主要原因是形变诱导引发的晶粒破碎和挤压过程中发生的动态再结晶现象;挤压过程中,晶粒取向发生改变,织构由原来基面的随机织构转变成ECAP变形后的剪切织构;同时,ECAP可显著提高ZM61镁合金的力学性能,细晶强化是其中主要的强化机制,挤压4道次后合金的极限抗拉强度、伸长率较原始状态分别提高了110%和486%;ECAP处理后合金的拉伸断裂方式由脆性断裂转变为混合断裂. 展开更多
关键词 ZM61镁合金 等通道转角挤压 晶粒细化 动态再结晶 力学性能
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氨水水热法制备片状氧化铋
6
作者 许多 刘立忠 +1 位作者 冯宇 刘恩齐 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第2期141-146,共6页
片状氧化铋在光催化、传感器、电子器件等方面有着广泛应用,并且可用于制备叠层复合材料.本文中以五水硝酸铋为原料、硝酸为溶解剂、氨水为矿化剂,采用水热法制备了一种片状氧化铋粉末,探讨了不同工艺对氧化铋粉末微观形貌的影响.结果表... 片状氧化铋在光催化、传感器、电子器件等方面有着广泛应用,并且可用于制备叠层复合材料.本文中以五水硝酸铋为原料、硝酸为溶解剂、氨水为矿化剂,采用水热法制备了一种片状氧化铋粉末,探讨了不同工艺对氧化铋粉末微观形貌的影响.结果表明:当反应时间为12 h、铋的浓度为0.1 mol/L、反应温度为180℃时,氧化铋的片状形貌最为明显,且纯度较高. 展开更多
关键词 片状粉末 水热法 氧化铋
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形变热处理工艺对Cu-Fe-P合金组织与性能的影响 被引量：2
7
作者 郑济森 张峻嘉 +1 位作者 唐天轶 付莹 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第5期489-494,共6页
Cu-Fe-P合金凭借优异的综合性能和低廉的制备成本,被广泛应用于集成电路引线框架的制备.随着对材料强度和电导率要求的愈发苛刻,如何进一步提高Cu-Fe-P合金的性能以满足使用要求成为当前的研究重点.本文中从成分设计与工艺优化两方面着... Cu-Fe-P合金凭借优异的综合性能和低廉的制备成本,被广泛应用于集成电路引线框架的制备.随着对材料强度和电导率要求的愈发苛刻,如何进一步提高Cu-Fe-P合金的性能以满足使用要求成为当前的研究重点.本文中从成分设计与工艺优化两方面着手,采用双级变形+时效的形变热处理方法使Cu-3.19Fe-0.024P-0.077Zn合金性能得到显著提高.当合金强度达到477.1 MPa时,维氏硬度达到157.5,电导率保持在51.3%IACS. 展开更多
关键词 CU-FE-P合金 形变热处理 显微组织 性能
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Al含量对中锰高铝钢组织性能的影响
8
作者 李金典 何东霖 +2 位作者 胡晓 高启涵 丁桦 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第4期371-378,共8页
选取Fe-12Mn-6Al-1C钢和Fe-12Mn-8Al-1C钢作为研究对象,采用实验与模拟相结合的方法对Fe-12Mn-8Al-1C双相钢的应力-应变分配行为进行研究,分析不同Al含量下实验钢微观组织及宏观力学性能的差异,探索相间应力-应变不兼容对实验钢变形行... 选取Fe-12Mn-6Al-1C钢和Fe-12Mn-8Al-1C钢作为研究对象,采用实验与模拟相结合的方法对Fe-12Mn-8Al-1C双相钢的应力-应变分配行为进行研究,分析不同Al含量下实验钢微观组织及宏观力学性能的差异,探索相间应力-应变不兼容对实验钢变形行为的影响.研究结果表明,Al含量的提升会促进铁素体相的形成,进而影响材料性能.针对不同两相比例(体积分数之比)的中锰高铝钢进行的有限元模拟结果显示,铁素体相的存在会引发显著的应力-应变分配行为,从而提升材料的强度. 展开更多
关键词 AL含量 中锰高铝钢 铁素体 有限元模拟 应力-应变分配
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等通道转角挤压工艺对5083铝合金超声空蚀行为的影响
9
作者 蒋宗明 宁莉平 +1 位作者 张校烽 李英龙 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第3期264-271,295,共9页
对5083铝合金进行等通道转角挤压(ECAP)加工,利用超声空蚀设备对ECAP加工前后的5083铝合金试样进行超声空蚀实验,研究了ECAP加工对5083铝合金空蚀行为的影响.结果表明:经ECAP加工后,5083铝合金的平均晶粒尺寸明显减小,硬度也有一定的提... 对5083铝合金进行等通道转角挤压(ECAP)加工,利用超声空蚀设备对ECAP加工前后的5083铝合金试样进行超声空蚀实验,研究了ECAP加工对5083铝合金空蚀行为的影响.结果表明:经ECAP加工后,5083铝合金的平均晶粒尺寸明显减小,硬度也有一定的提升;抗空蚀系数由1.651 h/mm增至2.087 h/mm,提升了约26%,空蚀累计最大质量损失由64.2 mg下降至50.8 mg.结合最大空蚀坑深度和平均空蚀坑深度变化可知,ECAP使5083铝合金发生了加工硬化和强化,以及晶粒细化和第二相弥散分布,从而提升了材料的抗空蚀能力. 展开更多
关键词 5083铝合金 等通道转角挤压 抗空蚀能力 加工硬化 晶粒细化
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新型压铸浇道设计对预结晶组织和孔隙率的影响
10
作者 焦祥祎 王鹏越 +3 位作者 刘亦贤 石利军 王成刚 熊守美 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第5期500-504,共5页
一体化压铸成形技术的发展要求免热处理的铝合金材料具有高的强韧性,然而在成形过程中,大型压铸件会存在预结晶组织(ESC)及孔洞等缺陷,导致其使役性能降低.在压铸过程中,真空度越低,液流充型过程中因卷气所带来的气孔含量越高;而预结晶... 一体化压铸成形技术的发展要求免热处理的铝合金材料具有高的强韧性,然而在成形过程中,大型压铸件会存在预结晶组织(ESC)及孔洞等缺陷,导致其使役性能降低.在压铸过程中,真空度越低,液流充型过程中因卷气所带来的气孔含量越高;而预结晶组织含量越高,在铸件心部越容易产生ESC枝晶网络,大尺寸缩松的含量也因此提高.虽然增加抽真空时间能够提高真空效果,但熔体在压室中长时间停留会增大ESC含量.本研究中通过设计流道的方式来调控充型过程中液体的运动速度,达到破碎分散ESC的目的,减少或避免在铸件中形成大尺寸ESC枝晶网络,降低铸件中的孔隙率.结果表明:在弯折浇道配合的高真空压铸工艺下,ESC实现了均匀分布,试棒中的孔隙率大幅度降低,大尺寸孔洞被消除.该研究结果可为调控压铸件大尺寸ESC和孔洞提供新的思路. 展开更多
关键词 压铸 浇道 预结晶组织 孔隙率
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