小直径薄壁航空导管双翻边成形端头质量控制 被引量：2

1

作者 郭正华 刘声波 +3 位作者 赵刚要 张冉阳 史明智 胡伟 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1-8,共8页

针对小直径薄壁航空导管双翻边成形管件端头实际接触区宽度不均匀的问题,研究了模具参数对成形管件接触区宽度的影响。结果表明:第1道次和第3道次模具参数对结果影响很小,第2道次模具参数影响较大,其中圆角半径和圆角所占夹角有较大影响... 针对小直径薄壁航空导管双翻边成形管件端头实际接触区宽度不均匀的问题,研究了模具参数对成形管件接触区宽度的影响。结果表明:第1道次和第3道次模具参数对结果影响很小,第2道次模具参数影响较大,其中圆角半径和圆角所占夹角有较大影响,半锥角度影响较小,成形管件端头接触区宽度随着第2道次凸模圆角半径的增大明显变宽,随着第2道次圆角所占夹角角度的增大先增宽后变窄,而第2道次半锥角度对接触区宽度影响较小。半锥角度应大于等于圆角所占夹角,基于正交优化方法,得到了最优参数组合为圆角半径R=20 mm,半锥角度为85°,圆角所占夹角为80°,此具有最好的成形效果,成形管件端头接触区宽度得到提升,使管件安装时有较大的密封区域,能有效提升双翻边管端头的密封性能。 展开更多

关键词 5A02薄壁管 双翻边成形 接触区宽度 优化设计 有限元分析

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凸模加载速度对某航空导管双翻边成形不均匀变形的影响 被引量：2

2

作者 赵刚要 余贤文 +3 位作者 张冉阳 陶茂志 魏清华 郭正华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期51-57,共7页

为解决5A02薄壁铝合金导管的不均匀变形影响其成形质量的问题,基于有限元仿真,并结合理论和实验方法,对5A02铝合金管件端头多道次双翻边的不均匀变形进行了深入研究。解决了该成形过程中有限元建模关键技术,建立了导管多道次双翻边成形... 为解决5A02薄壁铝合金导管的不均匀变形影响其成形质量的问题,基于有限元仿真,并结合理论和实验方法,对5A02铝合金管件端头多道次双翻边的不均匀变形进行了深入研究。解决了该成形过程中有限元建模关键技术,建立了导管多道次双翻边成形有限元仿真模型,基于该模型获得了真应力-真应变规律;并提出了不均匀变形度表征方法,研究获得了凸模的加载速度对铝合金管件端头双翻边成形不均匀变形度的影响规律。结果表明,随着凸模加载速度的变大,管件端头第1道次变形的不均匀度先增加后减小,第2道次变形的不均匀度基本保持不变,第3道次变形的管件不均匀度先减小然后增大。较大的变形主要分布在成形区的圆角弯曲部分区域和靠近管件内层外表面的部分区域。 展开更多

关键词 铝合金 多道次双翻边成形 凸模加载速度 有限元分析

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工艺参数对铸态7075铝合金管旋压成形强度的影响

3

作者 陶茂志 赵刚要 +3 位作者 张冉阳 郭正华 余贤文 魏清华 《热加工工艺》 北大核心 2024年第1期139-142,共4页

工艺参数对铸态7075铝合金管旋压成形强度的影响至关重要。本文以抗拉强度与屈服强度作为成形质量指标,系统地分析了压下量、预热温度、进给比和摩擦条件等工艺参数对铸筒旋压件强度的影响。结果表明:随着压下量的增加,管的抗拉强度与... 工艺参数对铸态7075铝合金管旋压成形强度的影响至关重要。本文以抗拉强度与屈服强度作为成形质量指标,系统地分析了压下量、预热温度、进给比和摩擦条件等工艺参数对铸筒旋压件强度的影响。结果表明:随着压下量的增加,管的抗拉强度与屈服强度增加;随着预热温度的上升或者进给比的增加,管的抗拉强度与屈服强度先增加后减少;随着摩擦系数的增加,管的抗拉强度与屈服强度先增加后减少,但变化不明显。 展开更多

关键词 7075铝合金 铸态管 工艺参数 抗拉强度 屈服强度 旋压成形

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超薄壁波形环橡皮成形回弹仿真分析

4

作者 赵刚要 魏清华 +3 位作者 张冉阳 郭正华 陶茂志 余贤文 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期39-44,共6页

为了调控波形环橡皮成形回弹量,基于ABAQUS/Explicit平台,建立了AM350超薄壁波形环橡皮成形和卸载回弹有限元仿真模型,并通过实验验证了模型的可靠性。采用所建立的有限元模型,研究获得了不锈钢薄壁波形环橡皮成形回弹行为。结果表明:... 为了调控波形环橡皮成形回弹量,基于ABAQUS/Explicit平台,建立了AM350超薄壁波形环橡皮成形和卸载回弹有限元仿真模型,并通过实验验证了模型的可靠性。采用所建立的有限元模型,研究获得了不锈钢薄壁波形环橡皮成形回弹行为。结果表明:卸载回弹后应力减小且分布更为均匀;回弹使波形环外环减薄,内环增厚;波形环径向圆弧处回弹显著,大圆弧半径处回弹量较大;当橡皮压力较小时,随着压力增加,波形环回弹量明显减小;当压力大于2000 kN时,回弹随橡皮压力的增大变化不大;基于上述结果,提出了回弹的补偿方法,实现了双相不锈钢超薄壁波形环橡皮成形回弹的精确控制。 展开更多

关键词 波形环 仿真分析 橡皮成形 回弹 双相不锈钢

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波形环橡皮成形不均匀变形仿真分析 被引量：1

5

作者 魏清华 赵刚要 +3 位作者 张冉阳 陶茂志 余贤文 郭正华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期55-61,共7页

采用仿真与实验相结合的方法,对超薄壁波形环橡皮成形不均匀变形进行分析。解决了该成形过程中有限元建模关键技术,如几何模型的建立、材料模型的建立以及加载边界条件处理等,建立了符合实际又兼顾计算精度的超薄壁波形环橡皮成形有限... 采用仿真与实验相结合的方法,对超薄壁波形环橡皮成形不均匀变形进行分析。解决了该成形过程中有限元建模关键技术,如几何模型的建立、材料模型的建立以及加载边界条件处理等,建立了符合实际又兼顾计算精度的超薄壁波形环橡皮成形有限元仿真模型。基于所建立的仿真模型,分析了该成形过程中的不均匀变形特征。结果表明:随橡皮成形过程的进行,应力和应变先急剧增大,然后平稳缓慢增加,最后基本保持不变;在波形环橡皮成形过程中,应力和应变主要集中在波形的圆弧处,最大值在波谷处;橡皮成形波形环沿环件径向的壁厚增厚率和减薄率小于1%。 展开更多

关键词 波形环 仿真分析 双相不锈钢 不均匀变形 橡皮成形

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选区激光熔化用高强合金钢粉末制备及其成形性研究 被引量：1

6

作者 居琪萍 汪立高 魏明炜 《精密成形工程》 北大核心 2022年第10期139-146,共8页

目的研究真空感应熔炼气雾化法(VIGA)制备球形24CrNiMoY高强钢粉末并验证其激光3D打印性能。方法阐明不同雾化气压对粉末形貌、流动性等粉体特征的影响,分析选区激光熔化技术快速成形合金钢样品的微观组织和力学性能。结果在9.0 MPa雾... 目的研究真空感应熔炼气雾化法(VIGA)制备球形24CrNiMoY高强钢粉末并验证其激光3D打印性能。方法阐明不同雾化气压对粉末形貌、流动性等粉体特征的影响,分析选区激光熔化技术快速成形合金钢样品的微观组织和力学性能。结果在9.0 MPa雾化气压下制备的粉末球形度最佳,粉末松装密度达到4.89 g/cm^(3),流动性能为21.4 s/(50 g),粉末含氧量0.023%,空心球率<3%,粉末的微观组织主要是马氏体。经过激光工艺参数调控,SLM成形合金钢试样的激光熔池内存在两个明显不同的微区:激光熔化区(LMZ)和热影响区(HAZ)。LMZ主要是马氏体组织,HAZ主要为下贝氏体组织。合金钢试样的平均显微硬度为(402±5.7)HV0.2,其抗拉强度达到(1246±12)MPa,断后伸长率为(11.6±0.5)%。结论VIGA方法制备的24CrNiMoY高强钢粉末满足SLM技术使用要求,具有良好的激光3D打印成形性。 展开更多

关键词 24CrNiMoY合金钢 选区激光熔化 气雾化 成形性

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选区激光熔化24CrNiMo高强钢介观尺度数值模拟与实验验证

7

作者 郑少和 李仁花 +4 位作者 魏明炜 陈玉华 王善林 张世一 涂文斌 《精密成形工程》 北大核心 2024年第8期173-181,共9页

目的建立选区激光熔化(SLM)增材制造24CrNiMo高强钢三维粉床模型,通过介观尺度数值模拟探究工艺参数与熔池冶金缺陷形成和演化的内在关联,结合熔道成形试验验证模拟方法的可靠性。方法采用离散元法与有限体积法构建介观尺度模型模拟激... 目的建立选区激光熔化(SLM)增材制造24CrNiMo高强钢三维粉床模型,通过介观尺度数值模拟探究工艺参数与熔池冶金缺陷形成和演化的内在关联,结合熔道成形试验验证模拟方法的可靠性。方法采用离散元法与有限体积法构建介观尺度模型模拟激光与粉末的交互作用,通过提取模拟试样特定位置的熔道形貌、熔池尺寸、传热机制等熔池行为的基本特征,将熔池表面形貌和内部缺陷等模拟结果与SLM实验结果进行对比分析。结果保持激光扫描速度、搭接宽度、粉末层厚和扫描角度等工艺参数不变,随着激光功率从430 W增加到520 W,试样的成形质量呈现先上升后下降的趋势。当激光功率较低时,粉末未充分熔化,表面球化效应严重,内部以未熔合缺陷为主。当激光能量过高时,熔池传热传质剧烈,表面粉末飞溅严重,内部易产生匙孔缺陷。当激光功率为490 W时,可获得表面成形质量高、内部缺陷少的高强钢试样。结论数值模拟结果与SLM试验现象保持一致,建立的介观尺度数值模拟方法可为SLM成形高强钢工艺参数优化和成形质量调控提供理论指导。 展开更多

关键词 选区激光熔化(SLM) 24CrNiMo合金钢 数值模拟 介观尺度 内部缺陷

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时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物生长行为的影响 被引量：2

8

作者 涂文斌 胡志华 +3 位作者 邹雨柔 刘冠鹏 王善林 陈玉华 《材料导报》 北大核心 2025年第6期189-194,共6页

无铅钎料焊点界面金属间化合物是影响焊点可靠性的重要因素。本工作采用扫描电镜研究了时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物形貌及生长动力学的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物... 无铅钎料焊点界面金属间化合物是影响焊点可靠性的重要因素。本工作采用扫描电镜研究了时效时间和Sb添加对Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物形貌及生长动力学的影响。结果表明:随着时效时间的延长,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物厚度逐渐增加,Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物为γ-Cu_(5)Zn_(8)相。Sb添加会减小长时效后的Sn-9Zn-3Bi/Cu焊点界面金属间化合物厚度,其生长系数从0.67μm/h^(1/2)降至0.56μm/h^(1/2)。随着时效时间延长至168 h,焊点界面金属间化合物除了γ-Cu_(5)Zn_(8)相外,还会在靠近Cu基板处形成Cu_(6)Sn_(5)相和靠近钎料侧形成扩散反应层,Sb元素会扩散到焊点界面处Cu_(6)Sn_(5)相中,以固溶体形式存在。 展开更多

关键词 时效时间 Sb添加 Sn-9Zn-3Bi钎料 界面组织 生长系数

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金属/CFRP异种材料连接技术的研究进展及界面结合机理分析 被引量：11

9

作者 张婷婷 朱凯航 +3 位作者 许振波 王艳 安栋财 张体明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期44-54,I0005,I0006,共13页

碳纤维复合材料(CFRP)具有质轻高强、高模量和低膨胀优势,在“陆海空天”等领域应用潜力和需求极大.其中热塑性碳纤维复合材料(CFRTP)近年来快速发展,CFRP和CFRTP与金属结构件的连接技术受到国内外学者和工业界的广泛关注.文中综述了金... 碳纤维复合材料(CFRP)具有质轻高强、高模量和低膨胀优势,在“陆海空天”等领域应用潜力和需求极大.其中热塑性碳纤维复合材料(CFRTP)近年来快速发展,CFRP和CFRTP与金属结构件的连接技术受到国内外学者和工业界的广泛关注.文中综述了金属材料与CFRP连接的主要技术及界面的结合机理;对比分析了不同连接工艺的成形原理,总结了金属与CFRP连接界面的不同作用效果;结合发展现状及未来工程应用需求,对金属/CFRP高质量连接技术瓶颈的突破方向进行了展望.创新点:(1)综述分析了不同连接技术对金属/CFRP结合强度的影响.(2)在不同连接技术基础上系统归纳了金属/CFRP界面的结合机理.(3)展望了金属/CFRP高质量连接技术在工程应用上的突破方向. 展开更多

关键词 金属/碳纤维复合材料 黏接 机械紧固 异种材料连接 界面结合机理

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高强钢电子束倾斜焊接的热源模型及温度场仿真研究

10

作者 高月华 彭立昌 +2 位作者 刘其鹏 熊志皓 王善林 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期25-32,共8页

目的提出一种电子束倾斜焊接的面、体复合热源模型,并探讨电子束倾斜角度对焊接温度场的影响。方法考虑到电子束能量为高斯型分布,基于焊件厚度方向上各层的最大功率密度相等原则,构建了椭圆高斯分布的面热源和椭圆高斯分布的倾斜圆台... 目的提出一种电子束倾斜焊接的面、体复合热源模型,并探讨电子束倾斜角度对焊接温度场的影响。方法考虑到电子束能量为高斯型分布,基于焊件厚度方向上各层的最大功率密度相等原则,构建了椭圆高斯分布的面热源和椭圆高斯分布的倾斜圆台体热源模型。通过推导建立了焊接工艺相同条件下电子束倾斜焊接热源模型与电子束垂直焊接热源模型的关系,进而通过垂直焊接实验间接获得倾斜热源参数。在校核电子束垂直焊接热源模型的基础上对高强钢板的电子束倾斜焊接进行了深入研究。结果与工艺参数相同的条件下的垂直焊接相比,当倾角增大到30°时,钉形熔池下部向前倾斜的程度增加,熔池最高温度升高约5.6%,熔深减小约17.14%,熔池长度增加约11.11%,熔池前方最大温度梯度减小约7.2%,熔池后方上部温度梯度变化不大,下部的温度梯度升高约12.6%。结论随着电子束倾斜角度的增加,熔池最高温度升高,熔池长度增加,深度明显减小,使焊件厚度方向的温度梯度增大。熔池前方最大温度梯度减小,熔池后方下部的温度梯度升高。 展开更多

关键词 电子束倾斜焊接 热源模型 温度场 椭圆高斯分布 数值模拟

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过渡液相扩散焊连接工艺参数对DD407母材液化的影响

11

作者 谭飞 仵艳影 +3 位作者 牛文涛 张成聪 陈玉华 黄永德 《航空制造技术》 2020年第11期50-55,共6页

为了将瞬间液相扩散焊的液相形成过程与固相扩散焊复合,充分利用TLP及固相扩散焊的优点,需要研究接头界面处母材液化规律。选用DD407镍基单晶高温合金作为试验材料,中间层合金采用含B为3.5%的BNi9进行TLP连接,观察母材液化宽度和接头宽... 为了将瞬间液相扩散焊的液相形成过程与固相扩散焊复合,充分利用TLP及固相扩散焊的优点,需要研究接头界面处母材液化规律。选用DD407镍基单晶高温合金作为试验材料,中间层合金采用含B为3.5%的BNi9进行TLP连接,观察母材液化宽度和接头宽度在不同工艺参数下的变化。通过分析得到:母材液化区宽度随着加热温度升高及保温时间增长而增加,在焊接温度为1100℃,保温时间为5min,中间层厚度为150μm的情况下,母材液化的宽度达到65.8μm;中间层厚度对母材液化的影响程度相对较大,主要降熔元素B的总量增加;TLP连接过程中,母材液化的过程为降熔元素B不断向母材中扩散,导致母材液化宽度增加,但随着扩散的进行,B元素的含量逐渐降低引起等温凝固,从而在一定程度上影响了表面清理的效果。 展开更多

关键词 瞬间液相扩散焊(TLP) DD407镍基单晶高温合金 液化程度 中间层合金 保温时间

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液相还原两步法合成纳米铜的工艺研究

12

作者 黄福东 左志超 +2 位作者 陈玉华 王善林 黄永德 《精密成形工程》 2019年第5期161-165,共5页

目的研究液相还原步法制备铜纳米颗粒过程中,工艺参数对铜纳米颗粒形貌尺寸的影响。方法在水体系下,先用葡萄糖将铜离子预还原为氧化亚铜,再使用次亚磷酸钠将氧化亚铜还原成纳米铜颗粒。分别改变反应过程中的PVP添加量、次亚磷酸钠的浓... 目的研究液相还原步法制备铜纳米颗粒过程中,工艺参数对铜纳米颗粒形貌尺寸的影响。方法在水体系下,先用葡萄糖将铜离子预还原为氧化亚铜,再使用次亚磷酸钠将氧化亚铜还原成纳米铜颗粒。分别改变反应过程中的PVP添加量、次亚磷酸钠的浓度以及加热温度,用场发射扫描电镜对所得的产物进行形貌观察。结果 PVP添加量与次亚磷酸钠浓度的提高,都使得铜纳米颗粒的尺寸逐渐减小,并且过量的PVP会造成铜纳米颗粒的团聚;然而随着温度的提高,铜纳米颗粒的尺寸先减小再增大。结论实验的最佳工艺参数为:PVP添加量为2 g,次亚磷酸钠浓度为1.2 mol/L,反应温度为60℃。此条件下所制备出的铜纳米颗粒分散性好、尺寸分布均匀,粒径为400 nm左右。 展开更多

关键词 液相还原法 两步还原法 纳米铜

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基于离散元法的SLM刮刀倾角对粉末铺展行为的影响研究 被引量：3

13

作者 李雯 刘其鹏 +3 位作者 高月华 楚锡华 张昭 王振军 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期774-784,共11页

刮刀倾角对选区激光熔化过程粉末铺展行为有重要影响.基于离散元法建立铺粉数值模型,对不同刮刀倾角的铺粉过程及粉层质量进行模拟研究.针对不同的刮刀倾角,提出一个量化指标对粉层铺展的致密度和均匀性进行综合评估,获得刮刀倾角对粉... 刮刀倾角对选区激光熔化过程粉末铺展行为有重要影响.基于离散元法建立铺粉数值模型,对不同刮刀倾角的铺粉过程及粉层质量进行模拟研究.针对不同的刮刀倾角,提出一个量化指标对粉层铺展的致密度和均匀性进行综合评估,获得刮刀倾角对粉层质量的影响规律.根据颗粒分布及运动特征将粉堆颗粒体系划分为底层区、斜坡区、刮刀影响区和内部区4个区域.针对各区域进行铺粉过程动力学机理的深入研究,包括颗粒运动轨迹和速度场、刮刀前方剪切带、颗粒间力链分布及演化等.研究发现:刮刀倾角小于0时,颗粒体系难以形成完整的环流运动,剪切带较小,流向沉积层的颗粒较少,颗粒间强力链较少,刮刀间隙前方易形成力拱导致颗粒堵塞,进而形成空斑使得沉积层的致密度和均匀性较低.刮刀倾角大于0时,颗粒体系的环流运动较充分,剪切带较大,流向沉积层的颗粒增多,随倾角增大强力链增多,刮刀压实作用增强,有利于沉积层致密度和均匀性的提高.本研究为优化工艺参数、提高粉层沉积质量提供了理论基础. 展开更多

关键词 选区激光熔化 离散单元法 铺粉过程 刮刀倾角 流动机理

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旋转摩擦挤压加工对不同时效态6061铝合金显微组织和力学性能的影响

14

作者 涂文斌 夏春 +5 位作者 王善林 徐卫平 胡锦扬 陈玉华 毛育青 陈宜 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期122-129,共8页

采用旋转摩擦挤压(rotational friction extrusion,RFE)工艺对不同时效态6061铝合金进行加工,研究RFE对不同时效态6061铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:RFE能够破碎6061铝合金中的难熔AlFeMnSi相,导致合金中的AlFeMnSi相细小... 采用旋转摩擦挤压(rotational friction extrusion,RFE)工艺对不同时效态6061铝合金进行加工,研究RFE对不同时效态6061铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:RFE能够破碎6061铝合金中的难熔AlFeMnSi相,导致合金中的AlFeMnSi相细小且分布均匀。预析出粗大Mg2Si相在RFE加工过程中摩擦热和变形作用下,回溶后重新析出,致使预析出粗大Mg2Si相对材料动态再结晶中的粒子激发形核(particle stimulated nucleation,PSN)机制无影响,RFE加工后的晶粒尺寸变化较小。RFE使淬火态6061铝合金强度下降,但长时间时效态6061铝合金经RFE加工后强度得到提升。然而,RFE加工的材料内部存在孔洞,合金断后伸长率降低。 展开更多

关键词 6061铝合金 旋转摩擦挤压 析出相 动态再结晶

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第二相增强铁基非晶复合涂层耐磨性能研究

15

作者 吴鸿燕 郝石磊 +2 位作者 刘慧宇 王善林 赵英 《精密成形工程》 北大核心 2024年第9期190-200,共11页

目的改善涂层的耐磨性能。方法挑选球状碳化钨粉末、块状金属钨粉、类球形氧化铝粉末、片状氧化铝粉末、氮化硅晶须、片状硫化钼粉末以及块状氮化钛粉末作为增强相,制备出铁基非晶复合涂层,分析涂层的组织与显微结构,表征非晶相与第二... 目的改善涂层的耐磨性能。方法挑选球状碳化钨粉末、块状金属钨粉、类球形氧化铝粉末、片状氧化铝粉末、氮化硅晶须、片状硫化钼粉末以及块状氮化钛粉末作为增强相,制备出铁基非晶复合涂层,分析涂层的组织与显微结构,表征非晶相与第二相之间的界面结合,并对不同涂层的耐磨性能进行测试,讨论第二相性质对复合涂层性能产生的影响。结果涂层的摩擦因数主要与表面氧化程度有关,低负载下W、WC以及球状Al_(2)O_(3)颗粒相能够减少涂层表面非晶的晶化,摩擦因数均低于0.3;高负载下非晶涂层的摩擦因数主要受涂层表面硬质相上粉率的影响,提高硬质相的上粉率能有效改善涂层的耐磨性能,上粉率较高的W、球状Al_(2)O_(3)以及WC 3种涂层最终的摩擦因数分别为0.41、0.44以及0.45,其余硬质相占比较低的涂层均在0.48左右。结论涂层磨损主要分为3个阶段:初期的磨合阶段、中期的稳定磨损阶段,以及涂层由于摩擦过程的热量积累出现氧化,当氧化积累到一定程度后就进入后期的剧烈磨损阶段,涂层表面的氧化脱落与新相生成的速度达到平衡,摩擦因数逐渐稳定不再变化。 展开更多

关键词 铁基非晶 复合涂层 耐磨性能 第二相 磨损

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异种有色金属电磁脉冲焊接研究现状及发展趋势 被引量：1

16

作者 王守武 王亚平 +3 位作者 陈玉华 王善林 谢吉林 宋骁 《精密成形工程》 北大核心 2024年第7期12-22,共11页

电磁脉冲焊接技术由电磁脉冲成形技术演化而来,通过电磁力驱动被焊接金属发生高速碰撞,实现碰撞界面的冶金结合进而获得焊接接头,作为一种固相连接技术,尤其适用于性能差异显著的异种材料焊接。随着国内外研究者对电磁脉冲焊接技术的深... 电磁脉冲焊接技术由电磁脉冲成形技术演化而来,通过电磁力驱动被焊接金属发生高速碰撞,实现碰撞界面的冶金结合进而获得焊接接头,作为一种固相连接技术,尤其适用于性能差异显著的异种材料焊接。随着国内外研究者对电磁脉冲焊接技术的深入研究,发现该技术在铝与镁、铝与铜、铝与钛、铝与镍钛等异种有色金属焊接领域的应用前景日益广阔。然而,目前缺乏对异种有色金属电磁脉冲焊接研究现状及发展趋势的综述研究,未能明确该技术在异种有色金属焊接中存在的问题和发展方向。因此,本文详细探讨了异种有色金属电磁脉冲焊接接头的微观结构特征、元素分布规律及显微组织特性,并阐述了接头形成机理,主要包括碰撞界面结合模型和缺陷形成机制。研究发现,不同异种有色金属组合的焊接界面结构明显不同,电磁脉冲焊接接头的力学性能优化需要通过进一步揭示焊接界面结构的形成机制来实现,电磁脉冲焊接技术难以对电学性能差、厚度大以及强度高的材料进行高质量焊接,需要加强相关辅助焊接技术、辅助装备的研究开发。最后对电磁脉冲焊接技术在异种有色金属的焊接过程中存在的问题及未来发展方向进行了展望,提出了未来该技术的研究发展方向,为电磁脉冲焊接技术的相关研究奠定了基础。 展开更多

关键词 电磁脉冲焊接 异种有色金属 界面结构 形成机理 研究现状 发展趋势

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钛合金搅拌摩擦焊搅拌头磨损机理及其涂层强化 被引量：1

17

作者 黄永德 伍大为 +2 位作者 张泽龙 刘强 陈宜 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期45-52,共8页

为了提高钛合金搅拌摩擦焊搅拌头的寿命,在搅拌头表面增加涂层,对比研究表面涂层的作用机理。本文选用无涂层搅拌头和带AlCrN涂层搅拌头对TC4钛合金进行搅拌摩擦焊(FSW)试验,通过3D影像仪表征搅拌头的磨损情况,采用扫描电镜(SEM)及能谱... 为了提高钛合金搅拌摩擦焊搅拌头的寿命,在搅拌头表面增加涂层,对比研究表面涂层的作用机理。本文选用无涂层搅拌头和带AlCrN涂层搅拌头对TC4钛合金进行搅拌摩擦焊(FSW)试验,通过3D影像仪表征搅拌头的磨损情况,采用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)对接头的组织及成分进行分析,研究了AlCrN基涂层对搅拌头的寿命影响规律。试验结果表明,对比无镀层搅拌头,带AlCrN基涂层搅拌头的有效焊接距离由600 mm增加到800 mm,且在焊接800 mm后,仍可获得成形良好,抗拉强度达到母材95.32%的焊接接头。另外,带AlCrN基涂层搅拌头的搅拌针和轴肩磨损率分别减少50.41%和22.41%,AlCrN基涂层可有效提高搅拌头的寿命。对比分析搅拌头的磨损情况发现,无涂层搅拌头的磨损包括磨粒磨损、黏结磨损和氧化磨损,其磨损过程主要包含3个阶段:初始磨损阶段、剧烈磨损阶段和稳定磨损阶段。比较而言,带涂层搅拌头的磨损过程则为“打断”和“撕裂”两个阶段。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 TC4钛合金 搅拌头 AlCrN涂层 磨损

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YZrHf热障涂层的制备及热震性能分析

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作者 洪启 吴鸿燕 +3 位作者 王善林 郭树军 陈玉华 柯黎明 《精密成形工程》 北大核心 2024年第1期87-96,共10页

目的研究喷涂态YZrHf热障涂层的微观组织及其抵抗高温热冲击的性能,探讨高温条件下热生长氧化物(TGO)对陶瓷层的影响。方法采用大气等离子喷涂(APS)技术制备厚度约为300μm的YZrHf热障涂层,并将涂层在950℃下保温15min后进行水冷循环热... 目的研究喷涂态YZrHf热障涂层的微观组织及其抵抗高温热冲击的性能,探讨高温条件下热生长氧化物(TGO)对陶瓷层的影响。方法采用大气等离子喷涂(APS)技术制备厚度约为300μm的YZrHf热障涂层,并将涂层在950℃下保温15min后进行水冷循环热震实验,直至涂层剥落失效,使用SEM、EDS、X射线衍射仪对制备态及热震实验后的热障涂层微观组织进行分析。结果涂层表面粗糙不平且分布有十几到几十微米长度的网状裂纹,这些相互贯通的裂纹为氧气的进入提供了通道。经过101次循环热震实验后,涂层部分区域剥落失效,SEM结果显示,在陶瓷层/黏结层界面处、黏结层内部均出现了热生长氧化物,且在陶瓷层中分布有横向、纵向的贯通性裂纹,而在TGO生长区域,也出现了一些小裂纹,但涂层并未剥落。经测定分析可知,TGO的主要成分为Al_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)、NiO以及尖晶石氧化物组成的混合物(CSN)。结论热震实验后TGO层中Al元素贫化,Ni、Cr等元素向界面处迁移参与反应,同时尖晶石氧化物以α-Al_(2)O_(3)为基础形成,这些氧化物的存在会产生对陶瓷层的压应力,加速涂层的开裂失效;涂层中掺杂的HfO2能够阻止Al的外扩散,降低氧化层的生长速率。 展开更多

关键词 热障涂层 等离子喷涂 热震性能 显微组织 热生长氧化物TGO

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超声振动对电弧增材制造铝青铜合金 组织和拉伸性能的影响 被引量：12

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作者 陈伟 陈玉华 +3 位作者 温涛涛 闵文峰 张体明 封小松 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2280-2294,共15页

采用电弧增材制造技术,研究不同层间温度下有无超声振动对电弧增材制造Cu-8Al-2Ni-2Fe-2Mn合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:在电弧增材制造的过程中,控制不同的层间温度不能抑制外延生长的柱状枝晶形成,引入超声振动后,在层间温度10... 采用电弧增材制造技术,研究不同层间温度下有无超声振动对电弧增材制造Cu-8Al-2Ni-2Fe-2Mn合金组织及拉伸性能的影响。结果表明:在电弧增材制造的过程中,控制不同的层间温度不能抑制外延生长的柱状枝晶形成,引入超声振动后,在层间温度100℃下获得胞状晶组织。电弧增材制造的Cu-8Al-2Ni-2Fe-2Mn合金主要由枝晶间的κⅡ相(Fe3Al)和κⅢ相(NiAl)以及在α-Cu基体中析出的κⅣ相(富铁)组成。在含有柱状枝晶的试样中,拉伸性能均存在各向异性。在引入超声振动+层间温度100℃的试样中,各向异性较小并获得最佳综合拉伸性能。通过引入超声振动和控制层间温度,优化组织和拉伸性能,为高性能铝青铜合金的快速制造提供潜在方案。 展开更多

关键词 电弧增材制造 超声振动 铝青铜合金 层间温度 成形组织 拉伸性能

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AZ31厚板镁合金双面搅拌摩擦焊接头组织及性能研究 被引量：4

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作者 陈玉华 钟宇 +3 位作者 谢吉林 张体明 王善林 戈军委 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第21期38-44,53,共8页

采用单轴肩搅拌摩擦焊实现了40 mm厚的AZ31镁合金双面对接焊接,对接头组织及力学性能进行了分析研究。结果表明,双面搅拌摩擦焊(Ds–FSW)接头光滑整洁,无缺陷。接头可划分为母材(BM)区、热影响区(HAZ)、热力影响区(TMAZ)、焊核区(NZ)和... 采用单轴肩搅拌摩擦焊实现了40 mm厚的AZ31镁合金双面对接焊接,对接头组织及力学性能进行了分析研究。结果表明,双面搅拌摩擦焊(Ds–FSW)接头光滑整洁,无缺陷。接头可划分为母材(BM)区、热影响区(HAZ)、热力影响区(TMAZ)、焊核区(NZ)和重叠区(OZ)5个区域,其中OZ是Ds–FSW接头所独有的。OZ中存在的超细晶粒和弥散分布的沉淀相Al8Mn5,显著提高了此区域的极限抗拉强度(UTS)和断后伸长率(EI),分别为217.7 MPa和14.65%,从而使其获得较高的接头强度系数,约为母材的85.81%。接头主要断裂在前进侧NZ和TMAZ交界处,其断裂机制为韧性断裂和准解离断裂的混合断裂机制。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊(FSW) 镁合金 微观组织 晶粒细化 力学性能

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