交叉轧制对氢燃料电池用纯钛双极板织构演变及力学性能的影响规律

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作者 刘聪贤 柳培 +4 位作者 王爱琴 谢敬佩 李渤渤 陶会发 王非 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期44-51,共8页

目的通过改变轧制变形量探究TA1钛箔在轧制过程中的织构演变规律,以达到改善钛箔各向异性的目的。方法通过电子束熔炼炉制备纯钛板,再经过多次热轧后退火3 h的方法得到0.5 mm的钛箔。在室温下对钛箔进行交叉轧制,得到变形量为10%、30%、... 目的通过改变轧制变形量探究TA1钛箔在轧制过程中的织构演变规律,以达到改善钛箔各向异性的目的。方法通过电子束熔炼炉制备纯钛板,再经过多次热轧后退火3 h的方法得到0.5 mm的钛箔。在室温下对钛箔进行交叉轧制,得到变形量为10%、30%、50%的样品。通过金相显微镜、电子背散射衍射技术、电子万能试验机、场发射扫描电镜等手段对不同轧制变形量钛箔的微观组织、织构演变、力学性能、断口形貌进行表征和分析。结果随着轧制变形量的增加,晶粒逐渐细化,孪晶数量逐渐增多,孪晶界阻碍位错运动,使钛箔的抗拉强度显著提高。在低变形量(0%~30%)条件下,对TA1钛箔的各向异性影响较小,在变形量为50%时,基面织构较为分散,屈服强度趋于一致,表现为弱的各向异性。TA1钛箔的强度随着轧制变形量的增大呈现上升的趋势,原始钛箔在TD和RD方向上的抗拉强度分别为167 MPa和150 MPa,当轧制变形量为50%时,抗拉强度达到了501 MPa(TD)和492 MPa(RD)。钛箔在不同轧制变形量下的拉伸断口形貌大体一致,由韧窝构成,均为韧性断裂。结论当交叉轧制变形量为50%时,纵横差值减小,基面织构呈分散分布,在提高材料强度的同时有效改善了钛箔各向异性。 展开更多

关键词 TA1钛箔 交叉轧制 各向异性 织构演变 力学性能

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TA5钛合金激光与电子束焊接组织及性能对比研究

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作者 雷小伟 廖志谦 +7 位作者 吕逸帆 高福洋 刘希林 吴浩然 李渤渤 马照伟 郝健 袁飞 《热加工工艺》 北大核心 2025年第6期153-158,共6页

采用10 mm厚TA5钛合金,进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明,激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头,电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型,但焊缝背部成型激光焊接更... 采用10 mm厚TA5钛合金,进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明,激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头,电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型,但焊缝背部成型激光焊接更优。两种工艺均实现了深宽比>2∶1的高能束形貌焊缝截面,电子束深宽比更大。激光焊焊缝区形貌为典型的“束腰”形,而电子束焊缝区为典型的“I”形貌。通过ABAQUS仿真,印证了两种焊接方法焊缝截面形态的差异。两种焊缝区柱状晶区明显,各原始β柱状晶区为典型的的竞争生长模式,焊缝区主要为典型α型钛合金焊缝形貌,即锯齿状α混合点状β。两种工艺焊接焊缝的射线检测和渗透检测均满足无损检测标准要求。激光焊接和电子束焊接头强度分别达到800、700 MPa以上,两种工艺弯曲测试能够满足标准。硬度检测显示,焊缝区硬度略有升高,但完全能够满足钛合金焊接接头硬度变化范围的标准要求。 展开更多

关键词 TA5钛合金 激光焊接 电子束焊接

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大尺寸、薄壁TA15钛合金卷筒焊接工艺及精度控制方法研究

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作者 田永武 郑申清 +3 位作者 李渤渤 王非 李伟东 马明亮 《热加工工艺》 北大核心 2025年第1期70-72,79,共4页

针对尺寸大、精度要求极高的钛合金薄板焊接变形难以控制的问题,通过对厚度为1.8 mm的TA15钛合金薄板焊接工艺的研究,获得了TA15钛合金焊接工艺参数及焊缝收缩量。采用得到的焊接工艺参数进行了直径φ320mm、1.8 mm厚的TA15钛合金卷筒... 针对尺寸大、精度要求极高的钛合金薄板焊接变形难以控制的问题,通过对厚度为1.8 mm的TA15钛合金薄板焊接工艺的研究,获得了TA15钛合金焊接工艺参数及焊缝收缩量。采用得到的焊接工艺参数进行了直径φ320mm、1.8 mm厚的TA15钛合金卷筒的焊接,采用设计的新型控变形工装和退火工艺进行了变形量控制。结果表明,采用合适的脉冲TIG焊工艺参数进行焊接,然后在防变形工装控制下进行合适的退火处理,能够使得φ320 mm的TA15钛合金卷筒直径公差控制在±0.3 mm内。 展开更多

关键词 TA15钛合金 大尺寸 薄壁 变形控制

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纯钛燃料电池双极板软模成形工艺研究 被引量：6

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作者 张彦杰 李渤渤 +6 位作者 陶会发 池成忠 张鹏 林飞 孟令健 林鹏 刘茵琪 《精密成形工程》 北大核心 2022年第4期109-114,共6页

目的研究软模成形过程中塑性应变比r值对双极板成形深度及壁厚的影响,探究不同工艺参数对双极板尺寸的影响规律。方法通过单向拉伸实验得到纯钛极薄带的力学性能参数,然后采用橡胶软模成形方法制备纯钛燃料电池双极板,利用光学显微镜对... 目的研究软模成形过程中塑性应变比r值对双极板成形深度及壁厚的影响,探究不同工艺参数对双极板尺寸的影响规律。方法通过单向拉伸实验得到纯钛极薄带的力学性能参数,然后采用橡胶软模成形方法制备纯钛燃料电池双极板,利用光学显微镜对制备的双极板尺寸及壁厚进行测量并深入分析。结果TD取向的r值最大为2.56,沿该方向成形时,纯钛极薄带在载荷为300 kN、软模硬度为77HA条件下得到的双极板深度最大,为0.293 mm;同时,其壁厚减薄较小,在减薄最严重的位置壁厚减薄率仅为13.52%。结论较大的载荷与适宜的软模硬度能得到较好的双极板深度,对双极板周期无影响;双极板深度、壁厚与r值有关,r值越大,纯钛极薄带抵抗壁厚减薄的能力越强,成形深度越大。 展开更多

关键词 软模成形 纯钛双极板 r值

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ZTC4钛合金铸件在人工海水中的电偶腐蚀行为

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作者 韩云飞 乔海滨 +4 位作者 孙宏喆 侯佩华 李渤渤 刘茵琪 杨学东 《热加工工艺》 北大核心 2024年第14期142-146,共5页

钛合金铸件在铸造过程中不可避免的产生夹渣、气孔和缩孔等内部缺陷,在缺陷挖除后采用TIG焊修复,形成与母材相异的焊接和热影响区组织。从ZTC4钛合金铸件的母材、焊接和热影响区等部位切取偶联试样和对比试样,在人工海水中进行电偶腐蚀... 钛合金铸件在铸造过程中不可避免的产生夹渣、气孔和缩孔等内部缺陷,在缺陷挖除后采用TIG焊修复,形成与母材相异的焊接和热影响区组织。从ZTC4钛合金铸件的母材、焊接和热影响区等部位切取偶联试样和对比试样,在人工海水中进行电偶腐蚀和全浸腐蚀试验,测量电偶电流、腐蚀电位以及失重和腐蚀速率,同时进行金相组织和表面氧化层检测。结果表明,ZTC4钛合金铸件母材、焊接及热影响区的组织和表面氧化层厚度有较大差异,腐蚀电位相近,电偶电流接近0,失重和腐蚀速率很小,相互之间无明显电偶腐蚀倾向,具有良好的耐腐蚀性;表面粗糙度不影响腐蚀电位和腐蚀速率;表面氧化层具有较强钝化和自愈能力,遭破坏后可迅速修复,无明显腐蚀迹象。 展开更多

关键词 ZTC4钛合金铸件 电偶腐蚀 人工海水 焊接组织

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异种高温钛合金电子束焊接接头组织与性能 被引量：9

6

作者 高福洋 高奇 +3 位作者 韩林举 余巍 朱乐乐 刘茵琪 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期73-78,I0005,共7页

采用真空电子束焊机对高温钛合金Ti60板材和Ti700sr铸件进行焊接,并对接头显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,高温钛合金Ti60板材和Ti700sr铸件电子束焊接性良好,可以获得优质的接头.获得的接头中焊缝为细小针状马氏体组织,Ti700s... 采用真空电子束焊机对高温钛合金Ti60板材和Ti700sr铸件进行焊接,并对接头显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,高温钛合金Ti60板材和Ti700sr铸件电子束焊接性良好,可以获得优质的接头.获得的接头中焊缝为细小针状马氏体组织,Ti700sr侧熔合区马氏体内部存在层错和孪晶.Ti700sr侧热影响区相比于母材网篮状的α相长大.Ti60侧熔合区和热影响区均发现富Nd稀土弥散相析出.焊缝区显微硬度与Ti60和Ti700sr母材相当,基本在360 HV左右.硬度最高点出现在Ti60侧热影响区,硬度最大值达到418 HV.接头室温抗拉强度达到1100 MPa以上,断裂于Ti60热影响区.接头600和650℃高温抗拉测试均失效断裂在Ti60母材.其中接头600℃高温拉伸性能均值为695 MPa,650℃高温拉伸性能均值为587 MPa. 展开更多

关键词 Ti60合金 Ti700sr合金 电子束焊接 显微组织 力学性能

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Zn-Al钎料钎焊Al-Si-Cu压铸铝合金组织及性能

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作者 王伟番 路全彬 +3 位作者 雷小伟 方乃文 林三宝 李渤渤 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期89-96,共8页

目的以Al-Si-Cu系压铸铝合金AC4B为研究对象,研究不同成分的Zn-Al钎料配合氟铝酸铯膏状钎剂对钎焊接头微观组织和力学性能的影响,以期为压铸铝合金钎焊及其应用提供技术参考。方法采用金相显微镜(OM)、电子扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS... 目的以Al-Si-Cu系压铸铝合金AC4B为研究对象,研究不同成分的Zn-Al钎料配合氟铝酸铯膏状钎剂对钎焊接头微观组织和力学性能的影响,以期为压铸铝合金钎焊及其应用提供技术参考。方法采用金相显微镜(OM)、电子扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)对母材和钎焊接头组织进行分析;采用万能电子试验机对钎焊接头进行压缩剪切试验,并对剪切断口进行分析。结果不同成分的Zn-Al钎料均能获得致密的钎缝组织;钎缝组织主要由Zn基固溶体/Al基固溶体、Zn-Al共晶组织、块状Si组成;随着钎料中Al元素含量的增加,钎焊接头的剪切强度增加。98Zn02Al钎料的剪切强度最低,剪切强度为92 MPa,85Zn15Al钎料的剪切强度最高,达到112 MPa。剪切试样均断裂在钎缝位置,断口平齐,无明显塑性变形;断口存在明显的解理特征,为脆性断裂。结论采用Zn-Al钎料钎焊Al-Si-Cu系压铸铝合金,获得了较为致密的钎焊接头,可为后续压铸铝合金的钎焊研究及应用提供一定的技术参考。 展开更多

关键词 ZN-AL钎料 压铸铝合金 钎焊 微观组织 剪切强度

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轧制工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响 被引量：6

8

作者 郝晓博 张强 +2 位作者 陶会发 李渤渤 陈涛 《热加工工艺》 北大核心 2019年第19期119-120,123,共3页

研究了热叠轧以及多道次冷轧工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响。结果表明,采用热叠轧工艺生产的TA5薄板存在明显的变形α晶粒且尺寸较大。与热叠轧工艺相比,多道次冷轧工艺生产的板材成品退火后,发生了完全再结晶,且晶粒细小,组织... 研究了热叠轧以及多道次冷轧工艺对TA5钛合金薄板组织与性能的影响。结果表明,采用热叠轧工艺生产的TA5薄板存在明显的变形α晶粒且尺寸较大。与热叠轧工艺相比,多道次冷轧工艺生产的板材成品退火后,发生了完全再结晶,且晶粒细小,组织分布均匀。两种不同轧制工艺生产的成品板性能均满足GB/T 3621标准要求,且多道次冷轧工艺生产的薄板表现出了优异的综合性能,其强度、塑性以及冷弯性能要明显优于热叠轧工艺。 展开更多

关键词 TA5钛合金薄板 热叠轧 多道次冷轧 显微组织 性能

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ZTC4钛合金支架快速精密铸造成型技术 被引量：2

9

作者 李伟东 孙宏喆 +2 位作者 乔海滨 郑韫 杨红霞 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第7期86-88,共3页

采用快速成型技术与熔模精密铸造相结合的方法成型了ZTC4钛合金支架。分析了RP支架模型收缩、铸件收缩、变形、浇不满、表面粗糙度等工艺问题。通过对支架模型缩量、铸件缩量、浇注系统的设定及防变形筋设计,制造出符合技术要求的ZTC4... 采用快速成型技术与熔模精密铸造相结合的方法成型了ZTC4钛合金支架。分析了RP支架模型收缩、铸件收缩、变形、浇不满、表面粗糙度等工艺问题。通过对支架模型缩量、铸件缩量、浇注系统的设定及防变形筋设计,制造出符合技术要求的ZTC4钛合金支架。 展开更多

关键词 ZTC4钛合金 支架 快速成型 精密铸造 熔模铸造

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基于JMatPro纯钛材料强度数学模型的分析和研究

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作者 朱俊杰 包淑娟 刘茵琪 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2016年第5期50-52,72,共4页

基于JMatPro软件对纯钛材料强度进行计算,推导出氧当量和强度计算公式,并根据材料厚度及退火制度定义强度修正参数。经使用发现对实际生产具有很大的指导意义。

关键词 JMatPro 纯钛 强度 氧当量

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热轧工艺和退火温度对Ti70板材力学性能及各向异性的影响

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作者 郭海霞 李渤渤 +1 位作者 陈洁明 郝晓博 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1004-1013,共10页

结合性能测试以及OM、SEM、EBSD分析结果,研究了热轧工艺和退火温度对Ti70板材力学性能和各向异性的影响规律及机理。结果表明:轧制工艺对板材力学性能和各向异性具有显著影响,与轧制温度在β相变点附近的传统轧制工艺相比,超低温大变... 结合性能测试以及OM、SEM、EBSD分析结果,研究了热轧工艺和退火温度对Ti70板材力学性能和各向异性的影响规律及机理。结果表明:轧制工艺对板材力学性能和各向异性具有显著影响,与轧制温度在β相变点附近的传统轧制工艺相比,超低温大变形量的创新轧制工艺的综合力学性能较高且各向异性得到改善。在600~690℃范围内退火,随着温度的升高,强度和冲击功随之降低,而伸长率随之增加,但其对各向异性的改善不明显;同时发现经630℃退火后,板材性能满足船舶在海上运行时的使用要求。创新轧制工艺使得α相由传统工艺的粗片状(间距约6μm)转变为细小纤维状(间距约2μm),通过组织纤维化提高性能;同时创新工艺的交叉换向轧制能够改善板材各向异性。 展开更多

关键词 Ti70合金 交叉换向轧制 织构 各向异性

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FD平衡阀的应用及其AMEsim模型设计 被引量：3

12

作者 赵向宇 张文华 《液压与气动》 北大核心 2013年第7期57-58,共2页

根据FD平衡阀在实际选用设计时的实际回路实验结果,利用AMESim软件建立了FD平衡阀的模型,模型运算结果与实验结果非常吻合,该模型可以用于计算FD平衡阀在类似系统中的流量压力特性,其运算结果有较强的参考价值。

关键词 平衡阀 液压 AMESIM

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0Cr16Ni5Mo超级马氏体不锈钢焊接浅析 被引量：1

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作者 马明亮 朱珍彪 +3 位作者 王树军 郑申清 刘茵琪 杨学东 《热加工工艺》 北大核心 2022年第13期141-142,148,共3页

超级马氏体不锈钢0Cr16Ni5Mo是一种具有优良强韧性、焊接性的低碳马氏体不锈钢。系统分析了奥氏体组织焊缝、铁素体组织焊缝、双相组织焊缝以及与0Cr16Ni5Mo钢同质组织焊缝的优势与不足,并对拟定的0Cr17Ni6Mo焊丝焊缝进行力学性能测试... 超级马氏体不锈钢0Cr16Ni5Mo是一种具有优良强韧性、焊接性的低碳马氏体不锈钢。系统分析了奥氏体组织焊缝、铁素体组织焊缝、双相组织焊缝以及与0Cr16Ni5Mo钢同质组织焊缝的优势与不足,并对拟定的0Cr17Ni6Mo焊丝焊缝进行力学性能测试。结果表明其性能满足技术要求,为0Cr16Ni5Mo钢的焊接供了理论依据和技术指导。 展开更多

关键词 超级马氏体不锈钢 焊接 抗拉强度

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无催化液相法制备碳化硼细粉末及反应机理研究

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作者 马明亮 朱珍彪 +2 位作者 王树军 杨学东 刘茵琪 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期70-74,共5页

以甘油、硼酸和纳米炭粉为原料,不加任何催化剂,通过超声振动器制备出悬浮液先驱体,再经低温燃烧、高温碳热合成反应,成功合成了碳化硼(B_(4)C)细粉末。通过XRD、SEM、TEM和EDS对产物的物相组成、微观形貌和化学成分进行了表征,研究了... 以甘油、硼酸和纳米炭粉为原料,不加任何催化剂,通过超声振动器制备出悬浮液先驱体,再经低温燃烧、高温碳热合成反应,成功合成了碳化硼(B_(4)C)细粉末。通过XRD、SEM、TEM和EDS对产物的物相组成、微观形貌和化学成分进行了表征,研究了合成温度对产物物相组成的影响。结果表明,当合成温度为1 200℃时即有碳化硼生成;在1 400℃真空中保温2 h可获得高结晶度、低杂质含量的碳化硼,其粒径分布在30 nm至30μm之间,其中纳米颗粒以团聚体的形式存在。参与反应的各组分在悬浮液中进行纳米级别的混合,且悬浮液燃烧产物仍保持纳米尺寸,具有很高的化学活性,从而可大大降低合成反应温度并减少反应时间。 展开更多

关键词 碳化硼(B4C) 纳米颗粒 无催化液相法 悬浮液先驱体 低温燃烧 高温碳热合成 反应机理

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705C锆合金厚板GTAW焊接工艺研究

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作者 田永武 郑申清 +3 位作者 李渤渤 李伟东 杨学东 刘茵琪 《热加工工艺》 北大核心 2023年第21期99-101,117,共4页

在分析锆合金焊接性的基础上,采用手工钨极氩弧焊在真空焊箱内对30 mm厚的705C锆合金厚板进行焊接试验,通过光学显微镜观察、拉伸试验、弯曲试验和硬度试验,分析了焊接接头的组织与力学性能。结果表明:适当增加焊接电流,控制真空度和层... 在分析锆合金焊接性的基础上,采用手工钨极氩弧焊在真空焊箱内对30 mm厚的705C锆合金厚板进行焊接试验,通过光学显微镜观察、拉伸试验、弯曲试验和硬度试验,分析了焊接接头的组织与力学性能。结果表明:适当增加焊接电流,控制真空度和层间温度等,可以得到较高质量的锆合金厚板焊接接头。焊缝区组织呈细密、小条状α相,热影响区组织未严重粗化,其α相比焊缝区的稍粗。接头抗拉强度、伸长率分别达到母材97%、90%以上,弯曲性能合格,接头横截面上的硬度分布未见脆化和硬化现象。 展开更多

关键词 锆合金 厚板 钨极氩弧焊(GTAW) 力学性能

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