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2019年  第34卷  第2期

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焊接
2205双相不锈钢板材焊接工艺参数仿真优化及接头性能分析
翟伟国, 邓光平, 刘金涛, 张保奇, 张丽华
2019, 34(2): 1-8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.001
[摘要](5) [PDF 2380KB](0)
摘要:
采用有限元软件对4 mm厚2205双相不锈钢板材的自动钨极惰性气体保护焊 (GTAW) 工艺参数进行了仿真计算, 分析了不同参数下的焊缝形貌特征并获得了较为优化的工艺参数, 然后采用优化的工艺参数对2205板材进行了实际焊接, 并对接头的组织和性能进行分析和测试。结果表明, 采用仿真优化的焊接工艺参数进行板材实际焊接可获得优质的焊接接头;接头各区微观组织为双相组织结构;接头的抗拉强度、冷弯曲性能和晶间腐蚀性能均满足要求。
TC4钛合金热丝钨极氩弧焊接头组织性能研究
孙建刚, 高福洋, 高奇, 金向东
2019, 34(2): 9-13. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.002
[摘要](5) [PDF 1601KB](0)
摘要:
对TC4钛合金热丝钨极氩弧焊 (hot-wire-TIG) 焊接接头组织与性能进行研究, 采用金相显微镜观察焊接接头各区域的微观组织特点, 并对接头显微硬度和力学性能进行了测定。结果表明, 钛合金热丝TIG焊接接头内部无焊接缺陷, 焊缝性能优良;焊缝为典型的铸造组织, 由粗大的柱状晶和少量等轴晶组成, 晶粒内部可以看到细长的针状α′相;热影响区形成粗大的等轴晶粒, 其组织主要有细针状α相和残余β相构成;焊接接头的抗拉强度均值为924 MPa, 与母材相当;热丝TIG焊缝冲击功较母材提升明显, 基本达到母材的1.5倍以上, 最大达到66 J;焊缝冷弯角度达到指标要求。
TA23合金不同焊接方法接头组织性能研究
安飞鹏, 刘夫, 李嘉琪, 蒋鹏
2019, 34(2): 14-19. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.003
[摘要](5) [PDF 2495KB](0)
摘要:
采用CMT、TIG和EBW焊对TA23合金进行焊接, 对比分析了不同焊接方法下接头微观组织和力学性能的差异。结果表明, 焊接热输入直接影响焊缝晶粒尺寸和焊接接头宽度, TIG焊缝晶粒尺寸最大, CMT次之, EBW最小;EBW接头宽度为5 mm, CMT接头宽度为7 mm, TIG接头达14 mm;3种焊接方法焊缝区域组织均由马氏体α相、片层状α相和残余β相组成, 热影响区组织形态介于焊缝和母材组织形态之间;3种焊接方法焊缝区显微硬度和接头抗拉强度均大于母材, 其中EBW焊缝区显微硬度值最大, TIG焊接头抗拉强度最高, CMT焊缝显微硬度和接头抗拉强度均居中。
钛合金激光焊及其接头的显微组织与力学性能
黄炜, 王少刚, 李立泽, 金阳
2019, 34(2): 20-27. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.004
[摘要](5) [PDF 3105KB](0)
摘要:
采用光纤激光器对3.5 mm厚TC4合金板材进行焊接, 并对焊接接头的显微组织与力学性能进行分析测试, 确定了试验条件下的最佳激光焊参数。结果表明, 焊缝熔合区组织主要为针状α′马氏体及少量β相, 热影响区由α相及少量α′马氏体组成;接头区域的显微硬度在熔合区变化平缓, 而热影响区的硬度下降明显。在激光功率为4.0 kW、焊接速度为3.0 m/min时, 获得接头的力学性能最佳, 焊缝强度与母材本身的强度接近。接头拉伸断口表面存在大量韧窝, 呈明显的韧性断裂特征。
材料研究
铝青铜/Ti80合金/2205不锈钢在海水中电偶腐蚀行为研究
杨学东, 吴晓飞, 尹晓辉, 刘雪琴
2019, 34(2): 28-35. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.005
[摘要](3) [PDF 1496KB](0)
摘要:
采用失重法和电化学方法研究了铝青铜、Ti80合金和2205不锈钢之间的双金属偶合及三金属偶合体系的电偶腐蚀行为, 结果表明, Ti80在海水中的自腐蚀电位为正, 耐蚀性好, 2205不锈钢次之, 铝青铜电位为负。海水全浸条件下, 铝青铜分别与Ti80、2205不锈钢组成偶对体系时均作为阳极且腐蚀加速, 腐蚀速率约为自腐蚀速率的2倍。对于铝青铜/Ti80/2205不锈钢复杂偶合体系, Ti80作为阴极腐蚀速率没有明显变化, 2205不锈钢作为阴极腐蚀则有所减缓, 铝青铜作为阳极腐蚀加快。当强阳极铝青铜面积相对减小时, Ti80合金腐蚀仍然没有明显变化, 铝青铜腐蚀变快。
工业纯钛的低温拉伸行为研究
尹艳超, 于冰冰, 张斌斌
2019, 34(2): 36-42,48. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.006
[摘要](8) [PDF 4351KB](0)
摘要:
研究了工业纯钛TA2在-196℃到25℃时的拉伸性能及塑性变形机制。结果表明, 随着温度的降低, TA2屈服强度和抗拉强度逐渐升高, 断后伸长率先升高后降低, 在-140℃达到最大值, 断面收缩率逐渐升高, 在-80℃达到79%后保持稳定。25℃、-80℃、-120℃、-196℃拉伸试样中均观察到孪晶、高密度位错、变形组织。25℃时, 拉伸试样中孪晶极少。-80℃、-120℃、-196℃时孪晶数量大幅度增加, 且不同温度拉伸样品中孪晶形态差异很大。25℃时, TA2拉伸过程中塑形变形为滑移主导, 随着温度降低, 挛生在拉伸塑性变形过程中发挥的作用逐渐增大。
超低碳SiCrMn2Ni4钢连续冷却转变行为研究
陈雪龙, 王其红, 王任甫, 杨超飞, 张玉祥
2019, 34(2): 43-48. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.007
[摘要](5) [PDF 3789KB](0)
摘要:
研究了超低碳SiCrMn2Ni4钢钢连续冷却过程, 采用金相显微镜、SEM和TEM对组织进行观察分析。结果表明, 试验钢在连续冷却后, 只存在粒状贝氏体和板条状贝氏体组织。随着冷却速度的加快, 组织逐渐由粒状贝氏体向板条状贝氏体转变, 当冷却速度增加至5℃/s时, 出现粒状贝氏体与板条状贝氏体的混合组织, 冷却速度大于等于20℃/s时, 组织全为板条状贝氏体。
形变热处理对ZK60合金组织与性能的影响
席本玉, 徐席斌, 马艳, 王宇
2019, 34(2): 49-56. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.008
[摘要](6) [PDF 4078KB](0)
摘要:
研究了预变形和时效处理对ZK60合金拉压不对称性和微观组织的影响, 并对析出相的种类以及与基体的取向关系进行了表征。结果表明, 时效处理可以不同程度地降低ZK60合金的拉压屈服强度之比, 且在时效时间为10 h时拉压屈服强度之比取得最小值 (1.02), 此时孪晶长大与退孪晶变形所需的激活应力相当;{1012}拉伸孪晶内析出相由单斜晶系Mg4Zn7相和六方晶体结构的MgZn2相组成, 其中, 单斜晶系Mg4Zn7相与{1012}拉伸孪晶存在[010]Mg4Zn7//[0001]twin且(201)Mg4Zn7//(1010)twin以及[010]Mg4ZN7//[0001]twin且(201)Mg4Zn7//(1210twin)的取向关系, 而六方晶体结构的MgZn2相与{1012}拉伸孪晶存在[1210]Mg4ZN7//[0001]twin且Mg4Zn7(1010)twin的取向关系。
Er对汽车框架用铝合金组织与性能的影响
王栋, 熊沂铖, 李亭
2019, 34(2): 57-62,69. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.009
[摘要](10) [PDF 3174KB](0)
摘要:
对比分析了不同退火温度下不含Er和含Er铝合金显微组织、显微硬度、拉伸力学性能和断口形貌的变化规律。结果表明, 在相同退火温度下, 含Er铝合金的显微硬度都要高于不含Er铝合金;相同的退火温度下, 含Er铝合金的抗拉强度和屈服强度都要高于不含Er铝合金;含Er铝合金相对不含Er铝合金的再结晶温度有明显提高, 这主要与合金中Er元素添加后形成了与基体保持共格或者半共格关系的纳米级Al3Er或者Al3 (Zr, Er) 粒子有关。
SSBR分子结构对硫化胶阻尼性能的影响
张聪, 胡昌飞, 林新志
2019, 34(2): 63-69. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.010
[摘要](7) [PDF 941KB](0)
摘要:
研究了溶聚丁苯橡胶 (SSBR) 的苯乙烯含量、1, 2-聚丁二烯含量对硫化胶的硫化特性、力学性能以及阻尼性能的影响。结果表明, 1, 2-聚丁二烯含量增加, 正硫时间t90增大、最大扭矩MH减小, 结合苯乙烯含量增加, t90减小、MH也减小;生胶的化学结构和交联密度都会对硫化胶的力学性能产生显著影响;分子结构差异大的两种生胶并用, 能够有效拓宽硫化胶的阻尼温域, 当25%与50%两种苯乙烯含量的丁苯橡胶共混质量比为8∶2时, 阻尼效果最佳, tabδ≥0.3时温域超过37℃。
5052+Er铝合金的热变形行为研究
马艳, 席本玉, 王宇
2019, 34(2): 70-75. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.011
[摘要](7) [PDF 1780KB](0)
摘要:
在Gleeble-3500型热/力模拟试验机上对5052+Er合金进行了高温压缩热变形, 研究了变形温度和应变速率对5052+Er合金高温压缩行为的影响。结果表明:当应变速率为0.01 s-1时, 真应力-真应变曲线表现出典型的动态再结晶特征;当应变速率为0.1 s-1和1 s-1时, 曲线表现出动态回复特征;继续增加应变速率至10 s-1时, 流变应力达到峰值后出现后锯齿状波动, 此时的合金已经发生了动态再结晶;随着变形温度的升高和应变速率的减小, 5052+Er合金的流变应力会逐渐减小;5052+Er合金热压缩变形的流变应力方程为:σ=$95.42\left\{\left(\frac{\dot{\varepsilon} \exp \left(\frac{155500}{R T}\right)}{2.69 \times 10^{18}}\right)\right\}^{0.1877}+\sqrt{\left(\frac{\dot{\varepsilon} \exp \left(\frac{155500}{R T}\right)}{2.69 \times 10^{18}}\right)^{0.3754}+1}$, 不同热变形条件下峰值应力的计算值与测量值的误差在10%以内。
含羟基小分子改性剂对阻尼材料性能的影响研究
王雯霏, 王绪文
2019, 34(2): 76-80. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.012
[摘要](4) [PDF 981KB](1)
摘要:
以分子中含有羟基的特殊有机小分子为改性剂形成分子内或分子间的氢键, 利用氢键的断裂和重组吸收能量来提高传统橡胶阻尼材料的阻尼性能。研究了有机小分子种类、用量等对阻尼功能材料的力学、动态力学等各项性能的影响。研究表明, 小分子改性剂在使阻尼材料确保其基本力学性能的前提下, 能够提高其阻尼峰值并拓宽阻尼材料的玻璃化转变温度区间。
工艺参数对氯丁橡胶胶粘剂粘接性能影响研究
李煜, 郭孟瑜, 李登峰
2019, 34(2): 81-85. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.013
[摘要](4) [PDF 864KB](0)
摘要:
研究了氯丁橡胶胶粘剂刷涂量、晾干时间、温度、湿度等工艺参数对其粘接性能的影响。结果表明, 温度湿度分别为20℃和50%时, 氯丁橡胶胶粘剂的刷涂量存在最佳用量范围 (0.70 kg/m2~0.85 kg/m2) ;相同温湿度条件下, 适当延长氯丁橡胶胶粘剂的晾干时间, 有助于增强其粘接强度;在温湿度为20℃~40℃、50%~80%范围内, 氯丁橡胶胶粘剂的粘接强度随着温度的升高而降低, 随着湿度的增加而降低, 且粘接强度均大于2 MPa。
建筑镀锌钢板的焊接接头组织与性能研究
张芳
2019, 34(2): 86-90. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.014
[摘要](6) [PDF 1822KB](0)
摘要:
采用电阻点焊的方法对建筑镀锌钢板进行了焊接处理, 研究了不同焊接电流条件下焊接接头力学性能和熔核区显微形貌, 并分析了电流强度对镀锌钢板组织与性能的影响。结果表明, 镀锌钢板基材由亮白色的马氏体和灰色的铁素体组成, 岛状马氏体均匀分布在铁素体基体上;当焊接电流从8.5 kA增加至12.0 kA时, 镀锌钢板焊接接头熔核区中未见焊接缺陷的存在, 但是焊接电流的增加使得熔核中的柱状晶有逐渐变粗的趋势, 熔核中心区域的晶粒在一定程度上得到粗化;随着焊接电流的增加, 镀锌钢板的拉剪力和熔核直径呈现先增加而后降低的趋势, 在焊接电流为10.5 kA时取得最大值。
海洋石油降解菌的筛选及环境适应性评价
段东霞, 丁慧, 王廷勇, 王洪仁, 于林
2019, 34(2): 91-97. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.015
[摘要](7) [PDF 1646KB](0)
摘要:
通过液体培养和油平板划线分离的方法, 从青岛胶州湾受石油污染的海水中筛选到一株可以降解石油的海洋细菌oil 2-3, 该菌株对石油的降解效率达到88.73%。16S rDNA基因序列BLAST对比结果表明该菌株为海旋菌Thalassospira sp, 该菌株对石油浓度的耐受量超过20 g/L, 最适pH为7~10, 在盐度0.5‰~35‰的环境中可生长并降解石油。该菌株具有良好的石油降解性能及环境适应性, 可用于海上溢油的生物修复。
海砂颗粒级配对UHPC性能的影响
王越洋, 欧忠文, 赵雅璐, 王飞, 王经纬
2019, 34(2): 98-104. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.20181205.001
[摘要](3) [PDF 931KB](0)
摘要:
针对海砂颗粒级配的优化, 运用混料设计的方法, 将A、B、C、D四个粒径段海砂分别作为四个变量进行了设计分析。建立了具有良好统计学意义的流动度模型、抗压强度模型及抗折强度模型, 并利用响应面法系统分析了各粒径段海砂对超高性能混凝土 (UHPC) 的流动度、抗压强度及抗折强度作用规律。通过对所建模型进行多目标同步优化, 得出了海砂各粒径段掺量的优化方案, 制备出了流动度良好、28 d抗压强度超过130 MPa、抗折强度超过29 MPa的UHPC。
碳纤维主梁风电叶片雷电防护仿真模拟与试验研究
张向东, 李圆圆, 田龙军, 王晶晶, 支文帅
2019, 34(2): 105-112. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.016
[摘要](11) [PDF 2754KB](0)
摘要:
用COMSOL Multiphysics数值仿真软件对一款碳纤维主梁叶片防雷系统雷电的附着点和雷电流损伤进行了仿真模拟, 并对具有该防雷系统的碳纤维叶片进行初始先导附着试验和电弧注入试验。仿真与测试表明, 雷电流主要在铜网上传播, 电流在折叠金属铜网上分布不均匀, 铜网较厚处的电流密度大于较薄处的电流密度, 距离注入点近的铜网的电流密度更大, 雷电电弧引入时, 铜网上会产生轻微熔蚀, 碳纤维大梁不会产生热损伤。试验数据与仿真结果吻合, 进一步验证仿真模拟的有效性和仿真结果的正确性。
四种生物炭的理化性质及其对亚甲基蓝吸附性能研究
郭航言, 何春霞
2019, 34(2): 113-119. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.017
[摘要](3) [PDF 1872KB](0)
摘要:
采用限氧裂解法在500℃高温下制备水稻秆、玉米秆、香蕉皮和柚子皮四种生物炭, 计算了生物炭的炭产率, 利用扫描电子显微镜 (SEM) 、傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 和X射线衍射 (XRD) 对生物炭结构、形貌、表面官能团和结晶度等进行表征, 并分析其与生物炭吸附性的关系。结果表明, 香蕉皮的炭产率最高 (39.5%) , 柚子皮的炭产率最低 (32.8%) ;秸秆生物炭比果皮生物炭孔径大, 这是因为秸秆中纤维素、半纤维素等含量更高, 高温下大量分解;秸秆生物炭的晶体化程度更高, 稳定性更好, 处理污染物的效果更佳;在1 600 cm-1附近秸秆生物炭比果皮生物炭的羧基、酯基或醛基等官能团强度更大, 对亚甲基蓝的吸附起到一定的促进作用;四种生物炭对亚甲基蓝的吸附能力依次为:水稻秆生物炭>玉米秆生物炭>香蕉皮生物炭>柚子皮生物炭, 说明秸秆生物炭去除染料废水中亚甲基蓝的效果更佳, 其中水稻秆生物炭吸附性最好。
Ta5W合金板材高质化加工工艺研究
张亚军, 李积贤, 李小平, 张九海, 王慧, 张晶
2019, 34(2): 120-123. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.018
[摘要](6) [PDF 2976KB](0)
摘要:
用电子束二次熔炼得到Ta5W合金铸锭, 研究了Ta5W合金的锻造和热处理工艺。结果表明, 采用“十字交叉镦拔”锻造工艺和大加工率“换向开坯”开坯轧制工艺, 能更充分破碎Ta5W合金铸态组织, 采用1 400℃×60 min热处理工艺, 能使材料最终获得均匀、细小的等轴晶组织, 晶粒度达到6.5级以上。
综述
高强度低磁钢研究及发展概况
王任甫, 张玉祥, 邓晚平
2019, 34(2): 124-130. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.019
[摘要](6) [PDF 448KB](0)
摘要:
介绍了低磁钢的主要种类, 综述了氮强化、沉淀硬化及形变强化高强度低磁钢的发展概况。指出进一步开发高强度、高韧性低磁钢以及加强工业生产用加压冶金技术研究是我国高强度低磁钢发展的重要方向。
超高分子量聚乙烯纤维增强防弹复合材料研究进展
肖文莹, 郭万涛, 李想
2019, 34(2): 131-138. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.02.020
[摘要](6) [PDF 1061KB](1)
摘要:
介绍了超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 纤维的特点、种类及编织结构, 分析了UHMWPE纤维复合材料的防弹机理, 总结了UHMWPE纤维的编织结构、树脂基体性能、界面性能等因素对防弹性能的影响, 归纳了UHMWPE纤维防弹复合材料的优缺点, 并对UHMWPE纤维复合材料的发展进行了展望。

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