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2021年  第36卷  第3期

材料研究
Sn含量对2011铝合金棒材显微组织、切削与力学性能的影响
张大鹏, 范远博, 牛艳萍, 石常亮, 蔡月华
2021, 36(3): 1-6.
摘要:
以Sn、Bi替代Pb,制备无铅易切削2011铝合金棒材。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、高速车床和拉伸试验机,研究了Sn含量对2011铝合金棒材显微组织、切削性能和拉伸力学性能的影响。结果表明:Sn含量为0.2%时,Sn以SnBi共晶相形式存在于铝合金棒材中。Sn含量超过0.2%时,Sn以单质Sn相和SnBi共晶相形式存在于铝合金棒材中。Sn含量越高,单质Sn相和SnBi共晶相的数量越多,铝合金棒材的切削性能越好,车屑长度越短,但拉伸力学性能略有下降。
热处理工艺对二氧化锡雾化粉粒度及均匀性的影响
谢斌, 周海涛, 段海洋
2021, 36(3): 7-11.
摘要:
以Sn为原料采用电弧等离子雾化工艺制备出四方相未完全氧化的纳米二氧化锡粉末,在空气气氛条件下,研究采用不同热处理工艺,氧化锡粉末生长速率与温度的关系。采用不同热处理温度和保温时间的热处理工艺对原始氧化锡粉末进行了热处理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品进行了成分和形貌分析。试验结果表明,采用等离子雾化法制备的氧化锡粉末,其晶粒尺寸随温度呈两段式增长,合适的热处理工艺可以改善粉末的粒度均匀性。
基于改进PSO算法的非均匀材料区间均匀化分析
林峰
2021, 36(3): 12-18.
摘要:
利用区间均匀化方法对有限弹性变形下的非均匀材料进行了研究,引入多尺度有限元机制,将非均匀材料等效为某个非局部的代表性体积单元(RVE)。采用基于多尺度有限元与改进的粒子群(PSO)算法相结合的方式,对非均匀材料的有效参数(如弹性张量和第一Piola-Kirchhoff应力以及应变能等)进行了区间分析,充分考虑了代表性体积单元在不同边界条件下的区间参数的不确定性,以及不同区间条件对于代表性体积单元的有效参数的影响。
基于嵌段聚醚酯多元醇的聚氨酯控释机理研究
易杰, 王传宝, 代正伟, 唐柏林
2021, 36(3): 19-24.
摘要:
针对海洋工程设备中弹性基材的防污特殊需求,合成聚乙二醇(PEG)/聚己内酯(PCL)嵌段共聚物PEG/CLX,并与HDI三聚体固化形成可降解聚氨酯,研究其亲水性能及降解性能,再将PEG/CLX与氧化亚铜等结合,制备成一系列的海洋防污涂层,研究其控释机理。
水声材料小样品声学性能不同测试方法比较
樊宁波, 任伟伟, 乔冬平
2021, 36(3): 25-29.
摘要:
介绍了水声材料声学性能的3种不同的测试方法,通过对同种样品的性能测试,分析了不同测试方法的优缺点。结果表明,与行波法相比,脉冲法和驻波法测试可靠性较高。
耐苯酚型石化重防腐涂料的研制和研究
李至秦
2021, 36(3): 30-35.
摘要:
通过红外、扫描电镜及浸泡试验研究了聚硫橡胶改性环氧树脂对耐苯酚型石化重防腐涂料性能的影响。并研究了不同功能性填料对涂层耐苯酚性能的影响。结果表明:采用聚硫橡胶改性的环氧树脂为主要成膜物质、玻璃鳞片为功能型填料、PVC为0.35、片状填料含量为50%的涂层耐苯酚性能最优,在石化污水池中浸泡1a后,涂层表面基本完好。
光固化制备玻璃纤维(GF)增强不饱和聚酯树脂(UPR)复合筋材的研究
廉絮, 高远博, 郭亚东, 李明, 王学利, 何勇
2021, 36(3): 36-41,61.
摘要:
采用5种光引发剂体系,通过LED紫外光固化技术制备了玻璃纤维(GF)增强不饱和聚酯树脂(UPR)复合筋材(直径达1.5 cm),进行了热重分析以及力学性能测试,讨论了光引发剂种类及浓度(0.1%~2.0%,质量分数)、紫外光波长(365 nm、395 nm)、光照强度(30~750 mW/cm2)和光照时间对固化及制品性能的影响。结果表明:波长为365 nm的光源具有更好的固化效果;对于给定的引发剂体系,随着光照强度的增加,表观固化时间缩短;巴氏硬度随光照强度的增强而增大,且趋于稳定。在相同的紫外光光照强度下,表观固化时间一般随光引发剂浓度的升高而降低,但对于PI1光引发剂体系,表观固化时间随光引发剂浓度的升高先降低而后又升高。采用PI0或PI5作为光引发剂,紫外固化40 s所得复合材料的拉伸强度达到1 000 MPa,弹性模量达到45 GPa,均优于经热固化所得复合材料,表明,通过LED紫外光固化技术,高效制备厘米级大直径筋材具有可行性。
材料应用
ABS塑料的3D打印工艺优化研究
付建军
2021, 36(3): 42-45.
摘要:
研究了3D打印工艺参数对ABS塑料手机外壳翘曲变形量的影响,结果表明,最佳的工艺参数组合为:供料段温度为200℃,压缩段温度为210℃,均化段温度为230℃,打印速率为40 mm/s,打印平台温度为60℃。对于打印温度参数,压缩段温度和均化段温度对制件翘曲变形量影响较为显著,供料段温度影响较小;另外,打印速率和打印平台温度也对制件翘曲变形量影响较为显著。在最佳工艺组合的工艺参数下制备了10组ABS塑料手机外壳,相应制件的最大翘曲变形量为0.056 2 mm,最低为0.051 2 mm,各组制件的翘曲变形量绝对误差均较小,最大仅为0.001 8 mm,最小为0 mm。10组实验的标准差为0.000 5。
船用铝合金-纯铝-钢复合过渡接头开裂维修工艺探讨
王东涛, 刘金涛, 龚容
2021, 36(3): 46-49.
摘要:
通过实船铝合金-纯铝-钢复合过渡接头的开裂维修,探讨了在实际生产中的开裂缺陷去除、开裂缺陷替换修复以及开裂预防等措施,为后续同类型产品的应用提供了借鉴经验。
轻质γ-TiAl合金材料在柴油发动机上的应用
罗长增, 李华, 魏涛, 李小兵, 马颖澈, 刘奎
2021, 36(3): 50-57.
摘要:
综述了柴油发动机关键热端部件轻量化设计的必要性和轻质耐高温γ-TiAl合金在该领域的优势和应用现状,阐述了目前实现γ-TiAl合金大规模工业化应用面临的挑战与难题,并对柴油发动机用低成本γ-TiAl合金的成分设计提出了建议。
精密钛箔带材制备及应用
温方明, 李渤渤, 陶会发, 刘茵琪, 朱乐乐
2021, 36(3): 58-61.
摘要:
介绍了精密钛箔带材产品技术要求、国内生产现状及生产工艺流程,简述了应用领域及前景,提出了加速发展我国精密钛箔带材的建议。
一种反射型有机/无机复合高能激光防护涂层制备及性能研究
张黎黎, 陈凯锋, 杨振, 张建隆
2021, 36(3): 62-66.
摘要:
以酚醛树脂、环氧树脂为粘结剂,采用单一因素考察法,分别考察了ZrO2和Al2O3共2种具有高反射率的耐热填料对高能激光防护涂层性能的影响,分别对其抗高能激光烧蚀性能、耐激光辐照时间、激光辐照前后涂层表面反射率等性能进行了表征,开展了辐照前后涂层表观形貌观察及XRD扫描,从微观角度确定了耐热填料晶型变化情况。结果表明,ZrO2在高能激光辐照过程中具有良好的耐高能激光烧蚀性能,可耐受高能激光辐照功率密度达到2.35 kW/cm2,激光辐照前后涂层表面反射率提高了46.28%。
桥梁钢结构长期效防腐技术及在厦门第二东通道中的应用
叶黎鹏
2021, 36(3): 67-73.
摘要:
介绍了国内外长期效防腐技术现状:一是较为成熟的以喷涂金属涂层作为底漆的复合涂层体系,二是以富锌底漆为配套的重防腐涂层体系。列举了3种典型桥梁钢结构大气区防腐涂层配套试验室测试差异。根据厦门第二东通道所处的环境特点,结合国内外桥梁钢结构防腐技术,为项目提出可行的钢箱梁外表面防腐蚀技术方案为"环氧富锌底漆-环氧中间漆-氟碳面漆"防腐涂层。
焊接技术
E36钢板成分对埋弧焊接头韧性的影响
刘刚, 丁鹏龙, 高珍鹏
2021, 36(3): 74-77.
摘要:
针对TMCP工艺生产的3个炉批次E36钢12 mm板,开展了钢板及埋弧焊接头力学性能、系列温度冲击试验,研究了钢中C、Ni、Nb、Ti元素对钢板埋弧焊接头韧性的影响。研究结果表明,降低钢中C含量、添加少量Ni元素有利于提高埋弧焊接头低温韧性,采用Nb、Ti微合金化,有利于细化母材晶粒及抑制焊接热影响区晶粒粗化,而钢中Nb元素对焊缝微观组织及韧性有不利影响,应进行适量控制。
日本两公司开发的大热输入焊接用高强度钢
尹士科, 王畅畅, 王存
2021, 36(3): 78-85.
摘要:
为了提高船舶及建筑结构等的焊接效率,必须采用大热输入焊接等措施。介绍了日本各钢铁公司研究开发的多种新技术,包括利用TiN对热影响区晶粒长大进行有效控制,依靠铁素体形核核心手段实现晶粒细化,并利用控制热影响区微观组织以及采用TMCP控制轧制技术等。在综合利用这些技术的基础上,开发成功了各种适合于大热输入焊接的高强度钢,以确保大热输入条件下热影响区具有高的韧性,用于造船、建筑结构、桥梁等的建造。
综述
低合金钢消应力热处理研究进展
王任甫, 姚智颖, 邓晚平, 牛继承, 叶凡
2021, 36(3): 86-94.
摘要:
介绍了低合金钢焊接残余应力及其消除方法,综述了热处理方法消除残余应力的机理、工艺参数设计、低合金钢消应力热处理特点,以及该处理对低合金钢构件性能与残余应力的影响规律。指出了针对低合金钢构件,在考虑应力消除效果的同时,还应在构件选材、制作及热处理参数制订时尽量避免消应力热处理后材质性能产生明显恶化。
经验交流
海上风电设备腐蚀在线监测技术研究与应用
贾彦兵, 高宏飚, 钱正宏, 刘碧燕, 王潘俊
2021, 36(3): 95-100.
摘要:
介绍了适用于海上风电的腐蚀电化学监测技术,综述了海上风电腐蚀监测技术发展的现状。对海上风电设备的腐蚀监测需求进行分析,并利用大气环境腐蚀监测仪对海上风电设备的腐蚀进行实时在线监测。监测结表明,该海上风电腐蚀监测系统检测速度快、灵敏度高、检测数据精准、自动化程度高,能实时将现场的腐蚀环境真实反馈到远程运维终端。