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2020年  第35卷  第6期

材料研究
止裂厚钢板拉伸性能表征参量与无塑性转变温度的相关性分析
高珍鹏, 薛钢, 张云浩, 宫旭辉, 牛佳佳
2020, 35(6): 1-6.
摘要:
统计分析了54组止裂厚钢板屈服强度Rp0.2、拉抻强度Rm、伸长率A、断面收缩率Z、屈强比Rp0.2/Rm和侧面落锤无塑性转变温度TNDT的相关性规律,结果表明:止裂厚钢板屈强比越低,钢板的均匀塑性变形能力越好;止裂厚钢板均匀塑性变形能力越好,无塑性转变温度越低,钢板的止裂性能也相对越好。
近α型钛合金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo中氢元素的分布分析
许亚利, 卢晓阳, 张斌斌, 蒋鹏
2020, 35(6): 7-12.
摘要:
使用二次离子质谱方法研究了近α型钛合金Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo中α相和β相中以及裂纹尖端氢的分布规律。结果表明,氢质量浓度小于100×10-6时,未形成氢化物,氢在β相中的含量高于其在α相中的含量。氢倾向于在裂纹尖端富集,富集区尺寸略小于裂纹尖端的塑性变形区尺寸。
夹芯结构面内压缩强度损伤容限研究
邓贤辉, 边天涯, 马玉亮, 陈润华, 郭万涛
2020, 35(6): 13-18.
摘要:
金属泡沫复合材料夹芯结构在实际使用过程中会受到各种外物的冲击,降低夹芯结构的刚度和强度,出现局部损伤现象,从而影响夹芯结构的安全性。针对夹芯结构受到低速冲击后产生不同的局部损伤类型,开展金属泡沫夹芯结构面内压缩强度损伤容限研究。通过有限元仿真方法建立夹芯结构的剩余压缩强度模型,仿真结果与试验结果对比验证模型的有效性,并采用该模型预测并分析不同损伤类型对夹芯结构剩余压缩强度的影响以及压缩强度对不同损伤的尺寸敏感度。结果表明:凹痕和面板分层是导致剩余压缩强度下降的重要因素;当模型含有分层损伤时,凹痕的存在会延缓结构出现压缩破坏;对于大多数损伤类型,剩余压缩强度会随其尺寸增大而降低。
钛合金在高含硫化氢工况中的腐蚀性能研究
李冲, 陶欢, 宋德军, 杨胜利, 郁炎
2020, 35(6): 19-23.
摘要:
研究了3种不同强度等级的钛合金(TT42、TT52和TT70)在高硫化氢工况中耐点腐蚀试验、抗氢致开裂试验(HIC)、抗硫化物应力腐蚀开裂试验(SSC)、以及模拟工况条件下均匀腐蚀试验和抗硫化物应力腐蚀开裂试验(SSC)。结果表明:3种钛合金材料均具有良好的抗点腐蚀性能、抗氢致开裂性能及抗硫化物应力腐蚀性能;在模拟高含硫工况条件下,3种钛合金材料均匀腐蚀试验表面均无点蚀,平均腐蚀速率分别为4×10-4 mm/a、2×10-4 mm/a和4×10-4 mm/a,几乎不发生腐蚀;在80%AYS加载应力下,3种钛合金材料表面均未发生开裂。
海水中Hg2+含量对6063铝合金表面铝锌改性层腐蚀性能的影响
段天应, 徐哲, 李志强, 李晟, 王延枝, 张明辉, 李培跃
2020, 35(6): 24-29.
摘要:
通过浸泡腐蚀实验和利用电化学表征手段,研究了海水中重金属Hg2+含量对铝锌改性涂层耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着Hg2+含量的增大,腐蚀电流逐渐增大,阻抗谱高频区呈现的容抗弧逐渐减小,阻抗谱低频区出现的感抗消失,表明腐蚀加剧。当Hg2+含量低于0.5μg/L时,自腐蚀电位基本处于同等水平,腐蚀倾向性相近。而当Hg2+含量超过0.5μg/L后,腐蚀电位逐渐降低,腐蚀的倾向性随Hg2+浓度增大而加剧。浸泡腐蚀实验结果表明,随着Hg2+浓度的增大,平均腐蚀速率逐渐增大。当浓度低于0.5μg/L时,腐蚀速率不超过20μm/a。Hg2+浓度在0.5~15μg/L范围内,腐蚀速率基本在20~35μm/a之间。
Gd含量对Mg-Gd-Y-Zr镁合金的组织及耐蚀性能的影响
王腾达, 周洋, 王鹏云, 刘晓鹤
2020, 35(6): 30-35.
摘要:
用金相、SEM、全浸腐蚀试验等方法研究了Mg-xGd-3Y-0.5Zr(x取6、8、10)镁合金的微观组织和耐蚀性能。结果表明,Gd含量显著影响合金中第二相的数量和分布,随着Gd含量的增加,合金中第二相数量明显增加、尺寸减小,合金耐蚀性能下降。
2205双相不锈钢晶间腐蚀试验的裂纹判定和影响因素分析
罗先甫, 郭仲阳, 张恒坤, 张文利, 刘晓勇, 查小琴
2020, 35(6): 36-42.
摘要:
通过金相观察(OM)、透射电镜观察(TEM)对2205双相不锈钢经铜-16%硫酸-硫酸铜晶间腐蚀试验后压弯产生的裂纹进行判定,采用拉伸性能测试、残余应力测试和粗糙度检测等对产生裂纹的影响因素进行分析。结果表明:经675℃×1 h敏化处理后,在铁素体晶界、铁素体-奥氏体相界均析出少量富(Mo, Si)化合物,在铁素体晶粒内部析出弥散碳化物,奥氏体晶内存在少量未转变铁素体,压弯产生的裂纹均为穿晶裂纹,材料无晶间腐蚀敏感性。试验双相钢力学性能符合2205双相不锈钢标准要求,较小的残余拉应力、弯头直径等对裂纹的产生影响不大。压弯后表面粗糙度为1.6μm的试样产生裂纹,表面粗糙度≤0.9μm的试样均未产生裂纹。因此,进行铜-16%硫酸-硫酸铜晶间腐蚀试验前需控制试样的表面粗糙度。
材料应用
原料粉特征对ITO靶材微观结构的影响
杨硕, 薛建强, 苏摇, 赵延飞, 李重理
2020, 35(6): 43-47.
摘要:
以ITO气化粉和进口湿法粉作为原始粉,在相同的工艺条件下,制备出ITO靶材,对比研究了两种不同原始粉对烧结后靶材微观结构的影响,结果表明:当在0.6 MPa氧气氛,1 530、1 550℃保温20 h条件下烧结,湿法粉和气化粉靶材密度均较高且差异很小,靶材晶粒尺寸基本相当,气化粉靶材晶内小微粒尺寸较湿法粉小,但小微粒聚集程度高于湿法粉靶材;当在常压氧气氛、1 550℃保温20 h条件下烧结,湿法粉靶材密度高于气化粉的,靶材晶粒尺寸基本相当,存在个别较大晶粒,湿法粉靶材已致密,而气化粉靶材未完全致密化,二者晶内小微粒形貌和尺寸差异仍比较明显,气化粉靶材晶内单独的小微粒尺寸同样较湿法粉的小,但聚集程度仍高于湿法粉的。
3 600 kW大功率ALD电子束冷床炉TC4残钛回收工艺研究
李渤渤, 裴腾, 张强, 刘茵琪, 朱俊杰, 蒋林凡
2020, 35(6): 48-52,59.
摘要:
采用EBCHR 6/200/3600型3 600 kW大功率电子束冷床熔炼炉,研究了使用100%残钛料一次EB熔炼制备TC4钛合金扁锭的生产工艺,并结合工业化生产实践,对工艺可行性进行了分析。结果表明:通过控制布料方法及成分配比,制定合理的熔炼工艺,控制Al元素挥发率,可以生产出符合国家标准要求的TC4钛合金EB扁锭。
钛焊管涡流探伤噪声信号分析
陈令杰, 陶会发, 宋宇, 李渤渤, 刘茵琪, 祁博澜, 朱丹阳
2020, 35(6): 53-56.
摘要:
通过控制钛焊管生产工艺参数,得到13支试验用钛焊管,采用金相组织观察、X射线测厚两种方式对试验用钛焊管进行分析。采用涡流探伤仪对钛焊管进行逐根探伤,并对涡流探伤结果进行统计分析。分析结果表明:钛焊管平均晶粒直径、壁厚波动值影响噪声信号幅值,在实际钛焊管生产过程中,应合理控制钛焊管平均晶粒直径、钛焊管壁厚波动值,以减小涡流探伤噪声信号幅值。
轨道车辆橡胶材料紫外老化试验研究
王振中, 孙琳, 王兵, 胡昌飞
2020, 35(6): 57-59.
摘要:
以轨道车辆用橡胶材料为研究对象,通过紫外老化试验,分析了紫外老化对材料的力学性能影响。试验结果表明,材料的拉伸强度呈现先升高再降低的现象,而硬度逐渐升高,拉断伸长率逐渐降低。研究表明,紫外老化试验数据与热空气老化规律相似。
PVC泡沫夹芯结构复合材料固化芯材变色对结构性能的影响
温锋, 刘辉, 王磊, 王新文, 吴双
2020, 35(6): 60-65,69.
摘要:
风电叶片固化过程放热常常出现PVC芯材变色问题,为研究PVC芯材变色对复合材料力学性能的影响,特别制备了4种程度变色不同的45 mm厚PVC芯材变色夹芯结构试板,开展夹芯结构四点弯曲试验,对比不同变色程度PVC夹芯结构的弯曲破坏载荷、极限剪切强度和极限疲劳性能。结果表明,严重变色PVC夹芯结构试样与未变色正常试样相比,平均弯曲破坏载荷和剪切强度最大降幅为7.3%;严重变色PVC夹芯结构与正常PVC夹芯结构的弯曲疲劳性能与正常试样的持平或优于正常试样的。剖开变色PVC夹芯泡沫,用电镜观察,没有发现明显结构塌陷现象。
豪克能技术在双相不锈钢铸件加工中的应用
赵轶鹏, 朱珍彪, 马焱
2020, 35(6): 66-69.
摘要:
以双相不锈钢铸件精加工表面为研究对象,设计不同豪克能加工的主要工艺参数,对比分析豪克能加工前后,双相不锈钢铸件表面硬度、粗糙度和点蚀性能的变化。结果表明:豪克能加工能提高双相不锈钢铸件精加工表面硬度,改善精加工表面粗糙度,能提高3A类双相不锈钢铸件精加工表面耐点蚀性能。
焊接技术
焊接态超薄铝合金-钢复合过渡接头界面组织和结合性能分析
王小华, 孙磊, 辛宝, 王军
2020, 35(6): 70-74,87.
摘要:
对焊接态船用超薄铝合金-钢复合过渡接头组织和结合性能进行了试验研究,结果表明:焊接过程中过渡接头的铝-钢界面温度小于300℃时,铝-钢界面的结合性能与原始态的结合性能基本相当;焊接态铝-钢界面组织正常,界面处FexAly金属间化合物未发生增厚现象。
爆炸焊接聚能药包工艺参数研究
张宝军, 王俊, 赵少锋, 赵毅霞
2020, 35(6): 75-78.
摘要:
聚能效应在爆炸焊接技术领域应用比较广泛,对于复层厚度6 mm以上的钛钢复合板的结合质量至关重要。通过试验,系统研究了聚能药包装药条件和不同参数的做功规律以及雷管区质量。结果表明:添加起爆药,能减少聚能效应对板材的冲击,随着炸高H的变化,雷管区深度呈现波状变化;随着炸高H的降低,雷管区的锥度增大,表面平滑过渡。选用ϕ25 mm聚能药包,炸高H为5~8 mm,钛钢复合板雷管区控制效果理想,且爆炸复合板结合质量良好,剪切强度可达224 MPa,拉伸强度可达525 MPa。
船用高强钢焊接材料合金系研究现状
王伟, 何亮, 何磊
2020, 35(6): 79-83.
摘要:
船用高强钢焊缝金属合金成分含量较高,焊接问题较为严重。合金成分的设计对于获得具有良好强韧性匹配的焊缝金属具有重要的影响,综述船用高强钢焊缝金属的合金系研究现状,主要包括传统C-Si-Mn-Ni-Cr-Mo合金系、促进针状铁素体形核的Ti-B合金系、超低碳贝氏体合金系和低锰高镍合金系。
综述
碳玻混杂复合材料阻尼性能研究
邱磊, 陈友恒, 宋金鹏, 罗浩
2020, 35(6): 84-87.
摘要:
混杂纤维复合材料,是由两种或两种以上纤维增强基体的复合材料,通过纤维和基体的相互作用,产生良好的混杂效应,使复合材料具备单一组成相没有的优良性能。碳纤维价格昂贵、刚度较高但延性较低,而玻璃纤维价格低廉,模量较低但延性较高,通过两种纤维的协调配合,可以使碳玻混杂复合材料兼备良好的模量和阻尼性能,并且可以降低成本。因此,碳玻混杂复合材料体现了良好的应用前景,目前已有少量学者研究了碳玻混杂复合材料结构对阻尼性能的影响。阐述了碳玻混杂复合材料结构对阻尼的影响在算法方面和实验方面的研究进展,并提出了提高阻尼性能的措施和未来的研究趋势,为以后的研发工作提供理论依据和数据支持。
基于生物质硬碳钠离子电池负极材料研究进展
郑安川, 齐翊博, 许志鹏, 陈晨, 黄英
2020, 35(6): 88-95.
摘要:
随着可再生储能材料的深入研究,锂离子电池因具有比能量大、自放电小、绿色环保等优势而备受青睐。但是锂资源储量有限且分布不均,导致锂离子电池生产成本较高,频繁充放电缩减使用寿命,难以满足未来规模化应用的需求。为了解决上述问题,新型钠离子电池可作为传统锂离子电池的潜在替代品。阐述了硬碳材料的储钠机理,及生物质衍生硬碳负极的常用制备方法,并介绍了其在钠离子电池中的应用。
经验交流
高架段轨道交通建筑物室内异常噪声源分析
付昆, 李洛平, 曾飞, 李强, 闫作为, 徐宁
2020, 35(6): 96-100.
摘要:
某地羽毛球场馆位于采用全封闭隔声屏障措施的轨道交通高架线路一侧,该球馆为依隔声屏障而建成的室内球馆,当列车经过场馆时,辐射大量噪声。分别测试了线路噪声、桥梁基础振动和室内噪声,通过相关相干性及结构声学特性对室内噪声特性进行分析,结果表明,室内噪声受到车辆运行的影响,主要来源于隔声屏障造成的异常噪声辐射。