简介：轧辊是轧钢机上的重要零件,每年服役失效后的大修或维修大大影响生产效率、浪费资源乃至经济效益。通过对轧辊的服役损伤行为研究,探讨不同失效模式下的失效机制。结果表明：轧辊服役损伤失效行为主要有剥落、裂纹、断裂,各损伤失效机制均主要为制造、使用以及两者综合作用的结果。其中剥落是由于局部大应力和升温,微裂纹产生于次表面并扩展形成剥落坑;裂纹是热循环应力及塑性应变等因素作用的结果;断裂大多是承受较大外载荷作用,并在轴颈应力集中处或内部近表面缺陷处发生的失效。针对轧辊的不同失效机制分别进行工艺改进和制定合理的检修周期,采用科学有效的检测手段,为有效使用轧辊、提高轧辊使用寿命提供依据。

简介：研究Ti-46Al-4Nb-1.8Cr-0.2Ta合金在高温下小裂纹的萌生和扩展行为。选用光滑板材试样在原位试验机上进行750℃、应力比R=0.1、频率为4Hz的疲劳试验,并使用扫描电镜对裂纹微观形貌进行观察。结果表明：片层组织TiAl合金的疲劳裂纹最易在片层团界萌生,疲劳过程中伴随较大的微观塑性变形,并在片层团界及片层间萌生大量裂纹,疲劳裂纹扩展试样半圆形缺口根部与水平方向呈45°的应力集中区域最易萌生裂纹,主裂纹通过疲劳过程中产生的片层团界裂纹、片层间裂纹合并而成,并沿与载荷方向垂直的方向扩展。在疲劳裂纹扩展后期,裂纹为穿层扩展断裂。

简介：采用反应合成方法制备孔隙度为54.3%的高纯Ti3SiC2多孔材料,并研究其在400~1000°C下空气中的氧化行为。采用热重-差热分析法、扫描电镜、X射线衍射技术、能谱仪、拉曼光谱、BET比表面分析法和孔结构测试等研究Ti3SiC2多孔材料在氧化前后的氧化动力学、物相组成、微观形貌以及孔结构参数演变。结果表明:形成不同晶型TiO2氧化产物是影响Ti3SiC2多孔材料抗氧化性及孔结构稳定性的主要因素。由于氧化产物体积应力以及热应力的存在,因此,在400~1000°C试验过程中试样表面均出现开裂现象。其中,在400~600°C下形成的锐钛矿型TiO2会导致Ti3SiC2晶粒出现严重开裂,并引发快速氧化以及孔径和透气度的异常减小。600°C以上在氧化过程中主要形成金红石型TiO2,开裂现象得以缓解,但是氧化膜的外延生长大幅降低了Ti3SiC2多孔材料孔隙的连通性。

简介：通过电化学技术分析镁空气电池阳极Mg-Al-Pb-La合金的放电行为,并与Mg-Al-Pb合金的放电行为进行比较.结果表明,相对于Mg-Al-Pb合金,Mg-Al-Pb-La合金在开路电位下耐蚀性增强,表现出更好的放电活性.Mg-Al-Pb-La合金阳极的利用效率比商用Mg-Al-Zn（AZ）和Mg-Al-Mn（AM）合金阳极的利用效率高.由Mg-Al-Pb-La阳极和空气阴极组成的单个镁空气电池的平均放电电压为1.295V,在放电电流密度为10mA/cm2时其放电容量为1370mA·h/g,比Mg-Li合金作为空气电池阳极时的放电容量高.Mg-Al-Pb-La阳极放电性能的增强是由于显微组织的改变降低了自腐蚀,加速了电池放电过程中氧化产物的脱落.另外,分析了Mg-Al-Pb-La合金阳极在放电过程中的溶解机制.

简介：我国航空、电力、海洋工程、重载运输等领域涉及的大量关键材料依赖进口，其中主要原因是材料的服役行为评价及延寿技术储备不足，直接影响装备的高可靠性、长寿命运行。

简介：研究氯化铵处理对赤泥碱性阴离子及钠离子浸出行为的影响。结果表明:在氯化铵添加量为0.75%、液固比为3、温度为30°C、浸出时间为18h的条件下,赤泥pH从10.49降至8.93,碱性阴离子(HCO3^-,CO3^2-,OH^-,AlO2^-)浓度从38.89降至25.50mmol/L,可溶性钠浸出率为80.86%;液固比是影响碱性阴离子和钠离子浸出的主要因素。氯化铵促进了赤泥中一水铝石的溶解及团粒结构的形成,有助于实现赤泥的土壤化。

简介：通过化学沉积法制备Ni-P、Ni-Mo-P单镀层以及与其成分相同的Ni-P/Ni-Mo-P双镀层。采用纳米压痕法和AFM分析测量镀层表面和截面的残余应力,并用电化学法评估镀层在10%HCl溶液中的腐蚀行为,以获得镀层残余应力与腐蚀行为之间的关系。结果表明:Ni-P单镀层和Ni-P/Ni-Mo-P双镀层表现为残余压应力,分别为241和206MPa;Ni-Mo-P单镀层呈现出257MPa的残余拉应力。残余压应力阻止镀层中孔洞的生长,保护镀层的完整性。Ni-P/Ni-Mo-P双镀层比它们的单镀层具有更好的耐蚀性。此外,镀层的应力状态影响其腐蚀形式。

简介：研究冷轧和后续退火形变热处理对Ni50Ti50形状记忆合金超弹性行为的影响。采用铜坩埚真空感应熔炼法制备样品。将成分均匀的样品进行热轧后在900°C退火，然后再进行冷轧，冷轧后样品的厚度有不同程度的减少，最大可达70%。透射电镜检测结果显示严重的冷轧导致Ni50Ti50合金中形成了纳米晶和非晶的复合显微组织。400°C下退火1h后，冷轧样品中的非晶发生晶化形成纳米晶组织。随着冷轧变形量的增加，在超弹性实验中Ni50Ti50合金的弹性应变增加，变形量为70%的冷轧-退火样品其弹性应变为12%。此外，随着变形量的增加，应力诱导马氏体相变的临界应力提高。值得注意的是，70%变形量的冷轧-退火样品的阻尼容量值为28J/cm3，明显高于商业NiTi合金。

简介：采用超音速火焰(HVOF)喷涂制备了一种新型的由纳米、亚微米、微米WC颗粒和CoCr合金组成的多尺度WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层，对比了双峰和纳米结构WC-10Co4Cr涂层，在分析了涂层组织的基础上，研究了多尺度涂层的孔隙率、显微硬度、开裂韧性和抗空蚀性能，并分析了多尺度WC-10Co4Cr涂层的空蚀行为和机理。结果表明，HVOF喷涂制备的多尺度WC-10Co4Cr涂层具有≤0.32%的孔隙率和高的开裂韧性，涂层中未发现明显的纳米WC脱碳现象。与双峰与纳米结构涂层相比，多尺度WC-10Co4Cr涂层表现出最优异的抗空蚀性能，在淡水中的抗空蚀性能分别比双峰涂层和纳米结构涂层提高了大约28%和34%。多尺度WC-10Co4Cr涂层的优异抗空蚀性能归结于其独特的微纳米结构和优良的性能，能有效阻碍空蚀裂纹的形成和扩展。

简介：针对真空压力浸渗制备的碳纤维增强铝合金复合材料(CF/Al复合材料),分别采用延性损伤本构和内聚力界面本构定义基体合金和界面的损伤演化与失效行为。建立其细观力学单胞有限元模型,数值模拟获得了复合材料横向拉伸变形中基体合金和界面的细观损伤演化和失效过程,通过复合材料横向拉伸应力–应变试验曲线与数值模拟曲线对比,验证所建立细观力学有限元模型的可靠性。结合力学试验和拉伸断口分析,探索CF/Al复合材料横向拉伸变形时断裂力学行为规律及其失效机理。

简介：用等离子电解氧化（PEO）法在AZ91和AZ80镁合金表面制备涂层,研究在电解液中添加石墨纳米颗粒对涂层的耐腐蚀性和耐磨性能的影响。所用电解液为含有磷酸盐和硅酸盐的碱性溶液,并采用两种不同的PEO处理时间（1min和3min）。用动电位极化法和电化学阻抗谱（EIS）分析涂层的耐腐蚀性,用平面-盘式滑动摩擦实验测试其耐磨性能。用扫描电镜及能谱仪（SEM-EDS）观察涂层的组织形貌、微观结构、元素组成和涂层厚度。结果表明,石墨纳米颗粒增加了涂层的厚度,封闭了表面的孔隙,使涂层更致密,因此提高了其耐腐蚀性和耐磨性能。由于AZ91具有更高的铝含量,其耐腐蚀性能和耐磨性能的提高比AZ80更显著。

简介：通过等温拉伸实验研究双态组织Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金的热变形行为、显微组织演变与断裂特征。结果表明:材料的流动软化由双态组织动态球化引起,并导致较高的应力指数和热激活能。结合SEM、EBSD和TEM显微组织观察发现,750和800℃下动态球化由α/α亚晶界的形成与β相的渗透共同导致;而在850℃下由于低角度晶界向高角度晶界转化,生成呈项链状分布的细小晶粒,证明该温度下主要的球化机制为动态再结晶。随着变形温度的升高或应变速率的减小,合金的断裂机制由微孔聚集向沿晶断裂转变。

简介：研究一种铸造镍基合金(IN617B合金)在固溶处理和长期时效处理过程中的相析出行为和拉伸性能。在铸态的组织中,Ti(C,N)、M6C和M23C6为主要析出相,而经过固溶处理后,除少量Ti(C,N)残余外,绝大部分碳化物固溶到基体中。在700°C长期时效过程中,合金中相的析出行为主要包括3个方面:(1)晶界处M23C6碳化物的形貌由膜状转变成颗粒状,同时由于界面能的降低和元素向晶界的扩散,颗粒碳化物逐渐粗化;(2)晶内棒状M23C6碳化物具有择优生长方向[110],并与基体γ之间存在共格关系;(3)γ?颗粒可以通过限制碳化物形成元素的扩散来阻碍晶内M23C6碳化物粗化。在时效5000h后,合金的抗拉强度明显增加,而合金的塑性明显下降。该合金具有稳定的显微组织,从而保证其在长期时效过程中具有优异的拉伸性能。