镶铸复合金属材料热容量控制与研究

镶铸复合金属材料是将不同的金属材料采用镶铸工艺使它们连在一起,利用基体材料的高温液体将另一种金属合金表面熔化,使它们产生冶金结合或部分冶金结合.如何控制金属液体的温度以及合金块的结构尺寸,是本文论述复合金属材料热容量的内容.     

影响镶铸截齿工作性能的因素

截齿是采煤机工作时的重要零部件,它不但要有高的耐磨性,而且要有很高的抗冲击性能.镶铸复合金属材料截齿是将铬系耐磨合金与抗冲击性能好的低合金钢利用镶铸工艺一次浇铸成型,两金属复合界面在高温液态金属作用下形成冶金结合层,铬系耐磨合金与低合金钢组成的镶铸复合金属材料截齿在工作时两金属不分离,从而提高镶铸复合金属材料截齿的使用寿命.     

包覆浇铸和热轧工艺制备Q235/CrWMn刀具材料

通过包覆浇铸+热轧变形工艺,制备了Q235/CrWMn钢复合刀具材料,并用扫描电子显微镜(SEM)和维氏硬度仪分析了复合材料的界面组织、成分和性能的变化规律.实验结果表明,通过真空冶炼浇铸以及变形量超过90%的热轧工艺,可以实现两种组元金属材料之间的冶金结合,其中Cr、W等元素的过渡层宽度仅为10～40μm.随后的热处理研究发现,复合材料在830±5℃保温后空冷或者油淬时,Q235一侧为珠光体+铁素体组织,CrWMn一侧为马氏体组织,其硬度可达600～750HV,使复合刀具材料同时具有较好的韧性和强度.     

有色金属材料的LCA定量评价模型

本文提出一种有色金属材料LCA定量评价方法———综合比例系数法。该法根据金属元素的环境特征、实际提取冶金过程、社会功能和生物效应等要素,确立了纯金属的环境负荷定量计算原则并求出其相对环境负荷,而后由此计算金属材料的环境负荷比例系数;再根据推导出的模型计算出金属材料的环境负荷定量值。该模型数学原理可靠,公式运用简便。通过对ZL110和ZA8两种不同材料的LCA实例定量评价可知,该法是目前一种能较为客观、地定量计算有色金属材料环境负荷大小的方法。     

分散镶铸高锰钢复合材料组织与性能分析

采用分散镶铸工艺在高锰钢铸件内镶铸多状弹簧钢丝骨架，浇注后得到了复合材料试棒。在实验室采用金相、硬度试验、电子探针等手段对复合材料铸态及水韧处理后的组织、性能、元素扩散等进行了分析，并进行了耐磨性试验。金相分析结果表明：分散镶铸后，６５Ｍｎ钢丝在高锰钢铸件内部产生了良好的冶金结合，水韧处理后形成了网状纤维马氏体组织，从而提高高锰钢件在低冲击磨料磨损条件下的耐磨性，电子探针分析结果显示了锰元素在复合     

一维声子晶体的振动特性研究

利用平面波展开法计算了6种不同材料组分的一维杆状结构声子晶体振动带隙,分别讨论了晶格的尺寸大小、两种复合材料的组分比以及材料的密度等对声子晶体振动带隙频宽的影响.结果表明:在晶体的晶格尺寸大小、两种复合材料(金属和非金属)的组分比不变的情况下,振动的第一带隙的初始频率随着金属密度的增大而减小,截止频率基本不变;当所选材料的组分比不变时,随着晶格尺寸的增大,一维二组元复合声子晶体的振动带隙的初始频率及截止频率减小,同时带隙的频宽也随之减小;而当材料组分比小于1时即所选金属材料的份数小于非金属时,随着金属材料量的增大,振动带隙的初始频率及截止频率减小,从而带隙的频宽也减小;而当材料组分比大于1时即金属材料的份数大于非金属时,振动带隙的初始频率增大,截止频率减小,以及带隙的频宽也随之减小.     

冶金新材料发展目标确定

最近,国家冶金部门制定的“冶金科技发展指南(2000～2005年)”确定了冶金新材料发展的目标。冶金新材料发展的目标是:1.充分利用当代科学,例如固体物理、量子化学、计算机科学,特别是材料科学最新成果,根据当前市场需要以及国民经济、社会发展、国防建设、高新技术产业发展的潜在需求,优化企业结构,特别是冶金产品结构,研究开发先进冶金材料、淘汰落后材料、推广高技术含量、高附加值、量大面广关键材料,不断完善具有我国特色并与国际市场接轨的冶金材料系列。     

硬质合金-45钢双金属复合耐磨材料冲击韧性研究

采用镶铸工艺制备了硬质合金-45钢双金属复合耐磨材料。用光学金相显微镜和冲击试验研究了双金属材料的显微组织和冲击韧性。结果表明：硬质合金-45钢双金属复合耐磨材料结合层硬度过渡均匀，冲击韧性是普通硬质合金的5-6倍。     

浅谈合肥地区地铁建设对城市下穿桥结构选型的影响

城市路网特别是快速路网的建设中,下穿式立交作为诸多立交形式中的一种,在城市建设中的应用也越来越广.目前,下穿立交主体工程所采用的结构形式主要有两种:一种是桥梁结构,另一种是钢筋混凝土框架结构,两种结构各有优缺点.具体选用何种结构受到多种因素的影响,而城市地铁线网的建设是其中的一个主要影响因素.基于合肥地区城市下穿桥及地铁建设的经验,研究了地铁线网对下穿主体结构选型的影响,结果表明:当地铁线路与下穿立交走向平行时,其对下穿结构的选型影响较小,此时桥梁结构及框架结构均可采用;当地铁线路与下穿立交垂直交叉时,其对下穿结构的选型影响较大,建议优先选用框架结构.     

凝固数值模拟技术在镶铸工艺中的应用

本文应用数值模拟技术对钢——高铬铸铁镶铸件凝固过程中的一维非稳态温度场进行了模拟,提出了较合理的镶铸比计算方法,讨论了界面结合质量的影响因素,并给出了钢——高铬铸铁镶铸比的选择范围.     

基于非离子复合乳化剂自修复微胶囊的制备

提出采用低起泡性的OP-10/AEO非离子复合乳化体系解决微胶囊制备过程中乳化缺陷问题。以改性环氧树脂E-51为芯材修复剂,通过原位聚合法制备脲醛树脂自修复微胶囊。采用光学显微镜、傅里叶红外光谱仪、同步热分析仪分别对形成过程、化学结构及热稳定性进行分析。利用Gauss拟合研究粒径分布,并探讨了乳化剂体系选择、乳化剂用量、芯壁比、搅拌速率等因素对微胶囊性能的影响。结果表明,该体系能有效改善乳化剂起泡效果,用量为5.0%,芯壁比为0.8∶1,搅拌速率为1 200 r/min,微胶囊包封率达到80%,粒径分布相对集中,具备良好的室温贮存性及热稳定性。     

Sintering dense nanocrystalline ceramics without final-stage grain growth

Sintering is the process whereby interparticle pores in a granular material are eliminated by atomic diffusion driven by capillary forces. It is the preferred manufacturing method for industrial ceramics. The observation of Burke and Coble that certain crystalline granular solids could gain full density and translucency by solid-state sintering was an important milestone for modern technical ceramics. But these final-stage sintering processes are always accompanied by rapid grain growth, because the capillary driving forces for sintering (involving surfaces) and grain growth (involving grain boundaries) are comparable in magnitude, both being proportional to the reciprocal grain size. This has greatly hampered efforts to produce dense materials with nanometre-scale structure (grain size less than 100 nm), leading many researchers to resort to the 'brute force' approach of high-pressure consolidation at elevated temperatures. Here we show that fully dense cubic Y2O3 (melting point, 2,439 degrees C) with a grain size of 60 nm can be prepared by a simple two-step sintering method, at temperatures of about 1,000 degrees C without applied pressure. The suppression of the final-stage grain growth is achieved by exploiting the difference in kinetics between grain-boundary diffusion and grain-boundary migration. Such a process should facilitate the cost-effective preparation of other nanocrystalline materials for practical applications.     

基于响应面法的泥水盾构同步注浆材料性能

泥水盾构隧道在富水高压地层掘进中,同步注浆浆液易逸散流失,为满足注浆要求,需研制出复掺外加剂的高性能注浆材料.以南昌地铁4号线过江盾构隧道工程为依托,在传统外加剂材料的基础上引入纳米材料,选用膨润土(BE)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)与纳米二氧化硅(NS)为复合外加剂组分,采用响应面法,以外加剂掺量为配合比变量,探讨3种外加剂及其交互作用对注浆浆液性能的影响.研究表明:①在对凝结时间影响方面,NS＞ HEMC＞ BE,NS具有促凝作用,而HEMC起缓凝作用;在对抗压强度影响方面,HEMC＞ NS＞ BE,HEMC与BE不利于抗压强度发展,NS可以显著提高抗压强度;在对抗水分散性影响方面,HEMC＞ BE＞ NS,HEMC与BE有利于改善抗水分散性.②NS具有小尺寸、高活性等特点,可以加速水泥水化进程,缩短浆液初凝时间,提高浆体早期强度,对浆液性能起着积极作用.③通过响应面法建立的回归模型与响应曲面,可以很好地反映外加剂对浆液性能的影响,同时能对复掺外加剂的浆液配比进行优化,所制备的新型注浆材料能够满足在富水高压地层盾构隧道施工的注浆要求.     

深井超深井裂缝性地层致密承压封堵实验研究

深井超深井裂缝性地层钻井过程中极易发生钻井液漏失,桥接堵漏材料形成的裂缝封堵层在高温、高压、高地应力等复杂环境下失稳破坏加剧,导致堵漏成功率和裂缝封堵效果难达预期。基于多级多粒桥接堵漏的思路,以川西地区双鱼石区块超深井钻井常用的WNDK-1型架桥材料和耐高温橡胶颗粒为研究对象,系统开展了高温老化环境下堵漏材料性能评价与裂缝封堵模拟实验。实验结果表明,在150℃钻井液中老化24 h后,WNDK-1型刚性材料的粒度分布未产生明显变化,摩擦系数最高降低1.89%,抗压强度降低1.15%;橡胶颗粒的粒度分布D₉₀值增加3.55%,摩擦系数增加1.59%,抗压强度保持不变;将刚性材料、弹性材料和纤维材料以适当浓度与钻井液复配并进行裂缝封堵,形成的封堵层承压能力普遍高于13 MPa,且封堵层具有低孔低渗特征;观察封堵失稳后裂缝内封堵层结构形态可知,高温老化环境下多级多粒桥接堵漏形成的封堵层主要发生摩擦/复合失稳和剪切错位失稳。     

表面活性剂对纳米材料形貌及尺寸控制的影响

样品形貌和粒径大小是影响材料物理及化学性能的两大因素，表面活性剂在实现功能材料的尺寸设计及形貌控制中起着重要作用。本文依据表面活性剂的特殊结构，综述了表面活性剂疏水基和亲水基对合成纳米材料形貌结构的影响，同时介绍了表面活性剂的浓度及种类对纳米材料尺寸带来的影响。     

功能梯度涂层材料的研究进展

功能梯度材料(FGM)是一种新型的复合材料,文章综述了其特征和性能及其热——机械理论分析的研究进展,其中包括一维稳态温度场的精确解、动态热载作用下的复合材料层合板模型、热载作用下的裂纹问题。并综述了功能梯度材料目前常采用的一些制备方法及使用情况,其中包括火花等离子烧结技术、粉末冶金法及离子结构工艺等,从而预见其具有很好的发展前途。     

疏水型SiO2气凝胶的常压制备及吸附性能研究

以多聚硅E-40为硅源,采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备了高气孔率的疏水性SiO2气凝胶.用扫描电镜、红外光谱1、3C,29Si核磁共振谱以及孔径分布仪,表征测试其结构和吸附特性.研究结果显示,SiO2气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒更为优越,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔的应用前景.     

耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料本构建模与仿真

针对耐热不锈钢X8CrNi25-21的材料特性,基于弹塑性力学理论和位错动力学对经典的Johnson-Cook（JC）本构模型进行修正,引入位错塞积理论,并在本构中考虑晶粒尺寸和晶体取向等微观参数,建立了基于尺度效应的耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料响应行为本构模型.通过采用介观尺度非标准件,并利用热处理工艺改变材料的晶粒尺寸,开展准静态拉伸实验、动态霍普金森压杆实验进行介观尺度材料测试,建立了晶体尺寸与介观尺度材料塑性变形与断裂行为特征的变化规律,并最终确定了耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料本构模型各参数值.      

复合材料加筋单元初始分层损伤参数影响分析

复合材料加筋结构在制造过程中往往会存在不同形式的初始分层损伤,这些初始分层损伤都会在不同程度上影响结构的承载能力。本文采用两种本构关系的粘接元模拟粘接良好界面和分层界面胶膜。并对含不同损伤面积、不同损伤形状、不同损伤位置的加筋单元进行了面外拉伸分析,得到了剩余强度与损伤参数之间的关系。对于复合材料的损伤与失效,本文采用了Cuntze失效准则及Puck刚度退化模型,较好的模拟了复合材料失效及刚度退化过程。模拟结果和试验结果吻合较好,证明了本文中算法的有效性。