微量元素及热处理对ZL107组织和性能的影响

ZL107合金具有良好的铸造性能和较高的力学性能,应用非常广泛,但目前还不能满足现代工程结构中大型、复杂、高强度重要铸件的要求.实验在原有成分的基础上,通过添加微量合金元素、混合稀土变质和选择合理的热处理工艺来进一步提高ZL107的综合力学性能.实验结果表明,改进后的合金经过金属型浇注、T5处理后的力学性能:σb为324.2 MPa,δ5为4.1%,HBS为102,比原ZL107合金分别提高了19.7%、46.4%和8.0%.改进后的ZL107合金不但具有较高的强度和硬度,而且具有良好的塑性,有望成为大型、复杂、高强度结构铸铝件的优选合金之一.     

压铸铝合金ADC12.1R的组织、性能及成形性

在ADC12压铸铝合金成分的基础上,通过成分优化设计,并对合金进行晶粒细化及变质处理,获得了一种高性能的压铸铝合金ADC12.1R,该合金经金属型重力浇注,其铸态力学性能达到:抗拉强度(σb)为254.9 MPa,延伸率(δ5)为2.925%,硬度(HBS)为102,均优于国内普遍使用的压铸铝合金ZL112Y.实际生产试验也表明ADC12.1R合金具有更好的压铸成形性、出型性及机械加工性能能够满足工业生产应用的要求.     

中厚板轧后快速冷却系统设计与应用

为了完善和丰富钢板的品种和规格,同时提高产品质量和轧制生产效率,针对武钢轧板厂生产线实际情况,设计了一套具有国内领先技术的中厚板轧后快速冷却系统.系统应用工业变频供水、高压水箱水量优化分配及高密度层流等先进技术,同时采用了西门子高性能控制器进行系统综合控制.该系统结构合理,功能完善,控制精度高,已成功投入使用,取得了良好效果.     

超细晶粒W-40%Cu合金的烧结和力学性能

以纳米W,Cu粉末为原料,通过测定H2中热压烧结和无压烧结的收缩动力学曲线,研究了纳米W-40%Cu化学混合粉末的致密化过程.对比了纳米W粉与常规Cu粉(-44μm)的机械混合粉和纳米W-Cu化学混合粉的热压烧结致密化过程.测定了烧结合金在300℃和500℃下高温应力一应变曲线.实验结果表明:采用纳米W-40%Cu化学混合粉末在H2中无压烧结时最大收缩速率对应温度为980℃;1 200℃烧结平均晶粒小于2μm,相对密度为97%.纳米W-Cu化学混合粉在H2热压烧结时最大收缩速率对应温度为930℃;1 200℃烧结合金的平均晶粒为0.5 μm,相对密度为98%.纳米W-Cu化学混合粉热压合金高温抗压强度比纳米W与常规Cu粉的热压合金高.     

MEVVA源强流Ti离子注入纯铜表面层的结构与性能研究

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源技术对强流Ti离子束注入到纯铜表面的结构和性能进行了系统的研究.材料表面层的机械性能测试表明:强流Ti离子注入纯铜后材料表面的硬度和耐磨性均有提高,相对于纯铜基体,5×1017 cm-2注量注入可以使材料表面硬度提高2.3倍,使表面摩擦因数下降14%.注入层的X射线结构分析表明:金属离子注入后,在纯铜表面注入层中析出了合金相,合金相的析出是材料的表面硬度和耐磨性提高的主要因素.     

基于微压印成形的三维微电子机械系统制造新工艺

针对目前微电子机械系统(MEMS)制造中存在的三维加工能力不足的问题,将压印光刻技术和分层制造原理相结合,研究了三维MEMS制造的新工艺.采用视频图像原理构建了多层压印的对正系统,对正精度达到2μm.通过降低黏度和固化收缩率,兼顾弹性和固化速度,开发了适用于微压印工艺的高分辨率抗蚀剂材料,并进行了匀胶、压印和脱模工艺的优化实验.通过原子力显微镜对压印结果进行了分析,分析结果表明,图形从模具到抗蚀剂的转移误差小于8%,具有制作复杂微结构的能力,同时也为MEMS的制作提供了一种高效低成本的新方法.     

热挤压AZ91D镁合金的组织与力学性能

对直径φ50mm铸态AZ91D合金棒材在603K下进行单次热挤压，获得了直径φ14mm的棒材。用OM、SEM和TEM分析热挤压前后组织的变化，研究热挤压对其组织与性能的影响规律。结果表明，热挤压变形可以细化其微观组织，显著提高AZ91D合金的抗拉强度（σb、σ0.2）、伸长率（δ）及硬度（HB）。在此过程中合金α-Mg相有足够的独立滑移系可以启动，棱面滑移和基面滑移共同作用发生局部大变形，α-Mg沿挤压方向呈细条带状，β—Mg12，Al12相分布于α-Mg条带间。然而，经单次挤压不可能得到均匀的变形组织，从边缘到中心，组织渐变，边缘组织细小，心部组织粗大。     

油井水泥纤维增韧材料的研究与应用

为了解决国内油田薄油层井、小间隙井和侧钻井固井后射孔及后续增产措施造成的水泥环脆裂(即二次窜流)问题,研制开发了油井水泥纤维增韧材料(增韧剂F17F).对增韧水泥石的各种力学性能(抗折强度、抗冲击功、弹性模量和应力/应变关系等)及纤维增韧水泥浆体系的工程性能进行了测试.结果表明,增韧水泥石的弹性模量降低了16.9%~48.0%,抗冲击功提高了27.0%~68.0%,抗折强度提高了15.9%~33.0%;增韧水泥的流动性得到改善,其失水量和析水率显著降低.此外,还进行了聚能射孔试验、地面打灰试验、1口井的现场打水泥塞试验和2 口井的现场固井试验.室内实验和现场试验结果表明:增韧水泥的强度、抗冲击能力及其综合工程性能均能满足固井施工的要求.     

基于DEA理论对碳纤维/铝粉/BMI树脂复合材料的有效性分析

加入适当的碳纤维和铝粉对双马来酰亚胺（BMI）树脂进行复合增韧，可以有效改善其力学性能，通常只能通过多次试验结果的优劣比较来评价BMI树脂的力学性能，而不能判断其力学性能是否达最优值。为此，基于数据包络分析理论，给出BMI树脂力学性能的评价模型和计算方法，利用试验数据可以有效测算其最优值，控制碳纤维和铝粉的加入量，使BMI树脂的力学性能达到最优。     

地铁振动荷载作用下饱和软粘土性状微观研究

位于或穿越饱和软粘土层中的地铁隧道在运营之后，沿轴线产生较大的沉降量，很大程度上与饱和软粘土在地铁振动荷载作用下土体微观结构的变形和破坏、发生残余变形有关．通过扫描电镜试验对饱和软粘土颗粒的微观性状进行了研究，从土的微结构基本单元的形状和大小、基本单元体的接触状态、基本单元体问的联结形式、孔隙的形状和大小以及土体变形3个阶段的力学特性等方面进行较深入的研究．另外，将原状土和循环三轴试验破坏后两种状态的土样作了对比，从微观的角度解释了土体的变形机理．研究成果对有效控制、避免或减轻隧道经过地区地面沉降灾害的发生，指导地铁工程的设计、施工以及地铁运行后沉降的预测评价和防治等提供了有价值的参考．