WC-Co硬质合金疲劳断裂机制研究

疲劳和断裂是硬质合金失效的主要原因之一.主要对WC-Co硬质合金的高周疲劳性能和裂纹扩展行为进行了较为系统的研究.结果表明,WC-Co硬质合金材料表现出明显的疲劳效应,即应力水平的降低伴随着疲劳寿命的上升.在高应力区域,合金的疲劳寿命与强度有关;合金的强度越高,其疲劳寿命越长.随着应力幅值的降低,这种强度与疲劳寿命的联系越来越不明显,特别是进入高周疲劳区域后,高粘结剂含量的合金反而表现出更高的疲劳抗性.疲劳裂纹主要沿晶界和在粘结相中扩展;材料在承受疲劳载荷后,粘结相与WC硬质颗粒之间发生了剥离,这种脱粘造成WC颗粒之间相互错动形成孔隙和微裂纹,这些孔隙和微裂纹相互连接加速了裂纹的扩展并最终导致材料的断裂.粘结相在疲劳过程中产生了大量堆垛层错并发生相变,同时有析出物产生.     

硅中高剂量锗离子注入的快速热退火研究

报道了利用高剂量Ge 注入制备SiGe/Si异质结的工作.100keV、5.3×1016/cm2/cm2 Ge 注入(001)SIMOX膜中,峰值Ge 浓度接近20%.样品在不同温度下进行不同时间的快速热退火,X射线衍射分析和背散射沟道谱研究表明:1000°C退火0.5h,退火效果较好;退火时间过短或过长,退火温度过高或过低,都将影响退火效果.     

半固态非枝晶组织合金的制备及形成机理

结合作者的研究方向--固液混合铸造制备非枝晶微晶合金,介绍了半固态非枝晶组织材料制备的发展与现状,分析了其非枝晶组织的形成机理.重点介绍了固液混合铸造技术的工艺及其非枝晶组织的形成机理.     

近表面缺陷的超声TOFDR和TOFDW检测

针对超声TOFD方法存在近表面检测盲区问题,提出了基于二次波的综合超声衍射反射回波方法(TOFDR)和缺陷W衍射反射方法(TOFDW)的检测模式。分析了TOFDR和TOFDW检测方法的超声传播特性,阐明了2种方法的检测原理,研究了它们的近表面理论检测能力。对于TOFDR检测方法,缺陷越近表面,D扫图像分辨特征越好。对于TOFDW检测方法,总体分辨能力大于TOFDR方法,但对于特别浅的近表面缺陷,声波难以识别,而将这2种检测方法综合应用,通过调整检测工艺参数可对近表面缺陷进行识别。通过对人工缺陷试样的检测,研究了综合2种方法结合条件的新检测模式的信号图像特征以及检测灵敏度,2种检测方法结合产生的D扫图像能很好的发现埋藏深度为1 mm的缺陷。     

AZ31镁合金挤压板材的中温变形机理及软化机制(英文)

研究AZ31镁合金挤压板材在473～523K的温度范围内。应变速率0.001～1.0s-1压缩时的流变应力行为,计算板材沿挤压方向压缩时的激活能,并结合光学显微镜和透射电子显微镜探讨合金软化机制和变形机理之间的联系。结果表明,在中温下沿挤压方向压缩时,AZ31挤压态镁合金的变形激活能为174.18kJ/mol。这说明,由热激活位错交滑移所控制的动态再结晶是合金中温变形的主要软化机制。位错滑移是中温变形的主要变形机理,而孪生的作用则不大。其主要的动态再结晶机制为持续动态再结晶,并伴随少量的孪生动态再结晶。     

SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的SiC/Al界面形貌

采用喷射沉积工艺制备SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料,并通过热压和热轧工艺对沉积坯进行致密化;通过高分辨电镜观察其SiC/Al界面形貌,并对比热暴露后的界面形貌。结果表明:复合材料主要存在两种SiC/Al界面,一种是厚度为3nm左右的晶态Si界面层,且在界面附近的基体中生成细小的Al4C3相;另一种是厚度为5nm的非晶态SiO2界面层,部分溶解的SiC颗粒向附近Al基体中注入游离态的Si,在界面附近形成Si的浓度梯度;两种界面都具有良好的润湿性,界面结合强度高;经640℃热暴露10h后,SiC/Al界面处生成的粗大Al4C3脆性相降低界面结合强度,从而降低复合材料的力学性能。     

快速凝固粉末冶金AZ91镁合金的组织性能

采用自制的设备, 用快速凝固粉末冶金方法制备了AZ91镁合金, 分别对合金进行光学金相、XRD、HRTEM、SEM分析。结果表明: 粉末态为非常均匀细小的等轴晶组织, 晶粒大小为1～5 μm, 只有很少析出相, 析出相为AlMg₂Zn。挤压棒材为细小的等轴晶组织, 有大量的析出相, 主要为β-Al₁₂Mg₁₇和AlMg₂Zn。合金有很高的力学性能, 抗拉强度达到383.2 MPa, 屈服强度275.1 MPa。合金的析出相形貌主要为近球形, 大小为50～200 nm, 挤压态的析出相明显增多。     

埋地钢质管道交流杂散电流腐蚀规律研究

通过室内模拟实验建立了交流电流密度与破损面积、土壤电阻率、交流干扰电压以及防腐层电阻率之间的数学模型,从而间接获取交流电流密度,并研究了交流电流密度对腐蚀速率的影响。通过CDEGS软件模拟仿真,得到了并行长度、电流等级、距离、土壤电阻率等参数对交流干扰沿管道分布的作用。结果表明,破损面积、交流干扰电压、土壤电阻率、防腐层电阻率对交流杂散电流密度具有显著的影响。电流密度小于3 mA/cm²时,交流电流腐蚀危害性很小;在3~10 mA/cm²时,腐蚀危害性较大;大于10 mA/cm²时,交流腐蚀危害性很大。     

焊缝超声TOFD检测信号及图像降噪技术研究

超声TOFD检测信号中混入的无关噪声常导致从检测图像中难以分辨缺陷特征。本研究通过小波包分解技术分析缺陷衍射波特征信号的时、频域分布特征,采用小波包统一阈值对超声TOFD检测信号进行降噪处理,对比软、硬阈值函数对检测信号的降噪结果。研究结果表明:采用软、硬阈值对长度10 mm、深度5 mm的裂纹缺陷信号降噪,其信噪比由原始的22.88 dB分别提高至186.66、176.65 dB,对长度28 mm、深度8 mm的夹杂缺陷信号降噪,其信噪比由原始的16.62 dB分别提高至33.74、28.16 dB;基于小波包软、硬阈值去噪后信号进行图像重构可有效抑制干扰条纹并提高缺陷特征图像的分辨力,而采用软阈值法几乎完全去除了原始超声TOFD检测图像中的噪声条纹。     

直流变频系统转矩脉动分析与SVPWM驱动研究

为提高无刷直流变频空调工作效率,设计了以高速数字信号控制器dsPIC30F6010为核心的室外机控制与驱动系统,并针对集中绕组稀土永磁无刷直流电动机在正弦波和方波电流驱动下的电磁转矩脉动系数进行了对比.实现了SVPWM控制策略,通过实验比较了在方波驱动和SVPWM驱动下电机的转速与电流.实验结果证明,SVPWM驱动下电机效率高,转矩脉动小.