用微机图象法对脉冲MAG焊接熔池进行观察和控制的研究

本文对微机图象法在脉冲MAG焊接中的应用作了探讨,设计和采用了带有CCD摄象机的微机控制系统,对脉冲MAG焊接熔池进行了观察、监控和图象处理。其结果证明了采用微机图象法来实现实时控制是可行的。     

X射线透射成像技术原位追踪混凝土吸水过程

为了表征二维混凝土的传输过程,制备厚度为1 mm的混凝土薄片. 采用X射线透射成像（TXR）技术,联合扫描电镜、背散射和能谱分析技术（SEM/BSE/EDS）原位追踪水在2维混凝土薄片中的毛细自吸过程. 测试不同质量分数CsCl溶液对X射线透射图像的增强效果. 结果表明,CsCl能够提高吸水过程中混凝土薄片的TXR图像对比度,使得水在混凝土中的渗流路径更清晰、可辨. 水泥浆体在吸收CsCl后,扫描电子背散射图像的对比度显著增强. 不同位置铯原子的EDS能谱结果验证了TXR技术确定吸水前锋位置的准确性.     

高温水环境对复合材料绝缘横担性能的影响研究

为更好地指导配网用复合材料绝缘横担应用,依据GB/T 20142—2006要求对密封处理及未密封处理的两类复合材料绝缘横担进行了42 h水煮(0.1％NaCl)试验,研究高温水环境对两种处理方式绝缘横担性能的影响.对水煮前后吸水率、额定弯曲负荷、拉伸强度、弯曲强度、干工频电压、干雷电冲击电压及电气强度等性能进行对比测试,同时采用SEM进行断口微观形貌分析.结果表明:在高温水环境下,密封处理绝缘横担性能优于未密封处理绝缘横担,但两种处理方式的绝缘横担额定弯曲负荷均大于6.5 kN,雷电冲击耐受电压均大于350 kV,拉伸强度和弯曲强度分别大于680 MPa和1000 MPa,表现出良好的力学及电气性能.     

阳极溶解促进位错发射和运动的TEM原位观察

用自制的恒位移加载台在ＴＥＭ中原位观察了３１０不锈钢在水中阳极溶解前后加载裂尖前方位错形貌的变化．在排除室温蠕变影响后发现，阳极溶解能明显促进位错发射、增殖和运动．３１０不锈钢薄膜试样在室温水中能产生应力腐蚀．     

稀土元素铈对钢中非金属夹杂物改性和腐蚀影响的第一性原理研究

通过原位腐蚀观察和基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,从微观角度研究了稀土元素铈（Ce）对J5不锈钢中夹杂物的改性和夹杂物诱导腐蚀的机理。采用扫描电子显微镜与能谱分析了稀土元素Ce改性夹杂物的过程中夹杂物成分和类型的变化,观察到的代表夹杂物为CeAlO₃?Ce₂O₂S、Ce₂O₃?Ce₂O₂S、MnS等。根据形成能计算,经稀土元素Ce处理后,生成了稳定的Ce₂O₃、Ce₂O₂S、CeAlO₃夹杂物。通过表面能判断了晶面的稳定性,Fe(100)-2面的表面能经收敛测得为2.4374 J·m?2,该晶面的功函数为4.7352 eV。通过对比夹杂物与钢基体的功函数与计算电势差,分析了不同含Ce夹杂物诱导点蚀的趋势,探讨了不同原子位置、原子数量和不同slab模型对功函数的影响。研究表明,与Fe (100)-2面的电子功函数相比,MnS以及改性后3种夹杂物CeS、Ce₂O₃和Ce₂O₂S电势差大多小于0,CeAlO₃的电势差在0 eV左右。夹杂物不同晶面对功函数影响很大,O、S等非金属原子数量多的晶面功函数平均值较高,添加稀土元素Ce可以有效降低晶面功函数。5种夹杂物和钢基体的平均功函数大小顺序为CeAlO₃>Fe>MnS>CeS>Ce₂O₂S>Ce₂O₃。结合不锈钢中复合夹杂物的实验结果可知,Ce₂O₃诱导点蚀发生的概率最高,CeAlO₃可以有效提高钢的耐腐蚀能。      

20CrMnTi连铸瞬态与平均冷速条件下凝固原位观察

 宽淬透性带和大尺寸TiN析出物严重危害20CrMnTi齿轮钢的产品质量,其控制的关键基础是掌握连铸过程中凝固组织演变行为机理。传统高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CSLM)原位观察研究通常将糊状区冷却速率设定为固定值,这不能有效反映连铸凝固过程中冷却速率的变化。为此,以国内某钢厂20CrMnTi 160 mm×160 mm小方坯为研究对象,首先通过二维切片凝固传热计算,确定内弧表面下方20、40、60 mm位置处糊状区的热历程、瞬态与平均冷却速率,进而设计HT-CSLM试验升温与降温方案。然后,开展这些位置处糊状区瞬态与平均冷却速率条件下HT-CSLM试验,研究揭示不同冷却条件下20CrMnTi的凝固过程、δ晶粒生长动力学和包晶相变机制。最后,通过电子探针分析(EPMA),考察冷却条件对凝固组织尺寸的影响规律。结果表明,由于凝固潜热的补偿,内弧皮下20、40、60 mm位置处初始凝固阶段冷却速率较小,凝固中后期逐渐增大,且越深入方坯内部越显著。这些位置处的平均冷却速率分别为102.81、44.63和34.93 ℃/min。δ晶粒率先从钢液中析出,其平均生长速率随着冷却速率的提升而增大。在瞬态冷却速率条件下,随着凝固的进行,瞬时生长速率呈增大的趋势,但是在平均冷却速率条件下瞬时生长速率则略微降低。这是因为在瞬态冷却速率条件下,糊状区冷却速率由慢至快,不断补偿了凝固潜热,同时初始形核数量少,生长空间大,溶质过冷度的影响相对较弱。当熔体温度降低至包晶相变临界温度时,δ晶粒快速转变为γ晶粒,即发生块状转变,导致固相率迅速增加,且伴随有部分γ晶粒快速聚合。整体上讲,包晶相变临界温度随着冷却速率的增大而降低,但是也受溶质初始含量的影响。此后,剩余液相向γ相转变,直至完全凝固。晶粒半径随着冷却速率的提升而减小,且在平均冷却速率条件下比瞬态冷却速率条件更小,这取决于初始凝固阶段的形核数量。     

冷却速率对N06625合金凝固过程微观偏析的影响

高温合金铸锭在凝固过程中各部分冷却条件不同,中心部分冷却速率缓慢。为了模拟铸锭内部的缓慢冷却速率,通过超高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CLSM)、钨灯丝扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)并结合相关计算,研究了N06625合金在不同冷却速率(10、20、30 ℃/min)下的凝固偏析和微观组织演变状况。结果表明,随着冷却速率升高,析出相的数量、尺寸和面积分数降低,且聚集程度降低,形状由大尺寸长条状和大块状转变为小条状和小块状;Laves相呈块状和条状在枝晶间析出,随着冷却速率降低,Laves相的尺寸和数量增大,聚集程度增加。枝晶干芯部Nb和Mo元素的质量分数以及Nb的有效分配系数(k_e[Nb])和Mo的有效分配系数(k_e[Mo])随冷却速率增大而增大,在所研究冷速范围内都表现出很强烈的偏析倾向,k_e[Nb]分别为0.46、0.55和0.62,k_e[Mo]分别为0.73、0.77和0.80,且k_e[Nb]的变化趋势更加明显。采用Clyne-Kurz偏析模型并结合试验中的数据,对Nb和Mo元素偏析程度的具体变化趋势进行定量表征,结果表明在N06625合金凝固过程中,冷却速率越低或固相分数越大,残余液相中Nb和Mo元素的质量分数上升速率越快。     

TA2／A3爆炸复合界面微观断裂机制的SEM原位研究SCIEI

借助ＳＥＭ对ＴＡ２／Ａ３爆炸复合界面（包括细小波状界面，中波界面及具有再入射流熔块的大波界面）的微观断裂机制进行了动态研究。结果表明，爆炸复合界面微观断裂机制是：微裂纹在波头夹杂或再入射流熔块内及熔块和基体界面处萌生，并在裂尖应力场作用下沿与外载垂直方向扩展。同时，沿ＴＡ２／Ａ３界面产生微裂纹并在外载作用下，相互连接而扩展。     

Synthesis of LaF3 superfine powder by microwave heating method

LaF3 superfine powder was synthesized from La(CH3COO)3 and NH4 F by microwave heating method,using ethanol or pure water as dispersants respectively. The results of XRD and SEM indicate that the superfine powder has high purity, regular particle shape and narrow distribution of granularity. The granularity of the best sample is in the range of 100 -200 nm. The influence of different dispersants on the crystal degree and microstructure was discussed. After the superfine powder was formed into a slice at pressure of 25 - 60 MPa, its electrochemical impedance spectroscopy was tested by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurement. The result shows that the grain refining of LaF3 powder increases its ionic conductivity. Compared with traditional preparation methods of LaF3 powder, the advantages of microwave heating method were summarized.     

Cu、Co元素对激光烧结CrFeNiAlSi高熵合金组织与性能的影响

采用Cr、Fe、Ni、Al、Cu、Co、Si纯金属粉末按照等摩尔比混合并压坯,激光自蔓延烧结制备CrFeNiAlSi、CrFeNiAlCuSi、CrFeNiAlCoSi高熵合金。利用OM、XRD、SEM、显微硬度计及磨粒磨损机等试验表征设备,分析了CrFeNiAlSi、CrFeNiAlCuSi、CrFeNiAlCoSi高熵合金的显微组织、物相及力学性能。结果表明:CrFeNiAlSi高熵合金主要由BCC相组成,为菊花状组织。在加入Cu、Co元素后,从单一的BCC相转化为BCC+FCC两种相共存,但仍以BCC相为主,CrFeNiAlCuSi高熵合金为菊花状+胞状组织,CrFeNiAlCoSi高熵合金为等轴晶组织。加入Cu、Co元素改变了CrFeNiAlSi高熵合金的形貌与性能,加入Cu元素后孔隙减少,硬度下降,磨损率上升。加入Co元素后硬度上升,磨损率下降,显微硬度均值为1010 HV0. 1,磨损率最小为46 mg·cm~(-2)。