三种Mg—Gd—Y系合金显微组织分析

为了进-步研究不同热处理状态对Mg-Gd-Y系合金显微组织的影响,采用光学显微镜（（）M）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）分析了Mg-20Gd、Mg-20Y和Mg-9Gd-3Y合金恒温处理前后的微观组织与相组成．研究结果表明：Mg-20Gd、Mg-20Y和Mg-9Gd-3Y合金在室温的平衡态显微组织分别是0t-Mg＋GdMg5、0t-Mg＋Mg24Y5和a-Mg＋GdMg5＋Mg24Y5;实验合金在520℃8h＋300。C144h恒温处理后,Mg-20Gd合金中有平衡相GdMgs和非平衡相Mg3Gd,其中析出相为MgGds;Mg-20Y合金中有平衡相Mg2aYs,其中析出相是Mgz-Ys;Mg-9Gd-3Y合金中有平衡相GdMg5、Mg24Y5和非平衡相Mg2Gd,析出相为GdMg5与Mg24Y5．     

Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形行为研究

针对高功率柴油发动机活塞在高温下变形和烧蚀严重,导致活塞早期失效,使用寿命不能满足设计要求的问题,文中采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和热模拟实验机等实验仪器,研究了在不同热压缩变形参数下,Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金显微组织以及流变应力的变化规律,利用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形流变应力行为。研究结果表明:该合金在高温压缩变形过程中存在动态回复和动态再结晶现象,流变应力值随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减少;在高温低应变速率下,组织形貌由于动态再结晶而形成完整的亚晶结构;该合金的热变形激活能Q=294.08 kJ·mol~(-1),建立了Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形条件下的流变应力本构方程。     

大跨越输电线路Beta阻尼线消振特性试验研究

针对传统极限学习机预测滚动轴承故障时，存在信号模式混叠、人为参数选取造成预测精度低下的问题，提出了正态分布-经验小波变换变换结合偏最小二乘法的极限学习机（partial least squares-extreme learning machines，简称PLS-ELM）的故障预测方法。首先，提出正态分布 经验小波变换信号降噪方法，通过正态分布划分频率带界限，在各频率带上构建带通滤波器进行降噪；其次，提出PLS-ELM的故障预测方法，应用偏最小二乘法（partial least squares，简称PLS）中主成分数和加载权重分别改进极限学习机(extreme learning machines，简称ELM）隐含层节点数和网络权值，激活函数选取Softmax以提高数据的拟合精度；最后，应用无量纲指标峭度来反映故障程度，实现故障趋势预测。试验结果表明，该方法能够准确划分频谱和克服模式混叠等问题，并实现滚动轴承性能衰退趋势预测。     

大跨越输电线路Beta阻尼线消振特性试验研究

准确掌握Beta阻尼线的消振特性是大跨越输电线路微风防振设计的关键问题。基于阻尼线微风振动特点，推导了Beta阻尼线谐振频率与其花边长度的计算公式，分析了阻尼线花边长度的合理取值范围，并结合IEEE输电导线振动测试指南，设计制作了大跨越输电线路Beta阻尼线的消振特性试验模型，研究了Beta阻尼线花边长度、数量以及花边弧垂对大跨越输电导线微风振动的影响规律。结果表明：Beta阻尼线花边长度与谐振频率、质量和材料抗弯刚度密切相关，花边长度不宜过长；阻尼线花边长度对输电导线的微风振动影响较大，花边长度不同，不同激振频率时的消振效果也不同，多花边组合的阻尼线相比于单花边阻尼线的防振频段更宽，防振效果更加；Beta阻尼线花边弧垂对输电导线微风振动影响较小。     

铸造Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg合金的热处理工艺研究

通过相图计算、示差热(DSC)分析,拉伸试验及显微组织分析,对铸造Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg合金的热处理过程进行了研究。结果表明:Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg合金在515℃左右和535℃左右发生低熔点共晶组织转变,经500℃×4h固溶后,可使合金中低熔点共晶物完全溶解;该合金热处理可以采用单级固溶和分级固溶热处理工艺,单级固溶热处理工艺为:500℃×10h+175℃×6h,分级固溶热处理工艺为500℃×4h+520℃×8h+175℃×6h。     

基于第一性原理计算V元素对高熵合金Al0.4Co0.5VxFeNi的组织及性能影响

采用第一性密度泛函理论,结合虚拟晶体近似（VCA）的方法建立晶体结构模型,开展高熵合金Al0.4Co0.5Vx FeNi的结构性能、弹性性能及基态能量计算。根据能量最低原理可确定,Al0.4Co0.5Vx FeNi高熵合金的最优K-point值为12×12×12,截断能为1000 eV。计算结果表明：Al0.4Co0.5Vx FeNi系高熵合金均可生成fcc+bcc结构,fcc的力学稳定性明显优于bcc的力学稳定性。V元素含量由0.2增至0.8时,bcc点阵常数降低约4%,fcc晶格常数降低约6%。随着V元素的增加,Al0.4Co0.5Vx FeNi合金的体模量、剪切模量逐渐减小。V元素含量为0.8时,bcc结构的泊松比异常增加,进一步说明了随着V元素含量的增加,材料的塑性变形能力降低,材料的脆性增加。经试验验证,Al0.4Co0.5Vx FeNi系高熵合金均由fcc和bcc组成,组织形貌均为两相组织;V元素含量由0.2升至0.8时,延伸率降低约85%,该试验结果与第一性原理计算的结果较为吻合。     

石墨连通性对蠕墨铸铁导热性能影响的数值模拟

作为高功率密度柴油发动机缸盖的首选材料,蠕墨铸铁的导热性能对零部件服役寿命的影响越来越大。文中采用有限元方法,根据X射线断层扫描技术(XRT)得到石墨三维形貌分别建立实体和抽象模型,从不同角度考察石墨三维连通性特征对蠕墨铸铁导热性能的影响。研究结果表明:石墨三维连通性对蠕墨铸铁导热性能的贡献不足2%,单纯提高蠕铁中石墨的三维连通性,不能有效提高蠕铁的导热性能。     

Mg-Gd-Y系合金400℃平衡相图的计算与验证

利用多相平衡计算软件Pandat及镁合金热力学数据库绘制出了Mg-Gd系合金、Mg-Y系合金的计算平衡相图.利用铆钉法制备了Mg-Gd扩散偶、Mg-Y扩散偶,并基于局部平衡原理,将其在400℃进行平衡热处理,处理过后利用扫描电镜自带的能谱仪对其进行EDS分析.结果表明:Mg-Y、Mg-Gd扩散层中有明显的原子扩散浓度梯度,进而确定了扩散层中不同的相组成;Mg-Gd扩散层中共有5个两相区和2个单相区,Mg-Y扩散层共有4个两相区和2个单相区.     

氧化对蠕墨铸铁导热性能影响的数值模拟

服役条件下蠕墨铸铁的氧化导致其导热性能下降,进而恶化材料的服役环境。为准确评估蠕墨铸铁的服役寿命,文中采用扫描电镜观察蠕墨铸铁氧化后的微观组织形貌,借助氧化条件下蠕墨铸铁金相组织构建了蠕墨铸铁二维有限元导热模型,定量讨论了石墨和基体界面氧化层厚度δ对蠕墨铸铁的导热性能的影响。研究结果表明:当氧化层厚度约为6μm时,由于低导热氧化层的阻隔,基体的传热效率开始高于石墨;当氧化层厚度逐渐达到12μm时,蠕墨铸铁导热系数λ由无氧化状态的35.8 W·m-1·K-1下降至26.7 W·m-1·K-1,下降幅度高达25.4%。     

合金元素Mo对蠕墨铸铁高温强度的影响

采用单因素法、光学金相、扫描电镜、力学性能测试等手段,研究了添加0~0.8%合金元素Mo对蠕墨铸铁显微组织、不同温度下(室温、400℃和500℃)的力学性能、强度比(高温强度/室温强度)的影响规律。结果表明:Mo不影响石墨形态和蠕化率,略微增加珠光体含量并固溶强化基体中的铁素体和珠光体;随Mo含量的增加,其抗拉强度、屈服强度均增加,但伸长率降低;Mo能有效提高蠕墨铸铁的高温力学性能,尤其是提高高温/室温强度比,提高高温屈服强度,含0.8%Mo的蠕墨铸铁的400℃/室温的屈服强度比由0.83增加到0.94,500℃/室温的屈服强度比由0.7增加到0.84。