冰刀热物性参数对固液界面结构影响*

为了探明冰刀热物性参数对固液界面结构的影响,建立了冰刀－冰面滑动摩擦热－结构耦合模型,对摩擦过程进行数值模拟。结果表明,在一定范围内减小冰刀导热系数、比热容都有利于冰面水膜的形成,过度降低热物性参数,对冰面水膜的形成不利,最优冰刀材料导热系数为0.53 W.m_^-1.K_^-1,此时界面最高温度为51.1 ℃,冰面水膜长度为181.58 mm,水膜厚度为1.09 mm;最优冰刀比热容为25.0 J.kg_^-1.K_^-1,此时界面最高温度为45.6 ℃,冰面水膜长度为170.43 mm,水膜厚度为0.65 mm。     

金属材料拉伸应力非线性超声特性研究

使用摄动法求解小应变情况下一维非线性波动方程,研究超声波在固体介质中传播时非线性波动规律,分析二阶非线性系数β、三阶非线性系数δ与基波和各次谐波关系。据此研究金属材料在拉伸应力变化时,高阶非线性系数β、δ等参数随拉伸应力变化规律。构建非线性超声检测系统,测量2024铝合金和45钢在拉伸试验过程中非线性系数β、δ的变化趋势。试验结果表明:非线性系数与拉伸应力σ呈单调上升关系。对于2024铝合金,当拉伸应力σ小于屈服极限的84.6%时,二阶非线性系数β与拉伸应力σ近似成线性关系;当拉伸应力σ大于屈服极限84.6%时,二阶非线性系数β随拉伸应力σ的增加变化很小。对于45钢,当拉伸应力σ小于屈服极限的84.5%,二阶非线性系数β与拉伸应力σ近似成线性关系;当拉伸应力大于屈服极限的84.5%时,二阶非线性系数β急剧增加。对于三阶非线性系数δ,2024铝合金和45钢转变点分别出现在屈服极限的76.9%和78.9%处。二阶与三阶非线性系数对于拉应力具有不同的灵敏度,三阶非线性系数δ比二阶非线性系数β对应力的变化更为敏感。     

V含量对TaVN薄膜微观结构与摩擦学性能的影响*

为探讨V元素改善TaN薄膜摩擦学性能的机制,利用磁控溅射仪在304不锈钢基体上和单晶Si片制备不同V含量的 TaVN薄膜。使用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、表面综合性能测试仪表征和分析薄膜的结构及性能。结果表明：TaVN 薄膜为面心立方结构,不同V含量的TaVN薄膜均在（111）晶面呈现择优取向;随着V含量的增加,TaVN 薄膜（111）晶面出现向大角度偏移的现象;不同V含量的TaVN 薄膜在扫描电子显微镜下的表面光滑平整无孔隙,膜层与基体间界面清晰,截面呈明显的柱状晶结构;随着V含量的增加,TaVN 薄膜硬度先升高后降低,当TaV靶材中V原子分数为15%时,硬度最高;随着V含量的增加,摩擦因数降低,其原因是在摩擦的过程中,薄膜中的V元素氧化形成具有自润滑效果的Magnéli 相氧化物V2O5;随着V含量的增加,TaVN 薄膜磨损机制由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损转变为磨粒磨损和氧化磨损。     

YT15硬质合金刀片深冷处理工艺实验研究

采用正交试验法对YT15硬质合金车刀刀片深冷处理工艺进行了研究,分析了不同工艺参数对刀具性能的影响,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察了深冷处理前后的刀具磨损情况.结果表明,深冷温度对刀片性能影响最大,其次是冷却速度,再次是回火温度.深冷处理促使硬质合金的粘结相Co发生了多性型马氏体转变,从而提高了刀具的硬度和耐磨性.     

离合式飞剪机制动特性分析

分析了离合式(CV型)飞剪机运动与动作特征,讨论了主要执行元件对飞剪机制动性能的影响,提出改善飞剪机制动性能的措施.     

Cr12轧辊深冷处理工艺的实验研究

采用正交试验方法研究了Cr12轧辊深冷处理工艺.分析了不同工艺参数对轧辊硬度和耐磨性的影响.使用电子扫描显微镜(SEM)观察材料显微组织;使用X射线衍射仪(XRD)分析材料的晶格尺寸和残留奥氏体的含量.实验结果表明:深冷处理促使残留奥氏体向马氏体转变,并在马氏体的基体上析出碳化物颗粒,这是Cr12轧辊硬度和耐磨性提高的主要原因.     

氮氩流量比对NiTiAlCrN涂层抗空蚀性能的影响

通过改变通入氮气与氩气的比例,探究不同N含量NiTiAlCrN涂层的结构与性能。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等表征涂层材料的组织结构和形貌,超声振动空蚀机对涂层进行空蚀实验,探究NiTiAlCrN涂层空蚀破坏的机理。结果表明,NiTiAlCrN涂层呈面心立方结构,在(111)和(200)晶面呈现择优取向。随着氮氩流量比增加,硬度、弹性模量和抗空蚀性能先升高后降低。氮氩流量比为1∶1时涂层的结构最致密,晶粒最细,硬度最高,抗空蚀性能最强。氮氩流量比为3∶2时涂层所能承受的弹性势能最大,韧性最强,但抗空蚀的能力低于氮氩流量比为1∶1时的涂层,说明硬度比弹性模量对涂层抗空蚀方面的影响更大。在空蚀坑的内壁发现大量的Cr₂O₃、Al₂O₃等具备抗空蚀性的氧化物,减轻微射流的冲击,降低对涂层的进一步损坏。     

GH4169高温合金疲劳寿命非线性超声检测研究

基于超声无损检测理论,研究金属板材弯曲疲劳引起的超声非线性波动规律,建立相对非线性超声系数β′、δ′与基波、谐波幅值定量关系。利用位错模型解释了金属材料存在晶格微缺陷或应力时,超声二阶与三阶非线性系数β、δ的变化趋势。建立非线性超声检测系统,测量GH4169高温合金板材疲劳弯曲试验过程中超声相对非线性系数β′、δ′的变化趋势。实验结果表明:随着疲劳寿命的增加,相对非线性系数单调增加。二阶与三阶相对非线性系数与疲劳寿命关系转折点分别出现在疲劳寿命80%左右和60%左右。在第一阶段相对非线性系数随着疲劳寿命单调增大,在第二阶段相对非线性系数随着疲劳寿命增加出现波动或保持不变,甚至出现下降现象。对于二阶相对非线性系数,实验曲线与位错综合模型预测数据具有较好的一致性。对于三阶相对非线性系数,实验曲线与位错偶模型预测数据具有较好的一致性。     

深冷处理对W4Mo3Cr4VSi钻头耐磨性的影响

刀具深冷处理可以以较低成本改善贵重工模具材料的显微组织,提高其机械性能．本文结合具体的高速钢刀具材料进行了深冷处理试验,并对其做了大量的对比分析,研究了高速钢钻头显微组织及耐磨性的变化．结果表明,深冷处理可以改变高速钢钻头的显微组织结构,提高刀具的硬度,增强刀具的耐磨损性能．