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基于纳米压痕试验的TiN镀膜有限分析

吴军 , 金杰 , 周兆忠 ,

机械工程材料

基于纳米压痕试验,利用Oliver和Pharr法求解氮化钛(TiN)镀膜的弹性模量和刚度,采用DEFORM有限分析软件,通过量纲分析及曲线拟合法确定了TiN镀膜的屈服强度;针对不同膜厚,取镀膜上7个特征点进行力学性能有限分析,通过膜基分离试验进行了验证.结果表明:压头压入点P0所受应力最大,其值为4 230 MPa,膜基结合处Ps点出现应力集中,所受切应力最大,其值随膜厚增大(1~2.5μm)而由3 150 MPa降低至2 260 MPa,该位置为镀膜最易剥落处;膜基分离试验证实镀膜分离区就在Ps点附近;随着镀膜厚度增加,基底对镀膜的影响程度逐渐减小.

关键词: 压痕试验 , TiN镀膜 , 曲线拟合 , 有限 , 应力

不同冷轧退火工艺下薄带连铸无取向硅钢的组织和磁性能

谢顺卿 , 焦海涛 , 韩琼琼 , , 王洋 , 曹光明 , 李成刚 , 许云波

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201605004

针对1.5 mm 厚双辊薄带连铸 Fe-1.3%Si 无取向硅钢铸带在不同变形量(56.7%,66.7%,76.7%)下进行冷轧,之后再在不同温度(800,850,900,950℃)和时间(1,3,5,7 min)下进行退火处理,研究了硅钢的显微组织、析出相和磁性能.结果表明:在退火过程中钢中的析出物以MnS为主,其尺寸主要在30~40 nm之间,对晶粒的钉扎作用较为明显;退火硅钢的磁感B50稳定在1.77~1.80 T;随着变形量从56.7%增大到76.7%,再结晶晶粒明显细化,退火硅钢的铁损P15/50从5.54 W.kg-1下降到4.23 W.kg-1;变形量为66.7%的硅钢在900℃退火5 min后,再结晶晶粒较大,硅钢的磁性能最优,P15/50约为4.54 W.kg-1.

关键词: 冷轧 , 退火 , 薄带连铸 , 无取向硅钢 , 磁性能

热处理对快速凝固Ti-48Al-4Cr合金组织的影响

朱冬冬 , 董多 , 周兆忠 , 倪成员 , , 王宏伟 , 魏尊杰

稀有金属

采用单辊旋淬快速凝固设备制备了Ti-48Al-4Cr(at%)薄带,并在真空封装后进行热处理,研究了热处理对快速凝固Ti-48Al-4Cr合金组织演变的影响.结果表明,快速凝固Ti-48Al-4Cr合金凝固基体为等轴的γ相,基体中含有少量的B2相、α2相颗粒和片层组织;经723℃保温1h空冷后,亚稳的α2相颗粒失稳,但片层组织仍然比较稳定;热处理温度升高至932℃时,片层组织中的杆状α2相开始按照“瑞利”分解失稳,分解成大量短杆状或者颗粒状的α2相;在995℃保温1h以后,基体中已较难发现片层组织存在,但存在着排列方向相同的棒状α2相,同时在等轴γ相晶界处发现了数量较多的颗粒状B2相.

关键词: 快速凝固 , 热处理 , 钛铝金属间化合物

中铬铁素体不锈钢高温氧化行为及热轧粘辊机理

曹光明 , 李成刚 , , 李志峰 , 王福 , 刘振宇

材料热处理学报

采用热重法研究了中铬铁素体不锈钢的高温氧化行为,测定出不同温度条件下的氧化增重曲线,其氧化增重符合抛物线规律,由于溶质铬元素的选择性氧化形成致密的氧化层阻碍离子扩散造成实验钢的氧化激活能较高为560 kJ/mol.通过氧化铁皮表面形貌观察,在氧化铁皮表面生成部分异常长大的突起铁-铬尖晶石相,并随着氧化温度升高,有增多和长大趋势.当氧化温度为1100℃时,氧化铁皮出现了分层,氧化铁皮最外层为富铁的氧化物(FeO和Fe3O4为主),将突起铁-铬尖晶石相包裹住.结合热轧粘辊实验结果表明,突起的铁-铬尖晶石容易划伤轧辊表面形成裂纹源,在后续循环轧制过程中急剧的冷热循环和轧制变形,促进了裂纹形成和扩展,为热轧粘辊提供了形核地点.高温轧制促进表面富铁的氧化物的生成,消除突起铁-铬尖晶石相可有效的降低热轧粘辊.

关键词: 热轧 , 高温氧化 , 氧化激活能 , 粘辊

常化处理对2.9%Si+0.7%Al无取向硅钢织构及磁性能的影响

存来 , 刘海涛 , , 曹光明 , 刘振宇

材料热处理学报

以2.9%Si+0.7%Al无取向硅钢热轧板为初始材料,利用金相显微术、EBSD、XRD对比研究了常化处理/不常化处理对后续组织、织构演变以及磁性能的影响,分析了常化处理对各厚度层织构演变的影响。结果表明,常化处理改善了冷轧前组织的均匀性并弱化了热轧变形织构。与不常化处理相比,常化处理使最终成品板的晶粒尺寸增大,使各厚度层的γ纤维织构减弱、λ纤维织构增强,从而使磁性能得到明显改善。通过适当提高常化处理温度来增大晶粒尺寸,有助于成品板获得更大的晶粒尺寸,并在各厚度层形成更弱的γ纤维织构以及更强的Goss织构、λ纤维织构,使磁性能得到大幅改善。另外,发现在热轧、常化、冷轧、退火板的厚度方向上均存在明显的织构梯度。

关键词: 无取向电工钢 , 常化 , 组织 , 织构 , 磁性能

双辊薄带连铸对无取向硅钢织构和磁性能的影响

, 许云波 , 刘振宇 , 王国栋

材料热处理学报

研究了1.3%Si无取向硅钢双辊连铸薄带和热轧板坯在冷轧退火过程中组织、织构和磁性能演化的特点。结果表明:铸带组织和热轧板坯初始组织的明显差异影响了冷轧退火再结晶组织和织构的演化。在相同冷轧和退火条件下,铸带试样再结晶晶粒比例较后者热轧板坯低试样,但是晶粒尺寸较大,而且Cube和Goss等有利织构组分比例高于热轧板坯试样,有害的γ组分较弱,这使得铸带试样具有较高的磁感和较低的铁损。

关键词: 双辊薄带连铸 , 无取向电工钢 , 再结晶 , 织构 , 磁性能

三辊张力装置增能力的数值模拟分析

许石民 , 黄华贵 , 臧新良 , 杜凤山 , 蒋松

钢铁

张力调节是板带材生产工艺中的重要环节,为研究平整分卷线上三辊张力装置的增机理和张力调节能力,采用弹塑性有限方法对其工作过程进行数值模拟,得到了板厚、开卷张力、上张力辊压下量和设备结构参数等对张力装置增能力的影响规律.将有限模拟结果作为训练样本,结合国内某厂实测数据,建立了三辊张力装置增能力的BP神经网络预测模型,预测结果与实测数据吻合良好,实现了张力调节定量控制.

关键词: 三辊张力装置 , 张力调节 , 弹塑性有限 , BP神经网络

三辊张力装置增能力的数值模拟分析

许石民 黄华贵 臧新良 杜凤山 蒋松

钢铁

针对平整分卷机组的分卷工作模式,采用弹塑性有限方法对三辊张力装置增张过程进行数值模拟,得到了板厚、板宽、开卷张力、上张力辊压下位移量和结构参数等对张力装置增能力的影响规律。将有限模拟结果作为训练样本,结合国内某厂实测数据,建立了三辊张力装置增能力的BP神经网络预测模型,预测结果与实测数据吻合良好,为张力装置增定量控制提供了依据。

关键词: 三辊张力装置;张力调节;弹塑性有限法;BP神经网络

减温降计算模型

付国忠 , 刘建平 , 赵晓峰 , 刘建明 , 吕庆功 , 彭龙洲

钢铁

在对轧制时钢管的温降原因进行分析的基础上,给出一种定减温降计算模型,该模型考虑了辐射、接触传导、内部传导对温度的影响.通过对轧制实验测定得到钢管的温降数据与此模型实例计算的结果进行对比分析,表明该模型比较准确,能够满足生产实际的要求,可用于自动控制系统中定减温降的计算,从而为控制系统比较准确地对轧机进行设定及调整提供依据.

关键词: , 温降 , 模型

拉CFRP加固简支梁的动力特性分析

陈峰 , 周叮 , 刘朵 , 建东

玻璃钢/复合材料

采用弹性力学方法分析预拉CFRP加固简支梁的动力特性,研究各参数对加固梁自由振动特性的影响.首先将简支梁和CFRP沿界面分开,基于二维弹性力学理论对梁进行动力学分析,利用弦理论对预拉CFRP进行动力学分析,通过界面间应力和位移的连续条件得到频率方程,由行列式搜根法数值计算各阶固有频率,数值结果与有限软件ANSYS进行了比较,显示出了很好的一致性.研究表明,CFRP的加固效果随层数和预拉力增加而增强.

关键词: , CFRP , , 加固 , 固有频率

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