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激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化
1
作者 丁立红 雷卫宁 陈菊芳 《材料工程》 北大核心 2026年第1期139-149,共11页
针对45/CuSn5合金熔覆层界面缺陷问题,本研究提出以316L作为过渡层,激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化方法。通过系统对比45/CuSn5单一熔覆层与45/316L/CuSn5梯度熔覆层的界面微观形貌和元素分布,揭示316L... 针对45/CuSn5合金熔覆层界面缺陷问题,本研究提出以316L作为过渡层,激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化方法。通过系统对比45/CuSn5单一熔覆层与45/316L/CuSn5梯度熔覆层的界面微观形貌和元素分布,揭示316L过渡层的调控机制,并对基体和梯度熔覆层的性能进行对比研究。结果表明:梯度熔覆层因316L过渡层的引入,形成无缺陷的冶金结合界面,界面发生了明显的元素互扩散,其Cr元素高浓度梯度有效降低了界面能,抑制了裂纹的产生;Cu元素向316L的扩散促进了Cu-Ni固溶体的形成,而316L向CuSn5表面熔覆层过渡,实现了从奥氏体(γ-Fe)向α-Cu固溶体过渡,这种晶体结构的过渡有效抑制了界面脆性相的生成,从而实现了界面的缺陷抑制。摩擦磨损实验中,在载荷为20 N、往复直线运动30 min的干摩擦条件下,梯度熔覆层的平均摩擦因数为0.1486,较基体(0.4080)显著降低;磨损率为1.723 mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),较基体(2.469 mm^(3)·N^(-1)·m^(-1))降低30.21%,实现了基体的耐磨性能优化。电化学腐蚀测试进一步表明,在3.5%NaCl溶液中,梯度熔覆层的腐蚀电流密度(3.105×10^(-6)A·cm^(-2))较基体(4.839×10-5 A·cm^(-2))降低了一个数量级,腐蚀速率减缓93.58%,耐腐蚀性能显著增强。 展开更多
关键词 激光熔覆 316L CuSn5 缺陷抑制 性能优化
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金薄膜厚度对光电性能的调控机理与电磁屏蔽应用
2
作者 赵晨希 杨仕琪 +4 位作者 崔洋 杨霄 刘丹丹 余德明 刘华松 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期396-404,共9页
针对金(Au)基透明电磁屏蔽材料应用中存在的成本与性能优化问题,系统探究了金薄膜厚度对其微观结构、光学特性及电学特性的调控机理,旨在确定实现优异综合性能的最佳厚度参数,并基于此开展金属网栅器件的设计与验证。采用磁控溅射技术... 针对金(Au)基透明电磁屏蔽材料应用中存在的成本与性能优化问题,系统探究了金薄膜厚度对其微观结构、光学特性及电学特性的调控机理,旨在确定实现优异综合性能的最佳厚度参数,并基于此开展金属网栅器件的设计与验证。采用磁控溅射技术制备了28~110 nm四个不同厚度的金薄膜样品,系统表征其微观结构、光学反射特性及电学性能。基于性能优化结果,设计并制备了金属网栅光学窗口,并对其电磁屏蔽效能进行测试。结果表明,金薄膜的微观结构与性能表现出显著的厚度依赖性,随着薄膜厚度从28 nm增加至110 nm,薄膜晶粒尺寸提升约3.4倍,在可见光至红外波段反射率均呈现提升,电阻率从5.9μΩ·cm降低至2.9μΩ·cm,同时迁移率从8.8 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)提升至23.2 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)。基于优化厚度制备的金属网栅表现出优异的电磁屏蔽效能,在8~18 GHz频段屏蔽效能达21~30 dB。通过系统的实验表征与理论分析,明确了金薄膜厚度通过调控晶粒尺寸从而影响其光电性能的微观机制,揭示了晶界散射与表面散射随厚度演变的规律,确定了110 nm的金薄膜厚度可兼顾高性能与成本效益,并实现了高性能电磁屏蔽器件的制备与验证。研究结果可以为高性能透明电磁屏蔽窗口的设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 金薄膜 厚度调控 金属网栅 电磁屏蔽效能
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基于XRD线形分析法的激光冲击-机械喷丸复合强化齿轮钢微观组织
3
作者 朱鹏飞 朱湘 +3 位作者 严一雄 葛一波 李松柏 陈志 《表面技术》 北大核心 2026年第1期81-95,共15页
目的揭示激光冲击-机械喷丸复合强化工艺对齿轮钢表面微观组织的影响机制。方法采用X射线衍射线形分析(XRDLPA)方法,对比研究不同强化工艺(渗碳磨削、常规喷丸、激光冲击+常规喷丸、激光冲击+常规喷丸+微粒喷丸)对齿轮钢微观组织(位错... 目的揭示激光冲击-机械喷丸复合强化工艺对齿轮钢表面微观组织的影响机制。方法采用X射线衍射线形分析(XRDLPA)方法,对比研究不同强化工艺(渗碳磨削、常规喷丸、激光冲击+常规喷丸、激光冲击+常规喷丸+微粒喷丸)对齿轮钢微观组织(位错密度、位错特性、晶块尺寸、微观应变、相含量)的影响,并通过透射电子显微(TEM)技术及三点弯曲疲劳试验分别验证XRDLPA方法的可行性,以及激光冲击-机械喷丸复合强化工艺对齿轮钢疲劳性能的提升效果。结果通过复合强化工艺,将齿轮钢表面的位错密度由2.73×10^(16) m^(-2)增至3.09×10^(16) m^(-2),马氏体中位错类型表现为螺型-刃型混合位错,螺型位错发生交滑移,其含量降低,刃型位错含量增加。通过复合强化工艺,促进了齿轮钢表面位错偶极子和位错胞的形成,位错排列参数M由7.3降至5.8;促进了晶块尺寸的均匀分布,平均晶块尺寸由57.1 nm细化至36.7 nm;基于位错增殖分割机制,齿轮钢表面形成了纳米化组织。基于原子滑移程度的不同,(200)晶面晶块尺寸最小,微观应变最大,(222)晶面晶块尺寸最大,微观应变最小。通过复合强化工艺促进了马氏体相变,齿轮钢中马氏体相含量由63.4%增至84%。采用激光冲击-机械喷丸处理后,齿轮钢弯曲疲劳寿命较渗碳磨削态试样提升了33.6倍(540 MPa,应力幅)。结论基于XRDLPA方法,对激光冲击-机械喷丸复合强化齿轮钢表面微观组织特性进行定量分析是可行的。通过激光冲击-机械喷丸复合强化工艺诱导塑性应变,可促进位错增殖、晶块细化、马氏体相变,多尺度改善了齿轮钢表面微观组织结构,进而有效提升了齿轮钢弯曲疲劳寿命。 展开更多
关键词 激光冲击 机械喷丸 齿轮钢 复合强化 XRD线形分析 微观组织
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太阳能光热发电用GH3625合金无缝管材深钻孔工艺开发与性能评价
4
作者 樊昱 甄炳 +2 位作者 高钰璧 赵多平 丁雨田 《材料工程》 北大核心 2026年第3期131-143,共13页
面向新型可再生太阳能塔式熔盐光热发电吸热器对GH3625合金无缝管材规格和性能的需求,针对热挤压技术制备GH3625合金无缝管材周期长、能耗高等缺点以及难以生产出大长径比荒管的问题,本研究采用深钻孔法替代传统热挤压法制备GH3625合金... 面向新型可再生太阳能塔式熔盐光热发电吸热器对GH3625合金无缝管材规格和性能的需求,针对热挤压技术制备GH3625合金无缝管材周期长、能耗高等缺点以及难以生产出大长径比荒管的问题,本研究采用深钻孔法替代传统热挤压法制备GH3625合金荒管,随后经多道次冷轧及中间退火制备出Φ46 mm×4 mm×3000 mm和Φ44.45 mm×1.32 mm×9000 mm两种规格的GH3625合金无缝管材。EBSD分析发现,深钻孔法制备的两种规格的成品GH3625合金无缝管材的晶粒尺寸与传统热挤压技术相当,并且合金组织中含有大量的退火孪晶界细化晶粒;此外,力学性能测试结果表明,深钻孔法制备的两种规格的成品GH3625合金室温和高温性能与传统热挤压技术相当,且室温力学性能都达到了ASME SB-444-2021标准要求:抗拉强度≥690 MPa,屈服强度≥276 MPa,断后伸长率≥30%。 展开更多
关键词 GH3625合金 无缝管 深钻孔 微观组织 力学性能
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基于机器学习的18CrNiMo7-6合金钢平面磨削力预测
5
作者 张云龙 张建伟 +1 位作者 王冰冰 孙鹿航 《机床与液压》 北大核心 2026年第2期92-98,共7页
建立磨削力与磨削参数之间的预测模型,可确保系统稳定性的同时保证工件的精度和表面质量。为探究砂轮直径和磨粒粒径对磨削力的影响,通过有限元仿真得到数据集,结合机器学习建立18CrNiMo7-6平面磨削力和砂轮参数(砂轮直径D、磨粒粒径d)... 建立磨削力与磨削参数之间的预测模型,可确保系统稳定性的同时保证工件的精度和表面质量。为探究砂轮直径和磨粒粒径对磨削力的影响,通过有限元仿真得到数据集,结合机器学习建立18CrNiMo7-6平面磨削力和砂轮参数(砂轮直径D、磨粒粒径d)及磨削工艺参数(砂轮速度vs、工件速度vw、磨削深度ap)间的预测模型。采用经典的多输出多层感知器(MLP)和基于参数共享的深度网络模型(DMTR)对仿真数据集进行训练,以MAPE值为选择依据,对MLP和DMTR的超参数及训练参数进行调整,确定最优参数。结果表明:DMTR模型对磨削力的预测MAPE为8.36%,而MLP模型的最高预测误差达到12.18%,DMTR比MLP的预测精度更高。与磨削试验及经验公式相比,该方法为获取磨削响应提供了一种更高效、简单的途径,为工艺参数选择和磨削加工系统优化提供了依据。 展开更多
关键词 磨削仿真 磨削力 机器学习 砂轮参数
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基于两步临界退火调控热轧含铝中锰钢的显微组织和力学性能
6
作者 毛沛宁 黄兴民 +2 位作者 吕超 刘俊杰 张娟 《材料工程》 北大核心 2026年第3期170-180,共11页
热轧淬火态中锰实验钢的初始显微组织通常由板条马氏体基体和极少量粒状奥氏体构成,存在明显的Mn偏析带。采用两步(750℃×1 h+700℃×1 h)临界退火工艺,在不显著改变残余奥氏体含量的前提下,通过分阶段控制富锰区和贫锰区的奥... 热轧淬火态中锰实验钢的初始显微组织通常由板条马氏体基体和极少量粒状奥氏体构成,存在明显的Mn偏析带。采用两步(750℃×1 h+700℃×1 h)临界退火工艺,在不显著改变残余奥氏体含量的前提下,通过分阶段控制富锰区和贫锰区的奥氏体逆转变程度,有效地促进残余奥氏体晶粒细化及机械稳定性的梯度分布。结果表明:在单轴拉伸过程中诱导了更充分和持续的应变诱发马氏体相变。通过相变/孪晶诱发塑性效应协同增韧,最终获得优异强度和韧性匹配,断后伸长率和强塑积达到85.3%和73.4 GPa·%。 展开更多
关键词 两步临界退火 含铝中锰钢 Mn偏析 残余奥氏体 机械稳定性
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表面处理对2024铝合金热变形连接界面微观组织的影响
7
作者 张晓鹏 陈学文 +3 位作者 汪建强 周正 吴升清 孙明月 《材料工程》 北大核心 2026年第3期161-169,共9页
采用砂纸打磨、化学清洗、电解抛光+化学清洗三种不同的表面处理方式对2024铝合金开展了热变形连接实验,通过OM、SEM、EBSD等表征手段研究了不同表面处理状态下的界面微观组织及界面愈合效果。结果表明:三种表面处理方式下界面氧化物元... 采用砂纸打磨、化学清洗、电解抛光+化学清洗三种不同的表面处理方式对2024铝合金开展了热变形连接实验,通过OM、SEM、EBSD等表征手段研究了不同表面处理状态下的界面微观组织及界面愈合效果。结果表明:三种表面处理方式下界面氧化物元素种类相同,氧化物数量和尺寸存在一定差异。保温4 h后,基体中第二相颗粒沿晶界及连接界面大量析出,砂纸打磨的试样界面处氧化物及第二相颗粒约占界面的32%;化学清洗试样约为42%;电解抛光+化学清洗试样界面处氧化物约占界面的28%。界面在不连续动态再结晶和连续动态再结晶的共同作用下实现愈合。根据连接界面微观组织特征,采用界面愈合率来评价界面愈合程度,经统计计算,界面愈合率的顺序为:电解抛光+化学清洗>砂纸打磨>化学清洗。 展开更多
关键词 2024铝合金 热变形连接 表面处理 氧化物 界面愈合率
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钎焊热循环对GH4169合金组织与力学性能的影响
8
作者 王诗洋 刘士伟 +7 位作者 武震东 梅寒 张财伟 徐彦强 董佳鹏 郭伟 孙元 张洪宇 《材料工程》 北大核心 2026年第3期113-121,共9页
为探究不同峰值温度的多次钎焊热循环对GH4169合金组织与性能的影响规律,以GH4169合金为研究对象,系统研究了钎焊热循环工艺对GH4169合金的析出相、晶粒尺寸、拉伸性能及持久性能的影响。结果表明:δ相的析出量随热循环温度的升高呈下... 为探究不同峰值温度的多次钎焊热循环对GH4169合金组织与性能的影响规律,以GH4169合金为研究对象,系统研究了钎焊热循环工艺对GH4169合金的析出相、晶粒尺寸、拉伸性能及持久性能的影响。结果表明:δ相的析出量随热循环温度的升高呈下降趋势,形态由针状转变为棒状后再转变为颗粒状;在970~1010℃范围内,晶粒尺寸变化不大,而当温度升高至1020℃以上时,晶粒显著长大。抗拉强度和硬度均随热循环温度的升高先增加后降低,并在1010℃时达到峰值,这主要得益于该温度下适量δ相溶解与γ″、γ′强化相的充分析出,而晶粒尺寸并未发生明显粗化;室温冲击韧性在不同的热循环范围具有不同的变化趋势,970~990℃范围内随温度升高而降低,这是由δ相的部分形态由针状转变为棒状所导致;990~1010℃范围内随着温度升高而增加,是由δ相溶解,无强化相析出带消失所导致,而继续增加热循环温度导致冲击韧性下降则是由于晶粒尺寸长大。持久寿命随热循环温度的升高先缩短后延长,在990~1000℃范围内达到最低点,这是由δ相的部分形态由针状转变为棒状,促进微孔形核,降低合金的抗蠕变能力所致。当温度进一步升高至1020℃以上时,γ″强化相大量析出并辅以晶粒显著长大,合金的蠕变性能得以显著改善,但针状δ相含量大幅度降低导致缺口敏感性增强。综合考虑力学性能与缺口敏感性,建议在1010℃左右进行钎焊热循环,可获得较为平衡的强度与持久性能;若服役环境对缺口敏感性要求较高,可选择970~980℃的热循环温度,以降低蠕变失效风险。 展开更多
关键词 钎焊热循环 GH4169 显微组织 力学性能 缺口敏感性
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铝合金/钢钨极氩弧熔-钎焊接头微观组织及力学性能
9
作者 马月婷 董红刚 李鹏 《材料工程》 北大核心 2026年第3期144-160,共17页
采用ZnAl22药芯焊丝对3 mm厚的AA5052铝合金和304不锈钢进行钨极氩弧(tungsten inert gas,TIG)熔-钎焊,研究不同焊接电流和送丝速度对对接接头宏观形貌、焊缝/钢界面微观组织以及接头抗拉性能和断裂行为的影响。结果表明:当焊接电流为11... 采用ZnAl22药芯焊丝对3 mm厚的AA5052铝合金和304不锈钢进行钨极氩弧(tungsten inert gas,TIG)熔-钎焊,研究不同焊接电流和送丝速度对对接接头宏观形貌、焊缝/钢界面微观组织以及接头抗拉性能和断裂行为的影响。结果表明:当焊接电流为110 A,送丝速度为24 mm/s时,对接接头平均抗拉强度达到最大值166 MPa,断裂位置主要为焊缝/钢界面,为典型的脆性断裂。焊缝/钢界面由η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)、η-Zn(Al)和α-Al构成。随着焊接电流的增加,接头抗拉强度先升高后降低。η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)界面层中出现白色颗粒状δ-FeZn_(10),Zn元素在η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)/钢界面偏聚,利用透射电镜确定η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)/钢界面处富Zn相为Γ-Fe_(3)Zn_(10),过大的焊接电流导致η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)/钢界面产生开裂。随着送丝速度的增加,η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)厚度逐渐减小,焊缝/钢界面物相组成不发生改变。基于热力学分析得出焊缝/钢界面金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)形成先后顺序为η-Fe_(2)Al_(5)Zn_(0.4)、δ-FeZn_(10)、Γ-Fe_(3)Zn_(10)。 展开更多
关键词 铝合金/钢异种金属 钨极氩弧熔-钎焊 金属间化合物 抗拉强度
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热压烧结Nb-23Ti-15Al超高温合金的高温压缩性能及变形机制
10
作者 史志武 王磊 +4 位作者 晏福宾 李玉龙 戴镕泽 张洪宇 郑启 《机械工程材料》 北大核心 2026年第2期36-41,60,共7页
采用真空热压烧结工艺在不同温度(1350,1440℃)、30 MPa压力下制备Nb-23Ti-15Al合金,研究了合金的室温和高温(1100℃)压缩变形行为及变形机制。结果表明:1350,1440℃烧结所得合金的室温抗压强度分别高达1740,2200 MPa,但合金均未发生屈... 采用真空热压烧结工艺在不同温度(1350,1440℃)、30 MPa压力下制备Nb-23Ti-15Al合金,研究了合金的室温和高温(1100℃)压缩变形行为及变形机制。结果表明:1350,1440℃烧结所得合金的室温抗压强度分别高达1740,2200 MPa,但合金均未发生屈服即断裂,室温脆性较大。高温压缩时两种温度烧结所得合金的抗压强度大幅下降但塑性良好,压缩至应变50%不断裂,且出现应变软化现象;1440℃烧结所得合金的应变软化更显著。高温压缩时,两种温度烧结所得合金的变形均集中于β相。1350℃烧结下β相中存在位错缠结及位错弯折,未见明显滑移带,变形局域化程度较轻,δ相中仅存在少量平行位错,部分Ti(O,C)相中存在弯曲位错或位错列;1440℃烧结下β相中出现明显滑移带,变形局域化显著,滑移带内塞积大量位错。 展开更多
关键词 Nb-Ti-Al合金 热压烧结 压缩性能 变形机制
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基于Lamb波-转移熵的钢板概率损伤定位成像方法
11
作者 李梦桐 陈龙 +1 位作者 何建 孙晓丹 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期120-128,165,共10页
Lamb波因其传播距离远、对损伤敏感等特点被广泛应用于金属薄板的健康监测和损伤定位,针对多路径概率损伤成像算法因需布置大量传感器导致计算复杂度高的问题,提出一种以Lamb波信号间转移熵值为损伤指标并利用多点椭圆法进行有效路径筛... Lamb波因其传播距离远、对损伤敏感等特点被广泛应用于金属薄板的健康监测和损伤定位,针对多路径概率损伤成像算法因需布置大量传感器导致计算复杂度高的问题,提出一种以Lamb波信号间转移熵值为损伤指标并利用多点椭圆法进行有效路径筛选的损伤概率成像方法。采用ABAQUS软件建立钢板模型,将钢板接收到的Lamb波无损信号到受损信号的转移熵值作为损伤指标,利用多点椭圆法确定损伤大致区域,筛选经过该区域的传感器路径为有效路径,累加有效路径上的损伤指标,实现损伤定位成像,并进行了试验验证。结果表明,经过该方法筛选出的有效路径数量比全部检测路径数量减少了86.1%,且损伤成像结果与实际损伤位置吻合,能够准确识别钢板结构的损伤位置。 展开更多
关键词 LAMB波 转移熵 损伤概率成像 结构健康监测
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粉煤灰提铝气泡诱导自组装γ-AlOOH多孔微球及其对刚果红的吸附性能研究
12
作者 文依菲 李文权 +3 位作者 李中林 陈杨 李义兵 韦国旺 《功能材料》 北大核心 2026年第2期220-228,共9页
以经烧结和酸浸处理的粉煤灰所制得的铝酸钠溶液作为铝源,采用水热法合成法制备了γ-AlOOH多孔微球吸附剂。通过SEM、XRD、FT-IR、BET-BJH、TGA、Zeta电位等表征技术,系统研究了γ-AlOOH的晶体结构、微观形貌和表面特性,并进一步评估其... 以经烧结和酸浸处理的粉煤灰所制得的铝酸钠溶液作为铝源,采用水热法合成法制备了γ-AlOOH多孔微球吸附剂。通过SEM、XRD、FT-IR、BET-BJH、TGA、Zeta电位等表征技术,系统研究了γ-AlOOH的晶体结构、微观形貌和表面特性,并进一步评估其在含刚果红模拟废水中的吸附性能。结果表明,在25℃、pH=4的实验条件下,当吸附剂投加量为50 mg,刚果红初始浓度为200 mg/g,溶液体积为200 mL时,吸附平衡后测得γ-AlOOH对刚果红的平衡吸附容量为776.45 mg/g,脱除效率高达97.05%;且吸附过程符合准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附行为受单层物理吸附主导,热力学表明γ-AlOOH多孔微球吸附刚果红的过程是自发的吸热反应,且伴随着体系熵的增加。 展开更多
关键词 粉煤灰 γ-AlOOH 吸附 刚果红
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基于涡电流分选的报废汽车有色金属材料回收研究现状与发展趋势
13
作者 贾有东 刘剑雄 +4 位作者 李欣治 孙婷 姚思博 李正芳 曾家兴 《材料导报》 北大核心 2026年第5期259-271,共13页
随着全球汽车保有量的持续增长,报废汽车数量逐年上升,有色金属的高效回收已成为资源再利用和环保领域的重要任务。统计数据显示,报废汽车中有色金属(如铝、铜等)的回收率逐年提高,这些金属在资源循环利用中的重要性日益凸显。传统的金... 随着全球汽车保有量的持续增长,报废汽车数量逐年上升,有色金属的高效回收已成为资源再利用和环保领域的重要任务。统计数据显示,报废汽车中有色金属(如铝、铜等)的回收率逐年提高,这些金属在资源循环利用中的重要性日益凸显。传统的金属回收方法主要依赖人工分选和物理分离技术,虽然能够回收部分金属,但在分选效率、回收精度和处理速度方面仍存在显著不足。涡电流分选技术因其高效、精确的分选能力,广泛应用于铝、铜等有色金属的分离。然而,尽管该技术在实际应用中取得了显著成效,但在处理低电导率金属和复杂合金时仍面临一定的局限性。本文综述了涡电流分选技术在报废汽车有色金属回收中的应用现状与挑战,分析了其优缺点,并对未来技术的发展方向进行了展望。通过深入探讨当前技术的局限性,本文旨在为涡电流分选技术的进一步发展和优化提供理论支持,并推动其在金属回收领域的广泛应用。 展开更多
关键词 报废汽车 有色金属 金属回收技术 涡电流分选 资源循环利用 金属分选
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Cu/Ni合金化钢析出强化机制研究
14
作者 赖伟强 丁方林 +1 位作者 胡斌 罗海文 《材料工程》 北大核心 2026年第2期268-276,共9页
通过电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)及其能谱(EDS)分析和力学性能测试,系统对比Cu、Ni及Cu/Ni复合添加中锰钢在500℃时效后的显微组织演变与屈服强度变化,并深入揭示其析出强化机理。结果表明:含Cu钢、含Ni钢和含Cu/Ni钢经... 通过电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)及其能谱(EDS)分析和力学性能测试,系统对比Cu、Ni及Cu/Ni复合添加中锰钢在500℃时效后的显微组织演变与屈服强度变化,并深入揭示其析出强化机理。结果表明:含Cu钢、含Ni钢和含Cu/Ni钢经500℃时效处理因析出强化使屈服强度分别增加了125、540 MPa和575 MPa左右,含Ni和含Cu/Ni钢的析出强化显著高于含Cu钢,主要是因为前两者中析出的纳米颗粒数量远大于Cu钢。虽然加入Cu可促进NiAl相析出,使得Cu/Ni钢中的Cu-NiAl复合析出相尺寸和数量均大于Ni钢中的单一NiAl相,但Cu-NiAl复合析出相析出强化效果并没有显著高于单一NiAl相。这是因为后者单一析出的尺寸小于临界尺寸,通过位错剪切机制实现强化,而前者复合析出相尺寸超过临界尺寸,从而通过位错绕过机制强化,导致析出强化效果减弱,因此Cu/Ni钢的时效析出强化效果并未高于Ni钢。 展开更多
关键词 中锰钢 时效 析出相 复合析出 剪切机制 Orowan机制
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镍基高温合金惯性摩擦焊接研究进展
15
作者 马晓鹏 徐雅欣 李文亚 《材料工程》 北大核心 2026年第1期74-89,共16页
镍基高温合金在航空发动机高温涡轮部件上有着重要应用。而惯性摩擦焊因其固相连接属性与高的焊缝质量,在镍基高温合金盘轴连接方面应用广泛。随着新材料与新结构的出现,对惯性摩擦焊提出了更大的挑战。本文主要综述了镍基高温合金惯性... 镍基高温合金在航空发动机高温涡轮部件上有着重要应用。而惯性摩擦焊因其固相连接属性与高的焊缝质量,在镍基高温合金盘轴连接方面应用广泛。随着新材料与新结构的出现,对惯性摩擦焊提出了更大的挑战。本文主要综述了镍基高温合金惯性摩擦焊接头焊缝成形机制、微观组织演变特征、力学性能及工艺过程数值仿真等方面的研究现状,同时,还对镍基高温合金连续驱动摩擦焊接头成形机理进行了对比总结,最后,提出了今后在相关研究中应考虑如何顺利挤出飞边、热处理工艺选择以及热处理后接头耐蚀性变差等关键问题。 展开更多
关键词 镍基高温合金 惯性摩擦焊 连续驱动摩擦焊 飞边形貌 微观组织 力学性能
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冷喷涂Cr涂层的组织性能与沉积机制
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作者 万文鹏 黄春杰 +5 位作者 许爱军 罗杰 王罗 傅硕 徐雅欣 李文亚 《材料工程》 北大核心 2026年第3期229-235,共7页
在304不锈钢基体上使用冷喷涂法和电镀法制备Cr涂层,通过分析冷喷涂Cr涂层表面微观形貌、截面显微组织及纳米力学性能,阐明Cr粉末颗粒的碰撞沉积行为及Cr涂层沉积机制。结果表明:电镀Cr涂层存在大量纵向裂纹,冷喷涂Cr涂层与基体之间的... 在304不锈钢基体上使用冷喷涂法和电镀法制备Cr涂层,通过分析冷喷涂Cr涂层表面微观形貌、截面显微组织及纳米力学性能,阐明Cr粉末颗粒的碰撞沉积行为及Cr涂层沉积机制。结果表明:电镀Cr涂层存在大量纵向裂纹,冷喷涂Cr涂层与基体之间的结合界面呈现不规则形态,但界面结合紧密且无明显缺陷。同时,Cr涂层表面存在大量凹坑,且近表面区域表现为细小的等轴晶。该区域的纳米硬度较未变形Cr粉末颗粒提升了41.37%~62.17%,表明后续粉末颗粒在已沉积Cr涂层上产生由喷丸作用引起的加工硬化效应,使后续粉末颗粒与已沉积涂层之间难以发生协同塑性变形,从而降低了进一步沉积的可行性。基于Cr涂层微观形貌及梯度纳米硬度分布特征,提出Cr涂层在304不锈钢上的沉积机制为基体氧化膜的破碎、首层涂层的形成及其在喷丸强化作用下表面微观形貌的演变过程。 展开更多
关键词 冷喷涂 Cr涂层 涂层成形机制 微观组织 纳米硬度
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基于同步辐射成像技术的金属材料凝固研究进展
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作者 蒋佳乐 康永旺 +4 位作者 罗军 王智茂 黎刚 刘昌奎 李楠 《材料工程》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
凝固在金属材料制备中至关重要。凝固过程直接决定了金属材料的微观组织和宏观性能。金属从液态转变为固态时,晶粒的形成和生长、凝固速度、温度梯度和合金成分等因素会导致不同的微观结构,影响金属的最终组织结构。这些因素的变化不仅... 凝固在金属材料制备中至关重要。凝固过程直接决定了金属材料的微观组织和宏观性能。金属从液态转变为固态时,晶粒的形成和生长、凝固速度、温度梯度和合金成分等因素会导致不同的微观结构,影响金属的最终组织结构。这些因素的变化不仅决定了金属的力学性能,还可能引发诸如晶界缺陷、气孔、夹杂物等缺陷,进而影响其整体质量和使用性能。同步辐射由于具有高穿透性和高时空分辨率,能够实时观察和跟踪金属在凝固过程中的微观结构演化,从而深入理解其内在变化机理。本文综述了国内外同步辐射成像技术在金属材料凝固过程研究中的最新进展,重点探讨了该技术在晶体形核与生长、凝固缺陷形成机制以及快速凝固(焊接与增材制造)等方面的应用与研究成果。通过结合相场模拟与机器学习等新方法,研究者在晶粒细化机制、气孔与热撕裂形成规律以及快速凝固模式控制方面取得了重要进展。最后指出,提升同步辐射时间与空间分辨率、开展多尺度耦合表征、融合实验与数值模拟并引入数据驱动的智能分析方法是未来凝固过程原位研究的重要发展方向,这将为先进材料设计与工艺优化提供更坚实的理论基础与技术支撑。 展开更多
关键词 凝固 晶体形核 晶体生长 凝固缺陷 同步辐射
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锡青铜及5种常用铁碳合金在模拟海水中的耐腐蚀磨损性能
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作者 刁望 王艺霏 +8 位作者 肖帅恒 曾嵘 张启发 杨理京 温文辉 戴乐阳 程俊 曾步辉 王军伟 《材料工程》 北大核心 2026年第3期201-212,共12页
船舶的锚链环、外露在海水中的滑动轴承等零部件长期处于海水腐蚀与磨损(简称“蚀损”)工况,其耐蚀损性能直接影响海工装备的服役安全性。利用腐蚀磨损原位电化学测试方法,研究了锚链钢(CM690)、轴承钢(GCr15)、船体钢板(AH36钢)、柴油... 船舶的锚链环、外露在海水中的滑动轴承等零部件长期处于海水腐蚀与磨损(简称“蚀损”)工况,其耐蚀损性能直接影响海工装备的服役安全性。利用腐蚀磨损原位电化学测试方法,研究了锚链钢(CM690)、轴承钢(GCr15)、船体钢板(AH36钢)、柴油机缸套用铸铁(HT350)、滑动轴承铜轴瓦(锡青铜QSn8)和常用机械零件用钢(45钢)在人工海水中的耐腐蚀和耐蚀损性能,探究了其耐蚀损机理。结果表明:在纯腐蚀条件下,QSn8自腐蚀电位远高于其他铁碳合金,且腐蚀速率最小(0.09 mm/a)。但在腐蚀磨损条件下,HT350因具有较高硬度和石墨片的润滑作用,其蚀损率(6.28×10^(-6)mm^(3)/(N·m))较低,仅次于QSn8(3.47×10^(-6)mm^(3)/(N·m));其他4种材料蚀损率均较高,在(1.22~1.88)×10^(-5)mm^(3)/(N·m)之间。QSn8在模拟人工海水环境下具有较好的耐腐蚀和耐蚀损性能,是耐蚀损零件首选材料,但成本较高,在满足其他力学性能要求的前提下,可以选择HT350材料。 展开更多
关键词 腐蚀磨损 锡青铜 铁碳合金 海水腐蚀
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材料挤出成形多孔金属铝的工艺及性能研究
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作者 李杨帆 杨力 +5 位作者 唐世艳 刘菁非 杨致远 徐子桢 蔡超 樊自田 《材料工程》 北大核心 2026年第2期212-221,共10页
多孔金属铝是一种多孔、低密度的泡沫金属,具有较好的吸能、吸声等性能,在机械制造、航空航天等领域应用广泛。目前,多孔铝的制备大多采用物理、电化学等方法,普遍存在工艺复杂、成本较高的问题。本工作采用低成本的材料挤出成形方法制... 多孔金属铝是一种多孔、低密度的泡沫金属,具有较好的吸能、吸声等性能,在机械制造、航空航天等领域应用广泛。目前,多孔铝的制备大多采用物理、电化学等方法,普遍存在工艺复杂、成本较高的问题。本工作采用低成本的材料挤出成形方法制备多孔金属铝,探究多孔金属铝的成形特征,系统研究铝基浆料固含量、成形参数、烧结工艺对挤出成形多孔金属铝性能的影响,并优化了孔隙结构成功制备出多孔金属铝。结果表明:当铝基浆料固含量为80%(质量分数)时,能够完整挤出成形所需坯体,且未出现坍塌或凹陷;采用针头直径0.34 mm、层高0.22 mm、填充率50%的工艺参数制备坯体,经650℃烧结并保温150 min后,所得多孔金属铝性能良好,其抗弯强度为12.57 MPa,孔隙率为53.96%,收缩率为3.19%,满足多孔金属铝的性能要求。 展开更多
关键词 材料挤出成形 金属铝 多孔 强度
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等离子喷涂制备高耐磨高电导率钢铝复合导电轨研究
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作者 周鑫 陈勇 《低碳世界》 2026年第2期115-117,共3页
为了解决传统钢铝复合导电轨结合界面存在间隙的问题并提升其耐磨性与导电性,亟须开展新型导电轨结构及替代材料研究。采用等离子喷涂技术,在铝合金基体表面制备了以Ni-Al为过渡层的AISI410-Cu涂层。通过涂层形貌观察、摩擦磨损试验、... 为了解决传统钢铝复合导电轨结合界面存在间隙的问题并提升其耐磨性与导电性,亟须开展新型导电轨结构及替代材料研究。采用等离子喷涂技术,在铝合金基体表面制备了以Ni-Al为过渡层的AISI410-Cu涂层。通过涂层形貌观察、摩擦磨损试验、电导率模拟计算及电导率试验,得出以下结论:涂层表面均匀且与基体紧密结合;涂层的磨损率显著低于基体;电导率试验结果与模拟计算的预测趋势一致,在涂层中添加Cu能够显著增强涂层的导电性,且Cu含量越高,涂层的导电性越强。研究表明,涂层可有效减小导电轨结合界面间隙,提升导电轨的耐磨性与导电性。 展开更多
关键词 等离子喷涂 导电轨 Fe-Cu涂层 摩擦磨损 导电性
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