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基于粒子群优化后随机森林模型的管道内腐蚀风险预测 被引量:2
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作者 肖雯雯 葛鹏莉 +6 位作者 胡广强 吕瑶 龙武 刘青山 郜双武 曲志豪 张雷 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第2期59-65,共7页
基于塔河油田历史失效数据,使用Pearson相关性分析和灰色关联度分析确定管道内腐蚀主控因素,并将其作为模型输入变量,腐蚀速率作为输出变量,建立随机森林(RF)腐蚀预测模型。为提高预测精度,使用粒子群优化(PSO)算法对RF模型的超参数进... 基于塔河油田历史失效数据,使用Pearson相关性分析和灰色关联度分析确定管道内腐蚀主控因素,并将其作为模型输入变量,腐蚀速率作为输出变量,建立随机森林(RF)腐蚀预测模型。为提高预测精度,使用粒子群优化(PSO)算法对RF模型的超参数进行优化。结果表明:塔河油田输油管道内腐蚀主控因素为CO_(2)分压、温度、Cl^(-)含量和H_(2)S分压;经PSO优化后RF模型的决定系数R~2为0.97,均方根误差为0.161,平均绝对误差为0.027,均优于其他3种模型。因此,PSO优化后RF模型能够准确预测管道的腐蚀速率,为油气田管道的腐蚀预警和防护提供依据和支持。 展开更多
关键词 CO_(2)-H_(2)S腐蚀 机器学习 随机森林(RF) 粒子群优化(PSO) 腐蚀速率
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真空退火对1Cr11Ni2W2MoV钢渗氮层组织与性能的影响 被引量:1
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作者 王新宇 刘艳梅 +3 位作者 刘刚 魏廷光 杨立新 颜廷宇 《热加工工艺》 北大核心 2025年第4期69-72,81,共5页
针对航空不锈钢1Cr11Ni2W2MoV氮碳共渗后心部与表面间存在明显硬度差,易造成零件渗层脱落剥离的问题,采取真空退火工艺形成氮碳共渗扩散层,增强零件表层韧性,显著提高试样质量。借助金相显微镜、显微硬度计、激光共聚焦显微镜对1Cr11Ni2... 针对航空不锈钢1Cr11Ni2W2MoV氮碳共渗后心部与表面间存在明显硬度差,易造成零件渗层脱落剥离的问题,采取真空退火工艺形成氮碳共渗扩散层,增强零件表层韧性,显著提高试样质量。借助金相显微镜、显微硬度计、激光共聚焦显微镜对1Cr11Ni2W2MoV钢的微观组织、性能以及表面质量进行观察分析,通过电子探针分析测定表层至心部方向上的元素分布特征。结果表明,渗层与基体之间能够形成约18μm的化合物层,真空退火处理使N、C元素分布梯度更平缓,减缓表层与基体之间的硬度差异。1Cr11Ni2W2MoV在590℃下退火处理90 min,可使渗层过渡更为均匀,组织稳定性及表面质量更佳,起到降脆增韧的作用。 展开更多
关键词 真空退火 氮碳共渗 马氏体不锈钢 过渡层 表面质量
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球化退火对55Cr3弹簧钢淬火组织与性能的影响 被引量:1
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作者 李绍杰 刘运娜 《金属热处理》 北大核心 2025年第7期265-269,共5页
对热轧态55Cr3弹簧圆钢进行了球化退火,研究了55Cr3钢热轧态与不同温度退火球化后的显微组织及其再经中频感应加热淬火后的组织与性能。结果表明,在中频感应加热温度为870~880℃、加热时间为10 s条件下,55Cr3钢670~790℃退火后的组织在... 对热轧态55Cr3弹簧圆钢进行了球化退火,研究了55Cr3钢热轧态与不同温度退火球化后的显微组织及其再经中频感应加热淬火后的组织与性能。结果表明,在中频感应加热温度为870~880℃、加热时间为10 s条件下,55Cr3钢670~790℃退火后的组织在快速的感应加热过程中奥氏体化不充分,导致淬火后的组织中存在未溶碳化物,硬度低于技术要求。通过提高中频感应加热温度至900~930℃或延长感应加热时间至20 s,可使其完全奥氏体化,淬火后获得全部马氏体组织,硬度满足技术要求。 展开更多
关键词 退火组织 弹簧钢 中频感应加热 淬火组织
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Fe含量对Cu-Fe合金凝固特性及组织性能的影响 被引量:1
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作者 王庆娟 闫田荣 +2 位作者 任新龙 许博凡 丰竟翔 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期198-208,共11页
通过JmatPro软件和差示扫描量热仪对不同Fe含量铸态Cu-Fe合金进行热力学计算与DSC实验,研究了Fe含量对Cu-Fe合金凝固过程、铸态组织演变的影响,并对Cu-Fe合金的显微硬度进行测定。结果表明,当Fe含量分别为5%、20%、40%和50%时,随着Fe含... 通过JmatPro软件和差示扫描量热仪对不同Fe含量铸态Cu-Fe合金进行热力学计算与DSC实验,研究了Fe含量对Cu-Fe合金凝固过程、铸态组织演变的影响,并对Cu-Fe合金的显微硬度进行测定。结果表明,当Fe含量分别为5%、20%、40%和50%时,随着Fe含量的增加,Cu-Fe合金液固转变(δ-Fe+L→γ-Fe)温度升高,温度由1201.4℃增加到1440.0℃,凝固过程中液固转变产生的焓值减小,包晶反应与共析反应产生的焓值增大。Fe含量的增加使合金铸态组织由细小的胞状晶转变为发达的等轴晶,分布更加均匀,初生Fe相尺寸增加。当Fe含量从5%增加到50%,铸态合金的显微硬度从87.34 HV增加至146.09 HV。 展开更多
关键词 CU-FE合金 凝固特性 DSC法 显微硬度 二元相图
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微量Mg及热处理对Al-7Si合金组织和性能的影响
5
作者 王博 江鸿翔 +1 位作者 张丽丽 何杰 《物理学报》 北大核心 2025年第18期292-302,共11页
随着电子通信等行业的快速发展,对高导热铸造铝合金材料性能要求日益增加.本文以在电子通信等行业广泛使用的Al-7Si(质量分数,下同)铸造铝合金为对象,系统分析了热处理工艺制度以及少量的Mg元素添加对Al-7Si系合金微观组织及性能的影响... 随着电子通信等行业的快速发展,对高导热铸造铝合金材料性能要求日益增加.本文以在电子通信等行业广泛使用的Al-7Si(质量分数,下同)铸造铝合金为对象,系统分析了热处理工艺制度以及少量的Mg元素添加对Al-7Si系合金微观组织及性能的影响.结果表明:固溶后在300℃下进行保温热处理有利于共晶Si的球化,并减小溶质原子在铝基体中的固溶度,从而导致Al-7Si合金导热性能的提升及硬度的降低;在Al-7Si合金中添加微量Mg(0.4%)后进行三级热处理(固溶处理+300℃热处理+180℃热处理)不仅有助于共晶Si的球化,而且能促使纳米尺度(Mg,Si)强化相的析出以及基体中固溶的Mg,Si元素含量的降低,从而同时提高合金的力学性能和导热性能.经历三级热处理的Al-7Si-0.4Mg合金热导率和显微硬度可达189 W/(m·K)和73.5 HV,相较于铸态Al-Si合金分别提升了11.2%和62.6%. 展开更多
关键词 AL-SI 合金 微观结构 热导率 力学性能
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CO_(2)注入井管柱腐蚀速率及服役寿命预测
6
作者 冯福平 尤桂洋 +4 位作者 张晓川 王景芹 王清铎 曹婧 韩旭 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期113-118,123,共7页
随着碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术在油田的持续应用,CO_(2)腐蚀井下管柱现象引起高度重视,亟需适用于高CO_(2)分压环境下考虑腐蚀速率随时间变化影响的腐蚀速率模型。通过模拟温度80~120℃、CO... 随着碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术在油田的持续应用,CO_(2)腐蚀井下管柱现象引起高度重视,亟需适用于高CO_(2)分压环境下考虑腐蚀速率随时间变化影响的腐蚀速率模型。通过模拟温度80~120℃、CO_(2)分压15~30 MPa条件下Q125、3Cr和13Cr管材的腐蚀,建立了这3种管材考虑温度、CO_(2)分压和腐蚀时间影响的腐蚀速率预测模型,并对Q125套管进行了安全服役寿命预测。结果表明:同一CO_(2)分压下,Q125、3Cr管材腐蚀速率随温度增加呈先增后减的趋势,13Cr管材腐蚀速率随温度增加而增大;3种管材腐蚀速率均随CO_(2)分压增加而增大。Q125管材匀速和变速两种腐蚀速率模型均适用,3Cr和13Cr管材适用变速腐蚀模型。Q125套管的抗拉安全服役年限随着CO_(2)分压的增加而逐渐降低,抗拉安全服役年限最短约为12 a。 展开更多
关键词 CO_(2)腐蚀 腐蚀速率 剩余强度 寿命预测 高温高压
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热处理对Q960E汽车高强钢焊接组织及性能的影响
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作者 王中磊 石珍 +2 位作者 周皞 倪晋尚 彭卫锋 《轧钢》 北大核心 2025年第4期53-58,64,共7页
针对汽车高强钢焊接冷裂纹、热影响区软化、韧性下降、残余应力等问题,为改善焊接接头组织性能,以Q960E汽车高强钢为研究对象,采用激光复合焊接试验的方法,研究了不同预热温度、淬火温度、回火温度等热处理参数对焊接接头组织及力学性... 针对汽车高强钢焊接冷裂纹、热影响区软化、韧性下降、残余应力等问题,为改善焊接接头组织性能,以Q960E汽车高强钢为研究对象,采用激光复合焊接试验的方法,研究了不同预热温度、淬火温度、回火温度等热处理参数对焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明:Q960E高强钢焊接接头由焊接母材、焊缝、融合区、过热区、正火区组成;在预热温度100℃、淬火温度900℃、回火温度400℃时,母材为回火索氏体组织,焊缝为细小的贝氏体组织,融合区为细小的贝氏体和粗大的马氏体组织,过热区为粗大的贝氏体组织,正火区为贝氏体和马氏体组成的再结晶体;随着淬火温度的升高,焊接接头抗拉强度和屈服强度均呈现先增大后减小的趋势,断后伸长率呈现先减小后增大的趋势;随着回火温度的升高,焊接接头抗拉强度和屈服强度均呈现逐渐减小的趋势,断后伸长率呈现逐渐增大的趋势;预热温度100℃、淬火温度900℃、回火温度400℃时,焊接接头抗拉强度为1 150 MPa,屈服强度为1 075 MPa,断后伸长率为10.56%,其综合性能较优,该工艺为Q960E汽车高强钢最佳热处理工艺。 展开更多
关键词 Q960E汽车高强钢 热处理 焊接接头 显微组织 力学性能
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镍基单晶高温合金疲劳行为研究进展
8
作者 刘满平 马辉 +3 位作者 崔壮 曾迎 孙少纯 赵国平 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2151-2163,共13页
镍基单晶高温合金在高温环境下具有优异的综合性能,被广泛应用于航空发动机和燃气轮机的叶片等热端部件。疲劳失效是叶片服役过程中的主要失效形式之一,本文基于单晶高温合金疲劳行为的研究现状,分析了镍基单晶高温合金的疲劳损伤机制,... 镍基单晶高温合金在高温环境下具有优异的综合性能,被广泛应用于航空发动机和燃气轮机的叶片等热端部件。疲劳失效是叶片服役过程中的主要失效形式之一,本文基于单晶高温合金疲劳行为的研究现状,分析了镍基单晶高温合金的疲劳损伤机制,讨论了晶体取向、温度、加载方式对疲劳行为的影响,介绍了成分优化、热处理和表面处理等优化镍基单晶高温合金疲劳寿命的方法。最后提出了一些原位测试等先进测试技术在镍基单晶高温合金疲劳行为研究中的应用,并展望了镍基单晶高温合金疲劳行为研究的发展趋势。 展开更多
关键词 单晶高温合金 疲劳行为 裂纹 先进测试技术
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挤压Mg-Sn合金的显微组织和力学性能
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作者 毕广利 冉吉上 +4 位作者 姜静 李元东 蒋春宏 赵李斌 陈体军 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第7期961-968,共8页
通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和万能试验机研究了挤压比对挤压Mg-7Sn(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,挤压比为9∶1(9EX)和17∶1(17EX)时合金的显微组织均由α-Mg和纳米级Mg2Sn相组成,其... 通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和万能试验机研究了挤压比对挤压Mg-7Sn(质量分数,%)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,挤压比为9∶1(9EX)和17∶1(17EX)时合金的显微组织均由α-Mg和纳米级Mg2Sn相组成,其平均晶粒尺寸分别为2.25μm和4.63μm,且形成了强烈的基面织构。9EX合金在室温下表现出优异的力学性能,屈服强度(σ_(0.2))、抗拉强度(σ_(b))和伸长率(δ)分别为232.8 MPa、320.8 MPa和8.01%,这主要归因于细晶强化、织构强化和异质变形诱导强化。此外,9EX合金显示了较低的拉压不对性,其垂直和平行c轴加载方向的压缩屈服强度比值(σ_(CYS)/σ_(TYS))分别为0.67和0.75,这主要归因于非基面滑移参与形成的高压缩应力。 展开更多
关键词 挤压Mg-7Sn合金 显微组织 力学性能 拉压不对称性
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基于CiteSpace的高温结构材料用Laves相合金的文献计量和可视化
10
作者 肖璇 金毛毛 +2 位作者 秦文洲 邓莉萍 姚敬 《矿冶工程》 北大核心 2025年第1期153-159,165,共8页
首次利用CiteSpace文献计量分析软件对Web of Science中2003—2023年高温结构材料用Laves相研究文献的关键词、文献共被引、作者和期刊共被引进行了定量和可视化网络图谱分析。关键词聚类时间线图反映了检索区间内Laves相研究的基本发... 首次利用CiteSpace文献计量分析软件对Web of Science中2003—2023年高温结构材料用Laves相研究文献的关键词、文献共被引、作者和期刊共被引进行了定量和可视化网络图谱分析。关键词聚类时间线图反映了检索区间内Laves相研究的基本发展状况,揭示两大热点前沿主题分别是Laves相增强的多相高熵合金的室温脆性改善或强度-塑性协同提升问题,以及Laves相析出物对600~650℃蠕变服役条件下P92、12Cr和G115等新型耐热合金钢组织与性能的影响。关键词聚类时间线图与文献、作者共被引网络图具备一致性,共同反映Laves相研究的活跃性。未来,应关注可视化图谱挖掘的高质量成果产出的关键作者和期刊。 展开更多
关键词 LAVES相 金属间化合物 文献综述 文献计量 可视化网络 高温结构材料 CITESPACE AB_(2)
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超声滚压对AISI420不锈钢旋转弯曲疲劳性能的影响
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作者 程俊 许志龙 +2 位作者 弓清忠 李波 翁建春 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第4期82-89,共8页
采用不同的工艺参数组合对AISI420不锈钢试样进行超声滚压处理,研究超声滚压工艺对其旋转弯曲疲劳性能的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和维氏硬度计等设备对超声滚压处理前后试样的表面完整性进行了表征,包括表面形貌、表面粗... 采用不同的工艺参数组合对AISI420不锈钢试样进行超声滚压处理,研究超声滚压工艺对其旋转弯曲疲劳性能的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和维氏硬度计等设备对超声滚压处理前后试样的表面完整性进行了表征,包括表面形貌、表面粗糙度、表层硬度和残余应力分布等。结果表明,随着超声滚压静压力的增加,表面粗糙度先大幅降低,后小幅上升,表面粗糙度Ra最低达到0.19μm;表层硬度随着静压力的增加而增加,硬度影响层的深度约200μm;超声滚压在表层引入梯度分布的残余压应力,表层最大残余压应力达到462 MPa。随着静压力的增加,残余压应力沿深度方向先增加后减小。超声滚压处理后,AISI420不锈钢试样的旋转弯曲疲劳寿命比未处理试样最大提高了约2.8倍。分析了表面完整性对疲劳寿命的影响,结果显示表层残余压应力是提高疲劳寿命的关键因素。 展开更多
关键词 超声滚压 AISI420不锈钢 表面完整性 疲劳性能
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Laves相研究现状与热点主题的知识图谱研究
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作者 肖璇 秦文洲 +2 位作者 金毛毛 邓莉萍 姚敬 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期157-164,共8页
现代航空航天和能源工业的快速发展,对高温结构材料的服役性能要求日益提高。化学式为AB2型的Laves相金属间化合物因其高熔点、出色的高温强度和抗氧化性能而备受关注,并被视为新一代高温结构中有应用前景的候选材料之一。本文基于CiteS... 现代航空航天和能源工业的快速发展,对高温结构材料的服役性能要求日益提高。化学式为AB2型的Laves相金属间化合物因其高熔点、出色的高温强度和抗氧化性能而备受关注,并被视为新一代高温结构中有应用前景的候选材料之一。本文基于CiteSpace文献计量软件首次对2003~2023年WOS数据库中2080篇Laves相研究相关论文进行了作者、国家、机构和关键词等题录的可视化回顾和定量分析。结果表明:Laves相研究的合作关系较弱,未来需跨机构和跨区域合作提升效果。中国、德国、日本和美国等稳固占据研究力网络合作路径上的关键位置。具有高发文频次和高中心性的中科院金属研究所等5个机构是相关最顶尖和贡献程度最大的科研机构。Laves相研究的热点主题包括电子结构、G115钢、Inconel 718合金等,研究方向集中在改善Laves相基合金的脆性和重新评估Laves相析出物对新型耐热钢、镍基高温合金和难熔高熵合金的热稳定性和寿命的影响作用及协同强化效应。这项研究为深入了解Laves相研究现状和发展动向提供了系统而有价值的启示和参考信息。 展开更多
关键词 LAVES相 金属间化合物 文献综述 文献计量 知识图谱
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储气库生产管柱的气固冲蚀性能
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作者 李明星 刘广胜 +3 位作者 王娜 朱方辉 李文升 付安庆 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第2期66-72,共7页
结合榆3×储气库的注采工况,构建了气固冲蚀预测模型,研究了采气量、采气压力、颗粒属性等生产参数对冲蚀速率的影响规律,针对N80油管分析了发生不同程度冲蚀风险的极限生产工况。结果表明:在榆3×储气库预设采气指标范围内,最... 结合榆3×储气库的注采工况,构建了气固冲蚀预测模型,研究了采气量、采气压力、颗粒属性等生产参数对冲蚀速率的影响规律,针对N80油管分析了发生不同程度冲蚀风险的极限生产工况。结果表明:在榆3×储气库预设采气指标范围内,最大冲蚀速率随采气量的增大而增大;采气压力的增加会一定程度上降低管柱的冲蚀程度;冲蚀程度随出砂量的增加呈现线性增加趋势,颗粒直径的增大会导致冲蚀速率的增大,而颗粒球度的减小会导致冲蚀速率的增大。基于预测模型,建立了N80油管的临界生产参数图版,以实现基于现场易获取参数的冲蚀风险评估。 展开更多
关键词 储气库 注采管柱 气固冲蚀 临界生产参数 冲蚀风险评估
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选区激光熔化成形NiTi合金性能调控研究进展
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作者 张刚 田卓原 +1 位作者 石玗 樊丁 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1353-1366,共14页
NiTi合金因其出色的形状记忆和超弹性效应、良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域有着巨大的应用潜力。因其自身材料特性,基于传统加工工艺难以精确构筑复杂构型部件,严重限制着其规模化应用与发展。选区激光熔化技术... NiTi合金因其出色的形状记忆和超弹性效应、良好的耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、生物医疗等领域有着巨大的应用潜力。因其自身材料特性,基于传统加工工艺难以精确构筑复杂构型部件,严重限制着其规模化应用与发展。选区激光熔化技术(selective laser melting,SLM)作为一种先进的快速成型技术可实现金属构件的一体化近净成形,特适合于低成本快速制造具有复杂结构的NiTi合金构件。本文综述了近年来国内外关于SLM调控NiTi合金性能的研究进展,重点评述了SLM对合金相变行为、力学性能和功能特性的影响规律及调控策略,揭示了NiTi合金性能失效机制,并展望了SLM成形NiTi合金研究中需重点突破的难题和未来发展方向,为保障生命安全和身体健康,推进医工交叉学科的快速发展提供参考。 展开更多
关键词 镍钛合金 形状记忆效应 选区激光熔化 微观结构 性能调控
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预测TC4钛合金高温流动行为的两种本构模型对比研究
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作者 贾海深 古妮娜 +2 位作者 罗文翠 张继林 易湘斌 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期104-111,共8页
为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R... 为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE,对两种本构模型的可预测性进行了对比分析。结果表明:修正的J-C本构模型较准确地预测了TC4钛合金在上述变形条件下的流动行为,该模型的相关系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE分别为0.9997、1.4536%和0.0457。研究结果为初期设计预测钛合金TC4高温流动行为的数值模型提供了一定参考依据,对其热成形工艺过程的数值模拟和参数优化方面具有重要意义。 展开更多
关键词 TC4钛合金 高温流动行为 本构模型
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热处理时间对CuSn20P1合金组织及性能的影响
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作者 张浩 周荣锋 +3 位作者 李永坤 霍定东 李尧 王蕾 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第9期1411-1416,共6页
采用熔体约束诱导形核装置制备半固态CuSn20P1合金浆料,挤压成形制备高体积分数包晶相的铸件,研究了热处理时间对铸件成分、显微组织及性能的影响。结果表明,进行短时热处理有利于增加包晶相含量,改善CuSn20P1合金晶间偏析及提高合金性... 采用熔体约束诱导形核装置制备半固态CuSn20P1合金浆料,挤压成形制备高体积分数包晶相的铸件,研究了热处理时间对铸件成分、显微组织及性能的影响。结果表明,进行短时热处理有利于增加包晶相含量,改善CuSn20P1合金晶间偏析及提高合金性能。随热处理时间延长,初生α-Cu相平均晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势,而包晶相含量和初生α-Cu相形状因子呈先增加后降低的趋势。当短时热处理时间为5 min时,综合性能最佳,此时包晶相含量约为62.4%,铸件的抗拉强度和伸长率分别达到489.5 MPa和6.1%,较未热处理时铸件性能相比分别提高了45.9%、1 286.4%。 展开更多
关键词 CuSn20P1合金 热处理 显微组织 性能 半固态成形
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面向增材制造的航空发动机支架拓扑优化与工艺协同
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作者 龚海军 王玲 +3 位作者 亢红叶 左乾隆 安治国 高正源 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第3期146-151,159,共7页
针对航空结构件拓扑优化设计中,轻量化与强度性能及快速成型工艺的温度场与应力场协调性不足的问题,提出一种将结构轻量化与选区激光熔化(SLM)成型工艺结合的一体化设计方法,基于体积约束和结构柔度最小化原理,采用面向增材制造(DfAM)... 针对航空结构件拓扑优化设计中,轻量化与强度性能及快速成型工艺的温度场与应力场协调性不足的问题,提出一种将结构轻量化与选区激光熔化(SLM)成型工艺结合的一体化设计方法,基于体积约束和结构柔度最小化原理,采用面向增材制造(DfAM)的理论方法,对航空发动机铝合金支架进行结构拓扑优化和打印工艺的协同设计理论研究。首先,采用静力学数值模拟对支架的四种单一极限工况进行力学分析,确定拓扑优化的设计域以及边界条件;然后,在单一工况拓扑优化的基础上提出了多工况优化设计,并考虑了增材制造工艺约束;最后,结合SLM成型过程的数值仿真,确定铝合金航空支架的打印工艺。仿真结果表明:结构优化后的支架满足力学性能要求,且重量比原设计模型减轻27%。试验结果表明:结构和打印工艺协同优化后的SLM成型支架表面质量较佳,零件激光扫描误差精度达CT7级,X-Ray检测结果显示支架无内部微裂纹、孔洞,抗拉强度≥396 MPa,具有较佳的成型质量与表面精度。采用的面向增材制造的拓扑优化与SLM工艺优化及成型方法,能够为高效完成结构件产品一体化设计与制造提供有益参考。 展开更多
关键词 面向增材制造的设计 选区激光熔化 铝合金航空支架 拓扑优化 轻量化
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P元素含量对GH4738合金高温持久性能的影响
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作者 荣义 侯为学 +2 位作者 王磊 曲敬龙 杜金辉 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第8期2094-2103,共10页
针对不同P元素含量的GH4738合金,结合光学金相、扫描电镜形貌、TEM、EBSD分析,研究了P含量对GH4738合金持久性能的影响机理,探究了对合金性能有利的P元素含量范围。结果表明:合金的持久性能随着P含量的升高,呈先增大后减小的趋势,P元素... 针对不同P元素含量的GH4738合金,结合光学金相、扫描电镜形貌、TEM、EBSD分析,研究了P含量对GH4738合金持久性能的影响机理,探究了对合金性能有利的P元素含量范围。结果表明:合金的持久性能随着P含量的升高,呈先增大后减小的趋势,P元素的最佳添加量在0.0040wt%至0.0091wt%之间,此时断裂形式为混合断裂。继续增加P元素,持久寿命降低30%~50%,持久塑性降低20%~70%,断裂形式变为脆性沿晶断裂。原因在于:P元素为晶界偏析元素,含量较低时,可通过在晶界占据空位缺陷降低晶界自由能,从而提高晶界碳化物形核率,而晶界上均匀弥散分布的M_(23)C_(6)型碳化物可抑制裂纹扩展,提高晶界强度,从而提高合金持久性能;P元素含量较高时,更倾向固溶于MC型碳化物,因此随着P含量进一步的提高,晶界上MC型碳化物数量增多而M_(23)C_(6)型碳化物相对减少,块状的MC型碳化物在晶界不均匀分布,从而导致试验合金持久性能不断降低。 展开更多
关键词 GH4738合金 微量元素P 高温持久性能
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镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能优化研究
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作者 张兰 杨怡 +1 位作者 马会中 张雪芳 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期35-38,共4页
为探究镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能的影响,利用单因素试验在无机溶剂体系下通过电沉积的方式制备出不同石墨烯添加量的镍-石墨烯复合镀层,并测试分析其耐磨性与耐腐蚀性。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射物相分析、拉曼光谱对镍... 为探究镍-石墨烯复合镀层对7075铝合金性能的影响,利用单因素试验在无机溶剂体系下通过电沉积的方式制备出不同石墨烯添加量的镍-石墨烯复合镀层,并测试分析其耐磨性与耐腐蚀性。并利用扫描电子显微镜、X射线衍射物相分析、拉曼光谱对镍-石墨烯复合镀层的微观结构和组成成分进行了表征分析。结果表明:镍-石墨烯复合镀层能有效提高7075铝合金的耐磨性与耐腐蚀性,且当添加3 g/L石墨烯的复合镀层性能最佳,此时复合镀层耐磨系数为0.29,腐蚀电流密度为1.15×10^(-4)A/cm^(2)。 展开更多
关键词 镍-石墨烯镀层 7075铝合金 耐磨性 耐腐蚀性
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金属空心球复合结构的吸声性能
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作者 敖庆波 王建忠 +1 位作者 樊永霞 马军 《功能材料》 北大核心 2025年第3期3121-3125,共5页
以金属空心球为基体,利用胶粘法将空心球堆叠成简单立方和密排六方两种典型结构,通过真空烧结制成空心球复合吸声结构。对具有不同材料厚度、空腔厚度、堆叠方式、空心球的材质及大小等结构参数的复合结构进行吸声性能测试,分析结构参... 以金属空心球为基体,利用胶粘法将空心球堆叠成简单立方和密排六方两种典型结构,通过真空烧结制成空心球复合吸声结构。对具有不同材料厚度、空腔厚度、堆叠方式、空心球的材质及大小等结构参数的复合结构进行吸声性能测试,分析结构参数对吸声性能的影响规律。结果表明,随着样品厚度从5 mm增加到20 mm的过程中,第一吸声峰出现在测试频率区域50~6400 Hz内,并从高频区向中低频方向移动;在样品后侧添加空腔,可以使其吸声-频率曲线向中低频移动,且空腔厚度越大,移动的距离越大;空心球的直径越小,复合结构吸声性能越优异;空心球的制备工艺、大小和堆叠方式一致时,材质对复合结构吸声性能的影响效果很小;以密排六方形式堆叠的空心球复合结构较简单立方结构在全频范围内吸声性能好且性价比高。 展开更多
关键词 金属空心球 吸声性能 复合结构 堆叠方式
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