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低能耗高品质钛及钛铝合金熔炼技术研究现状与展望
1
作者 党乾 张云飞 +2 位作者 刘国怀 王昭东 张弛 《材料导报》 北大核心 2025年第20期213-220,共8页
钛及钛铝合金因具有较高的比强度、较好的耐蚀性等优点,逐渐成为国防军工以及高端装备制造领域最为理想的结构材料之一。然而,长期以来,钛及钛铝合金主要依靠真空自耗电极电弧熔炼、真空电弧凝壳熔炼等高耗能、高成本的熔炼技术获得,合... 钛及钛铝合金因具有较高的比强度、较好的耐蚀性等优点,逐渐成为国防军工以及高端装备制造领域最为理想的结构材料之一。然而,长期以来,钛及钛铝合金主要依靠真空自耗电极电弧熔炼、真空电弧凝壳熔炼等高耗能、高成本的熔炼技术获得,合金价格居高不下,限制了其大规模推广应用。坩埚式真空感应熔炼被认为对实现低能耗、高品质、低成本的钛及钛铝合金熔炼具有重要的应用价值,是对钛工业绿色可持续发展具有颠覆性意义的关键技术。但由于钛熔体的高化学活性,完全满足钛及钛铝合金坩埚式工业化熔炼的耐火材料开发仍未取得完全突破。因此,本文针对常用的钛及钛铝合金熔炼技术以及坩埚式真空感应熔炼用耐火材料的发展现状进行系统阐述,探讨了目前真空感应熔炼用坩埚面临的问题与挑战,对低能耗、高品质钛及钛铝合金熔炼技术的未来方向展开思考。 展开更多
关键词 钛及钛铝合金 真空感应熔炼 熔炼技术 耐火材料
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灰铸铁/膨润土型砂润湿性的研究
2
作者 杨阳 蒋涛 +1 位作者 方柯楠 朱世根 《铸造》 2025年第3期316-322,共7页
金属液与造型材料的润湿性,对铸件表面缺陷的形成有着重要影响。通过座滴法,测定了1400℃下HT250与不同膨润土砂的接触角。试验探究了保温时间、膨润土加入量、添加剂种类、原砂种类等多个因素对接触角的影响。结果表明,膨润土含量的增... 金属液与造型材料的润湿性,对铸件表面缺陷的形成有着重要影响。通过座滴法,测定了1400℃下HT250与不同膨润土砂的接触角。试验探究了保温时间、膨润土加入量、添加剂种类、原砂种类等多个因素对接触角的影响。结果表明,膨润土含量的增加及其他能使低熔物增多的添加剂的加入,会减小接触角;而煤粉和少量高熔点添加剂的加入,对接触角影响不大;采用耐火度为1800℃的球形陶瓷砂作原砂制成膨润土砂时,型砂与铁液接触角相较于硅砂有所增大。分析认为,接触角的变化与型砂中低熔物含量有关:型砂表面属于不润湿的粗糙表面,根据Cassie模型,型砂间低熔物增多,固液间实际接触面积增大,粘附力增强,接触角减小;反之,接触角增大。 展开更多
关键词 润湿性 膨润土湿型砂 固液界面接触角 低熔物 硅砂 球形陶瓷砂
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用于光热转换和存储的共晶糖醇相变材料
3
作者 潘皓亮 刘翠霞 《广州化工》 2025年第12期49-54,64,共7页
高性能中温相变材料是实现太阳能高效转换的基础和关键。糖醇作为高能量密度的中温相变材料具有较大的过冷度。本研究通过极性小分子与赤藓糖醇的共晶作用,获得了高焓值、低过冷度的共晶相变材料。相变行为和结构演化表明,低含量的甘油... 高性能中温相变材料是实现太阳能高效转换的基础和关键。糖醇作为高能量密度的中温相变材料具有较大的过冷度。本研究通过极性小分子与赤藓糖醇的共晶作用,获得了高焓值、低过冷度的共晶相变材料。相变行为和结构演化表明,低含量的甘油可以有效降低过冷度,保持较高的焓值,这是由于结构相似,有大量的异相成核位点,成核自由能低。在此基础上,将共晶相变材料封装在膨胀石墨中用于光热存储。复合材料的光热转换效率达到72%,并在适宜的温度下释放热量用于建筑供暖,在可再生能源利用领域具有巨大的潜力。 展开更多
关键词 赤藓糖醇 共晶相变材料 过冷度 光热转换
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含稀土元素镍基高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚界面反应研究
4
作者 唐钱 刘纪德 +1 位作者 张辉 李金国 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第5期1317-1327,共11页
为了阐明零件制备过程中含稀土元素Y和La的镍基高温合金熔体与陶瓷坩埚之间反应机理,在1550℃下采用原位座滴法研究了含Y和La的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚之间的界面反应。结果表明,含稀土元素的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷... 为了阐明零件制备过程中含稀土元素Y和La的镍基高温合金熔体与陶瓷坩埚之间反应机理,在1550℃下采用原位座滴法研究了含Y和La的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚之间的界面反应。结果表明,含稀土元素的高温合金熔体与Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚发生界面反应后,合金表面质量较好,基本无反应产物的粘附。当合金中只含Y时,Y元素与Al_(2)O_(3)反应生成中间产物Y2O_(3),随后继续反应生成Y_(3)Al_(5)O_(12),少量的Hf元素与Al_(2)O_(3)反应生成HfO_(2)。当合金中只含La时,La元素与Al_(2)O_(3)反应生成LaAlO_(3),La元素抑制了Hf元素参与界面反应,基本无HfO_(2)生成。当合金中同时含有Y和La时,由于Y元素活性更高,Y优先与Al_(2)O_(3)反应生成Y_(3)Al_(5)O_(12),抑制了La元素与Al_(2)O_(3)的反应,有效地减少La元素的烧损。 展开更多
关键词 稀土元素Y 稀土元素LA 高温合金熔体 Al_(2)O_(3)陶瓷坩埚 界面反应
原文传递
基于场量传递的流动-传热-凝固过程耦合计算模型及其应用
5
作者 郑莲宝 李旺 +2 位作者 王松伟 徐勇 宋鸿武 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期236-242,共7页
水平连铸是铜板带铸轧加工流程中的重要环节,其核心物理过程包括流动、传热及凝固,实验研究存在诸多不便和局限性,因此往往采用数值模拟方法对铸坯质量和组织进行分析。为进一步提高模拟准确性和完整性,本工作建立了铜板坯水平连铸流动... 水平连铸是铜板带铸轧加工流程中的重要环节,其核心物理过程包括流动、传热及凝固,实验研究存在诸多不便和局限性,因此往往采用数值模拟方法对铸坯质量和组织进行分析。为进一步提高模拟准确性和完整性,本工作建立了铜板坯水平连铸流动-传热过程与传热-凝固过程耦合数值模型,并设计了不同网格之间的高精度场传递算法;通过控制输入参数和边界条件实现了流动-传热模型和传热-凝固模型之间温度场量一致性,解决了传统模型无法耦合流场计算凝固组织的难题,并通过生产试验证实了耦合模拟结果的准确性。 展开更多
关键词 水平连铸 温度场 组织场 数值模拟 场量传递 耦合计算
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熔体处理时间对铸态镍基高温合金K465组织和力学性能的影响 被引量：21
6
作者 余乾 肖程波 +5 位作者 宋尽霞 王定刚 邢占平 张宏炜 曲士昱 李青 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2005年第1期1-4,共4页
用金相显微镜和扫描电镜研究了镍基高温合金K465在1530-1540℃下进行1-10min熔体处理后碳化物尺寸、分布以及枝晶杆区γ'相尺寸、形态立方化效果的变化,并研究了其对合金室温拉伸性能和高温持久性能的影响。结果表明,熔体处理5-7mi... 用金相显微镜和扫描电镜研究了镍基高温合金K465在1530-1540℃下进行1-10min熔体处理后碳化物尺寸、分布以及枝晶杆区γ'相尺寸、形态立方化效果的变化,并研究了其对合金室温拉伸性能和高温持久性能的影响。结果表明,熔体处理5-7min能减小碳化物和枝晶杆区γ'相尺寸,改善碳化物分布和γ'相立方化程度,而使合金得到良好的室温塑性和高温持久性能。 展开更多
关键词 熔体处理 NI基合金 组织结构 力学性能 等轴晶镍基铸造 航空材料
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不同挤压力下凝固的Al-Si-Cu-T4的组织与性能 被引量：20
7
作者 张克武 赵海东 +2 位作者 欧阳晓贤 张卫文 李元元 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期625-632,共8页
研究在不同挤压力下凝固的Al-Si-Cu-T4的显微组织和力学性能。结果表明：在挤压力下凝固时，该合金显微组织发生明显变化，其抗拉强度和伸长率均有明显提高。当挤压力为0．1～50MPa时，随着挤压力的增加，初生α（Al）晶粒尺寸和共晶Si... 研究在不同挤压力下凝固的Al-Si-Cu-T4的显微组织和力学性能。结果表明：在挤压力下凝固时，该合金显微组织发生明显变化，其抗拉强度和伸长率均有明显提高。当挤压力为0．1～50MPa时，随着挤压力的增加，初生α（Al）晶粒尺寸和共晶Si粒子长宽比均显著减小，Si相形貌由长针状变成粒状或圆棒状。同时，枝晶间距减小，Al2Cu相量和枝晶间孔洞数量减少，力学性能提高：而当挤压力为50～100MPa时，挤压力的增加对合金显微组织和力学性能影响不大。因此，50MPa为该合金的合适挤压力，在该条件下凝固的合金经T4热处理后，其抗拉强度和伸长率分别为323．6MPa和8．51％。此外，分析讨论了不同挤压力下凝固的合金断口裂纹的形成。 展开更多
关键词 Al-Si-Cu-合金 挤压铸造 力学性能 微观组织
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挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能 被引量：13
8
作者 林波 张卫文 +2 位作者 程佩 汪先送 李元元 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1195-1201,共7页
采用拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电镜等手段研究挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能,分析挤压压力对合金的力学性能和显微组织的影响。结果表明:当挤压压力从0增大到75 MPa时,合金的抗拉强度(σb)和伸长率(δ... 采用拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电镜等手段研究挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.5Fe合金的显微组织和力学性能,分析挤压压力对合金的力学性能和显微组织的影响。结果表明:当挤压压力从0增大到75 MPa时,合金的抗拉强度(σb)和伸长率(δ)都显著增加。当挤压压力为75 MPa时,铸态合金的抗拉强度为298 MPa,伸长率达17.6%;经T5热处理后,合金的抗拉强度为395 MPa,伸长率为14.2%。当挤压压力从0增大到75 MPa时,α(Al)二次枝晶间距减小了69%,θ相(Al2Cu)和富Fe相的体积分数略有降低,针状β-Fe相消失,同时晶界处汉字状α-Fe相由连续的汉字状变成分散、细小的骨骼状。 展开更多
关键词 铝合金 挤压铸造 显微组织 力学性能
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间断高频磁场作用下连铸铸型内金属液的运动和铸坯的表面质量　Ⅰ.液体金属弯月面运动对铸坯表面质量的影响 被引量：13
9
作者 李廷举 佐佐健介 浅井滋生 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期524-528,共5页
为了消除连铸钢坯的表面缺陷，提出了在铸型外部加间断高频交流磁场的铸造方法.用液体Ga作为钢液的模拟物，借助于激光测位仪研究了外加间断磁场对铸型内液体金属运动的影响.通过Sn的连续铸造模拟实验，探讨了弯月面波动和铸坯的表面质... 为了消除连铸钢坯的表面缺陷，提出了在铸型外部加间断高频交流磁场的铸造方法.用液体Ga作为钢液的模拟物，借助于激光测位仪研究了外加间断磁场对铸型内液体金属运动的影响.通过Sn的连续铸造模拟实验，探讨了弯月面波动和铸坯的表面质量之间的关系.结果表明，外加间断磁场能控制铸型内液体金属的运动，改善铸坯的表面质量控制弯月面的运动，可使铸坯表面形成和间断频率fi相应的条纹.当fi接近于实验系统的固有频率时，电磁场抑制液面运动的效果最好，铸坯的表面质量最佳. 展开更多
关键词 振纹 铸坯 表面质量 磁场 金属液 连铸 铸型
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Al_2O_3型壳与DZ22合金的界面反应研究 被引量：9
10
作者 姚建省 唐定中 +3 位作者 李鑫 肖程波 刘晓光 周悍坤 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期630-633,共4页
为解决Al2O3陶瓷型壳与DZ22合金的界面反应问题,通过浇注试验制得试样,借助光学显微镜、SEM、EDS等手段对所得试样的形貌、成分、界面等进行了研究。结果表明,DZ22合金与Al2O3型壳的反应产物表面呈现粉红色,产物主要是Cr2O3;金属-型壳... 为解决Al2O3陶瓷型壳与DZ22合金的界面反应问题,通过浇注试验制得试样,借助光学显微镜、SEM、EDS等手段对所得试样的形貌、成分、界面等进行了研究。结果表明,DZ22合金与Al2O3型壳的反应产物表面呈现粉红色,产物主要是Cr2O3;金属-型壳界面处为白色的HfO2反应层;随着Al2O3型壳成分中杂质含量的增加,界面反应的程度逐渐增加。 展开更多
关键词 Al2O3型壳 DZ22高温合金 界面反应
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电磁驱动力对金属铸坯凝固的影响 被引量：4
11
作者 王晓东 李廷举 +4 位作者 金俊泽 于艳 刘俊江 徐海澄 陈依雯 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期13-15,20,共4页
利用低熔点 Sn+3.5 wt% Pb合金模拟钢的凝固末端电磁搅拌的实验条件 ,研究了电磁驱动力对铸坯凝固进程的影响。研究表明 :在电磁驱动力作用下 ,半固态区存在一个边界层 ,边界层表征电磁驱动力作用的极限区域 ,边界层以内熔体的流速随着... 利用低熔点 Sn+3.5 wt% Pb合金模拟钢的凝固末端电磁搅拌的实验条件 ,研究了电磁驱动力对铸坯凝固进程的影响。研究表明 :在电磁驱动力作用下 ,半固态区存在一个边界层 ,边界层表征电磁驱动力作用的极限区域 ,边界层以内熔体的流速随着搅拌器线圈电流的增大而增大 ,电磁场对边界层以外的熔体影响不大 ;电磁搅拌驱动力使固 -液界面或边界层向外推移 ,铸坯凝固坯壳变薄 ;电磁搅拌力对半固态的金属熔体具有熔蚀、冲刷作用 ,阻碍柱状晶生长 ,使凝固壳生长均匀 ,且内表面光滑无突起。 展开更多
关键词 电磁场 金属凝固 电磁搅拌 金属铸坯 金属熔体 铸造
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压力对铸造Al-Li-Cu合金组织和力学性能的影响 被引量：5
12
作者 范建磊 郑成坤 +1 位作者 罗宗强 张卫文 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2307-2314,共8页
采用直接挤压铸造工艺制备一种密度为2.525 g/cm3的A1-2.47Li-1.49Cu合金铸锭,通过宏观腐蚀、OM、DSC、SEM、XRD及拉伸性能测试等手段对其组织和力学性能进行研究。结果表明:压力作用下凝固可以显著改善铸锭的表面质量,获得致密无缩松... 采用直接挤压铸造工艺制备一种密度为2.525 g/cm3的A1-2.47Li-1.49Cu合金铸锭,通过宏观腐蚀、OM、DSC、SEM、XRD及拉伸性能测试等手段对其组织和力学性能进行研究。结果表明:压力作用下凝固可以显著改善铸锭的表面质量,获得致密无缩松缺陷的铸锭,50 MPa下,铸锭中的柱状晶平均长度较重力铸造下的减小20%;合金铸态微观组织主要由初生α(Al)、T2相以及少量AlLiSi和Al6(CuFe)组成,施加压力不改变相的组成,但可使第二相尺寸更小,分布更均匀;合金硬度、抗拉强度以及伸长率均随压力增大而增大,但50 MPa以后压力对性能的影响不明显。50 MPa下T5热处理的合金抗拉强度为329 MPa,伸长率为6%,硬度为135HBS,较重力铸造合金分别提高了7.2%、107%和3%。 展开更多
关键词 Al-Li-Cu合金 挤压铸造 组织 力学性能
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半固态铸造充型过程数值模拟研究新进展 被引量：9
13
作者 张大辉 李延军 钟雪友 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2000年第4期43-45,共3页
对近期国内外半固态铸造充型过程数值模拟的研究成果进行了系统综述 ,包括数值模拟的计算方法、流变模型的研究进展以及数值模拟的应用现状。
关键词 半固态铸造 充型过程 数值模拟 流变模型
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液钛与氧化锆陶瓷型壳的相互作用 被引量：4
14
作者 蒋海燕 李邦盛 +1 位作者 李志强 安阁英 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期273-277,共5页
借助于Ｘ射线衍射、电子探针和扫描电镜等测试手段，研究了液钛与氧化锆陶瓷型壳的相互作用。结果表明，界面反应一方面基于型壳中的ＺｒＯ２分解和Ｚｒ，Ｏ原子向钛基体的扩散，形成ＣａＺｒＴｉ２Ｏ７相；另一方面液钛也向氧化锆型... 借助于Ｘ射线衍射、电子探针和扫描电镜等测试手段，研究了液钛与氧化锆陶瓷型壳的相互作用。结果表明，界面反应一方面基于型壳中的ＺｒＯ２分解和Ｚｒ，Ｏ原子向钛基体的扩散，形成ＣａＺｒＴｉ２Ｏ７相；另一方面液钛也向氧化锆型壳中扩散，形成Ｃａ２Ｚｒ５Ｔｉ２Ｏ１６相。阐述了液钛与氧化锆陶瓷型壳相互作用的双向扩散机制。指出降低浇注温度可减弱钛与型壳的界面反应。 展开更多
关键词 相互作用 液钛 氧化锆陶瓷型壳 铸定
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一种常温间接测量液态高温合金表面张力的方法 被引量：5
15
作者 赵金乾 李嘉荣 +1 位作者 刘世忠 韩梅 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第23期57-60,共4页
由于液态合金与铸型界面间的相互作用,液态的自由表面与铸型表面接触处形成弯月形的空间曲面。基于此,提出了一种测量液相线温度下表面张力的方法。对于具有一定宽度结晶范围的高温合金,对定向凝固过程分析发现,凝固后的自由表面弯月形... 由于液态合金与铸型界面间的相互作用,液态的自由表面与铸型表面接触处形成弯月形的空间曲面。基于此,提出了一种测量液相线温度下表面张力的方法。对于具有一定宽度结晶范围的高温合金,对定向凝固过程分析发现,凝固后的自由表面弯月形曲面在能够较为精确反映液相线温度下液态合金的弯月形曲面。在常温下测量弯月形曲面,根据Young-Laplace关系计算,就可以得到该合金液相线温度下的表面张力。通过对单晶高温合金DD6进行实验,得到液相线温度下DD6的表面张力约为1.34J·m-2。 展开更多
关键词 表面张力 定向凝固 高温合金
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界面传热系数的反求计算 被引量：4
16
作者 李高峰 黄引平 +1 位作者 马敏团 张威 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第23期92-94,共3页
介绍了在镍铝青铜水玻璃砂型铸造中铸件-砂型界面传热系数的反求计算。首先对铸件、铸型的温度进行测量,然后通过ProCAST反求计算,得到了符合实际的传热系数。该方法可用于其它合金铸造过程中界面传热系数的确定。
关键词 镍铝青铜 砂型铸造 界面传热系数 反求计算
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铸铁石墨化共晶膨胀对粘砂的影响
17
作者 王文胜 彭宏刚 +1 位作者 姜晓刚 林忠军 《铸造工程》 2024年第6期16-20,共5页
为了解铸铁共晶膨胀粘砂产生原因,用带L型结构的阶梯试块验证灰铸铁共晶膨胀粘砂现象,发现共晶膨胀粘砂部位固定,均处于孤立热节处。通过对粘砂组织进行检验分析,认为粘砂发生于共晶凝固后期,当金属表面凝固一层固体外壳后,铸铁的共晶... 为了解铸铁共晶膨胀粘砂产生原因,用带L型结构的阶梯试块验证灰铸铁共晶膨胀粘砂现象,发现共晶膨胀粘砂部位固定,均处于孤立热节处。通过对粘砂组织进行检验分析,认为粘砂发生于共晶凝固后期,当金属表面凝固一层固体外壳后,铸铁的共晶凝固石墨膨胀会将剩余液态金属渗透到靠近热节的砂型或砂芯中形成粘砂,且共晶膨胀粘砂与碳、磷含量和孕育有一定关系,与铁液温度、铁液静压力和动压力没有关系。 展开更多
关键词 灰铸铁 石墨膨胀粘砂 热节 共晶凝固 初晶奥氏体
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铝锂合金与铸型表面作用的研究 被引量：3
18
作者 安阁英 闵光辉 +1 位作者 彭德林 周彼德 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 1992年第2期5-7,共3页
采用覆砂石墨型,研究了轻质Al-Li合金熔体与几种砂型材料表面间的交互作用,并考察了几种陶瓷涂料对合金表面质量及气孔形成的影响,结果与分析表明树脂砂干型和惰性涂料是适用于Al-Li合金铸件开发的造型材料。
关键词 造型材料 陶瓷涂料 铝锂合金
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V-EPC法铸渗过程的热力学及动力学研究 被引量：9
19
作者 李元东 阎峰云 李爱萍 《铸造技术》 CAS 北大核心 2000年第3期39-41,共3页
对铸渗表面合金化过程的热力学和动力学进行了分析 ,导出了铸渗速度和深度的公式 ;并在不同气氛条件下 ,对镍基粉末在钢表面及石墨表面的润湿角进行了测定 ;指出提高浇注温度和增加真空度是增加铸渗深度的 2种有效措施。
关键词 V-EPC 铸渗 镍基粉末 热力学 动力学
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铸件/铸型热力耦合界面换热系数的稳态法测量 被引量：2
20
作者 赵建华 宋刚 +1 位作者 王亚军 曾礼 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期62-66,共5页
通过自行设计的实验装置研究了A356/H13钢在热力耦合下的界面换热系数随温度和接触载荷的变化规律。结果表明:采用由滑轮增力机构和液压增力机构组成的二级增力机构加载的稳态热流方法,可以对铸型/铸件热力耦合界面换热系数进行测量研究... 通过自行设计的实验装置研究了A356/H13钢在热力耦合下的界面换热系数随温度和接触载荷的变化规律。结果表明:采用由滑轮增力机构和液压增力机构组成的二级增力机构加载的稳态热流方法,可以对铸型/铸件热力耦合界面换热系数进行测量研究;双边加热实验比单边加热实验具有优越性;在所测量的温度和载荷范围内,A356/H13钢界面换热系数随着温度和载荷的增加而呈增大趋势;温度较高时的A356/H13钢界面换热系数对温度的敏感性比温度较低时大;A356/H13钢界面换热系数与界面载荷成近似线性关系。 展开更多
关键词 换热系数 界面 耦合 铸件 稳态
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