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电阻型超导限流器的限流和恢复特性仿真分析研究
1
作者 张琦 项彬 +5 位作者 马舒幸 邓朴达 袁仲滨 耿英三 刘志远 王建华 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第2期156-165,共10页
为进一步探索超导限流器的恢复性能,准确判断其恢复状态,对电阻型超导限流器的限流电阻和恢复特性进行了仿真分析研究。基于实验获得的ST-12-L超导带材单位电阻-单位热量(R-Q)拟合曲线,以及超导的电场强度-电流密度指数(E-J)公式,结合... 为进一步探索超导限流器的恢复性能,准确判断其恢复状态,对电阻型超导限流器的限流电阻和恢复特性进行了仿真分析研究。基于实验获得的ST-12-L超导带材单位电阻-单位热量(R-Q)拟合曲线,以及超导的电场强度-电流密度指数(E-J)公式,结合液氮相变传热方程,在SIMULINK中建立了电阻型超导限流器的R-Q恢复模型和E-J恢复模型;仿真分析了LC短路电流下ST-12-L超导带材的故障限流和恢复特性;基于LC源和恢复测试回路,搭建了并联超导带材的限流和恢复实验电路,进行了LC短路冲击下的超导带材的失超限流和恢复测试,并将实验结果和仿真结果进行了对比。对比发现:在限流效果仿真中,E-J恢复模型的电流正、负峰值与实验的最大误差分别为3.6%和15%,而R-Q恢复模型的电流正、负峰值与实验值的最大误差分别为2.3%和8.6%,R-Q恢复模型的限流仿真更为准确;在恢复时间仿真中,R-Q恢真模型的恢复时间最大误差仅为0.120 s,误差远小于E-J恢复模型的仿真结果。R-Q恢复仿真模型能有效模拟超导带材的失超和恢复,促进电阻型超导限流器在电力系统中的应用。 展开更多
关键词 电阻型超导限流器 超导仿真 限流电阻 恢复特性
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电参数调控TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的研究
2
作者 王晟 张亚利 +4 位作者 刘昊明 刘昱畅 王浩旭 马颖 李元东 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期184-192,共9页
采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影... 采用极差分析法研究电参数(电压、脉冲频率、占空比和处理时间)对TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的共同影响,进而探寻影响膜层耐蚀性的电参数显著性关系和最佳因素水平组合。同时结合膜层形貌和物相组成进一步探讨电参数对膜层耐蚀性的影响机制并建立回归方程,以此来实现通过电参数对微弧氧化膜层耐蚀性的调控。结果表明:占空比对膜层电化学耐蚀性影响的显著性最高,其次是脉冲频率和电压,处理时间对其影响较小。占空比和脉冲频率通过改变燃弧放电时间和熄弧冷却时间来影响膜层结构和性能,增加电压、占空比、处理时间或降低脉冲频率可使电源输出功率增加,导致膜层厚度增加、微孔孔径增大、致密度降低,膜层中Al2TiO5的生成效率更高,电化学耐蚀性能随之降低。通过相关系数法检验可知:所建立回归方程的因变量与自变量之间具有高度相关性,可以为钛合金微弧氧化膜的性能调控提供理论支持和预测方法。 展开更多
关键词 TC4钛合金 微弧氧化 电参数 耐蚀性 回归分析
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双重退火工艺对TC25G钛合金轧制棒材组织与性能的影响
3
作者 陶海林 孙虎代 +3 位作者 蒋纪新 张伟 王少阳 冯秋元 《金属热处理》 北大核心 2026年第1期259-264,共6页
研究了双重退火工艺对TC25G钛合金轧制棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着一次退火温度的升高,合金初生α相含量降低,抗拉强度、屈服强度先降低后升高,冲击吸收能量先升高后降低。随着一次退火冷却速度的增加,组织发生了马氏... 研究了双重退火工艺对TC25G钛合金轧制棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着一次退火温度的升高,合金初生α相含量降低,抗拉强度、屈服强度先降低后升高,冲击吸收能量先升高后降低。随着一次退火冷却速度的增加,组织发生了马氏体转变,合金的强度升高、塑性及冲击性能下降。合金经过不同温度二次退火后的显微组织均为双态组织,随着二次退火温度的升高,初生α相尺寸及β转变组织中片层宽度略微增加,合金的强度先降低后升高,冲击吸收能量先升高后降低。TC25G钛合金棒材经940℃×1 h,空冷+570℃×4 h,空冷的双重退火处理后的综合力学性能较好。 展开更多
关键词 TC25G钛合金 双重退火 热处理 显微组织 力学性能
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超声辅助钎焊镀锌TC4/AZ31接头组织及性能
4
作者 李一楠 王进 +1 位作者 龙鹏宇 雷煜 《焊接学报》 北大核心 2026年第2期88-97,共10页
为了实现TC4/AZ31在大气环境下的低温直连,采用超声辅助预镀对TC4进行表面改性,随后采用超声辅助钎焊方法实现改性后的TC4与AZ31连接,解决了Ti和Mg元素不互溶、不反应导致的无法直连的问题.首先利用ABAQUS模拟了超声作用下TC4表面镀锌... 为了实现TC4/AZ31在大气环境下的低温直连,采用超声辅助预镀对TC4进行表面改性,随后采用超声辅助钎焊方法实现改性后的TC4与AZ31连接,解决了Ti和Mg元素不互溶、不反应导致的无法直连的问题.首先利用ABAQUS模拟了超声作用下TC4表面镀锌动态过程,得到最佳超声辅助预镀参数为变幅杆浸入50 mm,热浸温度500℃,振幅10μm时,锌液池内TC4表面最大流速0.27 m/s,表面最大声压28.5 MPa;其次,对TC4进行超声辅助热浸镀锌,在其表面形成均匀(TiZn_(3),TiZn_(3)+TiZn_(16)和η-Zn)镀层;最后,采用超声辅助钎焊连接TC4/AZ31,研究了钎焊温度、超声时间对异质接头微观形貌及性能的影响.实现了镀锌TC4与AZ31在230℃的低温连接,钎缝由(TiZn_(3),TiZn_(3)+TiZn_(16)和η-Zn)层、(β-Sn+η-Zn)层及Mg2Sn组成;随着超声时间延长,Mg2Sn厚度增加,钎缝整体宽度减小,接头抗剪强度由脆性Mg2Sn层的厚度及形态控制,超声5 s时,Mg2Sn厚度为6.7μm,钛/镁异质接头抗剪强度达到47.7 MPa. 展开更多
关键词 异种金属连接 TC4表面改性 超声辅助钎焊 组织调控
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固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材组织与性能的影响
5
作者 陶海林 孙虎代 +2 位作者 冯秋元 蒋纪新 张伟 《钛工业进展》 2026年第1期23-27,共5页
研究了固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,等轴α相含量降低,合金强度先升高后降低;随着固溶后冷却速度的加快,组织中等轴α相含量减少,细片层状β转变组织含量增加,合金强度明... 研究了固溶时效处理对TC30钛合金轧制棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,等轴α相含量降低,合金强度先升高后降低;随着固溶后冷却速度的加快,组织中等轴α相含量减少,细片层状β转变组织含量增加,合金强度明显提升。经不同温度时效处理后,合金组织均由等轴α相和β转变组织组成,且随着时效温度的升高,次生α相粗化,合金强度明显下降,塑性略有增大。综合考虑,TC30钛合金轧制棒材经900℃/1 h/WC+550℃/8 h/AC热处理后可获得强度与塑性的较佳匹配。 展开更多
关键词 TC30钛合金 热处理 显微组织 力学性能
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厄尔尼诺-南方涛动在年际尺度对超导重力观测的可能影响
6
作者 刘颖 丁浩 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2026年第1期63-67,共5页
选择数据长度较长(2004—2020年)且观测质量较好的CB和MB超导重力仪(SG)台站,并选用海洋Nino指数(ONI)作为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)指数,研究ENSO在年际尺度(主要指1~5 a尺度)对SG观测的可能影响。首先对CB和MB观测序列去除仪器响应、... 选择数据长度较长(2004—2020年)且观测质量较好的CB和MB超导重力仪(SG)台站,并选用海洋Nino指数(ONI)作为厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)指数,研究ENSO在年际尺度(主要指1~5 a尺度)对SG观测的可能影响。首先对CB和MB观测序列去除仪器响应、大气潮、潮汐、水文和极移等影响,然后利用Morlet小波变换及交叉小波方法对2类数据进行研究分析。结果表明,SG观测与ONI主要在约1.5 a和约3 a周期上存在一定的相关性,其中CB台站的重力变化与ONI表现为负相关,而MB台站的重力变化与ONI表现为正相关,且重力变化信号相对ONI具有一定的时延性。同时还发现,ENSO对CB台站的影响比MB台站更显著,特别是在约3 a周期上,ENSO与CB台站重力变化呈负相关。推测这种差异化影响主要与台站的地理位置有关,但定量的显式影响关系仍有待进一步研究。 展开更多
关键词 超导重力 ENSO Morlet小波变换 交叉小波
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TC4钛合金在F^(−)离子溶液中的缝隙腐蚀行为研究
7
作者 张雅妮 周航 凌杰 《表面技术》 北大核心 2026年第4期28-39,共12页
目的在海洋环境中,钛合金构件组装或与异种金属连接时形成的缝隙,极易成为腐蚀介质的渗透通道,由此引发的缝隙腐蚀严重威胁着海洋工程的安全运行。为深入探究这一问题,本研究以TC4钛合金(Ti-6Al-4V)为研究对象,利用自制缝隙腐蚀装置,系... 目的在海洋环境中,钛合金构件组装或与异种金属连接时形成的缝隙,极易成为腐蚀介质的渗透通道,由此引发的缝隙腐蚀严重威胁着海洋工程的安全运行。为深入探究这一问题,本研究以TC4钛合金(Ti-6Al-4V)为研究对象,利用自制缝隙腐蚀装置,系统考察了缝隙宽度及缝隙深度对其在含F^(−)溶液中腐蚀行为的影响。方法采用失重试验、局部电化学等实验方法,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,重点分析了腐蚀速率、区域腐蚀产物组成、局部腐蚀电位分布及电化学过程特征。结果在含F^(−)溶液中,TC4钛合金缝隙内的腐蚀产物主要为TiF_(3)、Na_(2)TiF_(6)和TiO_(2),且随缝隙深度的增加,TiO_(2)含量逐渐减少,而TiF_(3)与Na_(2)TiF_(6)的含量则呈上升趋势。在0.1~0.3 mm的缝隙宽度范围内,0.2 mm时的缝隙腐蚀最为严重。此宽度下缝隙深处与缝隙口产生的电位差最大,且随腐蚀时间的延长,电位差进一步增大。氧匮乏状态下的“阳极”特征导致缝隙深处的腐蚀加剧并形成半闭塞电池,阳极区Tin⁺累积并水解使pH下降,F–离子迁入,缝隙深处至缝隙口部形成电流回路,使得点蚀坑在缝隙深处优先萌生并长大。结论在F^(−)离子溶液中,TC4钛合金缝隙腐蚀在缝隙底部最明显,且缝隙底部生成点蚀坑。 展开更多
关键词 TC4钛合金 F离子 缝隙腐蚀 缝隙宽度 缝隙深度 局部电化学测试
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退火对LDED-TC18钛合金微观组织与性能的影响 被引量：1
8
作者 张世峰 胡生双 +4 位作者 辛社伟 张思远 李倩 赵恒 李思兰 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第1期201-212,共12页
本文采用激光定向能量沉积(LDED )技术制备TC18钛合金,对其进行退火热处理,通过控制α+β两相区退火温度来改变片层α相厚度和长宽比,定量分析热处理对组织和性能的影响。对不同试样的微观组织和力学性能进行了测试。微观组织表征显示,... 本文采用激光定向能量沉积(LDED )技术制备TC18钛合金,对其进行退火热处理,通过控制α+β两相区退火温度来改变片层α相厚度和长宽比,定量分析热处理对组织和性能的影响。对不同试样的微观组织和力学性能进行了测试。微观组织表征显示,沉积态试样中沿沉积方向出现粗大原始β柱状晶,晶内由超细α相片层构成,退火处理后,片层α相的粗化行为受热激活能、相平衡热力学、元素扩散和奥斯特瓦尔德熟化共同调控。研究建立了以片层α相厚度和长宽比预测力学性能的多元非线性回归数学模型,通过SPSS软件拟合提高了模型的准确性。该模型不仅为LDED-TC18的强塑性匹配提供定量依据,也可为其他技术生产(材料应用)优化提供理论参考。 展开更多
关键词 TC18钛合金 拉伸性能 片层组织 多元非线性回归
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基于高压技术的高温超导体制备及研究进展 被引量：1
9
作者 胡乐 杨芳 +5 位作者 侯弘历 张胜楠 王庆阳 刘吉星 闫果 张平祥 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第1期278-284,共7页
在超导材料研究领域,从金属汞单质超导体的发现到镍基超导体的制备,对超导材料物理性质和微观机理的研究极大推动了凝聚态物理学的发展。基于新制备技术研发实用化高温超导体,在强电和弱电应用领域具有重要的意义。高压实验技术作为一... 在超导材料研究领域,从金属汞单质超导体的发现到镍基超导体的制备,对超导材料物理性质和微观机理的研究极大推动了凝聚态物理学的发展。基于新制备技术研发实用化高温超导体,在强电和弱电应用领域具有重要的意义。高压实验技术作为一种新手段,已成为探索新奇超导体及提高超导体超导转变温度(T_(c))的强力工具之一。本文以超导转变温度较高(大于150 K)的3种高温超导体H_(3)S、LaH_(10)和HgBaCaCuO为对象,系统地总结了其制备技术的研究进展,明确实用化高温超导体的制备思路。通过分析得出以下主要结论,高压有助于制备具有特殊晶体结构的富氢化合物超导体LaH_(10),使其获得较高的超导转变温度;同时,高压也能够以类似改变掺杂的方式影响铜氧化物超导体,从而改变其超导电性。高压技术是获得具有特殊晶体结构(层状和笼状)高温超导体的有效途径。 展开更多
关键词 高温超导体 高压 超导转变温度
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TC4合金腔型结构件电流辅助超塑成形
10
作者 张晓宇 朱丽 +5 位作者 徐勋虎 王珏 张晓巍 王月林 刘永康 王国峰 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期42-52,共11页
针对TC4合金传统超塑成形存在成形时间长、圆角位置减薄严重的问题,通过电流辅助加热技术能够有效提高成形效率并改善壁厚分布。采用高温拉伸试验及电流加热试验确定电流辅助超塑成形的工艺参数,并根据工艺参数进行试验验证。系统性研... 针对TC4合金传统超塑成形存在成形时间长、圆角位置减薄严重的问题,通过电流辅助加热技术能够有效提高成形效率并改善壁厚分布。采用高温拉伸试验及电流加热试验确定电流辅助超塑成形的工艺参数,并根据工艺参数进行试验验证。系统性研究了复杂腔型结构件的成形工艺,并对其成形精度、壁厚分布、力学性能及微观组织进行分析。结果表明,当电流密度为4.61 A·mm^(-2)时,TC4板材最终平衡温度为900℃,整体升温时间均小于1 min。TC4合金腔型结构件超塑成形后的外观规整,胀形高度一致,所有线区域的厚度均呈现先减小后增大的趋势,圆角处壁厚减薄率约为43.75%。电流非热效应通过降低α→β相变势垒,显著促进β相润滑作用;但高温环境使晶粒粗化(5.29~5.79μm),导致力学性能下降,成形件整体抗拉强度≤988 MPa。 展开更多
关键词 TC4 电流辅助 塑性成形 腔型结构件
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TC4ELI钛合金TIG焊接头超声冲击后的性能研究
11
作者 马小俊 王金杰 +4 位作者 张得扬 汪俊 赵勇 王飞云 付娟 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期62-67,共6页
为解决船用TC4ELI钛合金焊后残余应力较高的问题,对TC4ELI钛合金TIG焊接头进行超声冲击(UIT)处理,对比分析超声冲击处理前后接头的残余应力、力学性能和耐蚀性。结果表明:经过超声冲击,焊缝中心及焊趾处的残余应力显著降低,其中纵向残... 为解决船用TC4ELI钛合金焊后残余应力较高的问题,对TC4ELI钛合金TIG焊接头进行超声冲击(UIT)处理,对比分析超声冲击处理前后接头的残余应力、力学性能和耐蚀性。结果表明:经过超声冲击,焊缝中心及焊趾处的残余应力显著降低,其中纵向残余应力分别降至-944 MPa和-584 MPa,横向残余应力分别降至-881 MPa和-432 MPa。超声冲击显著提高了TC4ELI焊接接头的硬度和冲击韧性,分别提高了约5%和11%。同时,超声冲击后的TC4ELI钛合金接头具有更优的耐蚀性。 展开更多
关键词 TC4ELI 焊接 超声冲击 残余应力 接头性能
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20 mm厚TC4ELI钛合金双枪激光-MIG复合焊接头组织与性能研究
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作者 孙崇锋 刘甲 +8 位作者 孙二举 陈利阳 余巍 雷小伟 崔永杰 张浩 王伟超 张亚龙 张伟 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期125-130,共6页
研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微... 研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微观组织为针状马氏体α'相和针状α相,以及少量晶间β相。接头上部热影响区出现了连续清晰的晶界及魏氏组织;接头中部热影响区晶界不清晰,晶界内的组织细化,β转变组织被拉长为更细长的针状α相,在β晶界处平行排列,表现为α集束。接头上部熔合线区处出现粗大α相,存在稳定的网篮组织;接头中部熔合线区形成长宽比更高的针状α相,形成的网篮组织比较狭长。接头上部和中部的平均抗拉强度高于母材强度;在焊接接头打底层和填充层中,焊缝的平均硬度大于母材和热影响区;接头弯曲性能合格,工艺性能尚可。 展开更多
关键词 TC4ELI钛合金 激光-MIG焊接 力学性能 弯曲性能
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基于有限元方法的超导线协调变形研究进展
13
作者 侯弘历 胡乐 +6 位作者 张胜楠 王庆阳 姜浪 刘静 刘吉星 李建峰 张平祥 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期830-840,共11页
NbTi、Nb_(3)Sn、MgB_(2)、Bi系超导材料的结构复杂,金属间、金属与粉体间及芯丝间的协调变形均匀性决定了线材加工质量和力学性能。线材和模具结构、加工工艺、变形条件是影响其协调变形行为的重要因素,基于有限元数值模拟方法,分析和... NbTi、Nb_(3)Sn、MgB_(2)、Bi系超导材料的结构复杂,金属间、金属与粉体间及芯丝间的协调变形均匀性决定了线材加工质量和力学性能。线材和模具结构、加工工艺、变形条件是影响其协调变形行为的重要因素,基于有限元数值模拟方法,分析和评估多种因素下超导线材的协调变形行为是一种重要工程手段,能够较为准确和直观地分析多层、多芯复合结构超导线材成形过程协调流变行为及复合相间及其界面处的应力/应变分配。本综述旨在概述超导线材成形过程有限元模拟的研究进展,归纳总结了超导线材成形有限元模型构建、本构模型选择及边界条件设置等。同时论述了变形参数、模具结构和加工工艺对协调变形行为影响机制及多尺度分析最新研究进展。 展开更多
关键词 超导线材 有限元 协调变形 数值模拟
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TC4钛合金压缩变形的热激活行为与组织演变
14
作者 李冰悦 周燎 +5 位作者 潘海林 欧平 王和斌 古美蓉 尹彩流 蒙洁丽 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期266-271,共6页
利用MMS-100型热力模拟试验机对TC4钛合金在温度为750~900℃和应变速率分别为0.1和1 s^(-1)的条件下进行热压缩试验,根据金属热激活变形理论探讨了该合金压缩变形过程的热激活行为,并分析了压缩变形后合金的组织演变。结果表明,温度下... 利用MMS-100型热力模拟试验机对TC4钛合金在温度为750~900℃和应变速率分别为0.1和1 s^(-1)的条件下进行热压缩试验,根据金属热激活变形理论探讨了该合金压缩变形过程的热激活行为,并分析了压缩变形后合金的组织演变。结果表明,温度下降或应变速率加快均可使TC4钛合金压缩变形的流变应力增大。各个温度不同应变下的激活体积分析显示,在热变形过程TC4钛合金塑性变形的微观机制由位错克服林位错逐渐转变为位错克服Peierls-Nabarro力以及发生交滑移,温度越高则微观机制为由位错克服林位错所控制的应变范围就越小。TC4钛合金的动态再结晶随着温度升高或应变速率降低而增强,从而促使合金由片层状的原始组织逐渐转变为等轴组织。 展开更多
关键词 TC4钛合金 热变形 激活体积 组织演变
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TC4钛合金表面热浸镀Al-Mg5合金镀层的Ti/Al界面特性
15
作者 王禹同 魏守征 +3 位作者 饶文姬 程璇 张英乔 李志勇 《材料热处理学报》 北大核心 2026年第1期154-163,共10页
为了实现Ti/Al异质界面组织结构的均匀化,在TC4钛合金表面进行了热浸镀Al-Mg5合金镀层,重点分析了工艺参数对镀层宏观形貌、Ti/Al界面特性的影响,并对Ti/Al界面的反应机理进行了研究。结果表明:在试验工艺参数下,随着热浸镀温度T的升高... 为了实现Ti/Al异质界面组织结构的均匀化,在TC4钛合金表面进行了热浸镀Al-Mg5合金镀层,重点分析了工艺参数对镀层宏观形貌、Ti/Al界面特性的影响,并对Ti/Al界面的反应机理进行了研究。结果表明:在试验工艺参数下,随着热浸镀温度T的升高或保温时间t的延长,镀层逐渐变得平滑均一;固定t,镀层厚度随T的升高先减小后略有增大;固定T,镀层厚度随t的延长大致呈先增加后减少的趋势;TC4钛合金与Al-Mg5合金镀层之间仅形成一层TiAl_(3);固定T,TiAl_(3)层厚度随t的延长逐渐增大;固定t,随着T的升高TiAl_(3)层不仅厚度逐渐增大,形态也发生了变化,T≤900℃时,TiAl_(3)层呈胞状,T≥1000℃时,TiAl_(3)层转变为齿状;界面处TiAl_(3)层的形成主要包括:铝液在钛表面润湿铺展,Ti、Al元素互扩散,TiAl_(3)的异质形核及TiAl_(3)层的持续生长4个阶段。 展开更多
关键词 TC4钛合金 Al-Mg5合金 热浸镀 Ti/Al界面 微观组织
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纳秒双脉冲激光加工TC4的温场仿真
16
作者 姜永霞 李隆 +2 位作者 程雨露 余天锡 张春玲 《光学技术》 北大核心 2026年第1期54-60,共7页
针对TC4钛合金双脉冲激光加工过程中热−力耦合机制复杂、工艺参数缺乏理论指导的问题,研究通过建立多物理场耦合有限元模型,揭示了不同脉冲延迟时间下温度场演化与烧蚀形貌的形成规律。基于热焓−孔隙法与水平集法构建的二维模型,模拟了... 针对TC4钛合金双脉冲激光加工过程中热−力耦合机制复杂、工艺参数缺乏理论指导的问题,研究通过建立多物理场耦合有限元模型,揭示了不同脉冲延迟时间下温度场演化与烧蚀形貌的形成规律。基于热焓−孔隙法与水平集法构建的二维模型,模拟了纳秒双脉冲激光与TC4材料的相互作用过程。结果表明:二次脉冲的温升效率相较于首次脉冲提升1.62倍,表现出显著的热累积效应;在微秒级延迟(1~4μs)下,双脉冲加工的热影响区较单脉冲显著减小,且延迟时间越短,烧蚀温度越高;在纳秒级延迟范围内,存在最佳参数窗口(延迟时间100ns),此时烧蚀温度达到峰值904.52K;烧蚀直径的演化强烈依赖于延迟时间,微秒级延迟下呈非线性扩展,而纳秒级延迟下则呈现准线性增长模式。本研究为优化双脉冲激光加工工艺参数提供了理论依据。 展开更多
关键词 双纳秒脉冲 TC4钛合金 有限元仿真
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面向车载运输环境的超导磁体三维冷质量支撑系统空间姿态优化
17
作者 郑义川 徐策 +3 位作者 王晖 陈顺中 程军胜 王秋良 《物理学报》 北大核心 2026年第1期362-374,共13页
为提升超导磁体的抗冲击能力,使其适用于车载运输环境,本文进行了磁体三维冷质量支撑系统动载模型的推导,结合方向余弦平方和公式与高速公路卡车振动环境构造边界条件,通过引入应力差异的惩罚项对悬挂结构空间倾角进行优化.经过分析,在... 为提升超导磁体的抗冲击能力,使其适用于车载运输环境,本文进行了磁体三维冷质量支撑系统动载模型的推导,结合方向余弦平方和公式与高速公路卡车振动环境构造边界条件,通过引入应力差异的惩罚项对悬挂结构空间倾角进行优化.经过分析,在最优倾角分布下,冷质量支撑系统共呈现四类不同装配方式的空间姿态.结合车载运输激励频段分布,本文基于最大化一阶固有频率的原则设计出最优姿态,并确定了该姿态下悬挂结构的预紧力上下限.最后通过有限元仿真研究了高速公路谱随机振动激励下超导磁体的同轴度和应力变化特征.结果表明,当悬挂结构的三维空间角度为31.22°, 68.50°和68.50°时,磁体力学性能达到最佳.该角度分布对应的最优空间姿态具有125.99 Hz的一阶固有频率.仿真结果显示,在高速公路谱随机振动激励下,超导磁体同轴度变化量小于0.1 mm,最大von Mises应力出现于碳纤维拉杆根部,其值远低于碳纤维复合材料的强度极限,表明该冷质量支撑系统满足车载运输环境的设计要求. 展开更多
关键词 超导磁体 冷质量支撑系统 空间姿态 随机振动
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高温超导材料La_(3)Ni_(2)O_(7)的零电阻和奇异金属行为
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作者 叶凯鑫 张亚楠 +1 位作者 焦琳 袁辉球 《物理学报》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
La_(3)Ni_(2)O_(7)在高压条件下表现出近80 K的超导电性,是继铜氧化物高温超导体之后第二类超导转变温度进入液氮温区的层状非常规超导体,其发现引起了国际上的广泛关注.利用最近发展的金刚石对顶砧(DAC)准静水压技术,本课题组在La_(3)N... La_(3)Ni_(2)O_(7)在高压条件下表现出近80 K的超导电性,是继铜氧化物高温超导体之后第二类超导转变温度进入液氮温区的层状非常规超导体,其发现引起了国际上的广泛关注.利用最近发展的金刚石对顶砧(DAC)准静水压技术,本课题组在La_(3)Ni_(2)O_(7)高压电输运测量方面取得了一些重要进展,率先发现了其高温超导零电阻现象,并揭示了超导与奇异金属态之间的内在联系.本文简单概述我们在该方面取得的一些研究进展,包括DAC准静水压技术的发展、La_(3)Ni_(2)O_(7)超导零电阻的发现过程、超导转变温度T_(c)与线性电阻系数之间的联系,以及修正后的压力-温度相图等.结合后续发现的其他类型的镍基高温超导材料的压力-温度相图,本文还分析了镍基高温超导与密度波转变和结构相变之间的可能联系,为后续镍基高温超导的研究提供借鉴. 展开更多
关键词 镍基高温超导 零电阻 奇异金属 高压
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TC4钛合金的Johnson-Cook本构关系及加筋板抗破片撞击研究
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作者 王渊 徐名扬 +1 位作者 王猛 史敬伟 《包装工程》 北大核心 2026年第3期265-272,共8页
目的旨在明确SLM工艺对TC4钛合金力学性能的影响,建立适用于该材料的动态本构关系,并评估其加筋板结构在破片冲击下的防护性能。方法SLM增材制造TC4钛合金拉伸与压缩试样,通过准静态拉伸测试和分离式霍普金森压杆实验,获取其静、动态力... 目的旨在明确SLM工艺对TC4钛合金力学性能的影响,建立适用于该材料的动态本构关系,并评估其加筋板结构在破片冲击下的防护性能。方法SLM增材制造TC4钛合金拉伸与压缩试样,通过准静态拉伸测试和分离式霍普金森压杆实验,获取其静、动态力学性能数据,并拟合Johnson-Cook本构模型参数。将所得本构模型应用于有限元仿真,分析加筋板结构受破片撞击的损伤行为。结果实验结果表明,SLM工艺制备的TC4钛合金抗拉强度可达1040 MPa,优于传统锻铸材料,并且表现出应变率强化效应。仿真结果显示,破片撞击下加筋板的破坏主要集中于加强筋与基板衔接处,呈现明显的剪切断裂;同时,靶板大变形引发的拉伸断裂也是重要失效模式。加强筋在冲击过程中有效耗散了破片动能,但其衔接处的应力集中与潜在打印缺陷导致结构易在该处发生毁伤。结论SLM技术可提升TC4钛合金的力学性能,拟合的Johnson-Cook本构模型能有效用于其动态冲击仿真。加筋板结构在破片撞击下防护性能显著,但加强筋与基板衔接处因应力集中和制造缺陷成为薄弱环节。本研究为3D打印钛合金加筋板在防护工程中的应用提供了理论依据与设计参考。 展开更多
关键词 激光选区熔融 TC4钛合金 Johnson-Cook本构关系 加筋板 抗冲击
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热循环对TC4钛合金窄间隙焊接接头组织和性能的影响
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作者 孙琪 孙清洁 +2 位作者 黄文华 侯少军 刘一搏 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期685-692,共8页
热循环对钛合金厚板窄间隙焊接接头的组织和性能具有重要影响,本工作采用摆动送丝磁控电弧窄间隙焊接技术完成60 mm厚TC4钛合金焊接接头,借助数值模拟研究了典型热循环下的显微组织演变(α相、β相和晶界α_(GB))、显微硬度变化及拉伸... 热循环对钛合金厚板窄间隙焊接接头的组织和性能具有重要影响,本工作采用摆动送丝磁控电弧窄间隙焊接技术完成60 mm厚TC4钛合金焊接接头,借助数值模拟研究了典型热循环下的显微组织演变(α相、β相和晶界α_(GB))、显微硬度变化及拉伸性能变化。结果表明,高温热循环发生完全的α→β转变,将有利于α相择优生长,形成粗大且方向一致的α群落;相比之下,后续低温热循环发生不完全α→β转变,较低的冷却速率及温度梯度将削弱择优取向,板条α相得以细化。经过整个热循环后,板条α相的厚度由0.91±0.09μm增加至1.02±0.18μm,残余β相比例由0.02%增加至1.89%。得益于细晶强化作用,焊接接头打底层显微硬度最高;打底层拉伸强度最高,盖面层延伸率最高,接头均表现为韧性断裂。 展开更多
关键词 窄间隙焊接技术 TC4钛合金 热循环 显微组织 力学性能
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