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  • 在超声辅助的线弧定向能量沉积(Wire Arc-Directed Energy Deposition, WADED)过程中,加强机制与材料结构均匀化的研究——以5A83铝合金为例

    摘要采用电弧增材制造(WAAM)技术制造铝镁合金部件(如发动机缸体和底盘)具有巨大的潜力。然而,由于结构与性能的各向异性以及高低温循环过程中的稳定性问题,该技术的广泛应用受到了限制。本研究旨在通过应用超声波辅助(UA)技术来提高沉积样品的机械性能和微观结构的均匀性。同时,研究还探讨了高低温循环后WAAM与UA-WAAM 5A83铝合金样品的微观结构、性能及残余应力之间的潜在关联。结果表明,超声波有效抑制了柱状晶粒的形成,使晶粒结构得到细化,平均晶粒直径从104.4微米减小到74.58微米。这种晶粒细化作用结合固溶强化效应,显著提升了沉积材料的机械性能。经过高低温循环后,WAAM和UA-WAAM

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • C型晶粒划分促进了低碳高强度-高延性钢异质多态结构的形成

    摘要本研究探讨了在不同淬火温度下微合金化低碳钢的微观结构演变及强化机制,旨在实现低屈服强度比与高强度-韧性积(PSE)之间的平衡。在850°C的铁素体-奥氏体两相区进行淬火,可保持纳米级TiC沉淀物的均匀分布,从而通过位错钉扎和沉淀强化作用,使钢材的极限抗拉强度(UTS)达到504.7 MPa,PSE达到19.63 GPa%。值得注意的是,850°C时形成的亚稳态ε-Fe₂C相在淬火温度升至900°C时转变为稳定的Fe₃C相,这为淬火过程中的相变动力学提供了新的见解。1050°C的全奥氏体化淬火会导致板条状马氏体和网状马氏体包裹铁素体的非均匀结构,使UTS提升至703.5 MPa。然而,沿晶界

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 阐明纳米流体冷却摩擦搅拌焊接的AA6082-T6合金TMAZ-NZ/HAZ界面的微观结构及位错机制

    摘要本研究分析了在常规冷却和纳米流体冷却(葵花籽油和纳米氧化铜)条件下,AA6082-T6合金摩擦搅拌焊接过程中,熔核区(NZ)、热机械影响区(TMAZ)和热影响区(HAZ)交界处的微观结构特征及位错机制。通过纳米流体冷却(n-MQL-FSW)工艺,观察到动态再结晶(DRX)和连续动态再结晶(CDRX)现象,这表现为NZ与TMAZ交界处晶粒取向的分布、晶粒取向的扩散以及长宽比的改变。这种现象归因于焊接过程中较大的应变和优化的热输入。在n-MQL-FSW和FSW条件下,TMAZ/NZ交界处的NZ区域最小晶粒尺寸分别为8.96±1.52微米和13.42±1.93微米。透射电子显微镜(TEM)分析显

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 激光定向能量沉积AerMet100超高强度钢在临界断裂应变率条件下的动态力学响应与变形机制

    摘要优异的抗冲击性能是超高强度钢(UHSS)部件在高应变率载荷条件下保持结构完整性的关键动态力学性能特征。本研究主要利用分裂霍普金森压力杆(SHPB)试验,在临界断裂应变率下,探讨了激光定向能量沉积(LDED)AerMet100钢在沉积态及三种回火条件(482°C下热处理2至10小时)下的动态力学响应和变形机制。热处理后,LDED AerMet100钢的临界断裂应变率从沉积态的4336 s−1提高到超过5011 s−1。延长回火时间可降低钢材的流动应力(TM-2h试样的流动应力为2806±50 MPa,TM-10h试样为2475±36 MPa)和屈服强度,这归因于M2C碳化物的粗化以及薄膜状逆

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 基于固体内聚力的分析模型的开发,用于预测半固态铝合金中的Norton-Hoff粘性参数,并通过实验进行验证

    摘要诺顿-霍夫(Norton–Hoff)模型所描述的半固态粘性特性对于热应力分析至关重要,因为这些特性可用于预测凝固裂纹。然而,实验测定各种合金的这些特性既成本高昂又耗时。为了解决这一问题,我们提出了一种新方法,该方法利用基于固体内聚力 fsc 的人工微结构模型进行单轴拉伸应力分析来预测粘性特性,而 fsc 是影响半固态材料力学特性的关键因素。人工微结构是通过坎贝尔(Campbell)方法建立的,该方法将 fsc 定义为固体分数 fs 和二面角 θ 的函数。当已知固液界面的 θ 值时,就可以构建出具有等轴初生α相的部分凝固合金的解析模型。本研究重点研究了经过晶粒细化的 Al-5mass pct

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 基于钴的全Heusler合金Co₂MnSi的燃烧合成:微观结构、热电性能和磁性能

    摘要通过使用均匀的(2Co + Mn + Si)元素粉末混合物,采用燃烧合成(CS)方法成功制备了单相Co2MnSi Heusler合金。X射线衍射和扫描电子显微镜(SEM)结果显示,Co2MnSi Heusler合金的平均晶粒尺寸在20至35微米范围内。通过燃烧合成获得的Co2MnSi Heusler合金的饱和磁化强度达到了130 emu/g的最大值。此外,该合金的电导率为0.37 µΩ·m,塞贝克系数为-17.9 µV/K,热电功率为1170 µW/m/K2图形摘要

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 不同钕含量和晶粒尺寸分布的镁合金拉伸蠕变行为研究

    摘要本研究的目的是对二元Mg–Nd轧制板材的拉伸蠕变行为进行全面研究。分别制备了含有四种不同Nd含量(0.8Nd、1.5Nd、2.5Nd和3.5Nd)以及两种不同晶粒尺寸分布(粗晶(CG)和双模态晶粒(BG))的样品,以便在523 K下进行对比蠕变试验。无论Nd含量和晶粒尺寸如何,轧制方向(RD)与垂直方向(ND)之间的蠕变各向异性都无法完全消除。尽管在高Nd含量的BG样品中蠕变各向异性有所减弱,但这种改善是以牺牲两个方向上的蠕变抗力为代价的。主要恶化机制是沉淀物-free区宽度与平均晶粒尺寸的比值较大,这使得BG样品的蠕变抗力比相同Nd含量的CG样品更弱。对于低Nd含量的合金,CG样品中存在

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 追踪P91钢热影响区马氏体亚结构的演变:结合CSLM观测与金相分析

    摘要本研究通过结合原位观测和显微组织分析,系统研究了P91钢热影响区马氏体亚结构的演变行为。结果表明,马氏体转变的初始阶段会形成较大的马氏体块状组织,这些块状组织会将剩余的奥氏体分割成孤立的区域,随后这些孤立区域会进一步转变为更小的马氏体块状组织。研究发现,奥氏体原始晶粒尺寸的差异会影响马氏体块状组织的大小以及马氏体内部的位错分布。本研究通过结合原位观测和显微组织分析,系统研究了P91钢热影响区马氏体亚结构的演变行为。结果表明,马氏体转变的初始阶段会形成较大的马氏体块状组织,这些块状组织会将剩余的奥氏体分割成孤立的区域,随后这些孤立区域会进一步转变为更小的马氏体块状组织。研究发现,奥氏体原始晶

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 再结晶微观结构对粉末床熔融-激光束制造合金718的应力断裂行为和缺口敏感性的影响

    摘要718合金在高温下仍能保持其机械性能。此外,其良好的可焊性使其能够与增材制造(AM)技术(如粉末床熔融-激光束(PBF-LB)相兼容。在本研究中,对采用PBF-LB工艺制造的718合金进行了多种热处理,包括应力消除、热等静压(HIP)、固溶处理和时效处理,并研究了其应力断裂寿命以及V型缺口对其性能的影响。经过热处理的材料比原始材料具有更长的应力断裂寿命。然而,由于沿晶界析出了针状δ相,材料表现出明显的各向异性。而经过不同热处理条件且未析出δ相的材料则表现出各向同性的行为。同时,带缺口的试样由于V型缺口根部晶体结构与应力状态之间的相互作用而表现出各向异性的应力断裂寿命。718合金在高温下仍能

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 通过冷轧预变形显著改善Fe−17Mn阻尼合金的机械性能和阻尼能力

    摘要预变形是一种简单有效的方法,可以提高Fe–Mn阻尼合金的强度和阻尼性能。然而,目前对于预变形后发生的多种马氏体转变及强化机制仍缺乏深入理解,尤其是预变形参数与阻尼性能之间的精确对应关系以及具体的阻尼机制。本研究以退火后的Fe−17.2Mn−0.05C−0.45Si−0.36Cr−0.05V合金作为实验材料,通过多种微观结构表征技术、拉伸试验和阻尼测试方法,研究了2%至8%冷轧预变形对合金微观结构、力学性能和阻尼性能的影响,试图阐明冷轧预变形后的强化和阻尼机制。结果表明,预变形后该合金的强度和阻尼性能显著提升。主要发生了位错增殖、变形诱导的层错以及γ→ε相变,导致位错数量、层错数量和ε马氏体

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • Al–Hf–Ta体系的实验研究与热力学优化

    摘要本文研究了Al–Hf–Ta系统中合金的微观结构和相组成。构建了该系统的液相线投影图,并确定了12个主要的凝固区域,分别为fcc(Al)、βAl3Hf、Al2Hf、Al3Ta、Al69Ta39、Al3Hf2、AlHf、Al3Hf4、τ、Al2Hf3、σ以及bcc(Hf, Ta)。分别在1000°C和1200°C下建立了15个和14个三相平衡。测量得到在1000°C时Ta在βAl3Hf、Al2Hf、AlHf和τ中的最大溶解度分别为约5.5%、约10.3%、约16.9%和约20.2%,而在1200°C时分别为约6.2%、约10.8%、约18.9%和约21.9%。同时,还测定了Hf在Al3Ta、A

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 三硫属酚配体桥联的铒-环辛四烯基复合物:合成及其单分子磁性质

    在过去二十年里,含有镧系元素的分子磁体在单分子磁体(SMMs)的研究中占据了主导地位。为了探讨桥联配体对双核镧系SMMs性质的影响,我们在这里报道了三种结构相似但经过系统改性的双核铒-环辛四烯基配合物,其通用公式为 [M(DME)x(COT)Er(μ-EPh)3Er(COT)](其中:M = K+,x = 4,E = O;M = Na+,x = 3,E = S;M = Na+,x = 3,E = Se;Ph = C6H5;COT = 环辛四烯基二阴离子;DME = 1,2-二甲氧乙烷)。这些配合物的阳离子部分由两个半夹心结构的Er-COT配合物单元组成,

    来源:Inorganic Chemistry Frontiers

    时间:2025-09-27

  • 热处理6xxx铝合金的晶粒强化对屈服强度的贡献及其作用机理

    摘要本研究基于经典沉淀理论和强化模型,探讨了6xxx系列铝合金中溶质团簇的沉淀行为及其强化机制。从沉淀热动力学的角度出发,分析了Mg/Si比值、自然时效(NA)时间和人工时效(AA)温度对溶质团簇沉淀行为和强化效果的影响。研究发现,在自然时效过程中沉淀的溶质团簇可以直接增强合金的性能,且随着Mg/Si比值的增加,强化效果会得到提升,这为溶质团簇的沉淀提供了驱动力。以Mg/Si比值从1增加到2为例,溶质团簇的沉淀驱动力增加了0.3 kJ/mol,其强化贡献提高了10 MPa。这些溶质团簇可以在后续的人工时效阶段发生溶解,而较高的Mg/Si比值、较短的自然时效时间和较高的人工时效温度可以加速这一过

    来源:METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

    时间:2025-09-27

  • 学习分析与人工智能赋能:高等教育中同伴学习的新范式与前景展望

    随着高等教育规模的持续扩张,班级容量的不断扩大已成为全球性趋势。教师难以在大型班级中为每位学生提供个性化、深层次的反馈支持,这直接影响了学生的学习成效与参与体验。同伴学习——包括同伴反馈、同伴评估、同伴互动与对话等形式——被视为应对这一挑战的有效教学策略。当作为过程导向的教学活动实施时,同伴学习能够营造协作、激励的环境,促进学生探索学习材料、进行批判性讨论并相互学习。然而,传统的同伴学习实践并非总能达到预期效果。学生,尤其是新手,往往由于缺乏相关训练而只能给出浅层次的评论,难以提供深入、建设性的反馈。在同伴评估中,其信度和效度常受到质疑,因为学生通常不具备像教师那样的专业能力来客观、一致地评价

    来源:International Journal of Educational Technology in Higher Education

    时间:2025-09-27

  • AA6063铝合金填充材料摩擦搅拌点焊接头在焊接后热处理下的冶金响应

    摘要本研究探讨了采用填充式摩擦搅拌点焊(RFSSW)制造的AA6063接头在焊后热处理(PWHT)下的冶金响应。采用了两种焊后热处理方法:人工时效(AA)和先进行固溶处理后进行人工时效(STAA)。与焊接态(AW)相比,人工时效处理显著提高了接头强度,峰值载荷提高了15.87%(达到4.60 kN),位移增加了92.86%(达到1.08 mm)(AW条件下的峰值载荷为3.97 kN,位移为0.56 mm)。STAA处理进一步增强了材料的延展性,位移增加了332.14%(达到2.42 mm)。显微硬度测试结果显示,搅拌区(SZ)的硬度峰值在67至80 HV之间,这归因于严重的塑性变形和局部温度达

    来源:Welding in the World

    时间:2025-09-27

  • MgAlIn填充金属焊接AZ31镁合金接头的微观结构与性能

    摘要为了实现镁合金的钎焊,通过相图方法设计了一种新的MgAlIn填充金属,并在火焰加热条件下通过刮削钎焊方式成功对接了AZ31镁合金。采用XRD、SEM和EDS对填充金属及界面进行了相分析和微观结构分析,结果表明该填充金属由Mg12AI17基体以及颗粒状和鹅卵石状的α-Mg组成,其中α-Mg是一种富含In和Al的固溶体。填充金属的维氏硬度分别为153 HV、176 HV和146 HV。差示扫描量热(DSC)测试结果显示其熔点介于425℃、444.8℃和452.4℃之间。界面分析表明,界面组织由α-Mg和(α-Mg + Al12Mg17)构成。随着钎焊材料中Al含量的增加,搭接接头的剪切强度从8

    来源:Welding in the World

    时间:2025-09-27

  • TiB2改性焊丝GMAW焊接AW6082铝合金的接头组织与性能研究

    在轻量化制造浪潮中,铝合金凭借其低密度和高耐腐蚀性成为不可或缺的结构材料。特别是可时效硬化的6000系列铝合金AW6082,通过镁硅元素的添加和热处理工艺,实现了高强度与良好成形性的完美结合。然而正是这些赋予其优异性能的合金元素,也为焊接工艺带来了严峻挑战——焊接热循环会导致析出相溶解、热影响区软化,更棘手的是该系列合金具有显著的热裂纹敏感性,这成为制约其工程应用的瓶颈问题。传统解决方案通常采用4000系(高硅)或5000系(高镁)异种焊丝进行焊接,但这种方法往往以牺牲接头强度为代价,且对热裂纹的抑制效果有限。正是在此背景下,德国开姆尼茨工业大学焊接工程研究所的研究团队在《Welding in

    来源:Welding in the World

    时间:2025-09-27

  • 通过选择性激光熔化制备的AlSi7Mg合金摩擦搅拌焊接接头的微观结构与力学性能研究

    摘要本研究采用了摩擦搅拌焊接(FSW)技术来连接选择性激光熔化(SLM)制备的AlSi7Mg试样,并对其焊接接头的微观结构和力学性能进行了分析。在FSW过程中,材料经历了剧烈的热机械耦合效应,导致焊接区的特性与SLM基材有显著差异:孔隙的大小和数量显著减小,富硅共晶相从连续网络转变为离散的块状颗粒(2–8 μm),并且热影响区发生了晶粒粗化。值得注意的是,热影响区成为了断裂失效的薄弱位置。通过全面的实验研究和微观结构分析发现,FSW技术能够(i)将SLM AlSi7Mg焊件的孔隙率降低83.6%;(ii)使焊接接头的抗拉强度达到SLM基材的81.5%,同时提高其显微硬度和密度——这些性能均优于

    来源:Welding in the World

    时间:2025-09-27

  • 不同工具针设计对摩擦搅拌焊接的类似AA5754合金板材的微观结构、微观纹理与其力学性能和成形性能的影响研究

    摘要摩擦搅拌焊接(FSW)在汽车和航空航天工业中得到广泛应用,用于制造缺陷较少且成形性更好的焊接接头。焊接质量取决于关键参数,如工具旋转速度、焊接速度、轴向力和工具销的形状。本研究评估了不同工具销设计(传统圆柱形销、新型双销和锥形方形销)对FSW焊接的AA5754合金板材的机械性能、成形性、微观结构和组织的影响。每种工具设计均采用恒定的1200 rpm旋转速度和150 mm/min的行进速度。拉伸试验(ASTM E8)结果显示,传统圆柱形销具有最高的强度和延展性,而锥形方形销的强度和延展性最低。尽管有文献表明双销和锥形方形销设计具有更好的性能,但隧道状缺陷、空洞和裂纹等缺陷导致了早期失效。宏观

    来源:Welding in the World

    时间:2025-09-27

  • 通过材料涡度分析摩擦搅拌焊接过程中的微观结构演变与再结晶现象

    摘要本研究阐明了材料涡度在铝合金摩擦搅拌焊接(FSW)过程中控制微观结构演变中的关键作用,特别关注了工具针头几何形状的影响。通过耦合热力学模拟来深入研究涡度的产生机制,并通过实验验证其影响。方形针头工具产生的涡度最强(2838.29 s⁻¹),其脉动搅拌作用促进了更优越的动态再结晶(CDRX/DDRX)过程,表现为高角度晶界(HAGBs)数量相比圆柱形针头增加了72%。这种以涡度为主导的材料流动产生了独特的热应变协同效应,峰值涡度(1588.16 s⁻¹)出现在445.03°C,从而实现了热输入与变形能量的最佳平衡,有效控制了微观结构。由此带来的晶粒细化和织构改善使得接头效率提高了93%(抗拉

    来源:Welding in the World

    时间:2025-09-27


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