简介:搅拌摩擦焊接(FSW)是一种固态焊接方法,它能够焊接普通熔焊过程难以焊接的材料;且与熔焊相比,具有高效节能和环境友好的特点。尽管FSW与熔焊相比有更多的优点,但是FSW过程中的热循环会溶解或者粗化热处理铝合金中的沉淀强化相,使接头软化,从而导致其力学性能下降。水下搅拌摩擦焊接(UFSW)是一种可以克服这些缺陷的方法。这种方法适合于在焊接过程中对热敏感的合金,且已广泛用于热处理铝合金。本文对UFSW的研究现状和发展提供了全面的文献综述。与FSW进行对比,从不同角度讨论和总结UFSW的重要性;并对材料流动、温度变化、工艺参数、显微组织和力学性能等基本原理进行详细阐述。结果表明,与FSW相比,UFSW是一种可以改善接头强度的新方法。
简介:在低辊径-厚度比下,研究摩擦因数在宽展公式中的作用,摩擦因数对展宽的作用主要体现在接触面的粗糙程度。经过5组不同的铅轧实验,获得不同等级的摩擦因数。随着宽厚比、压下率和辊径-厚度比的改变,可以得到不同的名义摩擦因数并应用在相应的公式中。随后提出一个拟合公式,通过与232次实验结果进行比较,验证拟合得到的名义摩擦因数的误差低于12%。通过一定次数的自学习修正,该误差减少至2%以下。最终实现通过可以变化的名义摩擦因数对宽展进行更加精确的预测。在真正的工作环境下使用名义摩擦因数,得到的宽展预测误差也小于2%。在实际生产中验证,得到了一个能够对宽展公式中摩擦因数进行设置的参考和解决方法,从而满足工业生产的应用。
简介:用销-盘摩擦磨损试验机考察Z71E压铸镁合金在载荷为10~50N时的高温摩擦学行为,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对磨损表面和亚表面进行分析,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、差示热扫描(DSC)等对AZ71E合金的高温微观结构、热稳定性和力学性能进行研究。结果表明:随着载荷和滑动距离的增加磨损率增大,而摩擦系数则随着载荷的增加而减少。在低载荷时,AZ71E镁合金的磨损机制主要是磨粒磨损;在150℃和高载荷下,粘着磨损和轻微的剥层磨损是主要的磨损机制;而在200℃及高载荷下,镁合金的主要磨损机制是严重的剥层磨损和熔融磨损。AZ71E镁合金的高温摩擦学性能提高的内在机制是AZ71E镁合金中第二相Al11Ce3使镁合金的高温拉伸和延展性能显著提高。
简介:针对搅拌摩擦加工法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的主要碳纳米管团聚缺陷,提出超声波衰减法对加工质量进行无损评价,通过改变搅拌摩擦加工次数得到不同团聚程度的碳纳米管增强铝基复合材料;根据超声衰减理论分别测量各个试样的衰减系数,从宏观上对团聚缺陷进行评价,最大和最小衰减系数相差50倍,通过超声特征扫描成像检测法验证了评价结果的有效性;同时测量了搅拌摩擦加工次数为3次和6次的纯铝试样的衰减系数分别是0.032、0.029dB/mm,基本排除了在搅拌摩擦加工后纯铝晶粒变化对试验结果带来的影响;最后又采用超声衰减法从微观角度对团聚缺陷进行评价,随着搅拌次数增加,衰减系数从0.178dB/mm变化到0.025dB/mm,每搅拌1次衰减系数降低约1倍,可以得出团聚程度越严重,衰减系数越高。
简介:采用搅拌摩擦点焊对Al5052铝合金和C27200铜合金进行异种材料焊接,并研究材料有效焊接的工艺窗口如旋转速率-停留时间图和旋转速率-插入深度图。采用中心复合设计模型,建立了预测拉伸剪切失效载荷和界面硬度随旋转速率、插入深度和停留时间变化的经验模型。采用95%置信度的ANOVA分析对模型进行验证。采用响应曲面法对所得模型进行优化,以得到最大拉伸强度和最小界面硬度。在最佳条件下,焊接接头的最大拉伸剪切失效载荷为3850N,最小界面硬度为HV81。验证实验表明所得模型的预测误差小于2%。所得工艺窗口可为设计工程师选择搅拌摩擦点焊工艺参数提供参考,以获得良好的接头。
简介:用等离子电解氧化(PEO)法在AZ91和AZ80镁合金表面制备涂层,研究在电解液中添加石墨纳米颗粒对涂层的耐腐蚀性和耐磨性能的影响。所用电解液为含有磷酸盐和硅酸盐的碱性溶液,并采用两种不同的PEO处理时间(1min和3min)。用动电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)分析涂层的耐腐蚀性,用平面-盘式滑动摩擦实验测试其耐磨性能。用扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)观察涂层的组织形貌、微观结构、元素组成和涂层厚度。结果表明,石墨纳米颗粒增加了涂层的厚度,封闭了表面的孔隙,使涂层更致密,因此提高了其耐腐蚀性和耐磨性能。由于AZ91具有更高的铝含量,其耐腐蚀性能和耐磨性能的提高比AZ80更显著。
简介:提出一种从黑泥中回收利用钛的新工艺,该工艺包括NaOH水热转化、水洗和H2SO4浸出制备TiO2。在优化的反应条件下,即NaOH溶液浓度为50%(质量分数)、NaOH/黑泥质量比为4:1、反应温度为240°C、反应时间为1h和氧气分压为0.25MPa,钛转化率可达97.2%,主要含钛产物是Na2TiO3。非目标产物Na2TiSiO5在水洗中保持稳定,在水热反应中提高NaOH浓度可以抑制Na2TiSiO5的生成。水热产物经过水洗后,97.6%的Na^+可以回收。含有NaOH的溶液经过浓缩之后可以回用。在较低温度下,水洗物料中96.7%的钛能被较低浓度的硫酸浸出得到钛液。利用所得钛液进一步制备合格TiO2产品。
简介:本文通过二维准连续介质法模拟三角型压头在纳米压痕试验中测量铝薄膜材料断裂韧度的过程,得到了相应的载荷-位移曲线,计算出了铝薄膜在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)和相关的力学性能参数。数值结果显示:单晶铝薄膜材料在纳米尺度下的断裂韧度(KIC)为0.216MPa·m^1/2,预测值与相关试验结果较吻合,从而表明使用准连续介质法预测纳米尺度下薄膜材料的断裂韧度是可行的。在研究中发现:对应于载荷-位移曲线的急剧下降区域,相应的位移云纹图中有明显的压痕变形集中现象,表明此处是径向裂纹发生的准确位置。计算结果证明,这种载荷-位移曲线和位移云纹图相结合的方法是计算薄膜材料径向裂纹的有效方法。