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机械工程材料杂志 2015年第02期

Materials for Mechanical Engineering

主管单位:上海科学院
主办单位:上海材料研究所
国际刊号:1000-3738
国内刊号:31-1336/TB
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 316.00
创刊:1977
类别:工程科技I
周期:月刊
发行:上海
语言:中文
起订时间:
曾用名:机械工程材料
出版社:院校类
邮编:200437
主编:杨武
邮发:4-221
库存:200
  • 多相材料的细观力学有限元模拟研究进展

    作者:汤忖江 尚成嘉 王学敏 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    多相材料的广泛使用和计算机技术的发展促进了细观力学有限元模拟方法在多相材料研究领域的应用。介绍了细观力学有限元模拟在多相材料研究领域中的应用现状,综述了二维(2D)和三维(3D)细观力学有限元计算方法,重点阐述了细观力学有限元模拟在复合材料和钢铁材料领域研究中取得的一些重要研究成果。当前,细观力学有限元模拟在多相钢研究领域的应用相对较少,对与之相关的研究和进展进行了简要评述及展望。

  • 回火温度对新型R5系泊链钢显微组织和力学性能的影响

    作者:张强 靳翠平 鲍雪君 王书强 崔文芳 王伟 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    对新型R5系泊链钢进行了950℃淬火及不同温度的回火处理,通过显微组织观察、拉伸和低温冲击试验、冲击断口形貌分析等方法研究了回火温度对R5系泊链钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:R5系泊链钢经淬火及570~690℃区间回火后,显微组织均为回火索氏体,但组织中碳化物的大小、形貌和分布有所不同;经570~600℃回火后,组织中碳化物主要呈片状及长条状不均匀分布在原奥氏体晶界、马氏体板条界以及板条内部,组织保留马氏体位向,经630~690℃回火后,片状及长条状碳化物逐渐球化并长大,在组织中呈弥散均匀分布;随回火温度的升高,R5系泊链钢的强度逐渐减小,断后伸长率和冲击吸收能量逐渐增加;回火温度为630℃时,R5系泊链钢的抗拉强度为1 082 MPa,规定塑形延伸强度为973 MPa,断后伸长率为17.0%,冲击吸收能量为66J,具有最佳综合力学性能。

  • 钢板表面热浸镀锌层的拉伸断裂机理

    作者:王友彬 曾建民 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    采用热浸镀技术在Q235钢板表面制备了镀锌层,研究了浸镀时间对镀锌钢板拉伸性能的影响,通过扫描电镜观察了拉伸断裂后镀层表面、截面和断口处的形貌,分析了镀层的断裂机理。结果表明:与基体相比,Q235钢板热浸镀锌后的抗拉强度和塑性变形能力均下降;镀件抗拉强度的下降是由表面镀锌层强度低于基体的强度造成的;而塑性的下降则是由热浸镀时在基体表面形成的微裂纹造成的;由于残余应力的存在,微裂纹首先在σ-FeZn10层中形成,在受到拉应力时,裂纹沿晶界在σ-FeZn10层中向上扩展,然后在ζ-FeZn13层中裂纹沿着FeZn13/Zn的相界面扩展,最后在η-Zn层沿晶界扩展直至镀层发生完全断裂。

  • 熔盐法制备镁橄榄石轻质保温隔热材料的物相及性能

    作者:张小军 祝洪喜 邓承继 员文杰 丁军 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    以Na2CO3和不同粒径的镁橄榄石粉(分别为44,74,250μm)为主要原料,采用熔盐法分别在900,1 000,1 050,1 100℃下烧结制备了镁橄榄石轻质保温隔热材料,研究了镁橄榄石粉粒径和烧结温度对所制备材料物相组成、密度和抗压性能的影响。结果表明:所有试样的主要物相均为Mg2SiO4、Na2MgSiO4和MgO,但各物相的含量不同;烧结温度越高,镁橄榄石粉粒径越小,烧结试样的显气孔率越低,体积密度越大,抗压强度越高;粒径为74μm的镁橄榄石粉为原料经1 000℃烧结后得到的试样有比较好的气孔分布和较高的强度,其体积密度为1.76g·cm-3,抗压强度为12.31MPa。

  • 多壁碳纳米管/聚吡咯导电复合材料的制备及性能

    作者:钟旭佳 高晓丁 李阳 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)和吡咯单体为反应物,通过原位聚合方法成功制备了MWCNTs/聚吡咯(PPy)导电复合材料;通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、热重分析仪及四探针电导仪对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明:羧基化MWCNTs高的长径比和大的比表面积使得复合材料比纯PPy的电导率和热稳定性能有显著提高;随着MWCNTs含量增加,复合材料的电导率和热稳定型均明显提高;当MWCNTs质量分数为20%时,复合材料的电导率达到11.1S·cm-1。

  • 碳化硅陶瓷液相烧结时的液相生成过程

    作者:梁汉琴 姚秀敏 黄政仁 刘学建 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    使用高温实时观测设备对添加有Al2O3-Y2O3烧结助剂的碳化硅(SiC)陶瓷在烧结过程中的收缩情况进行了观测,获得了液相烧结SiC的收缩曲线;使用TG-DTA-MASS联用技术、原位X射线衍射技术对该SiC陶瓷在液相生成前后的质量损失(失重)情况及其在烧结过程中的物相变化进行了分析。结果表明:SiC表面SiO2的存在降低了Al2O3-Y2O3的共熔温度,使液相在远低于烧结助剂最低共熔温度时就已经生成;液相的生成造成了碳化硅试样的快速失重。

  • 以氢氧化铝为原料制备亚微米级α-Al2O3粉体

    作者:贾春燕 李东红 刘永鹤 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    以氢氧化铝为原料,将其洗涤预处理后在1 200,1 230,1 250,1 350,1 430℃下煅烧,然后再球磨不同时间制得Al2O3粉体,研究了原料预处理、煅烧温度及球磨时间对煅烧后Al2O3产物中α相的转化率、比表面积及粒径的影响。结果表明:原料预处理可以明显降低原料中Na2O的含量,从而提高煅烧后Al2O3产物中α相的转化率,并降低产物中Na2O的含量;最佳的煅烧温度为1 250℃,该温度下制备的α-Al2O3具有较高的转化率和较好的活性,经球磨8h后,其粒径可以达到亚微米级。

  • 三元碳化物Al4SiC4对无压烧结β-SiC的影响

    作者:周诗民 余超 祝洪喜 员文杰 邓承继 白晨 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    采用物相分析、相对密度测试及显微形貌观察等研究了不同烧结温度下三元碳化物Al4SiC4作为烧结助剂对无压烧结β-SiC的物相组成、相对密度及显微结构的影响。结果表明:在烧结过程中,Al4SiC4在高温下会分解生成铝,铝原子进入β-SiC晶格中促进了β-SiC向α-SiC的转变;而随着烧结温度的升高,烧结体的相对密度增大;随Al4SiC4加入量的增多,烧结体的密度先升后降;在1 900℃下,Al4SiC4的加入量为5%(质量分数)时,烧结体的相对密度最大,结构最致密。

  • 二次回火后中碳低合金耐磨铸钢的性能和马氏体亚结构

    作者:路王珂 谢敬佩 王爱琴 王文焱 张银娣 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    将中碳低合金耐磨铸钢分别加热至880,910,930,960℃,保温2h后油淬,之后分别在210,240,260℃下回火2h;根据冲击韧性确定最佳一次回火热处理工艺后再进行240℃×2h的第二次回火处理;研究了二次回火后试验钢的性能和马氏体亚结构。结果表明:二次回火后试验钢的抗拉强度为1 820 MPa,硬度为54 HRC,冲击功为35J,实现了高强韧性和高耐磨性的良好匹配;二次回火后马氏体中的孪晶出现了回复和消失,马氏体亚结构主要为高密度位错和少量孪晶,大量的位错阻碍了裂纹扩展,提高了试验钢的强韧性。

  • 中间相炭微球为碳源制备炭材料的凝胶注模成型工艺

    作者:黄丽 赵莹莹 王卫敏 唐睿 史忠旗 王继平 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    以中间相炭微球为碳源,丙烯酰胺为凝胶体系,采用凝胶注模成型工艺制备炭坯体材料;设计了分批添加炭微球结合球磨处理以提高浆料中固相含量的方法;研究了凝胶注模成型工艺对炭微球浆料分散性、黏度、固相含量、凝胶反应及固化和干燥过程的影响。结果表明:在水基浆料中添加相对中间相炭微球质量分数为1%的分散剂,调节pH值到13时,浆料中的颗粒均匀分散、稳定存在;采用分批添加和球磨处理可以增大浆料中的固相含量,最高达到75%,此时浆料的黏度最大,为1.822Pa·s;随着引发剂用量的增大,诱导时间和凝胶反应时间急剧缩短,而催化剂用量对其影响不大,最终选择每30mL浆料添加0.4mL引发剂,0.6mL催化剂为宜;浇注前浆料充分真空除气以及干燥起始阶段用酒精置换温坯中的水分是保证炭坯体表面光洁、不开裂的关键因素。

  • 原位自生(TiB+La2O3)/TC4钛基复合材料的显微组织和力学性能

    作者:邝玮 王敏敏 李九霄 韩远飞 黄光法 吕维洁 张荻 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    利用钛与镧、硼单质之间的原位反应,经真空自耗电弧熔炼与后续的热加工工艺制备了增强体含量不同的(TiB+La2O3)/TC4钛基复合材料,并研究了它的显微组织和室温拉伸性能。结果表明:该复合材料的基体为网篮状组织,增强体分布均匀,其中TiB呈短纤维状并沿加工方向分布,La2O3呈短棒状或颗粒状;与基体TC4合金相比,复合材料的室温抗拉强度均有所提高,且随着TiB与La2O3增强体含量的增多而增大,增强体起到了较好的增强作用;复合材料的拉伸断裂方式均为韧性断裂。

  • Ca-α/β-Sialon结合刚玉复合材料的力学性能

    作者:李发亮 孟录 张海军 张少伟 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    以硅粉、铝粉、CaCO3及不同粒径组合的刚玉为主要原料,Y2O3为添加剂,在1 500℃通过氮化反应制备了Ca-α/β-Sialon结合刚玉复合材料,研究了Sialon含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明:随着Sialon含量的增加,Ca-α/β-Sialon结合刚玉复合材料的体积密度降低、气孔率增大、常温抗折强度提高;随着温度的升高,复合材料的抗折强度先升高后降低,在1 000℃时达到最大值。

  • Zr(OH)4添加量对Al2O3-MgO浇注料基质显微结构和阻力系数的影响

    作者:邹阳 顾华志 黄奥 张美杰 吉超 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    采用板状刚玉、白刚玉细粉、电熔镁砂、α-Al2O3微粉等为原料,以铝硅凝胶粉为结合剂,制备了Al2O3-MgO浇注料,并浇注成型后于1 600℃×3h烧结;研究了Zr(OH)4添加量对Al2O3-MgO浇注料基质烧结性能、显微结构的影响,并引入多孔介质模型,探讨了基质阻力系数的变化规律。结果表明:适量Zr(OH)4能增大Al2O3-MgO浇注料基质的体积密度,降低显气孔率,缩小平均孔径,增大基质的粘性阻力系数;Zr(OH)4添加量为0.5%(质量分数)时,基质具有较佳的烧结性能(显气孔率24.5%,体积密度2.56g·cm-3),较小的平均孔径(1.71μm)且孔径分布均匀;Al2O3-MgO浇注料基质平均孔径对其粘性阻力系数的影响较显气孔率的影响更大。

  • 铝钎焊用锌基合金钎料的制备及钎焊接头的组织和抗剪强度

    作者:马志鹏 闫久春 张旭昀 郭光伟 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    采用高频感应加热装置制备了锌基合金钎料,并以纯铝为母材进行润湿试验,并采用该钎料分别对2A12铝合金、55%SiCp/Al复合材料进行钎焊,分析了合金钎料的显微组织、成分、熔化温度范围,并对合金钎料及钎焊接头的拉剪强度进行了测试。结果表明:自制锌基合金钎料主要由α-Al固溶体、η-Zn固溶体和共晶组织组成,熔化温度区间为361~398℃;锌基合金钎料在纯铝上具有较好的润湿性;使用锌基合金钎料钎焊铝合金,其钎缝组织为η-Zn相、细小的共晶组织、树枝状及块状的α-Al相;钎焊55%SiCp/Al复合材料,其钎缝组织由铝的共析组织、η-Zn相、条纹状共晶组织及细小的共晶组织组成;钎料、2A12铝合金钎焊接头以及55%SiCp/Al复合材料钎焊接头的抗剪强度分别为237,127,109 MPa。

  • SiC和石墨颗粒混杂增强铜基复合材料的摩擦磨损性能

    作者:周永欣 徐飞 吕振林 马雷 程逞 盛锟 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    采用粉末冶金方法制备了SiC和石墨混杂增强铜基复合材料,研究了该复合材料在不同载荷条件下的摩擦磨损性能,并通过观察磨损表面形貌,研究其磨损机理。结果表明:在摩擦过程中,SiC颗粒作为载荷的主要承载单元,起到了较好的硬质承载支点的作用,石墨颗粒则发挥了较好的自润滑减摩效果,二者协同作用明显提高了铜基复合材料的耐磨性;该复合材料的磨损机理主要以磨粒磨损为主。

  • 凝胶注模成型和机械发泡工艺制备多孔硅酸锆陶瓷的显微结构和抗压性能

    作者:孙怡 刘常华 周国红 彭翔 刘娟 王士维 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    以工业锆英砂为原料,以体积分数0.1%~0.5%十二烷基硫酸三乙醇胺的表面活性剂水溶液(Surf-E)为发泡剂,采用凝胶注模成型和机械发泡工艺相结合的方法制备了多孔硅酸锆陶瓷;用流变仪、X射线衍射仪、扫描电镜、材料试验机等手段表征了锆英砂浆料的流变性和多孔硅酸锆陶瓷的物相、断口形貌及抗压性能。结果表明:加入体积分数0.5%发泡剂(Surf-E)和质量分数0.2%增稠剂(CMC)浆料的流变性能最好;高温烧结后,多孔陶瓷的主要晶相为正方结构的ZrSiO4相和少量单斜结构的ZrO2相,气孔接近球状,平均尺寸为100μm,孔壁粗糙不平,多孔陶瓷的密度为1.83g·cm-3,显气孔率为54.3%,抗压强度为24.6 MPa。

  • 基于韧性断裂准则用有限元方法预测镍涂层薄钢板的成形极限

    作者:周里群 李健 毛昭明 李玉平 期刊:《机械工程材料》 2015年第02期

    首先通过拉伸试验,得到了镍涂层薄钢板和低碳钢薄板的材料参数,然后利用有限元软件Abaqus/Explicit对镍涂层薄钢板的冲压成形过程进行了有限元模拟,得到了涂层和基体在冲压变形过程中的应力、应变以及断裂的初始位置及厚度分布,并通过Oyane韧性断裂准则预测了镍涂层薄钢板的成形极限;并将韧性断裂准则的理论计算、试验结果与有限元计算结果进行对比。结果表明:Oyane韧性断裂准则能够较好地预测镍涂层薄板的成形极限和失效的初始位置,预测值与试验值相差较小。

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