摘要：超临界水冷堆(SCWR)具有热效率高、结构简单等技术优势,是第四代核能系统国际论坛推荐的6个堆型之一。本文首先回顾了SCWR的包壳设计要求和主要性能挑战,然后对经过较多测试的商用候选包壳材料的均匀腐蚀、应力腐蚀及辐照性能进行了回顾。铁素体/马氏体(F/M)钢、奥氏体不锈钢及镍基合金均存在某方面的性能不足。最后,介绍了近年来新兴的SCWR候选包壳材料,包括新型含铝奥氏体不锈钢、氧化物弥散强化钢、梯度材料及其他组织改进技术的研究进展。

摘要：热障涂层是航空发动机和地面燃气轮机提升工作效率、延长服役寿命的关键技术和重要手段。粘结层作为热障涂层系统中的重要组成部分,一方面可缓解陶瓷层和高温合金基体间的热不匹配应力,提高热障涂层系统热稳定性;另一方面,高温下通过生长一层致密且连续的Al_(2)O_(3)层,保护合金基体免受氧化和腐蚀。因此,粘结层性能直接决定了热障涂层系统的服役寿命。本文系统总结了传统粘结层材料、制备方法及其优缺点等方面的研究进展,同时介绍了新型高熵合金粘结层体系,重点关注其成分设计、结构及抗氧化性能等方面的研究现状及不足。最后,对粘结层材料的研究方向进行了展望。

摘要：K439B是一种服役温度可达800℃以上的新型镍基高温合金,由于铸件结构向着薄壁化方向发展,有必要开展K439B合金薄壁铸件的微观组织特征研究。为此设计了壁厚分别为1 mm和2 mm的薄壁铸件,进行了精密铸造实验和数值模拟。铸件的铸态组织对比分析表明,壁厚1 mm和2 mm薄壁的枝晶生长方向均为沿型壁指向中心,区别在于1 mm薄壁的枝晶生长方向与型壁夹角更接近垂直,并且1 mm和2 mm薄壁的平均一次枝晶臂间距分别为60.64μm和46.23μm;平均二次枝晶臂间距分别为19.31μm和22.69μm;并且1 mm薄板的平均晶粒尺寸为216.61μm,2 mm薄板的平均晶粒尺寸为239.11μm。结合数值模拟分析表明,枝晶臂间距与温度梯度和冷却速率的关系趋势基本符合已有的经验公式,但是当壁厚减小到某临界厚度时,一次枝晶臂间距与温度梯度和冷却速率的关系不再简单符合该经验公式。实验和模拟分析结果为合理制订K439B合金薄壁件的铸造工艺提供了参考和借鉴。

摘要：Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金作为一种轻质高强结构材料,兼具优异的耐腐蚀能力和热加工性能,在航空工业中占据重要地位。热处理一直是Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金的研究重点,对提升合金强度、韧性和腐蚀性能的优化匹配发挥着巨大作用。新的制备技术能够突破传统合金化和热处理的局限,为提升Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金的综合性能提供新的路径,计算材料学的发展,进一步推动了合金的成分设计和工艺优化。本文介绍了热处理、增材制造技术及计算材料学对Al⁃Zn⁃Mg⁃Cu系铝合金组织和性能的影响,并对未来研究方向进行了展望。

摘要：针对精密铸造数值模拟中存在工艺参数操作繁琐、仿真效率低、系统性总结匮乏的问题,构建了基于浇注面定位技术和自动化仿真流程技术的高温合金精密铸造工艺快速仿真平台。该平台集成了从CAD设计到CAE仿真的过程,融合了浇注系统参数化、铸造工艺参数设计、仿真结果动态显示和仿真报告下载等功能,建立了10类仿真模版和237套模型库,实现了自动化快速仿真。以某动力涡轮机匣为例,利用该平台构建仿真模型、参数设计变量和结果预测优化指标进行仿真计算。模拟结果与实际生产一致,仿真效率大幅提高。

摘要：以贮箱整底用2219铝合金板材为研究对象,根据实际充液拉深成形过程,开展了充液拉深成形仿真模拟。为探究仿真中不同单元类型对起皱预测的影响,设计并开展了长杆压缩实验,并利用实体单元以及具有不同参考面选择的壳单元进行有限元仿真,分析了不同单元类型下试样的失稳特性。对比实验和仿真结果发现,与实体单元相比,壳单元参考面的选择影响单元厚度方向求解域的连续性,严重失稳情况下单元厚度方向求解域可能发生重叠或缺失,进而造成计算结果偏差较大,并且壳单元忽略薄板沿厚度方向的应力,对失稳的几何响应比实体单元更加敏感。在充液拉深仿真中,零件最终起皱情况对充液压力施加初期零件表面初始几何起皱较为敏感,当零件表面具有一定的初始起皱时,均匀分布的法向充液压力会在失稳起皱区域处形成平衡,并在后续变形过程中演化成更严重的起皱缺陷。

摘要：为了提升M142铝合金材料表面的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性,采用田口方法设计L_(16)正交实验来研究脉冲电化学沉积参数对Ni-Fe镀层的力学性能、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响。基于方差分析研究脉冲参数电流密度、占空比和脉冲频率对镀层硬度、摩擦系数、磨损率、自腐蚀电流密度和电荷转移电阻性能的影响,最终通过灰色关联分析实现脉冲工艺的多目标优化。结果表明:脉冲参数中的占空比对Ni-Fe镀层显微硬度的影响最为显著,而电流密度对镀层耐磨性能和耐腐蚀性能的影响较大。此外,使用灰色关联方法综合分析Ni-Fe镀层的显微硬度、耐磨性以及耐腐蚀性这3项性能,最终得出当脉冲参数频率为2000 Hz、占空比为50%、电流密度为2 A/dm^(2)时,Ni-Fe镀层的综合性能最佳,具有最大显微硬度301.0 HV_(0.05)和最大电荷转移电阻14148Ω·cm^(2)以及最小摩擦系数1.06、最小磨损率51.45×10^(-4)mm^(3)/(N·m)和最小自腐蚀电流密度0.57μA/cm^(2)。对比优化前后镀层的微观结构发现Ni-Fe镀层晶粒的细化是性能再次提升的主要原因。

摘要：自从淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺被提出以来,本课题组在低C至中C含量的范围内实现了通过增加C含量的同时增强Q-P-T马氏体钢的强度和塑性。最近本课题组致力于将C含量扩大到高C范围。在多次尝试失败的基础上,提出了反相变诱发塑性(anti-TRIP)效应的设计理念,并在该理念指导下进行高碳低合金马氏体钢的成分和工艺设计,使高碳Q-P-T马氏体的强度和塑性均高于中碳Q-P-T马氏体钢,实现了通过C同时增强钢的强度和塑性。本文主要论述anti-TRIP效应提出的背景、高碳Q-P-T马氏体钢成分和工艺的设计及其微观组织、高碳Q-P-T马氏体钢的高强-塑性机制,最后分析Q-P-T工艺使C同时提高马氏体钢的强度和塑性的原理。

摘要：本文简要回顾了国内外镁合金导热行为和导热机制的研究工作,梳理了影响镁合金导热的因素,如固溶原子、变形和温度等。在此基础上,归纳总结了高导热镁合金的发展,并讨论了导热与力学性能之间的倒置关系,最后提出高导热镁合金的设计思路和发展方向。主要结论如下:固溶原子会导致晶格畸变而降低镁合金热导率,与其化合价、原子半径和原子核额外电子有关;第二相与Mg基体的界面会对电子运动产生阻碍作用,进而削弱热导性能,具体与其形貌、尺寸、分布和含量相关;对于变形镁合金,沿径向或法向方向的导热性能往往优于挤压或轧制方向;温度是影响镁合金热导率的重要因素,在不同的温度区间内,热导率的主要散射机制不同,一般需要对各温度区间分开讨论。未来关于导热镁合金的研究仍有必要继续深入,可以重点聚焦于以下方面:镁合金显微组织与其导热性能的关系量化;多元镁合金的导热行为及其导热模型的建立;高导热镁合金成分设计与组织控制;镁合金导热行为的物理本质探究。

摘要：首先论述从淬火-分配(Q&P)工艺发展起来的淬火-分配-回火(Q-P-T)工艺以及两者的差异,总结Q-P-T钢从超高强度到高强塑性的发展,对比先进新型Q-P-T工艺和传统淬火-回火(Q-T)工艺的差异及其对钢力学性能的不同影响,重点讨论在形变中残留奥氏体对超高强钢塑性增强的微观机制,为先进高强钢的进一步发展提供组织设计和控制的理论指导.