摘要：采用正交设计确定热处理制度,测试了不同热处理制度对BT8钛合金室温拉伸强度的影响,利用多元线性回归模型对实验结果进行回归分析,得到热处理工艺对合金室温抗拉强度的回归方程,通过统计技术对得到的回归方程进行了方差分析,结果显示该回归方程具有较高的可信度,随后的热力学和动力学分析证明了该回归方程存在的科学性.

摘要：目的锯齿伤作为铜管材首要的缺陷,会造成管材后续二次加工开裂和服役破裂等严重问题,对缺陷进行高效、定量化的统计及分析是产品质量管控的关键性难点,也是铜管加工行业的空白。针对这一问题,基于机器视觉方法,设计并开发了铜管材锯齿伤缺陷智能识别算法和系统。方法首先,基于自适应阈值算法,设计采用一系列的降噪算法,实现锯齿伤管材横截面轮廓识别。其次,定义了锯齿伤缺陷占比的计算规则,通过算法优化,实现了开口和闭口2种锯齿伤的成功识别和缺陷占比的计算。最后,借助Python语言构建了图形用户界面(GUI)系统,完成了锯齿伤缺陷统计的软件化。结果通过对智能识别算法和实验获得的锯齿伤缺陷占比进行对比,发现相对误差保持在1%~2%,证明缺陷智能识别算法具有可行性和高精度。结论该系统可以有效地实现铜管锯齿伤缺陷识别和占比的定量、高效统计与分析。

摘要：根据性能需求设计组织是金属材料的重要发展方向。本工作提出了金属材料组织定制的新学术理念,其内涵是:基于材料物理本质进行介观尺度设计,建立组织与性能的量化关系,通过逆向精准调制并制备材料组织,满足材料服役性能需求。即,根据服役性能需求,首先进行组织筛选、跨尺度计算与组织要素量化,然后基于热力学和动力学调控进行组织制备,最后进行性能考核,迭代优化,实现组织定制。组织定制的前提是保证金属材料的纯净度和均质性,只有解决了材料的纯净性问题,夹杂物、杂质元素的影响作用才能排除;只有消除了宏观偏析缺陷的影响,材料才能实现均质性,材料的本征性能才能充分体现。本工作以航空发动机轴承用M50 (G80Cr4Mo4V)钢为例,介绍了在控制钢的纯净度和宏观偏析基础上,根据疲劳性能目标要求,指出粗大的共晶碳化物是影响疲劳性能的关键组织,进而对碳化物量化设计,最后通过控制碳化物尺寸、类型、形貌及演化行为满足了疲劳性能需求。随着冶金工业的技术进步,组织定制是金属材料学科发展的必然。依托材料计算与数据科学,在组织定制基础上,未来将逐步优化合金成分设计,实现贵金属元素减量化、微量化直至素化,从而节约资源,发展绿色材料。

摘要：环境障涂层是大推力和高推重比航空发动机的关键材料,能够为碳化硅纤维增强碳化硅(SiCf/SiC)陶瓷基复合材料热端部件提供有效防护,阻挡燃气及环境腐蚀介质的侵蚀。稀土硅酸盐具有与SiC基复合材料匹配的热膨胀系数以及良好的化学相容性,是目前国际公认的优选环境障涂层体系。然而,目前已知稀土硅酸盐材料耐典型低熔点氧化物CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)腐蚀性能不足,难以满足新一代航空发动机1300℃及以上温度的工程应用需求。本文总结了近年来稀土硅酸盐耐CMAS腐蚀相关研究进展,重点介绍了本团队关于单一稀土主元单/双硅酸盐CMAS腐蚀机理的研究成果,以此为基础提出高熵化设计思路,旨在充分利用不同稀土元素在与CMAS反应过程中呈现的特性差异,通过合理设计多稀土主元搭配实现稀土硅酸盐材料耐CMAS腐蚀性能提升。最后对高熵稀土硅酸盐环境障涂层的发展方向进行了展望。

摘要：结合水模拟、计算机模拟和X射线实时观察三个不同发展阶段,叙述了铸件充型与凝固由不可见到可见的过程,初步提出了可视化铸造的概念。它是指将计算机模拟与X射线实时观察相结合,进行铸件浇注系统优化设计的新技术。结合实例说明可视化铸造技术的应用将会克服传统的浇注系统设计引起的卷气、夹杂、冒口尺寸过大等缺陷,实现铸件的近终形铸造。

摘要：通过三因素三水平正交设计方法研究了两阶段退火热处理制度的三个温度阶段对TC18钛合金性能、组织的影响,定量分析了合金热处理温度变化对总体性能的影响.结果表明,在本文试验条件下可通过提高中温温度、降低低温温度来提高合金的强度,降低高温温度、提高低温温度可改善合金的塑性,通过降低高温温度或中温温度可提高合金的冲击韧性.显微组织分析表明, TC18钛合金的强度主要受未转变β组织及在其上产生的次生α_s相的总的含量、次生α_s相的含量、形状的控制;合金的塑性受初生α_p相形状及次生α_s相的数量、形状控制;合金的冲击韧性受初生α_p相的含量及形状控制.

摘要：结构钛合金已成为航空、航天、船舶等重大工程领域的关键材料,其强韧化,特别是增韧,是材料研究的核心。应用状态下大部分结构钛合金由α+β两相组成,精细调控两相的成分、比例及形态是深度优化合金强韧性的基础。本文综述了结构钛合金主要的强韧性优化手段,重点介绍了本团队在结构钛合金成分设计、塑性变形方式及显微结构调控方面开展的相关研究工作。研究表明,通过两相的成分优化设计,可提高hcp结构α相及α/β两相界面的协调变形,并抑制脆性ω和Ti3Al相的过量析出;两相微区成分调控同样可诱发α相形变孪晶及β相形变诱发相变,导致孪晶增塑增韧效应。此外,大量研究也表明,制备多尺度显微结构是实现钛合金增塑增韧的重要调控手段。在钛合金微区相成分和形态精确调控的基础上,提出了基于微区调控的高强高韧钛合金设计及工程化制备的研究方法。最后对不同应用领域的高强韧结构钛合金的技术发展进行了总结及展望。

摘要：泡沫金属的孔率是一项易于测知和易于在制备过程中进行控制的特性指标， 而其电阻率在这两方面都比较困难。本文通过建立新的针对性理论公式，并与有关计算公式一起进行应用分析，找到了较合适的用孔率计算高孔率泡沫金属电阻率的方法，从而为多孔金属材料的整体优化设计和高孔率泡沫金属生产过程中电阻率指标的控制提供便利。

摘要：采用冷拉拔工艺制备了具有不同晶粒特征的工业纯Al线和工业纯Cu线,研究了晶粒对强度和导电率的影响机制。性能测试结果表明,拉拔变形后期,工业纯Al线和工业纯Cu线的强度和导电率同步提高,打破了强度和导电率传统的倒置关系。微观组织观察发现:随着拉拔变形量增大,轴向晶粒被拉长,径向晶粒逐渐细化,径向织构向织构转变,形成了晶粒形状异构和晶体取向异构的微观组织结构。理论分析表明:晶粒宽度和织构主要影响强度,晶粒长度主要影响导电率;提出了轴向长晶粒、径向细晶粒和径向硬取向织构是工业纯Al线和工业纯Cu线强度和导电率同步提高的根本原因。

摘要：天问一号是我国第一个行星探测器,其核心祝融号火星车承担着星面巡视和探测重任,已圆满完成预定90个火星日的探测并进入拓展任务。火星车上使用了多种SiC颗粒增强铝基复合材料,分别满足承载结构、运动机构、探测器结构的轻量化、耐磨损、耐冲击、尺寸稳定等苛刻服役要求,用量刷新了我国航天器铝基复合材料占比记录。本文介绍了针对火星车需求的4种铝基复合材料的研发历程,尤其是性能仿真、材料成分设计与制备加工等。在此基础上,针对未来飞行器等先进装备更苛刻服役工况对材料性能的更高要求,对低成本、高效制备和快速响应的需求,介绍了基于材料基因工程思想与大科学装置的研发新模式,展望了铝基复合材料未来的发展方向。