摘要：在氮化硅陶瓷气压烧结制备过程中,除烧结加热制度外,氮气压力对其性能影响也很大,为了制备出性能更为优异的氮化硅陶瓷,本文采用气压烧结法在不同压力下制备氮化硅陶瓷材料,研究氮气压力对氮化硅陶瓷材料力学性能的影响。结果表明:当氮气压力达到4 MPa左右时,获得的氮化硅陶瓷材料综合性能最佳,α相几乎全部转变为β相,β-Si_(3)N_(4)晶粒长径比约为5.5,相对密度约为97.9%,抗弯强度约为(671.83±30.00)MPa、维氏硬度(HV)约为1670.25±50.00、断裂韧性约为(7.83±0.3.0)MPa·m1/2;通过分析氮化硅陶瓷材料腐蚀面和压痕裂纹的微观结构,发现适当的氮气压力能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制,消耗裂纹扩散能量,从而提高氮化硅陶瓷材料的断裂韧性,本研究对氮化硅陶瓷材料的增韧具有一定的指导意义。

摘要：通过对热轧304不锈钢沿轧制方向和宽度方向进行划痕试验,对氧化皮剥落过程及界面结合强度进行了研究。采集了划痕过程中的声发射信号和摩擦因数,结合氧化皮破裂过程中的显微形貌,测定了内外氧化层间以及氧化皮与基体间的界面结合力,分析比较了沿不同方向层间及界面结合强度的差异,计算得出氧化皮的界面结合强度。结果表明,氧化皮为两层结构,造成在划痕试验过程中声发射信号发生2次突变,摩擦因数也分为3个阶段。受残余应力影响,临界载荷沿宽度方向比沿轧制方向大。结果还表明,沿轧制方向氧化皮层间及界面结合强度分别为114和112 MPa,沿宽度方向的分别为155和121 MPa,沿轧制方向喷射强度比沿宽度方降低了20%左右,因此说明除鳞过程中喷浆方向沿轧制方向有利于能耗降低和氧化皮去除。

摘要：针对抛浆冲击后基体表面粗糙度缺乏精确控制模型的问题,基于BP神经网络,构建了抛浆工艺参数对基体表面粗糙度的BP神经网络预测模型,并以304不锈钢为研究对象进行了抛浆冲击试验,通过对样本数据进行方差分析检验,分析了各工艺参数对表面粗糙度的影响程度,由此确定了网络模型的输入和输出参数,以进行网络模型的训练和验证。结果表明,网络模型抛射速度的预测值和总样本的最大相对误差为4.80%;通过网格模型结果给定抛射速度试验得到的粗糙度值与目标值最大相对误差为2.40%。说明该神经网络模型能够指导工艺参数设定,实现冲击后钢板表面粗糙度的精准控制。

摘要：提出了一种镁合金无缝管穿孔新方法(二辊斜轧穿孔),并利用三维有限元分析软件DEFORM-3D对二辊斜轧穿孔过程进行了模拟,分析了穿孔过程中的微观组织演变。结果表明,模拟的微观结构与实验的微观结构具有相同的演变规律,平均晶粒尺寸接近,证明了采用二辊穿孔新工艺穿制AZ31大口径镁合金无缝管的可行性和DEFORM-3D软件模拟结果的可靠性。

摘要：针对不锈钢极薄带在弹塑性拉伸过程中出现的褶皱现象,对数字图像相关技术采集的厚度为0.02 mm的SUS304极薄带拉伸试验数据进行了分析,探讨了褶皱形成机理。结果表明,SUS304极薄带产生纵向褶皱主要是由横向应变超过10.104%时,两侧产生的内部横向压应力促使试样向中间挤压运动导致的。其表面不断有新褶皱产生,原有褶皱不断向两端扩展变化,皱曲程度加深,表面褶皱数量不断增多,纵向褶皱纹理越加明显,且纵向褶皱波长远大于波峰到波谷的垂直距离;SUS304极薄带拉伸断裂形式为从边部撕裂并逐渐向内扩展。

摘要：针对在由力学挠曲特性推导的拉弯矫直弯曲曲率公式中存在理论计算值与实验测量值误差较大的问题,将弯曲单元中的带材曲线假设为抛物线,推导出带材张力切向角度与张力和矫直辊压弯量之间关系的计算公式,对原曲率计算方法进行了优化。并以304不锈钢为研究对象进行了弯曲曲率测试实验,通过对带材下表面的弯曲曲线进行多项式拟合,分析出弯曲曲率实验值,并与理论计算值对比分析。结果表明,原公式计算结果与实验值误差在2.1%~127.0%,优化公式计算结果与实验值误差在2.3%~21.6%,优化曲率计算结果的最大误差比原公式计算结果最大误差小105.4%,说明该公式计算的弯曲曲率与实际拉伸弯曲更吻合。

摘要：为了增韧Si_(3)N_(4)基陶瓷材料,以钨(W)作为第二相材料,Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)作为烧结助剂,采用气压烧结法制备了W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料。研究了W含量对W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料致密性、力学性能以及结构的影响。结果表明:在W含量小于5%(质量分数)时,样品致密度均达97%以上;在W含量为5%(质量分数)时,获得的W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料综合性能最佳,弯曲强度、硬度和断裂韧性分别为(670.28±40.00)MPa、(16.42±0.22)GPa和(8.04±0.16)MPa·m^(1/2),相比于未添加金属W的Si_(3)N_(4)陶瓷材料分别提高了38.08%、13.08%和44.34%;通过分析W/Si_(3)N_(4)复合陶瓷材料样品抛光面和压痕裂纹的微观结构,发现W的引入能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制,消耗裂纹扩展能量,从而改善Si_(3)N_(4)陶瓷的断裂韧性。

摘要：为了解决镁合金无缝管难加工问题,研究了AZ31镁合金斜轧穿孔制备管坯新工艺。根据镁合金热加工本构关系确定加工温度和应变率范围为300~450℃、0.001~1 s^(-1),根据斜轧理论与现有的三辊斜轧设备初步确定工艺参数,对Φ40 mm×300 mm镁合金棒材进行穿孔过程热力耦合数值模拟及实验研究,取穿后毛管试样进行金相分析。结果表明:采用斜轧穿孔方式完全可以制备AZ31镁合金无缝管;在400℃下,选择合适的顶头前伸量、送进角、轧辊转速、孔喉直径能够顺利穿制Φ40 mm×5.5 mm×615 mm镁合金毛管;轧后组织成等轴状均匀分布且晶粒明显细化,达到3μm,相应力学性能得到改善。此工艺可代替传统挤压工序生产无缝镁合金管,提高生产效率、降低成本,便于后续成品管的生产。

摘要：高精度矫直辊辊型设计及工艺参数控制是二辊矫直机的核心技术。为了满足高精度棒材矫直要求,在辊型设计过程中依据矫直辊磨损状态、弹塑性理论、塑性变形硬化系数求解模型及中性层偏移理论,提出"凹三凸二"分段辊型的矫直辊组合形式及辊型设计方法。在此基础上,根据棒材与矫直辊的局部线接触状态,建立棒材二辊矫直倾角及辊缝估算模型,进而探讨二辊矫直工艺参数(倾角、辊缝、矫直速度和导板间距)的变化规律和控制策略,并给出具体设计实例和有限元模拟分析。从矫直力、塑性变形深度、直线度及残余应力等角度,证明该辊型设计方法和工艺控制策略的有效性,且现场试验矫后的棒材直线度小于1 mm/m,完全满足棒材高精度矫直标准。

摘要：孔隙率是影响氧化皮与钢基体界面裂纹扩展的重要因素,采用分子动力学模拟软件LAMMPS建立模型Ⅰ(定孔缺陷数量模型)和模型Ⅱ(定孔缺陷尺寸模型)两种模型,从抗拉强度、中心对称分析(CSP)以及界面局部应力分布3个方面研究了孔隙率对于界面裂纹扩展的影响。结果表明,相同孔隙率下,模型Ⅱ比模型Ⅰ的抗拉强度低,表明孔缺陷分布范围比孔缺陷的尺寸对于材料的抗拉强度影响更大。同时裂纹扩展时动态不稳定性导致裂纹非对称性扩展,孔隙率的增加会阻碍应力增长和裂纹扩展速度,增强裂纹扩展的不对称性。当孔隙率达到9%时,在界面裂纹扩展后,模型Ⅰ+x方向裂尖偏转界面上方孔缺陷,模型Ⅱ则为界面裂纹扩展后,上方孔缺陷融合发展。