高速铣削淬硬H13钢表面粗糙度及残余应力实验研究

为了获得淬硬H13模具钢在高速铣削后的高质量表面,基于单因素实验设计法,采用TiAlN涂层硬质合金立铣刀对其进行高速铣削实验。通过使用NPFLEX白光干涉仪和PROTO X射线衍射仪对加工后工件表面粗糙度、表面形貌以及表面残余应力进行测试,同时分析了切削速度、每齿进给量和轴向切深对测试结果的影响规律。研究结果表明：当切削速度为150 m/min时,表面粗糙度Ra值最小;当每齿进给量为0.06 mm/z时,Ra值最佳;而当轴向切深为0.06 mm时,Ra值最大。随着切削速度的增大,表面残余压应力呈现先减小后增大再减小的变化趋势,随着每齿进给量的增加,表面残余压应力变化并不显著,而随着轴向切深的增加,表面残余压应力增大;最大表面残余压应力和最小表面粗糙度的组合并不在相同的切削参数下获得。     

表面完整性对18CrNiMo7-6合金钢机械性能的影响

关键构件机械性能的影响因素有很多,如表面形貌、表面应力集中以及表面残余应力状态等。对18CrNiMo7-6合金钢同一工艺下的拉伸试样表面形貌和残余应力进行了测量,得到试样表面应力集中系数。通过拉伸试验,研究了表面形貌、应力集中系数和残余应力对18CrNiMo7-6合金钢拉伸试样机械性能的影响。试验结果表明:随着表面粗糙度、表面应力集中系数的增大,试样的屈服强度和抗拉强度降低;残余拉应力对试样的屈服强度影响不大。通过有限元ANSYS软件仿真分析,得到了拉伸试样的应力-应变曲线,仿真结果表明:残余应力并不影响材料的拉伸应力-应变曲线和机械性能。     

普通碳钢的一种 PVD 镀膜及其耐蚀性研究

为了提高水力喷射压裂中喷嘴的耐蚀耐磨性， 使用普通碳钢进行 PVD 镀膜， 研究了 3 种镀膜试样的表面物理性能和脉冲负偏压的影响， 采用失重法、 电化学法和 XRD 等测试了 PVD 镀膜的耐蚀性。结果表明： 脉冲负偏压在–400∼–700 V， 镀层的沉积速率和显微硬度随负偏压的增大而降低， 膜基结合力先增加后减小； 在高流速下， 3 种试样均表现出良好的耐磨蚀性， 模拟地层水流速为 6 m/s 时， 碳钢的磨蚀速率是镀膜试样的 4 倍； 单因素条件下， 3 种镀膜的腐蚀速率随 Cl−浓度增加先增加后减小， 随 pH 值增加而减小； 3 种镀膜中 AlCrN （厚） 镀膜的耐蚀性最佳， 这与镀膜的致密性和牺牲阳极保护作用有关。     

搅拌摩擦加工细晶TA2纯钛及其热稳定性研究

通过控制搅拌摩擦加工(friction stir processing,FSP)工艺参数实现TA2纯钛的晶粒细化。利用光学显微镜、扫描电子显微镜及显微硬度测试等仪器和技术研究了退火前后细晶纯钛的显微组织与硬度变化。结果表明:在水冷条件下,TA2纯钛的晶粒尺寸可降低至2μm左右,晶粒细化效果主要受到搅拌头搅拌速度/前进速度比值大小影响;当退火温度在450℃及以下时,FSP细晶纯钛显微组织与硬度变化不明显;当退火温度升高至500℃时,FSP纯钛试样的搅拌区晶粒尺寸明显增大,且显微硬度降低。     

Si衬底上3C-SiC异质外延应力的消除

利用低压化学气相沉积方法在N型Si衬底上异质外延生长3C-SiC薄膜,研究和分析了不同碳化工艺和生长工艺对3C-SiC外延层的影响;探讨了Si衬底3C-SiC异质外延应力的消除机理。通过台阶仪和XRD对不同工艺条件下的外延层质量进行分析,得到最佳工艺条件的碳化温度为1 000℃,碳化时间为5 min,生长温度为1 200℃,生长速度为4μm/h。对最佳工艺条件下得到的外延层的台阶仪分析表明外延层弯曲度仅为5μm/45 mm;而外延层的XRD和AFM分析表明,3μm厚度外延层SiC(111)半高宽为0.15°,表面粗糙度为15.4nm,表明外延层结晶质量良好。     

紫外光固化固结磨料研磨盘研磨铜片的研究

采用UV固化工艺,将粒径为15 μm左右的白刚玉（氧化铝）磨料固结于光固化树脂中,通过添加NaCl来制造气孔,制备固结磨料研磨盘(FALP) 。选取工件的材料去除率(MRR)和表而粗糙度Ra来评价研磨的加工性能。对比研究了在相同粒径磨粒下的游离磨料研磨、不同气孔率的固结磨料研磨多种方法对铜片的加工性能。[HTK]实验结果表明：固结磨料研磨铜片的去除速率是游离磨料加工的5~7倍,而经前者研磨的铜片表面粗糙度Ra值为0.083 μm,大于后者的0039 μm。含添加物的固结磨料研磨盘所加工的铜片的表面粗糙度Ra值较未添加的相对较好。     

用悬浮液干燥法制备CeO_2包覆的ZrO_2粉体

讨论了用一种新的表面改性技术制备Al2O3掺杂、CeO2包覆ZrO2纳米粉体的方法。在水(乙醇溶剂中,干燥硝酸铈和单斜相二氧化锆粉体的悬浮液经800℃热分解,可以制备出粒度小于100 nm的Al2O3掺杂、CeO2包覆的单斜相ZrO2粉体。该粉体可以在空气中和1 450℃下无压烧结成致密化Ce-TZP材料,具有KIC=11 MPa m1/2的良好断裂韧性和HV30 =750 kg/mm2的硬度。     

高频电阻感应局部表面加热自冷淬火

本文利用国产高频加热设备实现了45,40Cr 和35CrNi 3 Mo 钢的高频电阻感应局部表面加热自冷淬火。获得了长100mm,宽5—7mm,深1.0—1.5mm,HRC54—59的仿形性淬硬带。经金相检验,透射电镜观察,显微硬度和变形量的测定,分析了不同工艺参数对淬硬带的影响规律,试验表明这种淬火方法节省能源变形小。其淬硬带主要是回火板条马氏体。40Cr 钢个别区域有挛晶马氏体,45钢则有少量下贝氏体。提高阳极电压,细化原始组织,增强材料自身的冷却能力,适宜地控制感应加热距离有利于提高淬火质量。     

单框架控制力矩陀螺受力特性分析

单框架控制力矩陀螺因其优异的姿态控制性能被用于两轮平衡车的姿态控制,由于控制力矩陀螺长时间工作于转子高转速、框架高动态环境下,其结构容易发生破坏,导致装置失效。为了确定控制力矩陀螺结构薄弱点及其受力规律,确保转子系统可靠运行,利用ABAQUS有限元分析软件,分别建立了某车载单框架控制力矩陀螺转子和整体有限元模型,分析不同目标参数下其稳态特性和动态特性。结果表明,转子系统的薄弱部位在转子轴根部和框架轴轴承安装处,转子轴和框架轴薄弱处所受应力会随转速增大而增大,当达到7 000 r/min时会有超过许可应力值的危险;随着框架转动,转子轴主应力先增加,随后保持不变,框架轴主应力随框架转角的增加而增加,当达到4 rad/s时,框架轴和转子轴均接近许可应力,有断裂风险。最后,基于分析结果及车载控制力矩陀螺的性能要求,给出转子转速和框架转速安全运行范围,为后续控制力矩陀螺自适应控制的实现提供参考。     

高抗镉球孢白僵菌筛选及其吸附性能研究

为从重金属污染土壤中筛选耐镉菌株,并研究其对重金属镉的耐受能力、吸附效果,以及在重金属镉胁迫下的最佳吸附条件,以期为微生物法去除重金属提供优良真菌,采用梯度浓度驯化以及平板划线得到一株高耐镉菌株,进行形态观察和ITS r DNA序列分析。通过单因素实验探究菌株最适生长条件;通过计算耐受性系数对菌株的重金属耐受性进行评估;使用AAS法检测菌株对不同浓度Cd2+的吸附率。经研究发现:菌株最适生长条件为:pH=6,温度25℃,最适接种量7.5%;该菌株在含Cd2+为9 000 mg/L的平板上仍能生长;在含镉40 mg/L的液体培养基中,吸附率达98%,在Cd2+浓度达1 000 mg/L时,吸附率为92%。说明该菌株具有对镉的高耐受性、高吸附率,为微生物法去除重金属的微生物应用提供新的选择,也为研究高耐受重金属丝状真菌的耐受机制提供了材料。