简介:建立了用于模拟立方晶系合金三维枝晶生长的改进元胞自动机模型。该模型将枝晶尖端生长速率、界面曲率和界面能各向异性的二维方程扩展到三维直角坐标系,从而能够描述三维枝晶生长形貌演化。应用本模型模拟在确定温度梯度和抽拉速度条件下三维柱状晶生长过程的一次臂间距调整机制和不同择优取向柱状晶之间的竞争生长。使用NH4Cl-H2O透明合金进行凝固实验,模拟结果和实验结果吻合较好。
简介:建立一种有效修正相场模型来模拟小平面枝晶生长形貌。通过该模型分别研究网格大小、各向异性值、过饱和度及不同重对称性对小平面枝晶生长形貌的影响。结果表明,随着时间的推移,晶核生长为六重对称性的小平面形貌。当网格尺寸大于640×640时,小平面形貌不受模拟网格大小的影响。随着各向异性值的增加,小平面枝晶的尖端速度增大到一个饱和值后再逐渐降小。随着过饱和度的增加,晶核从一个圆形演化为发达的小平面枝晶形貌。根据Wulff理论和对应的小平面对称性模拟形貌图,证明所提出的模型是有效的,并能够拓展到任意重对称性的晶核生长的模拟。
简介:采用熔融玻璃净化技术研究了三元Fe35Cu35Si30合金的液相分离与枝晶生长特征。实验获得的最大过冷度为328K(0.24TL)。结果表明,合金在深过冷条件下具有三重凝固机制。当过冷度小于24K时,α-Fe相为初生相,凝固组织为均匀分布的枝晶。过冷度超过24K之后,合金熔体分离为富Fe区和富Cu区。在过冷度低于230K的范围内,FeSi金属间化合物为富Fe区的初生相;当过冷度高于230K时,Fe5Si3金属间化合物取代FeSi相成为富Fe区的初生相。随着合金过冷度的增加,FeSi相的生长速率逐渐升高,而Fe5Si3相的生长速率将逐渐降低。在富Cu区,初生相始终为FeSi金属间化合物。能谱分析表明,富Fe区和富Cu区的平均成分均已严重偏离初始合金成分。
简介:采用纯Al片表面浸Zn后再电镀厚Cu层的方法制备Cu/Al层状复合材料。在473~673K温度范围内对该复合材料进行退火,研究退火过程中Cu/Al界面扩散与反应、界面金属间化合物(IMCs)层的长大动力学以及Cu/Al层状复合材料电阻率。结果表明,经过473K、360h的退火处理,未观察到Cu.AlIMCs层,显示Zn中间层能有效抑制Cu/Al界面扩散。可是,当复合材料经573K及以上温度退火时,Zn层中的Zn原子主要向Cu中扩散,从Al侧到Cu侧形成CuAl2/CuAl/Cu9Al4三层结构的反应产物。IMC层遵循扩散控制的生长动力学,Cu/Al复合材料的电阻率随退火温度及时间的增加而增大。
简介:研究Cu-Mg-Te-Y合金在铸态、热轧态、冷轧态的组织和元素分布;讨论不同退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金组织的改变;分析轧制和退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金性能的影响。结果表明,不同的轧制工艺获得的合金组织与铸态合金组织相比差别明显,轧制后合金中Mg元素分布比铸态合金的更加均匀,Cu-Mg-Te-Y合金热轧后Cu2Te相被挤碎,尺寸变小,分布更加弥散,继续冷轧后Cu2Te相则被拉长、压扁,呈细条状。冷轧后的Cu-Mg-Te-Y合金在390℃以下退火1h,组织变化不明显,在550℃退火1h后,冷变形产生的纤维状组织发生完全回复再结晶,加工硬化效果消失,抗拉强度大幅度下降,导电率上升。退火温度在360~390℃范围内,Cu-Mg-Te-Y合金可以获得较好的力学性能。
简介:采用分子动力学模拟方法和团簇类型指数法,对过冷液态和非晶态金属Pb在等温驰豫过程中bcc相的形成和演变特性进行研究。结果表明:bcc相的形成和演变密切依赖等温驰豫过程的初始温度和初始结构,在过冷液态区,bcc相很容易形成并在模拟时间范围内保持稳定;而在非晶态区,bcc相先形成并随后部分转变为hcp相,当驰豫的初始温度在较低的153K和113K时,hcp和fcc相不经历亚稳bcc相而直接在非晶态结构中形成;这说明Ostwald的"步进原则"在过冷液态和非晶态Pb等温驰豫过程中是有效的,并且,亚稳bcc相起到重要的晶化前驱的作用。
简介:用等离子电解氧化(PEO)法在AZ91和AZ80镁合金表面制备涂层,研究在电解液中添加石墨纳米颗粒对涂层的耐腐蚀性和耐磨性能的影响。所用电解液为含有磷酸盐和硅酸盐的碱性溶液,并采用两种不同的PEO处理时间(1min和3min)。用动电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)分析涂层的耐腐蚀性,用平面-盘式滑动摩擦实验测试其耐磨性能。用扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)观察涂层的组织形貌、微观结构、元素组成和涂层厚度。结果表明,石墨纳米颗粒增加了涂层的厚度,封闭了表面的孔隙,使涂层更致密,因此提高了其耐腐蚀性和耐磨性能。由于AZ91具有更高的铝含量,其耐腐蚀性能和耐磨性能的提高比AZ80更显著。
简介:疲劳和磨损是影响枪炮身管寿命的两个重要因素。本研究简述了枪炮身管抗疲劳和磨损技术研究进展,并对身管烧蚀磨损寿命和疲劳寿命评估现状进行评述,指出以药室增长量或膛线起始部位,径向磨损量预测身管剩余寿命科学依据不足,且未考虑疲劳和磨损的耦合作用促使裂纹萌生和扩展速率加速的现象。鉴于传统的寿命预测技术不能准确预测身管失效时间,身管健康监测已成为确保枪炮安全服役的重要手段。任一发弹射击时身管外表面产生的应变包含了弹、炮、药三者的综合信息,文中提出以应变增量为身管损伤状态特征值,基于实测身管外壁面应变和局部应变法,建立身管健康状态、外壁面应变和寿命(射弹数)三者之间的内在联系,对枪炮设计、试验、使用和维护具有重要的理论意义和应用价值。