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:提出一种合成γ-LiAlO2的替代解决方案—改进燃烧法直接合成γ-LiAlO2,并将其用于相对简单的反应体系中,原料为非氧化性化合物如Al2O3和LiOH,燃料为尿素。采用1:1、1.5:1和2:1的非化学计量Li/Al摩尔比,在900和1000°C下反应5min,制备LiAlO2,并对其组织和结构进行表征。考察Li/Al摩尔比对材料形貌和高γ射线辐照下材料稳定性的影响。结果表明,所得粉体的晶体结构为?-LiAlO2和?-LiAlO2,其取决于Li/Al摩尔比。因此,用该方法可以成功合成微砖状、多面体状和层状?-LiAlO2,而无需任何后续处理。γ辐照结果表明,所得到的?-LiAlO2不分解,只形成少量的Li2CO3;由此可以确定,辐照会导致固结,不利于氚的有效提取;结果证明,用燃烧法生产高纯度?-LiAlO2不需要硝酸盐前驱体。
简介:采用扩散偶实验方法研究Fe含量对Ti6Al4V合金显微组织和性能的影响。通过制作Ti6Al4V-Ti6Al4V20Fe扩散偶,在1000°C经600h扩散退火,在一个样品内获得具有连续成分梯度的合金。结合电子探针、扫描电镜和纳米压痕,确定Ti6Al4VxFe合金成分-组织-硬度的关系。当合金中Fe含量增加到5%(质量分数)时,时效状态下合金中的α相体积分数降低到55%,同时合金具有最高的硬度,Ti6Al4V5Fe合金将是Ti6Al4VxFe体系中最具前景的合金。HAADF-STEM和XRD结果表明,Ti6Al4V5Fe合金在固溶淬火阶段生成纳米尺寸α''层片,这些亚稳的α''层片在随后的时效过程中逐渐长大,并作为α相的形核核心,形成稳定α相。
简介:室温下用溶胶凝胶自蔓延燃烧法合成平均尺寸约50nm的仿立方体结构KxNa1-xNbO3纳米粉体并制备成陶瓷,对陶瓷进行相结构、显微组织以及电性能的表征。XRD结果表明,KxNa1-xNbO3陶瓷为纯的钙钛矿结构,且K0.5Na0.5NbO3陶瓷具有正交相和单斜相的混合相结构。SEM结果表明,所有陶瓷样品均为孪晶分布,且孪晶分布中小晶粒数随K+含量的增加而减少。在室温下,晶粒尺寸均匀且具有最大密度的K0.5Na0.5NbO3陶瓷具有较优异的电性能:εr=467.40,tanδ=0.020,d33=128pC/N,kp=0.32。K0.5Na0.5NbO3陶瓷的优良电性能说明溶胶凝胶自蔓延燃烧法合成的K0.50Na0.50NbO3粉体性能较好,且制备的陶瓷满足无铅压电材料应用。
简介:转向节是汽车转向桥上的主要零件之一,能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。汽车行驶1万多km后转向节发生断裂。通过宏微观观察、金相组织检查、硬度测试、化学成分分析及H含量测定,对转向节的断裂性质和原因进行分析。结果表明:转向节断裂性质为氢致脆性断裂;转向节断裂主要与淬火层硬度偏高和深度偏大有关,淬火层硬度约HRC57.0,且整个截面都已淬透,硬度和深度均明显超出技术要求(HRC45~52,2~3mm),淬火层硬度偏高和深度偏大,致使氢脆敏感性增加,最终导致转向节发生氢致脆性断裂。调整淬火工艺,控制淬火层硬度和深度,可以防止此类故障的发生。
简介:复合环形气瓶爆破压力58MPa,未满足60MPa设计指标。气瓶水压爆破试验前依次经强度试验、气密性检查和疲劳试验。气瓶外层缠绕芳纶纤维,内衬为TC4钛合金超塑成形后激光焊接。运用多种分析手段开展内衬裂纹及断口的宏微观形貌分析、特征微区化学成分测定、焊缝金相组织检查。结果发现:在内衬内焊缝收弧焊趾部位存在裂纹源,裂纹源由数个微氧化脆性准解理小平面组成,源区与瞬断过渡区有疲劳条带特征。分析表明,裂纹源形成于焊接过程,在疲劳试验中发生疲劳扩展,而后爆破试验因裂纹前端应力强度因子达到临界值而发生失稳爆裂,裂纹性质为氢脆裂纹,属焊接气体保护不充分引起的环境吸氢。
简介:基于有限元软件ABAQUS和三维裂纹扩展分析软件Franc3D,对涡轮盘中心孔三维疲劳裂纹扩展进行研究分析。首先,对平板试样表面裂纹进行裂纹扩展模拟计算研究,对比手册中Gross/Brown理论模型验证裂纹扩展应力强度因子数值模拟的准确性;其次,针对涡扇发动机涡轮盘结构,对轮盘不同外缘等效应力、转速情况的应力强度因子以及考虑初始缺陷的三维疲劳裂纹扩展寿命进行计算;最后,讨论发动机载荷差异对应力强度因子和裂纹扩展寿命影响规律。结果表明:在相同裂纹长度时,应力强度因子随着轮盘外缘等效应力和转速增加而增大,载荷越大疲劳寿命则越短,且裂纹越长,影响越大。为工程上三维裂纹扩展计算以及寿命评估提供参考。