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机械工程材料
机械工程材料

杨武

月刊

1000-3738

mem@mat-test.com

021-65556775-368

200437

上海市邯郸路99号

机械工程材料/Journal Materials for Mechanical EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为材料科技与应用专业技术性刊物。刊登钢铁材料、合金材料、粉末冶金、硬质合金、精细陶瓷、工程塑料和复合材料等工程用材料和特殊功能材料的科研成果和实验研究报告。介绍材料制备、热处理、加工、性能检测的新技术、新仪器设备。设有综述、试验研究和工厂经验等栏目。读者对象为材料科研、生产部门技术人员及相关专业院校师生。
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    825合金在含单质硫高温高酸性环境中的局部腐蚀行为

    唐庚周朗李祚龙龚浩...
    61-66页
    查看更多>>摘要：在132℃、H2S分压4.8 MPa、CO2分压1.6 MPa、氯离子质量浓度42 750 mg·L-1的气田模拟地层水中,通过腐蚀挂片试验研究了825合金在含单质硫(每升地层水中包裹合金的单质硫质量为10 g)与不含单质硫条件下的局部腐蚀行为.结果表明:在不含单质硫条件下825合金几乎不发生腐蚀,腐蚀6 d时的腐蚀速率仅为0.007 7 mm·a-1;添加单质硫腐蚀3 d时腐蚀速率达到0.055 2 mm·a-1,合金发生了严重的局部腐蚀,随腐蚀时间的延长,合金表面局部腐蚀坑面积、腐蚀坑最大深度和腐蚀速率增大.在不含单质硫条件下合金表面腐蚀产物极少,主要为FeCO3,在含单质硫条件下,随着腐蚀时间的延长,表面腐蚀产物增多,主要为FeCO3与FeS;单质硫在高温下发生歧化反应产生H+和S2-,使825合金表面腐蚀产物膜破裂,从而加剧了局部腐蚀.

    高温高酸性环境825合金单质硫腐蚀产物局部腐蚀坑

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    硅、铬掺杂对TiAlN基涂层微观结构及摩擦学性能的影响

    黄彪周琼王雅琪安琦...
    67-73页
    查看更多>>摘要：分别以Ti0.5Al0.5、Ti0.5Al0.4Cr0.1、Ti0.5Al0.4Si0.1为靶材,采用电弧离子镀技术制备了TiAlN涂层、TiAlSiN涂层和TiAlCrN涂层,研究了硅、铬掺杂(二者掺杂量近似相同)对TiAlN基涂层微观结构、力学性能以及摩擦学性能的影响.结果表明:TiAlN涂层、TiAlSiN涂层和TiAlCrN涂层均结构致密,与基体结合良好,呈柱状晶生长,呈现较强的(200)晶面择优取向;硅、铬元素掺杂使得涂层晶粒细化,其中硅元素掺杂形成的Si3N4非晶相对(Ti,Al)N纳米晶生长有抑制作用,TiAlSiN涂层的晶粒尺寸最小.硅、铬元素掺杂提高了涂层的硬度和内应力,并且硅掺杂的提升效果更好;硅、铬掺杂降低了涂层的硬度与弹性模量的比值和结合力,并且硅掺杂的降低幅度更大,TiAlSiN涂层的韧性最差;硅元素和铬元素的掺杂均能降低TiAlN涂层的摩擦因数和磨损率,硅掺杂对摩擦因数的降低幅度高于铬掺杂,对磨损率的降低幅度低于铬掺杂.

    硅掺杂铬掺杂TiAlN基涂层微观结构力学性能

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    《机械工程材料》网上投稿简则

    《机械工程材料》编辑部
    73页
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    hBN含量对hBN/聚氨酯丙烯酸酯复合材料力学和摩擦学性能的影响

    胡海霞刘正果
    74-80页
    查看更多>>摘要：采用硅烷偶联剂KH550对六方氮化硼(hBN)纳米颗粒进行表面改性处理,利用立体光刻技术制备不同质量分数(0.05%,0.10%,0.15%,0.20%)hBN改性聚氨酯丙烯酸酯(hBN/PUA)复合材料,研究了hBN含量对复合材料力学性能和干摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着hBN含量的增加,复合材料的拉伸和弯曲强度均先增再降,稳定摩擦因数和磨损质量损失均先减后增;当hBN的质量分数为0.10%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度最大,相较于纯PUA分别提高35.87%和36.92%,稳定摩擦因数和磨损质量损失均最小,与纯PUA相比分别降低31.03%和45.83%,此时复合材料的力学性能和耐磨性能最佳.当hBN的质量分数不高于0.10%时,hBN颗粒均匀地分布在PUA基体中,阻碍裂纹扩展,因此复合材料强度和耐磨性提高;当hBN质量分数大于0.10%时,hBN颗粒发生团聚,导致应力集中,强度和耐磨性能降低.

    hBN/PUA复合材料拉伸性能弯曲性能干摩擦磨损性能

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    关于举办"2024年全国残余应力测试技术和喷丸强化技术培训班"的通知

    《机械工程材料》编辑部
    80页
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    镍添加量对锰锌铁氧体结构与性能的影响

    余金睿刘数华黄莺莺孔倩倩...
    81-86页
    查看更多>>摘要：以羰基镍粉和锰锌铁氧体粉为原料,在不同温度(1 320,1 360,1 380℃)下真空烧结制备锰锌铁氧体,研究了添加的镍质量分数(0,2%,4%,6%,8%,10%)对锰锌铁氧体微观结构、力学性能、电学性能和磁学性能的影响.结果表明:镍的添加未改变锰锌铁氧体的尖晶石结构,当镍质量分数大于2%时,锰锌铁氧体中存在Fe2O3相以及部分未完全固溶的镍;随着镍添加量的增加,锰锌铁氧体中的孔洞数量减少,晶体结构更加致密.随着烧结温度的升高,不同镍添加量锰锌铁氧体的密度先增后减,抗弯强度整体呈先略微增大后降低的趋势,1 360℃温度下烧结得到的锰锌铁氧体具有最高的密度和较好的力学性能.随着镍添加量的增加,锰锌铁氧体的密度、抗弯强度、饱和磁化强度、初始磁导率、饱和磁感应强度、电导率和居里温度均增大,力学、电学和磁学性能提高.

    真空烧结镍的添加锰锌铁氧体力学性能磁学性能

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    冷喷涂过程中颗粒加速特性的数值模拟

    董脉鸣辛红敏李光平代辉...
    87-95页
    查看更多>>摘要：采用ANSYS FLUENT软件建立冷喷涂过程中颗粒沉积的有限元模型,通过颗粒撞击速度的估算公式进行了验证;采用有限元模型开展了载气压力(0.5,0.7,0.9,1.1,1.3 MPa)、载气温度(400,500,600,700,800 K)、喷涂距离(15,20,25,30,35 mm)等工艺参数对颗粒加速特性的单因素影响研究,通过响应曲面法分析工艺参数对颗粒加速特性的交互影响规律.结果表明:不同工艺参数下颗粒撞击速度模拟值与估算值的平均相对误差为5.37%,验证了有限元模型的可靠性.随着载气压力的增加,颗粒速度增大,相邻载气压力下颗粒撞击速度的平均增加幅度为50 m·s-1,颗粒温度变化不明显;随着载气温度升高,颗粒温度升高,相邻载气温度下颗粒撞击温度的平均增加幅度为60 K,颗粒速度变化不明显;随着喷涂距离的增加,颗粒速度和颗粒温度均变化不明显.载气压力对颗粒速度的影响最为显著,载气温度次之,喷涂距离的影响最不显著.载气压力与载气温度的交互作用对颗粒速度的影响最为显著,载气压力与喷涂距离次之,载气温度与喷涂距离交互作用的影响最小.

    冷喷涂颗粒加速特性工艺参数响应曲面法

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    38CrMoAl钢表面渗氮与激光淬火复合改性层的组织和性能及厚度预测

    王天成王祎雪李九霄张宇航...
    96-103页
    查看更多>>摘要：对38CrMoAl钢进行460℃渗氮8,16 h与激光淬火处理,研究了复合改性层的组织和性能;利用Matlab软件与Abaqus有限元软件对复合改性层的氮浓度分布场和激光淬火温度场进行数值模拟,预测不同工艺下复合改性层的厚度,并进行试验验证.结果表明:复合改性层表面组织为含过饱和氮的马氏体,次表面为淬火马氏体,同时复合改性层中还存在铁的氧化物(Fe3O4,FeO,Fe2O3)和铁的氮化物(ε-Fe2-3N、γ'-Fe4N)组成,且16 h渗氮+激光淬火得到氮化物的含量更多.不同工艺处理后复合改性层截面硬度分布曲线中存在平台区,16 h渗氮+激光淬火后复合改性层平台区的硬度为720 HV,比8 h渗氮+激光淬火的复合改性层高约100 HV;8,16 h渗氮+激光淬火后复合改性层的厚度分别为530,590 μm.与8 h渗氮+激光淬火相比,16 h渗氮+激光淬火后复合改性层的稳定摩擦因数和磨损体积均较低,分别为0.293,1.012 mm3,耐磨性能较优.预测得到8,16 h渗氮+激光淬火后复合改性层的厚度分别为531,583 μm,相对误差小于3%,验证了预测方法的有效性.

    38CrMoAl钢离子渗氮激光淬火硬度耐磨性能改性层厚度

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    搅拌针转速对6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头焊接温度及硬度分布的影响

    廖利华莫宇丹刘克张鹏...
    104-111页
    查看更多>>摘要：通过试验研究了960～1 800 r·min-1搅拌针转速下6061-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的硬度分布;采用ABAQUS软件对搅拌摩擦焊过程的温度分布进行有限元模拟,通过热影响区测温点的温度变化对模型进行验证,模拟研究搅拌针转速对热影响区焊接温度的影响,并建立焊接温度分布与接头硬度分布的对应关系.结果表明:接头最低硬度位于热影响区或焊核+热机影响区.当搅拌针转速不高于1 200 r·min-1时,后退侧最低硬度(RLH)区域的硬度低于前进侧最低硬度(ALH)区域,RLH区域为接头力学性能的最薄弱位置;当搅拌针转速高于1 200 r·min-1后,ALH区域的硬度低于RLH区域,ALH区域成为最薄弱位置.模拟得到热影响区不同测温点的温度变化趋势与试验结果相吻合,峰值温度的最大相对误差为2.6%,说明该模型可以准确预测6061-T6铝合金在搅拌摩擦焊接过程中的温度分布.当搅拌针转速不超过1 200 r·min-1时,RLH区域的峰值温度比ALH区域更高,析出相溶解更多,硬度更低;当搅拌针转速高于1 200 r·min-1后,ALH区域的峰值温度更高,在高温区域停留的时间更长,析出相溶解更严重,硬度更低.通过模拟获得接头焊接时峰值温度超过400℃且降温速率最慢的区域,即为接头力学性能的最薄弱位置.

    焊接温度搅拌针转速析出相硬度分布

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    大变形下固体推进剂黏弹性本构参数的识别

    李瑞阳郑战光孙经雨钱桂安...
    112-118页
    查看更多>>摘要：在ZWT非线性黏弹性本构模型中添加额外的Maxwell单元,建立了非线性广义Maxwell模型(NLGMM)并进行数值离散化,基于Nelder-Mead单纯形算法,使用端羟基聚醚(HTPE)固体推进剂在不同等位移速率下的拉伸试验数据对本构参数进行优化和验证,分析了使用工程应变速率和真应变速率对真应力计算结果的差别.结果表明:经数值离散和参数优化后,建立的NLGMM可以很好地描述HTPE固体推进剂的力学行为,对真应力的计算结果与试验结果的最大相对误差不超过6%.当HTPE固体推进剂发生的变形量较小(真应变不大于0.1)时,使用工程应变速率计算的真应力与使用真应变速率计算结果之间的相对误差不大于5%,此时可忽略变形导致的非线性效应,使用工程应力-工程应变和工程应变速率进行计算来确定NLGMM材料参数;当HTPE固体推进剂发生较大变形(真应变不小于0.4)时,使用工程应变速率计算的真应力为使用真应变速率计算结果的1.33倍及以上,材料变形导致的非线性效应不可忽略,应使用真应力-真应变和真应变速率进行计算来确定NLGMM的材料参数.

    非线性黏弹性本构模型大变形固体推进剂参数优化

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