一、低碳钢的高温力学性能（论文文献综述）
蒋一锋[1]（2021）在《Y元素和Ce元素对Mg-Al-Si合金组织及性能的影响》文中研究说明在21世纪,随着不可再生能源的不断消耗和环境污染问题日益严重,汽车车体的减重越来越受到重视。镁合金虽然具有较高的比刚度、比强度和低密度等优点,是汽车车体减重的理想材料,但是当工作温度高于120℃后,合金的力学性能开始恶化,不能满足高温工作的要求。想要扩展镁合金在汽车产业的应用范围,实现汽车车体的轻量化从而达到节约能源、缓解环境污染的目的,首要的就是要开发出低成本、性能好的耐热镁合金。目前开发的大多数耐热镁合金,合金化元素基本都是稀土元素,且稀土元素的添加量比较大。这就导致合金价格高昂,难以实现在汽车制造业中大规模的应用,也就达不到汽车车体轻量化的目的。找到能够替代稀土元素,且价格低廉的合金化元素是值得深入研究的问题。本文以加入Al-26Si中间合金的方式,向镁合金中引入Si元素和Al元素,首先通过调整合金中Si元素的添加量,根据Mg-Al-Si合金的显微组织和力学性能,选择Mg-14Al-5Si作为后续进行改性的基础合金。而后向Mg-14Al-5Si合金分别添加Y元素、Ce元素制备Mg-14Al-5Si-x Y和Mg-14Al-5Si-y Ce合金,根据Mg-14Al-5Si-x Y和Mg-14Al-5Si-y Ce合金的组织及性能,确定改性效果最佳的Y元素、Ce元素的添加量。本文利用光学显微镜（OM）、ICP光谱仪、X射线衍射仪（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）对合金组织和成分进行分析。利用布洛维硬度计和电子万能试验机对合金力学性能进行测试。本论文通过改变Si元素的添加量及相应Al元素的含量,研究镁合金显微组织及力学性能的变化规律,以及Y元素和Ce元素的添加量对Mg-14Al-5Si-x Y和Mg-14Al-5Si-y Ce合金的中Mg2Si相及β-Mg17Al12相的改性效果与改性机制,及对Mg-14Al-5Si-x Y和Mg-14Al-5Si-y Ce合金力学性能的影响。使用Al-26Si中间合金向镁合金中引入Si元素及Al元素,添加0.8wt.%、2.0 wt.%、3.0 wt.%、4.0 wt.%、5.0 wt.%的Si元素,发现添加5.0wt.%的Si元素时,Mg-Al-Si合金中的Mg2Si相和β-Mg17Al12相数量最多,且此时合金布氏硬度最高,为109HB,因此选择Mg-14Al-5Si合金进行添加稀土元素进行改性处理。向合金中添加0wt.%、0.5wt.%、0.8wt.%、1.0wt.%、1.5wt.%的Y元素制备Mg-14Al-5Si-x Y合金,结果表明添加Y元素能够有效改善合金的显微组织,Mg-14Al-5Si-x Y合金中的Mg2Si相和β-Mg17Al12相的形貌均得到较为显着的改善。当Y元素添加量为1.0wt.%时,合金改性效果最佳,此时Mg-14Al-5Si-1Y合金中的Mg2Si相由未改性时的粗大树枝状变为圆形,Mg2Si颗粒平均尺寸减小到8.15μm,与未改性的Mg-14Al-5Si合金相比减小了80.69%;Mg-14Al-5Si-1Y合金中的β-Mg17Al12相形貌也得到显着的改善,由粗大连续网格状变为孤岛状;合金中添加1.5wt.%的Y元素,Mg-14Al-5Si-1.5Y合金中出现白色块状的Mg-Y-Si化合物,该化合物的生成消耗熔体中较多的Y元素,削弱了Y元素的改性效果,导致Mg-14Al-5Si-x Y合金发生过改性现象。Mg-14Al-5Si-x Y合金的布氏硬度及各项拉伸性能均随着Y元素添加量的增加,呈先增大后减小的趋势。Y元素添加量为1.0wt.%时合金的综合力学性能达到最高,此时Mg-14Al-5Si-1Y合金的布氏硬度为135HB,与未改性的Mg-14Al-5Si合金相比提高了23.85%;Mg-14Al-5Si-1Y合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为147MPa、76MPa和5.04%,与未改性的Mg-14Al-5Si合金相比分别提高了27.83%、31.03%和278.95%。向合金中添加0wt.%、0.5wt.%、1.0wt.%、1.5wt.%、2.0wt.%的Ce元素制备Mg-14Al-5Si-y Ce合金,结果表明合金中添加Ce元素能够有效改善合金的微观组织形貌,Mg-14Al-5Si-y Ce合金中的Mg2Si相的形貌得到显着改善,β-Mg17Al12相的形貌也得到了一定的改善效果。当Ce元素添加量为1.5wt.%时,合金改性效果最佳,此时Mg-14Al-5Si-1.5Ce合金中的Mg2Si相由粗大树枝状变为圆点状分布,Mg2Si颗粒平均尺寸减小到6.07μm,与未改性的Mg-14Al-5Si合金相比减小了85.62%;Mg-14Al-5Si-1.5Ce合金中的β-Mg17Al12相形貌也由粗大连续网格状变为不连续且细小的网格状;在Ce元素添加量为2.0wt.%的合金中发现白色杆状的Ce Si2相。该化合物平均尺寸的增大一方面消耗熔体中较多的Ce元素,削弱了Ce元素对合金的改性效果;另一方面该化合物尺寸的增加,使得能够满足Mg2Si晶体形核核心尺寸的Ce Si2相的数量减少,导致Mg-14Al-5Si-2Ce合金发生过改性现象。Mg-14Al-5Si-y Ce合金的布氏硬度及各项拉伸性能均随着Ce元素添加量的增加,呈先增大后减小的趋势。合金的综合力学性能在Ce元素添加量为1.5wt.%时达到最高,此时Mg-14Al-5Si-1.5Ce合金的布氏硬度为145HB,与未改性的Mg-14Al-5Si合金相比提高了23.85%;Mg-14Al-5Si-1.5Ce合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为149 MPa、92 MPa和3.91%,与未改性的Mg-14Al-5Si合金相比分别提高了22.82%、58.62%和193.98%。向Mg-14Al-5Si合金中添加Y元素和Ce元素,达到最佳改性效果时,Y元素对合金中的β-Mg17Al12相改性效果比Ce元素更好,而Ce元素对合金中的Mg2Si相改性效果比Y元素更好;Y元素对合金的伸长率提升效果更显着,而Ce元素对合金的强度及硬度提升效果更显着。
班慧勇,梅镱潇,石永久[2]（2021）在《不锈钢复合钢材钢结构研究进展》文中研究指明不锈钢复合钢材兼具不锈钢优良的耐腐蚀性能和传统结构钢材的高强度、低成本特点,应用于钢结构工程中具有综合力学性能更优、施工简单周期更短、设计使用年限更长、全生命周期成本更低、综合社会效益更高等显着优势,尤其适用于对耐腐蚀性要求较高的工程结构。目前不锈钢复合钢材已在高层建筑幕墙和铁路钢桥面板中得到了成功应用,为了继续推广其在结构工程领域中的应用发展,亟需加强从相关基础力学性能和关键应用技术角度进行的研究与讨论。详细介绍了不锈钢复合钢材的生产制造和工程应用等产业基础,并对国内外学者针对不锈钢复合钢材在材料和构件层面力学性能开展的研究进展进行了全面综述,包括材料的拉伸性能、冷弯性能、高温性能、断裂与疲劳性能、滞回性能、动态力学性能、耐腐蚀性能、界面性能等基本力学性能和构件的稳定性能、残余应力、焊接接头性能、缺陷修复以及有限元模型的相关研究。该文可为进一步在结构工程领域开展不锈钢复合钢材的相关研究、设计与应用实践提供参考。
张旺[3]（2021）在《工程机械铸钢零部件裂纹缺陷形成机理及数值模拟研究》文中认为后座件是工程机械上用于连接机臂的重要部件,其质量对于工程机械的安全运行具有重要的影响,所以对产品的工艺设计和制造要求都非常高。热裂纹是铸件在凝固末期处于塑性与强度很低的时候,由于铸件凝固收缩受到阻碍而产生的裂纹。本文基于某公司工程机械挖掘机后座零部件在铸造生产过程中产生的热裂纹缺陷,综合运用实验和数值模拟对铸件裂纹的影响因素及其形成机理进行了一系列研究,探讨了铸件裂纹的改善方案。相关工作对于提高铸件质量,降低生产成本有着重要的工程应用价值和理论研究意义。对后座件缺陷处进行取样,经金相和SEM分析,观察到热裂纹附近晶粒尺寸较大,裂纹中存在非金属夹杂物的现象。通过用ProCAST铸造仿真模拟软件对后座件的充型凝固过程的计算表明,后座件上的热裂缺陷处于壁厚大,最后凝固位置,并且由于工艺原因,在浇注过程中产生的非金属夹杂物会随着液体补缩回流至铸件内部,使得该部位的强度降低,当合金收缩时该部位受到的拉应力大于其强度极限,则会产生热裂纹。对此提出了相对应的工艺解决方案,经模拟和实验验证表明,成功消除了热裂纹缺陷。铸钢件热裂和凝固过程密切相关,铸钢在糊状区的高温力学性能直接影响其在凝固处于脆性温度区间时所能达到的应力和应变量。通过高温拉伸实验,得到了实验钢SC450W的零强度温度（ZST）为1405℃、零塑性温度（ZDT）为1390℃,由此得到了热裂敏感区温度范围。通过对拉伸断口微观形貌的分析,探索了塑性随温度的变化趋势,并结合特征温度,确定了当SC450W钢在凝固冷却过程中降至1390℃时,如果收缩产生的拉应力大于0.18MPa时,则会产生裂纹,并且由于液体补缩被阻碍,裂纹会一直留在铸件内部。通过对后座件的结构分析,热裂纹部位处于受阻位置,所以将形状复杂的后座件简化为不同长度和断面比的工字型结构实验件。确定了晶粒尺寸和应力对热裂纹产生和拓展的关系,当晶粒的平均半径越大时,裂纹长度越长;最大有效应力越大时,裂纹宽度越宽。并通过模拟分析预测了实验件中存在的缩孔、缩松和热裂缺陷,针对实验件提出了基于应力、固相率、横截面积的热裂判据,所得模拟结果与实际生产情况产生的缩孔、缩松和热裂部位基本吻合。通过ProCAST软件中的CAFE版块,分析了高斯分布中的三个参数:形核过冷度、体形核过冷度标准方差及单位体积最大形核密度对于凝固组织模拟的影响,并通过与EBSD实验结果进行比对分析,得到了该钢件凝固形核过程中的形核参数。
王树文[4]（2021）在《铝/钢连续驱动摩擦焊锥形接头形式下力学性能及组织研究》文中指出铝/钢复合结构充分发挥了铝及铝合金轻量化特征和高强钢在强度、成本方面的优势,因此已经在汽车、海洋、航天航空以及化工等众多领域得到应用。相比于任何熔焊方法,连续驱动摩擦焊（CDFW）作为一种固相连接技术用以焊接具有回转界面的异种金属存在其独特优势。然而目前为止,摩擦界面组织的不均匀性及接头力学性能的差异是制约铝/钢连续驱动摩擦焊复合连接的关键问题。本文对纯铝1060/Q235低碳钢的连续驱动摩擦焊接头的性能和组织进行了研究,通过正交试验确定工艺参数对接头力学性能的影响程度,通过单因素变量实验分析了不同工艺参数对接头力学性能与组织的影响。结果表明:转速1500 r/min、摩擦压力30 MPa、摩擦时间1 s、顶锻压力80 MPa、顶锻时间1 s、“先顶后刹”机制下的接头具有最优的综合力学性能,其中顶锻压力对接头抗拉强度的影响最大。接头断裂方式为准解理断裂+塑性断裂的混合断裂模式,切片试样拉伸断口存在“弧形”的撕裂薄弱形貌,为两种不同力学性能区域断裂形貌分界线。为了进一步改善摩擦界面组织的不均匀性,对外置5°、10°、15°、20°、25°的5种锥形Q235低碳钢棒与1060铝棒组对,开展连续驱动摩擦焊对接实验,并采集了焊接过程界面中心、1/3R、2/3R处温度。焊后对接头进行了拉伸试验、断口分析及接头界面的组织分析。结果表明:接头预置锥度将改变旋转摩擦半径方向的界面热力循环,影响组织和接头性能。随着锥形倾斜角的增大,接头整体温度呈下降趋势,最高峰值温度区域由2/3R转移到1/3R。在工艺参数相同的条件下,由于摩擦产热的降低和切向应力的增加,锥形端面倾斜角增加使得接头摩擦界面深塑区由外向内移动,且深塑区宽度变窄。在一定的工艺条件下,合理的锥形可改善接头界面径向金属间化合物（IMCs）均匀化。本实验中15°倾斜角接头的IMCs层厚度沿半径变化梯度最小,平均厚度约为0.85μm,平均拉伸强度达到最大值77.5 MPa,为母材1060纯铝的96%。同时发现同一处IMCs层由几种不同化合物相间分布组成,其中Fe Al靠近钢侧,Fe2Al5靠近铝侧,Fe Al2位于两者之间。为了进一步对铝/钢连续驱动摩擦焊的应用进行扩展,为增强接头强韧化提供思路和方法,开展了两个周期（30 d/60 d）热电耦合试验（静载40 kg+高温300℃+直流60 A）,获得了不同时间下焊接界面组织和结构的演变行为,研究了热电耦合作用对组织变化与结合强度的影响规律,通过断口观察分析了界面不同位置的失效行为。原始态接头界面径向IMCs层厚度不均匀,中心区域无明显IMCs生成。热电耦合30天后界面中心生成宽度为0.3～0.5μm、以颗粒状由钢侧向铝侧弥散分布的IMCs层,整体拉伸断裂在铝母材的热力影响区。热电耦合60天后IMCs层与钢侧之间出现腐蚀沟槽,IMCs破碎,钢侧无裂纹产生,铝侧形成大量由IMCs层向铝母材内部扩展的裂纹和空洞,焊缝及裂纹尖端处成分偏析,整体拉伸断裂在焊缝处。界面腐蚀和裂纹扩展的速度与界面IMCs层的厚度成正比,即?（center）<?（1/2R）<?（2/3R）。由于原始态接头界面组织不均匀以及热电耦合试验过程中界面不同位置组织生长效率的差异,使得热电耦合后接头在界面2/3R位置出现不断裂形貌的分界线,2/3R内侧以准解理断裂方式为主,2/3R外侧为韧窝断裂和准解理断裂的综合结果。
师文辰[5]（2021）在《铝/钢连续驱动摩擦焊锥形接头形式下性能及数值模拟研究》文中认为铝/钢复合结构充分利用了铝的轻质性、良好的导电导热性与钢的高强高刚性、抗蠕变性等优点,被广泛应用于汽车制造、能源、航天航空等领域。连续驱动摩擦焊作为一种优质的固相连接技术,在异种金属的先进连接中具有显着优势;但在焊接过程中,由于母材流动特性与径向摩擦扭矩分布不同,界面上氧化物和杂质难以排出、界面产热功率与界面金属间化合物（IMCs）的不均匀分布等问题,将对接头性能产生不利影响。接头结构设计是连续驱动摩擦焊的一项重要工艺措施,对改善界面IMCs的不均匀性与提升接头力学性能具有显着作用。本文以1060纯铝和Q235低碳钢棒为研究对象,在钢棒待焊端面设计5°,10°,15°,20°,25°的锥度角θ开展焊接实验研究,分析了不同锥度大小对接头宏观成形、力学性能的影响,得出了界面摩擦扭矩、能量输入、特征点温度变化趋势。为了解焊接过程的塑性金属成型和温度分布,本文利用ABAQUS有限元软件建立了焊接过程的热力耦合三维模型,分析了锥度大小对接头成型、塑性金属的形成与演变、接头温度场与应力应变场的影响规律,主要研究内容及成果如下:采用主电动机定子电压电流法与热电偶法,通过计算获得了焊接过程的动态扭矩与界面温度。随着锥度角的增大,初始峰值扭矩减低,稳态扭矩和后峰值扭矩先增大后减小,25°接头的扭矩曲线存在三个峰值,反映了接触表面的不稳定现象;第一阶段能量输入在总能量输入中的占比逐渐增大;锥度角增大,初始摩擦位置发生移动,滑动摩擦阶段的平台区在15°时消失。锥形结构使界面产热的集中区域发生移动,15°之前接头峰值温度在2/3R位置,20°之后在1/3R位置,锥度角增大,接头整体温度下降,10°与15°的接头温度曲线趋于平缓。通过对焊后接头的力学性能的考核发现,锥度角θ=15°的接头综合力学性能较好。不同锥度下界面不同区域的力学性能存在差异,10°与15°的接头沿着半径方向强度值变化趋于平缓,15°时平均拉伸强度最大为77.5 MPa,是铝母材的96%;0～1/2R区域的试样冲击功在20°时最大为15.2 J/cm2,1/2R～R区域试样冲击功下降;15°试样承受变形的能力明显优于其他度数,锥形结构设计可以起到不同程度的均匀径向力学性能的作用。采用CEL模型完成了铝/钢焊接过程的数值模拟,通过与实验数据对比验证了模型的准确性。锥度度数增大,同一时刻的应力也增大,锥形结构下,轴向摩擦力分解为法向压力与切向压力,这使得局部应力变大,应力集中在较小区域,锥度越大,此现象愈加明显。0°时塑性状态由两侧向中心扩展,锥度结构下,塑性区域由中心向两侧扩展。接头界面产生了不同宽度的、轻微凸起的浅灰色层圆环,15°接头撕裂明显;随着锥度度数增大,界面产热集中区域向中心移动,0°时位于0.69R处,25°时位于0.55R处;随着锥度度数的增大,高温区域宽度变窄,0°时位于0.45R,25°时减小至0.20R,塑性环的位置、宽度与计算的温度场具有较好的一致性。
胡学文[6]（2021）在《CSP流程铁素体轧制关键技术及材料软化机理研究》文中认为薄板坯连铸连轧技术（CSP,Compact Strip Production）以短流程、自动化水平高、节能减排、产量高以及生产稳定等特点在国内外钢铁企业得到广泛应用。低碳钢SPHC产品通过热轧、冷轧以及后续的退火工艺生产,可以用作冲压件的材料。而目前该钢种的热轧板在CSP生产线上的生产主要采用奥氏体轧制,用作冷轧基料具有相对高的屈服强度,限制了其应用的范围。本文基于CSP流程生产低碳钢SPHC,研究铁素体轧制工艺在热轧中的应用,针对材料在铁素体轧制条件下的基本特性规律以及铁素体轧制和奥氏体轧制热轧、冷轧、罩式炉退火（罩退）和连续炉退火（连退）工艺条件下的组织性能对比开展研究,揭示铁素体轧制的关键技术以及其软化机理,实现低碳钢SPHC铁素体轧制在CSP流程上的应用。材料的基本特性参数是指导热轧过程中工艺参数制定的主要依据。本文通过SPHC低碳钢热模拟实验模拟奥氏体区粗轧后的冷却过程以及变形过程,得到SPHC钢的Ar3和Ar1分别为873℃和796℃,变形抗力达到最低点温度为820℃。SPHC钢在850℃～775℃的温度区间内,即两相区的低温区和铁素体单相区的高温区,铁素体难以发生动态再结晶,晶粒明显粗化。通过对比分析SPHC钢铁素体轧制和奥氏体轧制的热轧、冷轧和退火产品组织性能特点得出,采用铁素体轧制工艺,终轧温度为780℃左右时,相比于奥氏体轧制,热轧板的屈服强度降低了 72MPa,伸长率和n值略有增加。铁素体轧制罩退板的屈服强度均值和抗拉强度均值比奥氏体轧制的罩退板分别降低了 44MPa和28MPa,伸长率和n值差异不大,强度的差异主要来源于晶粒尺寸大小的不同。相对于奥氏体轧制连退板,铁素体轧制连退板屈服强度均值和抗拉强度均值分别低了 15MPa和4MPa;伸长率和n值两者均差异不大,强度差异的减小主要来源于晶粒尺寸大小差异的减小。铁素体轧制后SPHC热轧板中形成了较强的{001}<110>织构,相对于奥氏体轧制,r值从0.96降低至0.67。冷轧后有利织构{112}<110>和不利织构{001}<110>的取向分布密度比热轧时均明显提高,热轧的不利织构在冷轧后得到遗传。经冷轧罩退后两种热轧工艺下获得罩退板的取向均以{111}<110>为主,奥氏体轧制罩退板的织构比铁素体轧制的更强,因此r值高于铁素体轧制罩退板,热轧不利织构在罩退后遗传较少。相对于罩退板,连退板中存在较弱的{111}织构,铁素体轧制连退板中依然存在{001}不利织构,使其r值低于奥氏体轧制连退板。通过对铁素体轧制工艺条件下热轧和冷轧退火产品的研究,阐明了铁素体轧制对材料的软化作用机理:通过理论计算可知,铁素体轧制热轧板屈服强度降低的主要贡献为晶粒尺寸的粗化,达到86%,其次是位错密度的降低,占14%。铁素体轧制时,应控制精轧处于两相区低温区及铁素体单相的较高温度区。在此温度下,晶粒难以通过动态再结晶细化,铁素体晶粒尺寸明显变粗,在该温度下变形时的变形抗力也显着降低。经过高温卷取,轧后形成的形变铁素体晶粒发生回复或静态再结晶和晶粒长大,使晶粒尺寸进一步增大,同时位错密度降低。阐明了铁素体轧制对成形性降低的作用机理:SPHC钢要900℃和870℃变形织构主要为{111}有利织构和奥氏体动态再结晶产生的{001}不利织构;在850～800℃区间变形为较强的{001}不利织构;在750℃变形时,存在少量的{001}不利织构,由于铁素体发生了部分动态再结晶,形成了较多{111}有利织构。热轧不利织构的存在导致产品r值的降低,并且会遗传到后续冷轧、退火过程。提出了铁素体轧制工艺参数的优化工艺关键参数为铁素体轧制工艺的终轧温度,应保证精轧过程处于两相区和铁素体单相区的高温段。SPHC钢铁素体轧制工艺实践效果表明,SPHC钢铁素体轧制热轧板相对于奥氏体轧制热轧板,强度下降明显,平均Rp0.2=29MPa,降低24%;平均Rm=331MPa,降低15%;平均伸长率为33%,提高20%;平均n值为0.22,提高20%;平均r值为0.72,降低32%,同时,氧化铁皮厚度降低31～35%。铁素体轧制热轧板屈服强度的降低,使冷轧过程的轧制力明显减小,冷轧极限压下率高于奥氏体轧制热轧板,可轧厚度由0.44mm降低至0.33mm以下。
潘小强[7]（2020）在《低碳钢薄板点焊过程及接头组织性能研究》文中进行了进一步梳理电阻点焊易集成控制而效率高,是汽车企业常用的焊接工艺。低碳钢在车身制造中具有长期积累的成本优势。由于点焊形核过程处于封闭状态下,且发生毫秒之间,借助有限元分析能很好地研究点焊过程。本文通过将试验研究与有限元技术相结合,以低碳钢薄板为研究对象,对电阻点焊的形核过程,以及工艺因素对接头组织性能的影响展开探究,为低碳钢点焊工艺参数制定提供一定经验。在实验方面,对不同参数下低碳钢点焊接头的显微组织、力学性能、断口形貌等分析,结果表明:不同参数下低碳钢熔核区组织都以板条马氏体为主,热影响区组织以板条马氏体和铁素体为主;增大焊接电流、通电时间,熔核尺寸、抗剪切强度越大。焊接热输入过大时,容易产生飞溅,硬度值、抗剪切强度下降。运用响应面法,建立点焊接头抗剪切强度与工艺参数的二阶响应模型,结果表明焊接电流和焊接时间影响非常显着,电极压力不显着。当焊接电流为9.42 k A、焊接时间为164.07 ms、电极压力为2.32 k N,抗剪切强度取得极值为7.416 k N。有限元方面,建立了等厚低碳钢薄板与锥形电极接触模型,分析了预压阶段的应力分布,研究表明电极压力的改变对各接触面的应力分布曲线及峰值位置无明显影响。建立了低碳钢薄板点焊热电模型,分析点焊过程中的温度场、电场变化,研究表明:通电加热初期,电流密度峰值位置对焊接电流的改变不敏感。电流分布影响热通量密度,从而影响热量生成及温度场,温度梯度反过来影响电流分布。增加焊接电流和焊接时间,熔核区最高温度以及模拟所得熔核直径越大。
蔡乐平[8]（2020）在《A位固溶钛铝碳的表面自适应摩擦学特性研究》文中指出具有纳米层状结构的三元化合物MAX相陶瓷由于其块体材料所表现出的高温氧化行为、高损伤容限和抗热冲击性等与摩擦学特性相关的特殊性能,使其有望应用于摩擦领域。已有研究表明,典型的MAX相如Ti3Si C2、Ti3AlC2等在干滑动摩擦条件下与低碳钢盘高速对磨时,摩擦学特性表现优良,这主要与其摩擦面上形成的由Ti和A位元素（Si或者Al）混合氧化物组成的摩擦学薄膜有关。本文利用钛铝碳的A位元素氧化物摩擦薄膜对钛铝碳材料摩擦学特性的支配作用,研究具有摩擦学表面自适应的A位固溶钛铝碳材料。本文的研究结果主要包括以下几个方面:（1）以Ti、Al、Si、Sn和TiC粉为原料,制备了系列Ti2Al（1-x）SnxC（0≤x≤1）,Ti3Al0.8Sn0.2C2等A位固溶钛铝碳粉体和块体材料。其中Ti3Al0.5Si0.4Sn0.1C2和Ti3Al0.6Si0.2Sn0.2C2为首次成功合成的同时含三种元素掺杂的A位MAX固溶体材料。（2）对A位固溶钛铝碳块体材料的维氏硬度和弯曲强度等力学特性进行测试和分析,实验结果表明:在Ti3AlC2,Ti3Al0.8Sn0.2C2,Ti3Al0.8Si0.2C2和Ti3Al0.6Si0.2Sn0.2C2体系中,固溶强化作用明显;而在Ti2Al C和Ti2Al0.8Sn0.2C体系中,材料并未表现出固溶强化作用,元素掺杂对MAX相产生强化或者软化的作用机制还不明确。（3）在干滑动摩擦条件下,Ti2Al0.8Sn0.2C、Ti3Al0.8Sn0.2C2和Ti3Al0.8Si0.2C2等A位固溶钛铝碳材料均表现出良好的摩擦学特性,其摩擦表面生成的具有自润滑作用的摩擦氧化膜起到了主要作用。Ti2Al0.8Sn0.2C与Ti2Al C相比,其摩擦系数较小而磨损率较大;Ti3AlC2,Ti3Al0.8Sn0.2C2和Ti3Al0.8Si0.2C2的摩擦系数值大小排列依次为Ti3Al0.8Si0.2C2>Ti3AlC2>Ti3Al0.8Sn0.2C2,而磨损率的表现却基本相反。A位固溶元素种类及含量是影响钛铝碳材料摩擦学特性的内在因素。（4）Ti3Al0.6Si0.2Sn0.2C2在高温氧化过程中形成的氧化层为分层结构,其氧化层的物相组成由外至内依次为:最外层为TiO2和Al2O3混合层;第二层为不连续的SnO2中间过渡层;第三层为TiO2、Al2O3和SiO2的混合氧化物层;最内层为TiO2、Al2O3、SiO2和SnO2的混合层。（5）在实验条件下,Ti3Al0.6Si0.2Sn0.2C2也表现出优良的摩擦学特性。A位固溶元素的掺杂促进了高温氧化层的形成,导致Ti3Al0.6Si0.2Sn0.2C2的氧化速率加快,反而在其干滑动摩擦过程中可作为摩擦润滑膜起到积极作用。（6）滑动速度与法向载荷被认为是影响A位固溶钛铝碳摩擦学特性的主要外在因素。在较低的滑动速度和法向载荷下,摩擦膜零散分布,此时摩擦机制主要是磨粒磨损和粘着磨损,摩擦系数和磨损率较高;当滑动速度和法向载荷增加时,磨屑不断生成并被高速挤压形成连续光滑的摩擦膜,此时磨损机制主要为氧化磨损,材料表现出较小的摩擦系数且数值保持稳定。（7）通过有意识地引入不同种类A位元素固溶的方式来调节由干滑动摩擦诱导生成的Ti、Fe以及多种A位元素混合氧化物组成的摩擦膜的物相和化学状态,进而使钛铝碳材料的摩擦学特性具有可调控性是可行的,使得该体系材料可适用于不同摩擦工况以扩大其应用范围。
班慧勇,梅镱潇,石永久[9]（2020）在《不锈钢复合钢材钢结构研究进展——第29届全国结构工程学术会议特邀报告》文中研究表明不锈钢复合钢材兼具不锈钢优良的耐腐蚀性能和传统结构钢材的高强度、低成本特点,应用于钢结构工程中具有综合力学性能更优、施工简单周期更短、设计使用年限更长、全生命周期成本低、综合社会效益更高等显着优势,尤其适用于对耐腐蚀性要求较高的工程结构。目前不锈钢复合钢材已在高层建筑幕墙和铁路钢桥面板中得到了成功应用,为了继续推广其在结构工程领域中的应用发展,亟需加强从相关基础力学性能和应用关键技术角度进行的研究与讨论。本文详细介绍了不锈钢复合钢材的生产制造和工程应用等产业基础,并对国内外学者针对不锈钢复合钢材在材料和构件层面力学性能开展的研究进展进行了全面综述,包括材料的拉伸性能、冷弯性能、高温性能、断裂与疲劳性能、滞回性能、动态力学性能、耐腐蚀性能、界面性能等基本力学性能和构件的稳定性能、残余应力、焊接接头性能、缺陷修复以及有限元模型的相关研究。本文可为进一步在结构工程领域开展不锈钢复合钢材的相关研究、设计与应用实践提供参考。
阮士朋[10]（2020）在《高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控》文中研究指明硼作为一种廉价的微合金元素,因在钢中能够发挥优异的作用而得到了广泛地研究和应用,如利用硼提高淬透性的作用而开发的含硼冷镦钢就在紧固件领域得到了快速的发展。此外,作为冷镦用途,含硼冷镦钢还要求具备良好的组织和强塑性匹配以及优异的表面质量和夹杂物控制,疲劳性能是含硼冷镦钢综合性能的体现。钢中化学组分以及加工工艺参数等均会对含硼冷镦钢的相变规律及组织性能产生较大的影响。本文围绕含硼冷镦钢的淬透性、组织和强塑性的影响因素及调控进行了系统分析研究,并对硼钢裂纹来源及演变规律、大颗粒夹杂物控制以及疲劳特性进行了相关研究和分析,为提高含硼冷镦钢的综合性能提供指导。通过对含硼冷镦钢的淬透性能及其影响因素定量研究,发现在冷镦钢中单独添加B元素对提高淬透性不明显,同时添加B和Ti元素可使淬透性明显提高,这主要是由于Ti可起到固氮作用从而增加有效硼含量;同时试验发现在含硼钢中适当添加Cr或Mn元素有利于进一步提高淬透性,S含量过高会降低含硼钢的淬透性;对低碳硼钢10B21淬透性研究发现,10B21的淬火硬度随着Ti/N的增加而升高,当Ti/N大于6时可完全淬透。研究了奥氏体化温度对硼钢淬火硬度的影响,随奥氏体化温度的升高,硼钢的淬火硬度呈先上升后缓慢降低的趋势,在奥氏体化温度为870℃时,硼钢淬火硬度达到最高。比较了 JMatPro模拟法、理想临界直径法和非线性方程法计算的硼钢端淬曲线与Jominy法试验的端淬曲线之间的差异,对于硼钢来说不同计算方法与试验方法之间都存在一定的偏差,不能很好地计算出硼钢的端淬曲线,本研究利用硼钢淬火临界直径数据,通过多元回归的方法获得了含硼冷镦钢淬火临界直径与主要化学元素的关系方程式:DH=0.35=-23.9+19.3 × C+17.9 × Si+28.1 × Mn+23.8 × Cr+6403 ×B+24.3 × Ti,通过该方程式可以很好地预测硼钢的淬火临界直径。在含硼冷镦钢组织和强塑性的影响因素研究方面,分别研究了不同组分含硼冷镦钢的相变规律,并结合轧钢工艺参数优化实现对中碳、低碳和超低碳硼钢的组织和强塑性的良好调控。对于含有0.0021%B+0.035%Ti的中碳-4#硼钢来说,通过采取高温轧制+缓冷工艺可以使盘条的抗拉强度降低到595MPa以下,满足了下游工序免退火加工要求。对含有0.0050%B+0.066%Ti的低碳-4#硼钢来说,较高的B和Ti含量提高了钢的淬透性,常规工艺轧制下抗拉强度升高到469MPa,而塑性降低较少,这主要是由于获得了准多边形铁素体组织;通过优化控冷工艺可使盘条抗拉强度降低到373MPa。对于超低碳硼钢来说,当添加0.0055%的B时,晶粒粗化明显,晶粒度级别由7.5级降低到6级,同时盘条的抗拉强度由295MPa降低到275MPa;但当添加0.0020%的B时,热轧盘条的显微组织和晶粒度、力学性能无明显变化,这与B/N有关,B/N越大,晶粒粗化效果越明显。对含硼钢表面质量的跟踪研究发现,含硼钢盘条的表面缺陷80%以上是由钢坯缺陷遗传造成的,主要表现为裂纹和结疤,且在裂纹周围能够发现脱碳或高温氧化物等特征;对硼钢钢坯质量跟踪发现,钢坯裂纹主要存在于钢坯角部的振痕处,裂纹沿晶界分布和扩展。硼钢加钛后的高温热塑性明显优于不加钛的硼钢。当钢中Ti/N≥4时可降低硼钢的裂纹敏感性。通过在低碳硼钢方坯表面人工预制裂纹的方式研究了含硼冷镦钢的钢坯表面裂纹在轧制过程的演变规律。随着变形量的增加,裂纹深度逐渐变浅,按照盘条裂纹深度不超过0.05mm计算,推导出钢坯临界裂纹深度d0与轧制盘条直径D之间满足关系式:d0=8.28/D。钢坯表面横裂纹经多道次轧制变形后也会演变为较短的纵裂纹,裂纹横截面形貌呈小角度折叠状。研究了非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物尺寸和类型的影响,结果显示,相对于钙处理工艺,非钙处理工艺可使含硼冷镦钢中氧化物夹杂类型由钙铝酸盐类复合夹杂转变为镁铝尖晶石为主的夹杂,夹杂物尺寸明显减小。研究了含硼冷镦钢制备的8.8级螺栓的疲劳性能,当交变载荷取平均载荷的10%时,在平均载荷不超过保证载荷的65%时,螺栓疲劳寿命可达到500万次,螺栓的条件疲劳极限为438.96MPa。当平均载荷为保证载荷的50%时,螺栓的疲劳S-N曲线可表达为线性关系式lgΔσ=3.317-0.252 ×lgN。换算为有效应力后,其关系式可表达为lgσ=3.24-0.152×lgN。通过转换,获得了在不同应力比下,螺栓服役500万次所对应的归一化预紧应力和预紧扭矩与应力比R的关系曲线,通过该关系曲线可以预测在不同应力比下螺栓的疲劳性能,并可以实现对螺栓预紧力和预紧扭矩的合理调控。
二、低碳钢的高温力学性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、低碳钢的高温力学性能（论文提纲范文）
（1）Y元素和Ce元素对Mg-Al-Si合金组织及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属镁概述 |
| 1.2 镁合金的发展与应用 |
| 1.2.1 镁合金的发展概况 |
| 1.2.2 镁合金在化学化工中的应用 |
| 1.2.3 镁合金在电子工业中的应用 |
| 1.2.4 镁合金在航空航天中的应用 |
| 1.2.5 镁合金在汽车中的应用 |
| 1.3 耐热镁合金 |
| 1.3.1 耐热镁合金的概述 |
| 1.3.2 Mg-Zn系耐热镁合金 |
| 1.3.3 Mg-RE系耐热镁合金 |
| 1.3.4 Mg-Al系耐热镁合金 |
| 1.4 含Si耐热镁合金的研究现状 |
| 1.4.1 Si元素对镁合金组织及性能的影响 |
| 1.4.2 Mg2Si改性处理的研究现状 |
| 1.5 本课题研究的意义及内容 |
| 1.5.1 本课题研究的意义 |
| 1.5.2 本课题的研究内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验方案及流程 |
| 2.2 合金成分设计 |
| 2.3 合金的熔炼 |
| 2.3.1 实验原料 |
| 2.3.2 实验过程 |
| 2.4 合金的分析 |
| 2.4.1 合金金相分析 |
| 2.4.2 扫描电镜分析 |
| 2.4.3 XRD物相分析 |
| 2.4.4 合金成分分析 |
| 2.5 合金力学性能测试 |
| 2.5.1 合金的布氏硬度测试 |
| 2.5.2 合金的拉伸性能测试 |
| 2.5.3 合金拉伸断口的观察 |
| 第三章 Si元素对镁合金显微组织及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Mg-Al-Si合金的显微组织 |
| 3.3 Mg-14Al-5Si合金的显微组织 |
| 3.4 Mg-Al-Si合金的布氏硬度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Y元素对Mg-14Al-5Si-xY合金显微组织及性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Y元素添加量对Mg-14Al-5Si-xY合金显微组织的影响 |
| 4.2.1 Mg-14Al-5Si-xY合金中Y元素实际含量的检测 |
| 4.2.2 Mg-14Al-5Si-1.5Y合金XRD衍射图谱的分析 |
| 4.2.3 Y元素添加量对Mg-14Al-5Si-xY合金中Mg_2Si及 β-Mg_(17)Al_(12)相的影响 |
| 4.2.4 Y元素对Mg-14Al-5Si-xY合金中Mg_2Si和 β-Mg_(17)Al_(12)的细化机理 |
| 4.3 Y元素添加量对Mg-14Al-5Si-xY合金力学性能的影响 |
| 4.3.1 Y元素添加量对Mg-14Al-5Si-xY合金布氏硬度的影响 |
| 4.3.2 Y元素添加量对Mg-14Al-5Si-xY合金拉伸性能的影响 |
| 4.3.3 Y元素添加量对Mg-14Al-5Si-xY合金拉伸断口形貌的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Ce元素对Mg-14Al-5Si-yCe合金显微组织及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ce元素添加量对Mg-14Al-5Si-yCe合金显微组织的影响 |
| 5.2.1 Mg-14Al-5Si-yCe合金中Ce元素实际添加量的检测 |
| 5.2.2 不同Ce元素添加量下Mg-14Al-5Si-yCe合金的显微组织 |
| 5.2.3 Ce元素对Mg-14Al-5Si-y Ce合金中Mg_2Si相的细化机理 |
| 5.3 Ce元素添加量对Mg-14Al-5Si-y Ce合金力学性能的影响 |
| 5.3.1 Ce元素添加量对Mg-14Al-5Si-yCe合金布氏硬度的影响 |
| 5.3.2 Ce元素添加量对Mg-14Al-5Si-yCe合金拉伸性能的影响 |
| 5.3.3 Ce元素添加量对Mg-14Al-5Si-yCe合金拉伸断口形貌的影响 |
| 5.4 Y元素和Ce元素对合金组织及力学性能影响对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）工程机械铸钢零部件裂纹缺陷形成机理及数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 热裂纹形成机理 |
| 1.3 影响热裂的因素 |
| 1.3.1 晶粒尺寸和形貌的影响 |
| 1.3.2 合金成分的影响 |
| 1.3.3 工艺参数的影响 |
| 1.4 热裂纹模型和判据的国内外研究现状 |
| 1.4.1 基于非力学的热裂纹模型和判据 |
| 1.4.2 基于力学的热裂纹模型和判据 |
| 1.4.3 综合模型 |
| 1.5 铸造过程数值模拟的研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验方法及分析方法 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 铸造条件 |
| 2.1.3 数值模拟方法 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 实验设备及软件 |
| 2.4 材料组织表征与检测 |
| 第三章 工程机械铸钢件裂纹缺陷实验研究及数值模拟 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 后座铸钢件的原始制备工艺和缺陷检测 |
| 3.2.1 后座的原始工艺及制备 |
| 3.2.2 裂纹宏、微观形貌分析 |
| 3.2.3 后座件晶粒尺寸分析 |
| 3.3 铸造缺陷模拟仿真 |
| 3.3.1 几何建模 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 材料热物性参数 |
| 3.3.4 设定初始条件和边界条件 |
| 3.4 模拟结果分析 |
| 3.4.1 充型时间分布 |
| 3.4.2 充型温度场分布 |
| 3.4.3 缩孔、缩松分布 |
| 3.4.4 夹杂物分布 |
| 3.5 工艺优化方案 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高温拉伸实验及分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 高温拉伸试样制作、选取规格 |
| 4.3 高温拉伸实验结果分析 |
| 4.3.1 高温力学性能特征曲线 |
| 4.3.2 零强度零塑性实验 |
| 4.4 高温拉伸实验试样分析 |
| 4.4.1 高温拉伸试棒宏观分析 |
| 4.4.2 高温拉伸实验断口分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验件热裂纹规律研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验件实验分析 |
| 5.2.1 浇注过程 |
| 5.2.2 铸造缺陷分析 |
| 5.2.3 实验铸件的研究对象选择 |
| 5.2.4 实验铸件晶粒尺寸分析 |
| 5.2.5 实验铸件的SEM和EDS分析 |
| 5.3 实验件模拟分析 |
| 5.3.1 实验件测温实验 |
| 5.3.2 温度场的模拟结果与分析 |
| 5.3.3 缩松、缩孔缺陷预测与结果对比 |
| 5.3.4 热应力的缺陷预测与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于CAFé模型的SC450W钢的微观组织模拟 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 凝固组织模型 |
| 6.2.1 温度场模拟参数 |
| 6.2.2 CAFé模拟参数 |
| 6.2.3 形核参数对凝固组织模拟的结果 |
| 6.3 试样凝固组织观察 |
| 6.4 模拟结果与试验结果的对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 论文不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）铝/钢连续驱动摩擦焊锥形接头形式下力学性能及组织研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 铝/钢异种金属焊接工艺研究现状 |
| 1.2.1 铝/钢异种金属焊接性 |
| 1.2.2 铝/钢异种金属焊接现状 |
| 1.3 铝/钢连续驱动摩擦焊工艺研究现状 |
| 1.3.1 连续驱动摩擦焊概述 |
| 1.3.2 连续驱动摩擦焊原理 |
| 1.3.3 连续驱动摩擦焊接头组织和力学性能研究现状 |
| 1.3.4 连续驱动摩擦焊接头界面深塑区研究现状 |
| 1.3.5 连续驱动摩擦焊接头优化措施研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验技术路线 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 焊接设备 |
| 2.3.2 焊接过程温度采集设备 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 连续驱动摩擦焊接 |
| 2.4.2 接头力学性能分析 |
| 2.4.3 接头界面组织分析 |
| 第3章 平面接头形式下1060纯铝/Q235低碳钢异种金属连续驱动摩擦焊 |
| 3.1 正交试验 |
| 3.1.1 摩擦焊接规范 |
| 3.1.2 正交试验设计 |
| 3.1.3 正交试验结果 |
| 3.2 焊接参数对1060纯铝/Q235低碳钢接头力学性能的影响 |
| 3.2.1 焊接接头拉伸强度 |
| 3.2.2 焊接接头冲击韧性 |
| 3.2.3 焊接接头弯曲性能 |
| 3.3 焊接参数对1060纯铝/Q235低碳钢接头组织的影响 |
| 3.3.1 焊接参数对反应层厚度的影响 |
| 3.3.2 典型接头物相分析 |
| 3.4 1060纯铝/Q235低碳钢接头断口分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 锥形接头形式下1060纯铝/Q235低碳钢异种金属连续驱动摩擦焊 |
| 4.1 锥形接头热力影响机理 |
| 4.2 锥形接头焊接及分析过程 |
| 4.2.1 材料及焊接过程 |
| 4.2.2 温度测量 |
| 4.2.3 力学性能测试试验 |
| 4.2.4 微观组织分析 |
| 4.3 锥形接头形貌分析 |
| 4.4 锥形接头整体拉伸试验结果分析 |
| 4.4.1 宏观断口分析 |
| 4.4.2 微观断口分析 |
| 4.5 锥形接头的力学性能 |
| 4.5.1 切片拉伸试验结果分析 |
| 4.5.2 切片弯曲冲击试验结果分析 |
| 4.6 锥形接头界面金属间化合物厚度 |
| 4.7 锥形接头界面峰值温度与IMCs厚度、拉伸性能的相关性 |
| 4.8 锥形接头界面金属间化合物 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 热电耦合试验 |
| 5.1 热电耦合试验 |
| 5.2 热电耦合试验影响因素 |
| 5.3 热电耦合过程及设备 |
| 5.4 焊接接头宏观形貌 |
| 5.5 拉伸性能 |
| 5.6 微观组织分析 |
| 5.7 断口分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文及其他成果 |
（5）铝/钢连续驱动摩擦焊锥形接头形式下性能及数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 铝/钢异种金属连接研究现状 |
| 1.2.1 铝和钢的焊接性分析 |
| 1.2.2 铝/钢异种金属连接研究现状 |
| 1.3 铝/钢连续驱动摩擦焊研究现状 |
| 1.3.1 接头界面IMCs和力学性能 |
| 1.3.2 摩擦焊数值模拟研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 连续驱动摩擦焊设备 |
| 2.2.2 试样打孔设计 |
| 2.2.3 界面温度测量装置 |
| 2.2.4 电流电压测量装置 |
| 2.3 实验过程及分析方法 |
| 2.3.1 实验过程 |
| 2.3.2 力学性能分析 |
| 2.4 试验基准工艺参数的确定 |
| 2.4.1 摩擦时间对接头力学性能的影响 |
| 2.4.2 摩擦压力对接头力学性能的影响 |
| 2.4.3 顶锻压力对接头力学性能的影响 |
| 第3章 锥形端面下接头摩擦扭矩及界面温度 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 焊接界面扭矩的获得 |
| 3.3 焊接过程阶段划分 |
| 3.4 锥度大小接头宏观形貌的影响 |
| 3.5 锥度大小对摩擦扭矩的影响 |
| 3.6 锥度大小对能量输入的影响 |
| 3.7 锥度大小对温度变化的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 焊接接头的力学性能 |
| 4.1 拉伸试验 |
| 4.2 室温冲击试验 |
| 4.3 弯曲试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 ABAQUS环境下基于CEL技术的数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元模拟研究理论基础 |
| 5.2.1 温度场模型建立 |
| 5.2.2 应力应变场计算模型建立 |
| 5.2.3 热力耦合分析及求解过程 |
| 5.3 连续驱动摩擦焊有限元计算模型的建立 |
| 5.3.1 CEL模型特点 |
| 5.3.2 控制方程 |
| 5.3.3 几何模型与网格划分 |
| 5.3.4 材料属性与材料分配 |
| 5.3.5 热源模型与边界条件 |
| 5.3.6 实验结果与计算结果对比 |
| 5.4 连续驱动摩擦焊接过程数值模拟结果与分析 |
| 5.4.1 飞边形状与轴向缩短量计算结果及验证 |
| 5.4.2 应力场计算结果及分析 |
| 5.4.3 应变场计算结果及分析 |
| 5.4.4 温度场计算结果及分析 |
| 5.4.5 接头断口形貌与塑性变形结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文及其他成果 |
（6）CSP流程铁素体轧制关键技术及材料软化机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 CSP流程工艺概述 |
| 2.1.1 CSP流程的特点 |
| 2.1.2 CSP流程核心技术的应用 |
| 2.1.3 CSP生产低碳热轧板的组织性能特点 |
| 2.2 铁素体轧制技术概述 |
| 2.2.1 铁素体轧制的定义 |
| 2.2.2 产品组织和性能特点 |
| 2.2.3 铁素体轧制工艺的优势与局限 |
| 2.2.4 铁素体轧制的适用条件 |
| 2.2.5 铁素体轧制工艺的制定 |
| 2.3 铁素体轧制国内外发展现状 |
| 2.3.1 国外的发展现状 |
| 2.3.2 国内的发展现状 |
| 2.4 薄板坯连铸连轧铁素体轧制工艺开发的关键问题 |
| 2.4.1 铁素体轧制过程的流变应力 |
| 2.4.2 铁素体轧制过程中的再结晶与软化机理 |
| 2.4.3 铁素体轧制组织演变和对热轧板织构及对成形性能的影响 |
| 2.4.4 铁素体轧制第二相析出物和位错密度特征 |
| 2.4.5 铁素体轧制工艺对冷轧退火产品组织、织构影响 |
| 3 研究内容、技术路线与创新性 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 技术路线 |
| 3.3 研究的难点和创新点 |
| 3.3.1 研究难点 |
| 3.3.2 研究创新点 |
| 4 热变形过程的材料基础特性研究 |
| 4.1 相变规律研究 |
| 4.1.1 实验材料与方法 |
| 4.1.2 动态相变点的测定 |
| 4.1.3 工艺参数对动态相变点的影响 |
| 4.2 SPHC奥氏体动态再结晶规律研究 |
| 4.2.1 实验材料与方法 |
| 4.2.2 应力应变曲线分析 |
| 4.2.3 金相组织分析 |
| 4.2.4 动态再结晶临界变形条件的确定 |
| 4.3 SPHC铁素体动态再结晶规律研究 |
| 4.3.1 实验材料与方法 |
| 4.3.2 工艺参数对铁素体动态再结晶的影响 |
| 4.3.3 铁素体轧制的变形抗力变化规律研究 |
| 4.3.4 铁素体轧制变形抗力的本构模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 铁素体轧制工艺对热轧板组织性能影响研究 |
| 5.1 实验材料与方法 |
| 5.2 热轧板的组织性能对比研究 |
| 5.2.1 显微组织分析 |
| 5.2.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 5.2.3 织构结果分析 |
| 5.2.4 位错密度分析计算 |
| 5.2.5 力学性能结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 铁素体轧制工艺对退火成品板组织性能影响研究 |
| 6.1 实验材料与方法 |
| 6.2 SPHC冷轧板对比分析 |
| 6.2.1 显微组织分析 |
| 6.2.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 6.2.3 织构结果分析 |
| 6.3 SPHC罩退板对比分析 |
| 6.3.1 显微组织分析 |
| 6.3.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 6.3.3 织构结果分析 |
| 6.3.4 力学性能结果分析 |
| 6.4 SPHC连退板对比分析 |
| 6.4.1 显微组织分析 |
| 6.4.2 透射电镜微观析出物分析 |
| 6.4.3 织构结果分析 |
| 6.4.4 力学性能结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 铁素体轧制软化机理研究及工艺参数优化 |
| 7.1 铁素体轧制软化机理研究 |
| 7.1.1 屈服强度降低理论计算 |
| 7.1.2 晶粒粗化及软化机理分析 |
| 7.2 铁素体轧制成形性影响机理研究 |
| 7.3 铁素体轧制试生产工艺优化及实践效果 |
| 7.3.1 铁素体轧制热轧生产工艺优化 |
| 7.3.2 铁素体轧制热轧实践效果 |
| 7.3.3 冷轧轧制力及极限压下率对比分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）低碳钢薄板点焊过程及接头组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 电阻点焊理论基础 |
| 1.2.1 电阻点焊原理 |
| 1.2.2 电阻点焊的优缺点 |
| 1.2.3 电阻点焊的影响因素 |
| 1.2.4 电阻点焊质量检测 |
| 1.2.5 电阻点焊常见几种缺陷 |
| 1.3 低碳钢点焊的研究现状 |
| 1.4 点焊数值模拟的发展现状 |
| 1.5 主要研究意义及内容 |
| 1.5.1 主要研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容及步骤 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 点焊实验方法 |
| 2.2.1 焊前材料处理 |
| 2.2.2 点焊实验 |
| 2.3 分析试验 |
| 2.3.1 金相组织分析 |
| 2.3.2 硬度测试 |
| 2.3.3 力学拉剪实验 |
| 2.3.4 断口形貌分析 |
| 2.3.5 响应面法分析 |
| 第三章 工艺参数对低碳钢点焊接头组织及力学性能的影响 |
| 3.1 焊接电流对接头组织及力学性能的影响 |
| 3.2 焊接时间对接头组织及力学性能的影响 |
| 3.3 电极压力对接头组织及力学性能的影响 |
| 3.4 点焊接头剪切断裂模式 |
| 3.5 工艺参数与点焊接头力学性能的响应面分析 |
| 3.5.1 响应面法的简介及特点 |
| 3.5.2 点焊工艺参数的试验设计 |
| 3.5.3 响应模型分析及检验 |
| 3.5.4 模型响应面和等高线图分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 低碳钢点焊的有限元分析 |
| 4.1 低碳钢点焊预压模拟 |
| 4.1.1 预压接触弹塑性理论 |
| 4.1.2 预压模型假设条件 |
| 4.1.3 网格划分及边界条件 |
| 4.1.4 压力及材料力学性能参数 |
| 4.2 预压接触结果分析 |
| 4.2.1 同一电极压力下的结果分析 |
| 4.2.2 不同电极压力下的结果分析 |
| 4.3 低碳钢点焊热电模拟 |
| 4.3.1 热电分析基本控制方程 |
| 4.3.2 模型假设条件 |
| 4.3.3 接触电阻 |
| 4.3.4 热电边界条件 |
| 4.3.5 相变潜热的处理 |
| 4.3.6 材料热电性能数据 |
| 4.4 点焊热电结果分析 |
| 4.4.1 点焊过程温度场分析 |
| 4.4.2 点焊过程电场分析 |
| 4.4.3 点焊工艺参数对温度场和电场影响 |
| 4.5 有限元与试验对比及验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（8）A位固溶钛铝碳的表面自适应摩擦学特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 材料的磨损类型及磨损机理 |
| 1.2 固体润滑材料 |
| 1.2.1 材料的润滑机理 |
| 1.2.2 固体润滑剂 |
| 1.2.3 固体自润滑材料 |
| 1.3 MAX相及其固溶体 |
| 1.3.1 MAX相简介 |
| 1.3.2 MAX相固溶体简介 |
| 1.3.3 MAX相及其固溶体的制备方法 |
| 1.3.4 MAX相及其固溶体的研究进展 |
| 1.4 MAX相固溶体的性能 |
| 1.4.1 力学性能 |
| 1.4.2 抗氧化性能 |
| 1.4.3 摩擦学特性 |
| 1.5 本文的研究目标和内容 |
| 1.6 本文的关键问题和研究思路 |
| 1.6.1 存在的关键问题 |
| 1.6.2 研究思路 |
| 第2章 实验原料及实验方法 |
| 2.1 材料的制备 |
| 2.1.1 A位固溶钛铝碳粉体的制备 |
| 2.1.2 A位固溶钛铝碳块体的制备 |
| 2.2 相组成及微观结构分析 |
| 2.2.1 相组成和成分分析 |
| 2.2.2 微观结构分析 |
| 2.3 粒度测试 |
| 2.4 密度测试 |
| 2.5 力学性能测试 |
| 2.5.1 硬度测试 |
| 2.5.2 弯曲强度测试 |
| 2.5.3 断裂韧性测试 |
| 2.6 高温氧化性能测试 |
| 2.7 摩擦磨损试验 |
| 2.7.1 实验设备及条件 |
| 2.7.2 摩擦表面的观察与分析 |
| 2.7.3 磨屑的差热分析 |
| 第3章 A位固溶钛铝碳的制备和微观结构表征 |
| 3.1 A位固溶钛铝碳粉体的制备和微观结构表征 |
| 3.1.1 Ti_2Al_(1-x)Sn_xC(0≤x≤1)系列粉体的制备 |
| 3.1.2 Ti_3Al_(0.8)Sn_(0.2)C_2和Ti_3Al_(0.8)Si_(0.2)C_2粉体的制备 |
| 3.1.3 Ti_3Al_(0.6)Si_(0.2)Sn_(0.2)C_2和Ti_3Al_(0.5)Si_(0.4)Sn_(0.1)C_2粉体的制备 |
| 3.2 A位固溶钛铝碳块体的制备和微观结构表征 |
| 3.2.1 原位热压烧结制备Ti_2AlC和Ti_2Al_(0.8)Sn_(0.2)C块体 |
| 3.2.2 热压烧结制备Ti_2AlC和Ti_2Al_(0.8)Sn_(0.2)C块体 |
| 3.2.3 热压烧结制备Ti_3Al_(0.8)Sn_(0.2)C_2和Ti_3Al_(0.8)Si_(0.2)C_2块体 |
| 3.2.4 热压烧结制备Ti_3Al_(0.6)Si_(0.2)Sn_(0.2)C_2和Ti_3Al_(0.5)Si_(0.4)Sn_(0.1)C_2块体 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 A位固溶钛铝碳的力学性能 |
| 4.1 Ti_2AlC和Ti_2Al_(0.8)Sn_(0.2)C的力学性能 |
| 4.1.1 原位热压烧结制备的Ti_2AlC和Ti_2Al_(0.8)Sn_(0.2)C的力学性能 |
| 4.1.2 热压烧结制备的Ti_2AlC和Ti_2Al_(0.8)Sn_(0.2)C的力学性能 |
| 4.2 Ti_3Al(Si Sn)C_2的力学性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 A位固溶钛铝碳的摩擦学特性 |
| 5.1 Ti_2AlC和 Ti_2Al_(0.8)Sn_(0.2)C的摩擦学特性 |
| 5.2 Ti_3Al_(0.8)Sn_(0.2)C_2和Ti_3Al_(0.8)Si_(0.2)C_2的摩擦学特性 |
| 5.3 Ti_3Al_(0.6)Si_(0.2)Sn_(0.2)C_2的摩擦学特性 |
| 5.3.1 Ti_3Al_(0.6)Si_(0.2)Sn_(0.2)C_2的高温氧化性能 |
| 5.3.2 Ti_3Al_(0.6)Si_(0.2)Sn_(0.2)C_2的摩擦学特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新之处 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）不锈钢复合钢材钢结构研究进展——第29届全国结构工程学术会议特邀报告（论文提纲范文）
| 1 不锈钢复合钢材的制造与标准体系 |
| 1.1 生产工艺 |
| 1.2 焊接工艺 |
| 1.3 标准体系 |
| 2 材料力学性能研究 |
| 2.1 拉伸性能 |
| 2.2 冷弯性能 |
| 2.3 高温性能 |
| 2.4 断裂与疲劳性能 |
| 2.5 滞回性能 |
| 2.6 动态力学性能 |
| 2.7 耐腐蚀性能 |
| 2.8 复合界面性能 |
| 3 结构构件与连接节点受力性能研究 |
| 3.1 稳定性能 |
| 3.2 残余应力 |
| 3.3 有限元数值分析 |
| 3.4 焊接接头性能 |
| 3.5 构件缺陷及修复 |
| 4 结论 |
（10）高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 冷镦钢的发展现状及趋势 |
| 2.1.1 冷镦钢制品的发展 |
| 2.1.2 冷镦钢的发展 |
| 2.1.3 含硼冷镦钢的发展 |
| 2.2 含硼冷镦钢的研究现状 |
| 2.2.1 含硼冷镦钢的淬透性能 |
| 2.2.2 含硼冷镦钢的组织及力学性能 |
| 2.2.3 含硼冷镦钢的表面质量 |
| 2.2.4 含硼冷镦钢的疲劳性能 |
| 2.3 本课题研究目的及意义 |
| 2.3.1 当前研究中存在的问题 |
| 2.3.2 本课题的研究目的及意义 |
| 3 研究内容及研究方法 |
| 3.1 本课题研究内容 |
| 3.2 技术路线图 |
| 3.3 研究方法 |
| 4 含硼冷镦钢淬透性的影响因素研究与调控 |
| 4.1 化学成分对淬透性影响的定量研究 |
| 4.1.1 B和Ti对淬透性的影响 |
| 4.1.2 Cr对含硼冷镦钢淬透性的影响 |
| 4.1.3 Mn对含硼冷镦钢淬透性的影响 |
| 4.1.4 S对含硼冷镦钢淬透性的影响 |
| 4.1.5 N及Ti/N对淬透性的影响 |
| 4.2 热处理工艺对淬透性的影响 |
| 4.3 淬透性的计算方法与试验方法对比 |
| 4.4 含硼冷镦钢淬火临界直径的预测及调控 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 含硼冷镦钢的组织及强塑性研究与调控 |
| 5.1 不同组分含硼冷镦钢的相变规律研究 |
| 5.1.1 中碳-4#硼钢的相变规律 |
| 5.1.2 低碳-4#硼钢的相变规律 |
| 5.1.3 超低碳-2#硼钢的相变规律 |
| 5.2 不同组分含硼冷镦钢的组织和强塑性调控 |
| 5.2.1 轧钢工艺对中碳-4#硼钢组织和强塑性的影响 |
| 5.2.2 轧钢工艺对低碳-4硼钢组织和强塑性的影响 |
| 5.2.3 B和B/N对超低碳硼钢组织和强塑性的影响 |
| 5.3 化学组分和规格对含硼冷镦钢抗拉强度的影响规律及应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 含硼冷镦钢的表面裂纹来源及演变规律研究 |
| 6.1 含硼冷镦钢典型表面裂纹及来源分析 |
| 6.2 B和Ti对含硼冷镦钢高温热塑性的影响 |
| 6.3 Ti/N对含硼冷镦钢裂纹敏感性的影响 |
| 6.4 硼钢钢坯裂纹在轧制过程的演变规律研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 含硼冷镦钢的夹杂物及疲劳特性研究 |
| 7.1 含硼冷镦钢的夹杂物研究 |
| 7.1.1 含硼冷镦钢中典型夹杂物分析 |
| 7.1.2 非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物数量和尺寸的影响 |
| 7.1.3 非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物类型的影响 |
| 7.2 含硼冷镦钢螺栓的疲劳性能研究 |
| 7.2.1 平均载荷对含硼钢螺栓疲劳性能的影响 |
| 7.2.2 8.8级含硼钢螺栓的条件疲劳极限 |
| 7.2.3 8.8级含硼钢螺栓的疲劳S-N曲线 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论 |
| 9 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、低碳钢的高温力学性能（论文参考文献）
- [1]Y元素和Ce元素对Mg-Al-Si合金组织及性能的影响[D]. 蒋一锋. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]不锈钢复合钢材钢结构研究进展[J]. 班慧勇,梅镱潇,石永久. 工程力学, 2021(06)
- [3]工程机械铸钢零部件裂纹缺陷形成机理及数值模拟研究[D]. 张旺. 山东大学, 2021(12)
- [4]铝/钢连续驱动摩擦焊锥形接头形式下力学性能及组织研究[D]. 王树文. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]铝/钢连续驱动摩擦焊锥形接头形式下性能及数值模拟研究[D]. 师文辰. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]CSP流程铁素体轧制关键技术及材料软化机理研究[D]. 胡学文. 北京科技大学, 2021(02)
- [7]低碳钢薄板点焊过程及接头组织性能研究[D]. 潘小强. 广西大学, 2020(07)
- [8]A位固溶钛铝碳的表面自适应摩擦学特性研究[D]. 蔡乐平. 北京交通大学, 2020
- [9]不锈钢复合钢材钢结构研究进展——第29届全国结构工程学术会议特邀报告[A]. 班慧勇,梅镱潇,石永久. 第29届全国结构工程学术会议论文集（第I册）, 2020
- [10]高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控[D]. 阮士朋. 北京科技大学, 2020(01)