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运用均匀设计法设计了12种碱性低氢焊条药皮配方,通过数学建模得出交流稳弧性的主要影响因素,并通过单因素及交互作用试验,得出主要影响因素与交流稳弧性的关系曲线,提出用“稳弧度”来评价交流稳弧性的新方法.结果表明:碳酸盐、萤石及石英对断弧长度有显著影响,碳酸盐、萤石及铁合金对灭弧次数有显著影响；用“稳弧度”评价焊条稳弧性的方法可行；萤石含量增加,稳弧度降低且质量分数应控制为18％～20％；石英与萤石比值增大,稳弧度降低且比值应控制在0.15～0.3,碳酸盐与萤石比值增大,稳弧度先增大后减小,比值为2.0～2.2,稳弧度较好.

关键词: 碱性焊条 , 药皮配方 , 交流稳弧性 , 稳弧度 , 数学模型

印制板微孔金属化工艺改进

杨防祖 , 吴伟刚 , 田中群 , 周绍民

电镀与精饰 doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2012.08.008

在分布有微孔的印制板上,按照印制板孔金属化工艺路线,研究并改进印刷板孔金属化工艺；探索乙醛酸化学镀铜工艺在印制板微孔金属化中的应用,并采用扫描电子显微镜分析镀层的特点.结果表明,环保型乙醛酸化学镀铜可以成功地应用于印制板孔金属化加工工艺中.印制板孔金属化后,微孔内壁上的铜镀层紧密附着于内壁,颗粒较细小；虽然沉积铜颗粒排列相对疏松和不均匀,但能满足工艺要求.微孔外壁沉积出的化学镀铜层光亮、晶粒细小致密.

关键词: 印制板 , 孔金属化 , 乙醛酸 , 化学镀铜 , 工艺

钢铁基体上柠檬酸盐碱性无氰镀铜

杨防祖 , 吴伟刚 , 林志萍 , 黄令 , 周绍民

电镀与涂饰

以柠檬酸盐为配位剂,结合胺化合物为辅助配位剂,研究了钢铁基体上无氰镀铜工艺.探索了搅拌方式、温度、pH、铜离子质量浓度和添加荆质量浓度对镀层质量的影响以及该工艺抗Fe2+、Fe3+、Zn2+,Sn4+等杂质的能力.试验结果表明,电流效率在90%左右,并随电流密度、温度和pH的提高而增大;镀液深镀能力达100%.通过极化曲线,解释了配位剂和添加剂的作用.

关键词: 钢铁基体 , 碱性无氰镀铜 , 柠檬酸盐 , 电流效率 , 深镀能力 , 极化曲线

Fe-C二元合金凝固过程枝晶偏析的数值模拟研究

李继红 , 汪强 , 吴伟刚 , 张敏

材料导报

利用元胞自动机法对Fe-C二元合金过冷熔体中枝晶的生长过程进行了模拟,其中明确地将液相溶质浓度与固相溶质浓度区分开,并探讨了冷却速率、液相溶质扩散系数以及固相溶质扩散系数对枝晶偏析的影响规律.模拟结果表明:随着冷却速率的增大,固相中溶质浓度波动不断加剧,且枝晶偏析程度增大,但偏析程度的增大趋势逐渐减缓；当液相扩散系数变化时,液相溶质扩散系数越小,其微观偏析越严重,此外,固相中溶质的波动随液相扩散系数的增大而减小；当固相溶质扩散系数变化时,在枝晶中心附近,微观偏析程度基本保持一致,而在远离中心点的外围区域,微观偏析程度的波动十分明显.

关键词: 元胞自动机 , 枝晶偏析 , 数值模拟 , 冷却速率 , 溶质扩散系数

2205双相不锈钢匹配焊条脱渣性微观机理研究

张敏 , 张翔 , 席敏敏 , 吴伟刚

兵器材料科学与工程

通过均匀设计法安排实验,为2205双相不锈钢设计24组焊条药皮配方,并制成焊条实际施焊,测试各焊条试样的脱渣性.从24种焊条中选择脱渣性能典型的焊条进行对比,分析不同焊条药皮配方下熔渣的微观结构、化学成分对焊条脱渣性能的影响.结果表明:熔渣中Ti含量的增加,会使白色第二相结构呈树枝状或者为方向性较强的棒状结构;当渣中白色球状相数量较少时,焊条的脱渣性能较为优异.

关键词: 2205双相不锈钢 , 脱渣性 , 熔渣微观结构

药皮合金元素对碱性焊条焊缝组织及性能的影响

张敏 , 吴伟刚 , 李继红 , 支金花 , 张海存

材料研究学报

通过药皮过渡合金元素,设计了四种碱性焊条,并利用焊接试验、金相分析、力学性能及断口扫描测试等方法,研究了药皮中合金元素对碱性焊条焊缝组织及性能的影响.结果表明,随着药皮合金元素含量的升高:试样焊缝组织相变化不大,均以回火索氏体和板条马氏体为主,并伴有少量的残余奥氏体和二次析出相,但组织逐渐由板条状变为细条状,且交错密度增大;焊缝强度变化不大,但冲击韧性大幅度提高,冲击断口的韧窝变得多而深；药皮中合金元素对焊缝组织及性能的影响是一个相辅相成又相互制约的过程,3#焊条合金配比使得碱性焊条焊缝组织和强韧性达到了较好的匹配.

关键词: 金属材料 , 药皮 , 合金元素 , 回火索氏体 , 板条马氏体 , 冲击韧性

TA1/X80复合板用TiNi/NiCrMo双过渡层熔焊对接接头组织及性能

吴伟刚 , 张敏 , 丁旭 , 史倩茹 , 井强

材料研究学报 doi:10.11901/1005.3093.2015.557

以TiNi和NiCrMo为双过渡层焊接材料,对TA1/X80复合板进行了熔焊对接实验,利用OM、SEM、EDS及XRD等检测实验对接头组织构成、微观形貌、成分、相组成及力学性能进行了研究.结果表明,TA1/TiNi焊缝以等轴晶组织穿插连接,从TA1侧到TiNi侧,Ti元素在界面处急剧降低,Ni元素缓慢升高;TiNi/NiCrMo焊缝以树枝状组织相互延伸并交织在一起,在界面处形成了宽约40μm的过渡带;从过渡带TiNi侧到NiCrMo侧,Ti元素急剧降低,Ni元素先降低后又升高,Cr、Mo元素逐渐升高;NiCrMo/X80焊缝以点状或针状组织相互渗透连接,从NiCrMo侧到X80侧,Fe元素急剧升高,Ni、Cr急剧降低.TiNi焊缝与NiCrMo焊缝均生成了一定数量的脆性相,并导致接头强度、塑韧性低于母材区.

关键词: 金属材料 , TA1/X80复合板 , 组织性能 , 熔焊对接 , 接头 , 元素分布

层厚比对TA1/X80复合板组织和性能的影响

吴伟刚 , 张敏 , 丁旭 , 王永锋 , 来东

兵器材料科学与工程

为明确层厚比与对钛/钢复合板组织及力学性能的关系,推进TA1/X80层状爆炸复合板在油气运输、航空航天领域的应用,采用爆炸-轧制法,制备7种不同层厚比的TA1/X80层状复合板,通过拉伸、冲击、弯曲、硬度等实验研究层厚比对复合板组织、力学性能的影响,利用OM、SEM、EDS等检测实验分析断口形貌及断裂机制.结果表明:TA1/X80爆炸-轧制复合板界面以周期性波状咬合机制结合,组织均呈流线状,在过渡区Ti、Fe元素发生扩散;TA1、X80层厚比增加,复合板的抗拉强度、屈服强度、塑性、韧性、正弯强度、正弯挠度均呈线性降低趋势,背弯强度和背弯挠度线性增大,且随着向界面靠近,钢侧硬度降低,钛侧硬度升高;由钛侧到钢侧,拉伸断面由沿晶断裂机制过渡为准解理断裂机制,冲击断面由撕裂韧窝断裂机制过渡为等轴韧窝断裂机制.

关键词: 层厚比 , TA1/X80爆炸-轧制复合板 , 组织 , 力学性能 , 断裂机制