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真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜Raman光谱研究

分别采用带有和不带有弯曲弧磁过滤器的真空阴极弧离子镀方法, 在不同的镀膜电流以及不同基片偏流下制备了类金刚石碳膜, 对比了不同结构下类金刚石碳膜的Raman光谱的特点. 对其Raman光谱的D峰和G峰采用Gaussian-Lorentzion的几率分布进行了分峰, 并着重讨论了基片偏流、弯曲磁场等沉积参数对膜结构的影响. 结果表明, 氩分压对膜结构影响不大, 较大的偏流以及弯曲磁场的加入均有利于sp3杂化碳键的形成.

关键词: Raman光谱 , diamond-like carbon film

真空阴极弧离子镀类金刚石碳膜Raman光谱研究

李刘合 , 武咏琴 , 崔旭明 , 张海泉 , 张彦华 , 夏立芳 , 朱剑豪

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.02.021

分别采刚带有和不带有弯曲弧磁过滤器的真空阴极弧离子镀方法,在不同镀膜电流以及不同基片偏流下分别制备了类金痧刚石碳膜,对比了不同结构下类金刚石碳膜的Raman光潜特点.对其Raman光谱的D峰和G峰采用Gaussian-Lorentzion的几率分布进行了分峰,并着重讨论了基片偏流、弯曲磁场等沉积参数对膜结构的影响结果表明,氩分压对膜结构影响不大,较大的偏流以及弯曲磁场的加入均有利于sp3杂化碳键的形成.

关键词: Raman光谱 , 类金刚石碳膜 , 弯曲弧磁过滤器 , 偏流

含硫齿轮钢SAE8620H热轧棒材夹杂物

张海泉 , 谢有 , 成国光 , 陈列 , 寇玉山

钢铁

以EAF电炉-LF精炼炉-VD真空精炼炉-LF精炼炉-CC连铸工艺流程生产含硫齿轮钢SAE8620H热轧棒材,利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪分别对棒材横纵截面的边缘部位、1/2半径处和中心部位的夹杂物进行了检测,综合分析了夹杂物的尺寸、数量、分布以及形貌和成分.结果表明:含硫齿轮钢SAE8620H热轧棒材中的夹杂物主要有单独硫化锰和核心主要是Al2O3和MgO-Al2O3,外围是MnS或者(Ca、Mn)S的氧硫复合夹杂物；从边缘到中心,夹杂物总数递增,氧硫复合夹杂物比例递减；棒材横截面上夹杂物大部分小于2μm,长宽比小于3；棒材纵截面上夹杂物平均长度为11μm,边缘部位夹杂物平均长度较中心部位短3μm,纺锤状夹杂物的比例占30％.

关键词: 含硫齿轮钢SAE8620H , 热轧棒材 , 硫化物夹杂 , 氧硫复合型夹杂物

电子束焊接动态过程仿真分析

张海泉 , 李刘合 , 张彦华 , 李光 , 夏立芳 , 史建刚

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.03.007

基于有限差分理论和入射电子束服从高斯分布、在有限平板中匙孔理想化为旋转抛物面的基本假设,利用C++Builder快速开发软件,在WindowS NT平台上综合OpenGL图形接口及多线程技术开发了电子束焊接动态过程仿真系统EBWSIM.结果表明:该系统通过友好的图形用户界面可实现工艺参数、材料参数、约束控制、视点追踪等焊接过程与移动热源焊接匙孔及其三维温度场的可视化实时交互,并能够实时仿真电子束深熔焊各点的热循环、焊缝横截面、热影响区分布、焊缝钉形缺陷和匙孔曲面的形成过程,模拟结果与实验数据吻合较好.

关键词: 电子束焊接 , 可视化技术 , 有限差分法 , OpenGL

热处理工艺对惯性摩擦焊接头冲击韧性的影响

张海泉 , 张彦华 , 张行安 , 张田仓 , 孙承彬

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.12.008

研究了焊后热处理对碳钢惯性摩擦焊接头冲击韧性的影响.结果表明,焊后热处理对惯性摩擦焊接头的冲击韧性有显著影响,采用适当的焊后热处理可以改善接头的冲击韧性.

关键词: 焊后热处理 , 惯性摩擦焊 , 冲击韧性 , 界面区

电子束焊接热冲击对GH4133A的微裂纹损伤研究

张海泉 , 张彦华 , 李刘合 , 张行安 , 马翔生

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2001.02.011

电子束焊接是一个复杂的强瞬态的热冲击过程，包括发生在表层的热过程和发生在一定深度的应力波与材料的交互作用。本文基于电子束焊接热冲击效应分析了高温合金电子束焊接接头热影响区的微裂纹形成原因，研究了微裂纹损伤对GH4133A电子束接头高温力学性能的影响。结果表明，热冲击是高温合金电子束焊接热影响区的微裂纹损伤的主要原因，热冲击损伤效应导致接头力学性能的劣化。

关键词: 电子束焊 , 热冲击 , 热影响区微裂纹 , 损伤效应

镍基高温合金电子束焊缝形貌预测模型及其验证

张海泉 , 张彦华 , 赵海燕 , 张行安

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.05.005

针对深熔电子束焊特有的钉形焊缝形貌特征,在综合考虑了熔池和匙孔中能量吸收与再分布效应的基础上,建立了高斯面热源和圆柱体热源组合的移动热输入数值模型.进而利用ANSYS通用有限元软件,对镍基高温合金GH4133电子束焊的完全穿透和部分穿透焊接温度场进行了三维数值模拟,分析中考虑了辐射换热和温度相关材料性能的影响.两种情况下的预测结果与实际接头的焊缝金相轮廓吻合良好,证明了组合热源模型的有效性,为进一步开展热-力-组织多场耦合的准确分析提供了可靠的保证.

关键词: 电子束焊接 , 钉形焊缝 , 组合热源 , 有限元分析

镍基高温合金电子束焊接热影响区微裂纹特征分析

张海泉 , 赵海燕 , 张彦华 , 李刘合 , 张行安

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.03.006

利用金相分析和扫描电镜对镍基高温合金电子束焊接热影响区微裂纹行为进行了分析.研究发现,熔合线附近的热影响区产生大量液化裂纹和沿晶扩展的固相裂纹.液化裂纹起源于MC碳化物的组份液化而形成的晶界连续或半连续的低熔点共晶液化膜,固相裂纹形成的则是高能电子束流的快速瞬态热冲击效应的直接结果.通过改善焊缝成形和提高焊接线能量有助于减小两类热影响区微裂纹倾向.

关键词: 电子束焊接 , 热影响区微裂纹 , 快速瞬态热冲击 , 组份液化