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基于小孔形状的TCS不锈钢激光+GMAW-P复合焊热场模型

张转转胥国祥武传松

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00319

为合理描述激光能量在小孔内的分布特征, 采用光线追踪法处理光线在小孔内的多次反射和孔壁的Fresnel吸收, 对线热源小孔模型做出了改进. 根据小孔形状尺寸的计算结果, 确定激光焊体积热源的分布参数. 将标定后的激光焊体积热源分布参数应用于激光+熔化极脉冲电弧(激光+GMAW-P)复合焊的组合式体积热源模型, 对TCS不锈钢复合焊准稳态温度场进行了数值分析. 开展了TCS不锈钢复合焊工艺实验, 将复合焊焊缝形状尺寸的模拟结果与实测结果进行了对比, 验证了所建立的复合焊热场模型. 基于小孔形状的复合焊热场模型能较好地模拟TCS不锈钢复合焊温度分布与焊缝成形. 利用该模型计算了不同工艺条件下TCS不锈钢焊接HAZ形状尺寸以及HAZ内不同位置处的热循环曲线, 分析了TCS不锈钢复合焊的热循环特征, 为接头组织与性能的预测分析奠定了基础.

关键词: 小孔形状 , hybrid welding , TCS stainless steel , thermal model , thermal cycle

低温太阳热与乙醇化学链燃烧的系统研究

潘莹 , 韩涛 , 洪慧 , 金红光

工程热物理学报

探索并提出低温太阳热能与乙醇一氧化镍化学链燃烧相结合的新颖能量动力系统。该系统利用中低温太阳热能提供乙醇和氧化镍反应热,将低温太阳能转换为高品位化学能储存在固体金属氧化物中。基于图像[火用]分析方法,明确地指出乙醇化学链燃烧能量释放过程燃烧[火用]损失减小和低温太阳热品位提升的机理。本文对新循环进行了分析,相比常规联合循环,新系统热效率提高约8个百分点,同时可以实现CO2无能耗分离。

关键词: 低温太阳热 , 乙醇化学链燃烧 , 能量品位 , 热力循环 , CO2减排

热循环方式对Q690 TMCP钢粗晶区组织和性能的影响

李贞顺 , 李胜利 , 朱新德 , 徐洪庆

材料热处理学报

对比了两种热循环(实际焊接与模拟单道次焊接)对Q690 TMCP钢粗晶区组织性能的影响.结果表明:模拟焊接热循环条件下,随热输入增大粗晶区组织分别经历了板条马氏体、回火马氏体、上贝氏体及粒状贝氏体转变,粗晶区冲击功随热输入能量的增大先增大后减小,峰值对应热输入20 kJ· cm-;相同热输入能量的实际焊接试样粗晶区的冲击功变化趋势与模拟焊接试样相似,但数值均低.分析得出,实际焊接试样粗晶区中新生M-A组元导致了其冲击功相对更低.

关键词: 高强钢 , 焊接 , 热循环 , 热模拟 , 相变

10CrNiCu钢激光-MAG复合焊热循环及组织特性研究

李治 , 吴艳明 , 张俊旭 , 张成杰

材料开发与应用

采用热电偶测温技术测量了激光-MAG复合焊及常规MAG焊接头粗晶区热循环曲线,并通过金相显微镜对比分析了两种焊接接头粗晶区组织特征.研究结果表明:与常规MAG焊相比,HLAW热循环加热及冷却速度较大,高温停留时间短,呈陡升陡降特征;粗晶区主要由粒状贝氏体、贝氏体、贝氏体基体上析出粒状碳化物组织及细小板条状马氏体组成;M-A岛含量较少,以细小颗粒状弥散分布在铁素体基体上.

关键词: HLAW , 热循环 , 微观组织 , M-A岛

温度梯度热循环下纳米7YSZ陶瓷层结构演变

陈焕涛 , 张小锋 , 周克崧 , 刘敏 , 邓春明 , 邓畅光

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.041

目的 采用低温超音速等离子喷涂(LT-HVOF)在镍基高温合金基体(K417)上制备了NiCoCrAlYTa粘结层,使用大气等离子喷涂(APS)在粘结层上制备了纳米7%Y2O3-ZrO2(7YSZ)陶瓷涂层,以获得温度梯度热循环下纳米陶瓷层的结构演变机制.方法 通过燃气热冲击实验仪对热障涂层模拟真实服役条件下温度梯度热循环的工作环境,采用一维稳态热传导模型计算了热障涂层中各涂层界面的温度,探讨了在热驱动作用下等径晶粒和非等径晶粒的扩散长大机制.结果 热循环次数为40次时,涂层近表面出现了烧结致密化现象,而陶瓷层底部涂层保持原来的结构.热循环次数增加到460次时,整个陶瓷层断面都发生了烧结致密化现象.结论 温度是涂层烧结致密化的主导因素.涂层中当等大晶粒接触形成弯曲颈时,由于弯曲颈只受水平方向静压力作用,晶粒中原子扩散速率慢,导致晶粒长大速率较慢;而当非等大晶粒接触形成弯曲颈时,在晶粒接触弯曲颈处存在一偏大晶粒方向的剪切力,其导致晶粒向弯曲颈扩散速率增加,晶粒长大速率较快.

关键词: 热障涂层 , 热循环 , 温度梯度 , 烧结机制

热循环对铜包铝母排显微组织与力学性能的影响?

王冰 , 刘平 , 刘新宽 , 王子延 , 陈小红 , 刘小稚

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.12.016

在自主开发的热循环试验机上对铸轧法生产的铜包铝母排进行了热循环试验。为了研究不同热循环温度与热循环次数对结合界面显微组织与力学性能的影响,在200,250和300℃的热循环温度下分别完成了2000,600和100次的热循环试验。采用ZWICK-Z050电子万能材料试验机测试界面结合强度,用扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜(PM)观察界面形貌,用电子探针(EPMA)和 X 射线衍射仪(XRD)进行物相分析。结果表明,热循环温度为200℃时,随着循环次数的增加,界面结合强度先增大后减小,界面结合层宽度先减小后增大;热循环温度为250或300℃时,随着循环次数的增加,界面结合强度显著减小,界面结合层宽度明显增大;界面结合层宽度越大,结合强度越低;界面中间化合物主要为 Al2 Cu、Cu9 Al4和 CuAl,其中铜侧主要是 Cu9 Al4和CuAl相,铝侧主要是Al2 Cu相;200~300℃范围内的热循环并未引起中间化合物质或量的改变。

关键词: 铜包铝母排 , 热循环 , 结合层 , 结合强度 , 显微组织 , 金属间化合物

PWP法柔性直流电缆空间电荷特性研究

李栋 , 朱智恩 , 杨黎明 , 杨荣凯 , 江贞星

绝缘材料 doi:10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2017.05.008

为探究柔性直流电缆的空间电荷特性,采用压力波(PWP)法模型电缆空间电荷测试系统,研究了30 kV柔性直流电缆在电场为-10、-15和-20 kV/mm,导体温度为30、50和70℃,以及在电场13.9 kV/mm下热循环过程中的空间电荷分布.结果表明:在试验外加电场下,当电缆导体温度为30℃时,电缆绝缘层中几乎没有空间电荷积聚;当导体温度升高到50℃和70℃时,绝缘层两侧出现异极性空间电荷积聚,空间电荷密度随着导体温度和电场的升高而增大,且绝缘层外侧的空间电荷积累量大于绝缘层内侧;在电场为13.9 kV/mm的热循环过程中,柔直电缆绝缘层在加热阶段积聚的空间电荷在降温阶段不易消散.

关键词: 空间电荷 , PWP法 , 柔性直流电缆 , 热循环

激光-MAG复合焊接头热影响区热循环特性研究

李治 , 薛钢 , 吴艳明 , 张成杰 , 张俊旭

材料开发与应用

采用K型热电偶测量了激光-MAG复合焊接头热影响区热循环曲线,分析了激光-MAG复合焊接头热循环特性.研究结果表明,对于同一激光-MAG复合焊接头不同深度位置,热循环冷却时间相近;升温时间、Acl温度以上停留时间、最大瞬时升(降)温速率、峰值温度梯度及衰减速率均存在一定差异.其中,越靠近试板上表面,升温时间越长,Acl温度以上停留时间越长、最大瞬时升(降)温速率越小、峰值温度衰减越慢.当距离焊缝中心一定距离后,不同深度位置峰值温度梯度及衰减幅度均趋于一致.

关键词: 激光-MAG复合焊 , 热循环 , 不对称性

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