焊接是船舶制造业不可缺少的制造工艺。激烈的竞争往往需要一种经济高效、可靠的焊接方法。本研究研究了埋弧焊 (SAW)、金属活性气体 (MAG) 焊和等离子弧焊 (PAW) 制造的 ASTM A131 (A 级) 钢接头的可焊性、微观结构和一些机械性能。通过光学显微镜检查了焊缝的微观结构。通过显微硬度测量、拉伸和冲击试验确定了接头的机械性能。结果表明,接头的抗拉强度高达 462 MPa。断裂的位置总是与母材相邻。焊缝金属的夏比冲击功达到 72.5 J,比母材的夏比冲击功 57.7 J 高 25%。PAW 方法可获得 221 HV 的较高硬度,而母材的硬度为 179 HV。关键词:A 级钢;焊接;拉伸失效;硬度
摘要:在本研究中,我们提出了一种混合制造工艺来生产高质量的 Ti6Al4V 零件,该工艺结合了增材粉末激光定向能量沉积 (L-DED) 用于制造预制件,随后的热锻作为热机械加工 (TMP) 步骤。在 L-DED 之后,材料在两种不同的温度 (930 ◦ C 和 1070 ◦ C) 下热成型,随后进行热处理以消除应力退火。在小子样本上进行拉伸试验,考虑到相对于 L-DED 构建方向的不同样本方向,并产生非常好的拉伸强度和延展性,类似于或优于锻造材料。所得微观结构由非常细粒、部分球化的 α 晶粒组成,平均直径约为 0.8–2.3 µ m,位于 β 相基质内,占样本的 2% 至 9%。在亚β转变温度范围内锻造后,典型的 L-DED 微观结构不再可辨别,并且增材制造 (AM) 中常见的拉伸性能各向异性显著降低。然而,在超β转变温度范围内锻造会导致机械性能的各向异性仍然存在,并且材料的拉伸强度和延展性较差。结果表明,通过将 L-DED 与 Ti6Al4V 亚β转变温度范围内的热机械加工相结合,可以获得适用于许多应用的微观结构和理想的机械性能,同时具有减少材料浪费的优势。
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SEREN ÖZER 提交,部分满足中东技术大学冶金与材料工程理学硕士学位的要求,作者:Halil Kalıpçılar 教授,自然科学与应用科学研究生院院长,C. Hakan Gür 教授,中东技术大学冶金与材料工程系主任,Arcan Fehmi Dericioğlu 教授,中东技术大学冶金与材料工程主管,考试委员会成员:Kadri Aydınol 教授,中东技术大学冶金与材料工程,Arcan Fehmi Dericioğlu 教授,中东技术大学冶金与材料工程,Caner Durucan 教授,中东技术大学冶金与材料工程,Hüsnü Emrah Ünalan 教授,中东技术大学冶金与材料工程,Ziya Esen 副教授,恰卡亚大学材料科学与工程
具有高电子迁移率的二维硒化铋 (Bi 2 O 2 Se) 在未来高性能、柔性电子和光电子器件中具有优势。然而,薄片 Bi 2 O 2 Se 的转移相当具有挑战性,限制了其机械性能的测量和在柔性器件中的应用探索。这里,开发了一种可靠有效的聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 介导方法,可以将薄片 Bi 2 O 2 Se 薄片从生长基板转移到目标基板(如微机电系统基板)上。转移的薄片的高保真度源于 PDMS 薄膜的高粘附能和柔韧性。首次通过纳米压痕法实验获得了二维 Bi 2 O 2 Se 的机械性能。研究发现,少层 Bi 2 O 2 Se 具有 18–23 GPa 的二维半导体固有刚度,杨氏模量为 88.7 ± 14.4 GPa,与理论值一致。此外,少层 Bi 2 O 2 Se 可承受 3% 以上的高径向应变,表现出优异的柔韧性。二维 Bi 2 O 2 Se 的可靠转移方法和力学性能记录的开发共同填补了这种新兴材料力学性能理论预测与实验验证之间的空白,并将促进基于二维 Bi 2 O 2 Se 的柔性电子学和光电子学的发展。
增材制造已成为全球经济的重要组成部分,它彻底改变了制造工艺、增强了机械部件并解决了提高生产率等当前行业挑战。本研究探讨了 3D 打印 Onyx 的抗拉强度和刚度,重点研究了打印周边层的影响。结果表明,增加周边层可通过加厚外壁和改善应力分布来提高抗拉强度。实验表明,2 到 15 层之间的改进不超过 20%,并且周边层对韧性没有影响。此外,一旦有足够的周边层,内部填充模式和密度会在整体强度中发挥更重要的作用。两层通常足以确保凝聚力、最大限度地减少变形并防止微裂纹扩展。Onyx 的尼龙基质和碳纤维通过缓解周边层和内层之间的过渡区的应力集中进一步提高了耐久性。然而,超过某一点后,增加层数带来的收益就会递减,主要是增加材料消耗,而强度却没有显著提高。这些发现支持未来研究剪切强度和抗冲击性等附加性能,同时平衡性能、材料使用和可持续性。
舒适性不断推动着对新功能的探索。在当今的应用中,泵被期望能够长时间连续运行。因此,“运行可靠性”是一个关键因素。离心泵是一种流体输送机器,其离心能由旋转的空气产生。泵用于输送流体。旋转动力通常来自电动汽车,由发动机和发动机转动。市场上对离心泵的需求很大。这种结构相对便宜、耐用且简单,其高速度使得可以将泵直接连接到无与伦比的汽车上。离心泵提供恒定的流体流动,并且可以轻松吹出而不会对泵造成损坏。泵的可靠性问题解决了化工厂、炼油厂和许多电器的大量维修和失去使用权的成本。本文介绍了泵故障的最常见原因,以及如何在泵选择过程中使用适当的分析类型和程序在大多数情况下避免这些故障。具体而言,关键问题包括泵将在最佳效率点 (BEP) 附近运行的位置。正确的泵选择和安装可避免错位。本文解释了分体式断流泵故障的各种原因。
摘要:本研究采用定向能量沉积(DED)工艺在SCM420基体上沉积Fe-8Cr-3V-2Mo-2W工具钢粉末。本研究重点研究了沉积的Fe-8Cr-3V-2Mo-2W的力学性能以及热处理对其的影响。观察了沉积后热处理引起的沉积区域微观结构特征的变化。然后分析了热处理对力学性能的影响,并对沉积材料进行了硬度、磨损、冲击和拉伸试验。将这些性能与商用工具钢粉末M2沉积材料和渗碳试件的性能进行了比较。在沉积的Fe-8Cr-3V-2Mo-2W层中,通过后热处理获得了增加的马氏体相分数,并且碳化物析出量也增加了。这使得热处理后的硬度从48 HRc增加到62 HRc,耐磨性也显着提高。吸收的冲击能量从热处理前的 11 J 降低到热处理后的 6 J,但抗拉强度却从 607 MPa 大幅提高到 922 MPa。与 M2 沉积表面相比,Fe-8Cr-3V-2Mo-2W 沉积物的表面硬度降低了 3%,断裂韧性降低了 76%,但抗拉强度提高了 56%。与渗碳 SCM420 相比,Fe-8Cr-3V-2Mo-2W 沉积物的表面硬度和耐磨性提高了 3%,断裂韧性降低了 90%,抗拉强度提高了 5%。这项研究表明,与渗碳相比,通过 DED 进行的表面硬化可以表现出相似或更优异的机械性能。
相也被认为是潜在候选者。9,10 过去几十年来,人们制造并检验了许多此类材料,以确定它们在高超音速飞行期间遇到的极端环境中的使用潜力。与许多需要使用传统金刚石磨削方法来创建测试样本或部件的传统先进陶瓷不同,许多 UHTC 的导电性足以使样本能够使用电火花加工 (EDM) 来制造。11-13 这项工作的目的是确定使用 EDM 制造的样本的强度和断裂韧性是否与使用传统金刚石磨削方法制备的样本不同。密苏里科技大学和陆军研究实验室 (ARL) 还按照相应的美国材料与试验协会 (ASTM) 标准测量了硬度。
纳米材料正成为高性能产品和服务不可或缺的一部分。随着技术的进步,利用纳米材料设计组件的可能性越来越大,充分利用这些材料可能提供的优势。纳米结构材料具有体积尺寸,结构包括纳米级特征,并且已经存在了很长一段时间,隐藏在日常用品中。最近,它们已经能够通过越来越复杂的仪器和工艺进行分析和操作。这种能力使它们更容易获得,然而,在更广泛地采用这些材料以利用其优势方面仍然存在挑战。本文概述了纳米结构材料在纳米材料更广泛背景下的地位和出现,研究了它们的机械性能、生产方法和应用。