本研究的目的是调查将聚氯乙烯 (PVC) 废料用作混凝土制造材料而无需预处理的可能性。目的还在于通过在混凝土中稳定和固化 PVC 废料,为限制环境污染和自然资源开发做出贡献。本实验研究的目的是通过与普通混凝土 (OC) 进行比较,通过实验评估 PVC 混凝土的新鲜和固化性能。本研究包括收集 PVC 废料,尤其是自然界废弃的旧 PVC 管,并通过用不同体积比 (5%、10% 和 15%) 的沙子替代将其掺入混凝土中。在本研究中,考虑了两种不同形状 (纤维和细) 的 PVC。根据测试结果,在混凝土中添加 PVC 废料作为天然沙子的部分替代品会降低新鲜混凝土的可加工性。我们注意到,与细 PVC 混凝土相比,含有 PVC 纤维的混凝土的可加工性较低。我们还观察到 PVC 纤维提高了混凝土的抗压强度。随着 PVC 废料的替代率增加,抗压强度也随之增加。然而,细 PVC 比例的增加会导致抗压强度下降。对于 PVC 纤维含量高且 PVC 细度适中的混凝土混合物,可以获得更好的机械性能系数 (MPF)。收集的结果将为回收混凝土混合物中的 PVC 废料提供有用的信息。
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实施电弧定向能量沉积需要开发新型、工艺适应性强的高性能铝合金。然而,传统的高强度合金难以加工,因为它们容易产生热裂纹。基于 Al-Mg-Zn 的交叉合金结合了良好的可加工性和人工时效后的良好机械性能。在这里,我们提出了一种使用 Ag 微合金化进一步改善 Al-Mg-Zn 交叉合金机械性能的努力。在样品中没有观察到裂纹和少量孔隙。微观结构以细小和球状晶粒为主,晶粒尺寸为 26.6 l m。晶粒结构基本上没有纹理,包含细小的微观偏析区,偏析缝厚度为 3-5 微米。经热处理后,这些微观偏析区溶解,并形成 T 相沉淀物,这通过衍射实验得到澄清。该沉淀反应导致显微硬度为 155 HV0.1,屈服强度分别为 391.3 MPa 和 418.6 MPa,极限拉伸强度分别为 452.7 MPa 和 529.4 MPa,横向和纵向断裂应变分别为 3.4% 和 4.4%。所得结果表明,可以使用新开发的铝交叉合金通过电弧直接能量沉积制造高负荷结构。
摘要:高熵合金的设计原理是将多种化学元素以相等或接近相等的比例混合,以创建具有独特性能的新合金,例如高强度、延展性和耐腐蚀性。高熵合金的某些性能可以通过引入新的掺杂元素来调整,掺杂元素的选择需根据工作条件而定。研究了 Ti 掺杂对高熵合金 CoCrFeMoNi 微观结构、显微硬度和弹性模量的影响。微观结构分析表明,合金的核心结构由面心立方 (FCC) 和体心立方 (BCC) 相组成,同时形成了 Laves 相。Ti 的加入使合金晶粒细化,降低了枝晶间和枝晶区域之间的 Mo 浓度差。Ti 掺杂的结果是,合金的显微硬度从 369 HV 0.2 增加到 451 HV 0.2。 Ti 掺杂使断裂强度值增加了一倍,尽管 CoCrFeMoNi 合金的弹性模量没有发生显著变化。
伦敦,HA7 4LP,英国 摘要 采用多丝电弧增材制造 (MWAAM) 成功制备了 TC4/NiTi 多材料结构件。本文展示了仿生梯度夹层构建策略下 TC4/NiTi 多材料结构件的界面特征和力学性能。结果表明,获得了极限抗压强度为 (1533.33±26 MPa) 的 MWAAM TC4/NiTi 梯度异质合金。优异的压缩行为主要归因于梯度区的良好过渡,EBSD 分析表明梯度区的晶粒尺寸细小,差异施密特因子值较小。随着 NiTi 含量的增加,从 TC4 区到 NiTi 区的相组成依次演变为:α-Ti + β-Ti → α-Ti + NiTi 2 → NiTi 2 → NiTi 2 + NiTi → NiTi + Ni 3 Ti。梯度异质合金的显微硬度范围为310±8~230±11 HV,其中区域B处硬度最高,为669.6±12 HV,这是由于NiTi 2 强化相的析出所致;试样的极限断裂应力为1533.33±26 MPa,应变为28.3±6%;在10次加载/卸载循环压缩试验过程中,MWAAM TC4/NiTi梯度异质合金的不可回复应变逐渐趋近于2.75%。
摘要:纳米晶氧化铝-氧化锆基共晶陶瓷是用高能束制备的,由超细、三维缠结的单晶域组成,是一类特殊的共晶氧化物,具有极高的高温力学性能,如强度和韧性以及抗蠕变性。本文旨在全面综述氧化铝-氧化锆基共晶陶瓷的基本原理、先进的凝固工艺、微观结构和力学性能,特别关注纳米晶尺度上的技术现状。首先根据先前报道的模型介绍了耦合共晶生长的一些基本原理,然后简要介绍了凝固技术和从工艺变量控制凝固行为的策略。然后,从不同层次尺度阐明纳米共晶结构的微观结构形成,并详细讨论硬度、弯曲和拉伸强度、断裂韧性和耐磨性等机械性能,以进行比较研究。利用高能束工艺已经生产出具有独特微观结构和成分特征的纳米氧化铝-氧化锆基共晶陶瓷,在许多情况下,与传统共晶陶瓷相比,机械性能有显著改善。
摘要:热锻模具受到周期性热应力作用,经常以热疲劳、磨损、塑性变形和断裂的形式失效。为延长热锻模具的使用寿命并降低总生产成本,提出了一种热锻模具梯度多材料线材电弧增材再制造方法。多材料梯度界面的性能对决定最终产品的整体性能起着至关重要的作用。本研究将热锻模具再制造区分为过渡层、中间层和强化层三个沉积层。在5CrNiMo热锻模具钢上进行了梯度材料线材电弧增材制造实验,对梯度界面的微观组织、显微硬度、结合强度和冲击性能进行了表征和分析。结果表明,梯度添加剂层及其界面无缺陷,梯度界面获得了高强度的冶金结合。梯度添加剂层的组织从底层到顶层呈现贝氏体到马氏体的梯度转变过程。显微硬度从基体层到表面强化层逐渐增加,在100 HV范围内形成三级梯度变化,3个界面的冲击韧性值分别为46.15 J/cm 2 、54.96 J/cm 2 、22.53 J/cm 2 ,冲击断口形貌从延性断裂到准解理断裂,梯度界面力学性能表现为硬度和强度梯度增加,韧性梯度降低。采用该方法再制造的热锻模具实际应用,平均寿命提高了37.5%,为热锻模具梯度多材料丝电弧增材再制造的工程应用提供了科学支撑。
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 随着封装的微型化和异质集成化,人们一直致力于开发低温焊料。Sn-58Bi 共晶焊料的熔点为 138°C,是一种颇具吸引力的替代方案。由于 Sn-Bi 焊料的熔点较低,即使在室温下也可能发生 Bi 粗化。本文观察了室温储存过程中 Sn-58Bi 接头的微观结构演变。室温老化导致焊料基体中 Bi 相的溶解和粗化,尤其是在初生 Sn 相和 Sn-Bi 枝晶中。通过纳米压痕测量了单个富 Sn 相和富 Bi 相的力学性能。结果表明,由于溶液强化,老化焊点中富 Sn 相比富 Bi 相具有更高的杨氏模量和硬度。Bi 相比 Sn 更柔顺,硬度更低。
高强度铝合金,包括 2xxx、6xxx 和 7xxx 合金,在高温下强度较低,这是因为热暴露后沉淀物会粗化[7 和 9]。最近的研究报告称,由于 α-Al(MnFe)Si 弥散体的析出,3xxx 合金在室温和高温下均具有优异的力学性能[10 和 13]。α-Al(MnFe)Si 弥散体与基体部分共格,具有立方晶体结构[10,14]。有趣的是,α-Al(MnFe)Si 弥散体在 300℃ 时具有热稳定性,这提高了高温强度和抗蠕变性[12,13]。曾尝试通过添加合金元素和/或各种热处理来优化α-Al(MnFe)Si弥散体的特性,以期改善3xxx合金的高温力学性能[11、13、15和19]。刘和陈[12]报道,在375℃下加热48小时的一步法热处理促使大量α-Al(MnFe)Si弥散体析出,从而在300℃下实现3004合金的峰值弥散强化。后来,发现与在375℃下加热48小时的一步法热处理相比,在250℃下加热24小时和在375℃下加热48小时的两步法热处理可显著改善弥散体的特性以及300℃下的屈服强度和抗蠕变性[17]。李等人。 [13]研究了添加不同量的Si和Mg对3xxx合金组织和高温性能的影响,发现当Si含量为0.25wt.%、Mg含量为1.0wt.%时,α-Al(MnFe)Si弥散相的高温强化效果最好。刘等[16]研究发现,在Al-Mn-Mg 3004合金中添加0.3wt.%Mo可细化弥散相,并提高其在350℃以下的热稳定性。由于Fe、Si和Mn等合金元素在凝固过程中发生偏析,在沉淀热处理过程中,枝晶间区域总会形成无弥散相区(DFZ),从而降低弥散相的体积分数,降低合金的高温性能[11e13]。因此,在采用弥散强化时,必须尽量减少 DFZ。添加具有负偏析(ko > 1)的元素是减少 DFZ 数量的有效方法。据报道,Mo 可以最大限度地减少不同 Al 合金中 DFZ 的形成 [16,20,21],从而使弥散体的体积分数较大且分布均匀,最终获得更优的高温性能。尽管之前的研究报告显示弥散体强化可以使 Ale Mne Mg 3xxx 合金的高温性能得到显著改善,但大多数研究都局限于铸锭。事实上,工业工程零件通常需要材料经历大的塑性变形才能满足特殊的形状和性能要求。此外,热轧或挤压也能消除铸造缺陷,如夹渣、孔隙等,进一步改善材料性能[22e25]。张等[26]研究发现,室温预轧显著促进了纳米弥散相的形核,增加了Al-Mn-Si合金中弥散相的数量密度。但室温变形会增加开裂的风险,从而增加制造难度[27]。因此,有必要研究热变形工艺对弥散相组织及其相关力学性能的影响。