Inconel 738 是一种镍基高温合金,由于具有抗疲劳、高屈服强度、耐腐蚀和热稳定性等优异性能,主要用于航空航天 [ 1-4 ] 和石油工业 [ 5 ] [ 6 ]。Inconel 738 高温合金的力学性能取决于微观结构参数,例如金属间化合物 γ ′ 相 (Ni 3 (Al, Ti)) 的体积分数以及 γ ′ 颗粒的尺寸、分布和形状[ 7-9 ]。然而,燃气轮机的发展导致使用温度越来越高,并且经常出现腐蚀问题 [ 1 , 2 ]。已经对不同的涂层进行了评估以增强腐蚀性能;例如,用于高温应用的涂层包括扩散和热障涂层 [ 10 ]。 Inconel 625 因含有高含量的铬、镍和钼 [11-13],保证了出色的耐腐蚀和抗氧化性能,被广泛用作腐蚀环境的涂层材料 [14]。Inconel 625 也是海洋环境和切削刀具的良好涂层 [15]。因此,可以预见,使用抗氧化涂层(如 Inconel 625)可以防止燃气轮机敏感部件受到严重损坏 [16]。在本研究中,通过横向激光熔覆在 Inconel 738 基材上涂覆了 Inconel 625 镍基高温合金。目前,有多种表面涂层方法可供选择,如机械法[17]、化学法[18-21]、溶胶-凝胶法[22]、氧化法[23,24]、渗碳法[25]、离子注入法[26,27]、热法[28,29]和熔覆法[30]。激光熔覆(LC)是一种先进的表面改性技术[31,32],常用于工业应用,例如
钛合金具有高强度重量比、高耐腐蚀性和高熔点等优异性能,已广泛应用于航空航天工业。然而,据推测,通过对钛合金进行涂层处理,可以进一步提高其性能,使其更耐超高速撞击。早期的实验研究表明,用 Ti/SiC 金属基纳米复合材料 (MMNC) 涂覆 Ti-6Al-4V 基材可提高复合材料的抗超高速撞击性能。涂层中 SiC 的体积分数为 7%。这些实验是使用光滑粒子流体动力学 (SPH) 建模方法模拟的。Ti-6Al-4V 基材和 Lexan 弹丸使用了 Johnson-Cook 材料模型。由于缺乏对 MMNC 的详细机械特性,因此使用了双线性弹塑性材料模型来模拟涂层。在本研究中,进行了单参数敏感性分析,以通过与实验弹坑体积的比较来了解 SPH 模型的敏感性。双线性弹塑性材料模型的参数包括弹性模量、泊松比、屈服强度、切线模量和失效应变。对于体积分数为 35% SiC 的 Ti/SiC 金属基纳米复合材料 (MMNC),这些参数的变化范围为各自基准值的 ±5% 和 ±10%,并且可以获得不同应变率下的应力-应变曲线。这些值适用于整个测试速度范围。利用敏感性分析中的参数,结果表明,当没有实验数据时,可以提高 MMNC 的 SPH 建模精度。结果还表明,双线性弹塑性材料模型可用于高应变率下的 MMNC 涂层。
收稿日期:2017 年 1 月 X 日;修订日期:2017 年 2 月 X 日;接受日期:2017 年 3 月 X 日 摘要 增材制造 (AM) 因其高材料利用率和产品设计灵活性而受到越来越多的关注。WAAM 的特点是能够管理各种金属材料和高沉积速度。然而,它的形状精度低于通过其他 AM 工艺积累的形状精度,并且需要精加工作为后处理。此外,由金属组成的 AM 积累由于反复熔化和快速凝固而具有复杂的热历史。因此,使用 SUS316L 奥氏体不锈钢,其积累的微观结构中会发生树枝状生长。因此,与等粒结构相比,不锈钢的机械性能(例如延展性和屈服强度)是各向异性的。因此,我们在此提出了一种结合线材和电弧增材制造 (WAAM) 和精加工系统的新系统。在该方法中,当熔融金属凝固时,通过旋转工具进行精加工。使用新系统进行实验,以抑制 WAAM 累积产生的各向异性微观结构。作为旋转工具,使用切削工具和摩擦搅拌抛光 (FSB) 工具。进行微观结构观察和 X 射线衍射分析以评估累积的各向异性。使用新系统,可以抑制累积中的枝晶生长。通过将上述同时处理系统应用于 WAAM 沉积的最外层,预计可以通过表面改性提高疲劳强度并简化精加工工艺。 - 关键词:线材和电弧增材制造、定向能量沉积、X 射线衍射分析、精加工工艺、切削、摩擦搅拌抛光
金属有机骨架 (MOF) 是新兴的低 k 介电材料,可用于下一代微电子和电信设备。通过利用 MOF 普遍存在的介电响应并克服直流电导率和荧光方法的局限性,MOF 电介质可以用作具有高灵敏度和化学选择性的智能传感器。在此,我们研究了材料合成、施加的机械应力 (37-520 MPa)、变化的温度 (20-100 °C) 和客体封装对 HKUST-1 MOF 的频率相关介电响应 (4 Hz 至 1 MHz) 和交流电导率的影响。特别地,我们表明,在 HKUST-1(主体)中三乙胺 (NEt 3 ) 客体分子的限制产生了可通过机械、热和电扰动进行调节的 NEt 3 @HKUST-1 系统。在 10 kHz 至 1 MHz 的频率范围内,在 20 °C 时,我们表明客体封装系统的介电常数 (𝜀 ') 可以调整到 2.8 至 7.2 之间的值;在 100 °C 时,𝜀 ' 的范围甚至可以达到 3.1 至 9.5。相反,我们发现,在使用相同的操作参数时,多孔(无客体)HKUST-1 的介电可调性相对更有限(𝜀 ' = 2.8 至 4.9)。此外,客体分子在 HKUST-1 中的限制增强了粉末在压缩制粒应力下的机械弹性和屈服强度。总之,这些结果阐明了利用 MOF 中的主客体相互作用以及电热机械刺激来调节设计低 k 材料的精确介电响应的新潜力。
文章历史记录:本研究探讨了用氧化铝纳米颗粒加强AL-6061铝合金的摩擦搅拌加工(FSP),分析了处理参数的影响,包括横向速度,旋转速度和通过的速度 - 通行数 - 最终的张力强度,产量强度,产量强度,固有强度,固有强度,固有强度,固有速度和压缩率。使用CNC铣床,以900、1100、1300和1500 rpm的旋转速度进行FSP,遍历速度为10、15和20 mm/min。使用了先进的机器学习模型,即SRS优化的长期短期记忆(LSTME),用于预测处理后材料的性能,达到0.911的高R²值的最终强度为0.951,屈服强度为0.951,固有频率为0.953,固有频率为0.985,为0.985进行阻尼比。关键发现表明,FSP改善了阻尼特性和机械性能,在所有通过中,在900 rpm处观察到最大阻尼有效性。氧化铝纳米颗粒增强了阻尼功能,而增加的旋转速度则促进了晶粒的细化,从而产生了更强,更具变形的抗耐性材料。LSTME模型的表现优于其他机器学习方法,在训练中达到0.965至0.993的R²值,测试中达到0.911至0.987。这些结果证明了将FSP与机器学习相结合以优化高性能应用的材料属性的功效。
摘要描述:石油和天然气应用,特别是钻井应用的要求不断增加。新的钻井技术需要能够满足机械、磁性和腐蚀性能方面的挑战性要求的材料。新的油气田在海底更深的深度进行勘探,为了进行这些勘探,应该开发新材料。这些新材料必须表现出高强度,屈服强度高于 1035 MPa (150 ksi),并且在钻井液高温和盐度结合的恶劣环境中具有出色的腐蚀性能。德国 Edelstahlwerke 开发了一种满足钻井应用苛刻要求的新材料解决方案。新开发的无磁性高间隙 (FeCrMnMo(C+N)) 奥氏体不锈钢采用感应炉中的传统炼钢工艺、随后的电渣重熔和热加工生产。这种新型 FeCrMnMo-HIS 具有强度高、韧性好、耐腐蚀性能强等特点。固溶退火后,该材料完全为奥氏体,伸长率高于 60%,屈服强度和极限强度分别为 600 MPa (87 ksi) 和 980 MPa (142 ksi),冲击能量高,高于 350 J (> 258 ft-lbs)。FeCrMnMo-HIS 钢未经敏化处理,未发生晶间腐蚀,在室温下氯化铁溶液中测试 72 小时后未失重,且具有较高的点蚀潜力。临界点蚀温度为 35 °C (95 °F)。此外,HI-Steel 在 108 °C (226 °F) 的饱和 NaCl 中具有抗应力腐蚀开裂性。出色的机械性能、氯化物环境中的良好耐腐蚀性以及经济高效的生产使新型高间隙 (C+N) 非磁性奥氏体不锈钢成为石油和天然气应用非常有前途的合金。1.创新是什么?开发了一种新型非磁性高间隙 (FeCrMnMo(C+N)) 奥氏体不锈钢。出色的机械性能、氯化物环境中的良好耐腐蚀性以及经济高效的生产使新型高间隙 (C+N) 非磁性奥氏体不锈钢成为石油和天然气应用非常有前途的合金。2.这项创新是如何实现的?%)。该钢采用传统炼钢工艺生产。这项工作于 2017 年开始,目前仍在进行中。开发了一种新型非磁性高间隙(FeCrMnMo(C+N))奥氏体不锈钢,其名义成分为 Fe-18Cr-18Mn-2Mo-1(C+N)(wt.它在固溶退火条件下具有良好的伸长率、强度和冲击能量组合。抗点蚀当量数 (PREN) 高于 35。高间隙(HI)钢在不同环境下表现出良好的抗应力腐蚀开裂和点蚀性能。新型高间隙 FeCrMnMo 奥氏体不锈钢是一种非常有前途的牌号,适用于石油和天然气工业,因为其机械强度高于 1000 MPa(145 Ksi)且具有良好的腐蚀性能。3.描述腐蚀问题或技术差距激发了创新的发展。创新如何改进现有的方法/技术来解决腐蚀问题或提供新的解决方案来弥补技术差距?
^^^ Tanabe, Y., 121-139 致密型 (CT), 7,48,65, 104, j - ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^u g, 16, 103, 211 122, 149, 175, 193, 215, 275 ^^^j^^^ ^ L., 5-30 锁孔, 296 j ^ ^ ^ ^ j j ^ ^ j ^ ^ ^^^_^J2 光谱载荷, 246,257,261,297 j^ansgranular, 8,20, 51, 70,91, 107, 稳定性, 19 155^ 30^ 堆垛层错能, 38 转变点, 8, 98 钢透射电子显微镜奥氏体,122(TEM)34 97奥氏体不锈钢,6,16,32,175,y^联合设计,'164'^^孪生,20,56,76铸碳和低合金,142,294铁-镍,6铁-硅,64,106 4340,193Vacas-Oleas,C,140-160,293-312高锰,32,48,121真空,85,182马氏体时效,19真空熔炼,32,48,65温和,43,275Verkin,B.I.,84-101Stephens,R.I.,1-2,140-160, 293- 空洞,158 312,315-320 应变幅,32,35,143 W 应力强度因子 ^ang,C.M.,293-312 闭合(^ci)或打开(/Top),67,^^^^ 预应力,194 ^^' '^^' 2^^^ 焊缝/焊接件,8,122,175,275 有效(A^eff),67,71,181,196,^jj^gj,^ ^ 210-237 283 固有有效(AKett),114 X 阈值(AKth),65,71,87,106,152,174,178,194 ^"'"^y衍射,87 应力集中因子(^t),253,y 296 应力释放,275 屈服强度,34,69,96,142,175 拉伸区,135 Yokobori,T.,121-139 条纹,8,51,87,91,107,155,杨氏模量,7,18,77,97,133,199,287,304 184,220,278 亚晶粒,97 钇,212 取代原子,42 Yu,W.,63-83
^^^ Tanabe, Y., 121-139 致密型 (CT), 7,48,65, 104, j - ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^u g, 16, 103, 211 122, 149, 175, 193, 215, 275 ^^^j^^^ ^ L., 5-30 锁孔, 296 j ^ ^ ^ ^ j j ^ ^ j ^ ^ ^^^_^J2 光谱载荷, 246,257,261,297 j^ansgranular, 8,20, 51, 70,91, 107, 稳定性, 19 155^ 30^ 堆垛层错能, 38 转变点, 8, 98 钢透射电子显微镜奥氏体,122(TEM)34 97奥氏体不锈钢,6,16,32,175,y^联合设计,'164'^^孪生,20,56,76铸碳和低合金,142,294铁-镍,6铁-硅,64,106 4340,193Vacas-Oleas,C,140-160,293-312高锰,32,48,121真空,85,182马氏体时效,19真空熔炼,32,48,65温和,43,275Verkin,B.I.,84-101Stephens,R.I.,1-2,140-160, 293- 空洞,158 312,315-320 应变幅,32,35,143 W 应力强度因子 ^ang,C.M.,293-312 闭合(^ci)或打开(/Top),67,^^^^ 预应力,194 ^^' '^^' 2^^^ 焊缝/焊接件,8,122,175,275 有效(A^eff),67,71,181,196,^jj^gj,^ ^ 210-237 283 固有有效(AKett),114 X 阈值(AKth),65,71,87,106,152,174,178,194 ^"'"^y衍射,87 应力集中因子(^t),253,y 296 应力释放,275 屈服强度,34,69,96,142,175 拉伸区,135 Yokobori,T.,121-139 条纹,8,51,87,91,107,155,杨氏模量,7,18,77,97,133,199,287,304 184,220,278 亚晶粒,97 钇,212 取代原子,42 Yu,W.,63-83
在亚洲理工学院 (AIT) 的拉拔试验实验室,使用红褐色风化曼谷粘土和粘土质砾石、红土残积土作为回填材料,对不同钢筋直径和孔径大小的焊接钢丝网钢筋进行了拉拔试验。使用风化粘土回填物进行了总共 87 次拉拔试验,回填物以 95% 标准普氏密度压实,并在 2 种不同的压实水分含量(最佳干侧和湿侧)下进行。测试的正常压力范围为 1 至 13 tsfri。加固垫由 1/4" 和 3/8" 直径的钢筋组成,焊接在一起形成 6" x 9"、6" x 12" 和 6" x 18" 的孔径。同样,使用 3 种不同含水量(干、最佳和湿)的红土残渣土进行了 47 次拔出试验,压实密度分别为 95% 和 100%。测试在 0.2 至 1.8 tsm 的较低压力下进行。使用的加固垫为 1/4" 和 1/2" 直径的钢筋,网格尺寸为 6"x6" 和 6"x9"。在所有进行的测试中,土壤-加固相互作用表明横向构件对总拔出阻力的被动阻力占主导地位。发现纵向构件的摩擦阻力占垫子总拔出阻力的 3% 至 5%。此外,由于钢筋的不可延展性,钢筋的屈服强度仅在 1 至 4 毫米位移的低应变下发生。研究还发现,直径较小的钢筋通过产生更高的拔出能力,可以有效增强被动抵抗的全面动员。在所有使用的网格尺寸中,6"x9" 网格几何形状似乎是最有效的。
5056; https://orcid.org/0000-0003-3963-8282抽象丢失的泡沫铸造(LFC)是一种经济的方法,可以通过在倒入过程中蒸发膨胀聚苯乙烯(EPS)模式来产生高产金属铸件。该方法可用于施放复杂的模式,例如歧管,具有内部空腔的发动机块和其他复杂的几何形状。必须加工EPS泡沫模式,专门的模具和工具,这使得此过程仅用于大量生产。本研究提出了混合失落的泡沫铸造(HLFC)过程,该过程利用3D打印技术使用融合细丝制造(FFF)来制造轻质的泡沫图案。使用低密度填充填充物的泡沫聚乳酸(PLA)原料打印3D薄壁图案,达到了0.044 g/cm 3的大量图案密度,是传统EPS泡沫的两倍。铝合金A356.2是使用泡沫PLA和相同几何形状的EPS模式铸造的,但在传统LFC的铸造参数的不同组合下。拉伸和显微镜样品是从板上加工的,以进行机械性能和微观结构的比较分析。的屈服强度基本上是相等的,对于平均为96.7 MPa的EPS的样品和基于PLA的铸件的95.7 MPa。此外,对复杂的阀体图案进行了3D打印,激光扫描并施放以进行尺寸分析。观察到超过90%的阀体表面落在±0.2 mm的公差区域内。关键字失去了泡沫铸件,混合失去的泡沫铸件,聚乳酸,扩展的聚苯乙烯,融合细丝制造。制造过程杂志https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.07.080