检索结果-内蒙古大学图书馆

热加工工艺 2024年第14期53卷 63-68,72页

作者：胡贤磊袁一支颖东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 苏州东宝海星金属材料科技有限公司江苏张家港215625

采用粉末套管法,通过“热轧+中间退火+进一步冷轧”工艺制备Ti/Al/Ti复合板。利用扫描电镜、电子探针、能谱仪、XRD分析以及万能实验机,研究不同制备参数下Ti/Al/Ti复合带材的界面形貌、元素分布、物相种类和界面结合强度。结果表明,单... 详细信息

采用粉末套管法,通过“热轧+中间退火+进一步冷轧”工艺制备Ti/Al/Ti复合板。利用扫描电镜、电子探针、能谱仪、XRD分析以及万能实验机,研究不同制备参数下Ti/Al/Ti复合带材的界面形貌、元素分布、物相种类和界面结合强度。结果表明,单一脆性金属间化合物TiAl_(3)的产生会阻碍Ti/Al元素的扩散,扩散层厚度发生减薄。500℃退火,扩散层主要是由扩散形成的冶金结合层,局部区域有少量的金属间化合物TiAl_(3)生成,界面结合强度受冶金结合强度与机械结合强度的动态变化影响,随着压下率升高,结合强度先降低后升高再降低;550℃退火,界面反应增强,TiAl_(3)相逐渐增多,扩散层强度增加,冶金结合强度提高,由14.3 N/mm(500℃)增加至35.1 N/mm(550℃),随着压下率的增大,化合物层破碎程度增加,界面结合强度逐渐降低。

关键词： Ti/Al/Ti复合板粉末套管法中间退火结合性能

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基于同步马达的液压多缸同步提升系统仿真研究

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机床与液压 2022年第19期50卷 148-152页

作者：王贵桥高扬张福波孙杰李建平东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

同步马达在多液压缸同步控制中具有广泛的应用,但由于各液压缸之间的工况差异,偶尔造成同步误差偏大且难以解决的问题。利用MATLAB建立同步马达控制四缸同步提升系统的SimHydraulics模型并进行仿真研究,通过控制变量法研究确定了同步马... 详细信息

同步马达在多液压缸同步控制中具有广泛的应用,但由于各液压缸之间的工况差异,偶尔造成同步误差偏大且难以解决的问题。利用MATLAB建立同步马达控制四缸同步提升系统的SimHydraulics模型并进行仿真研究,通过控制变量法研究确定了同步马达控制方式下同步误差的主要影响因素,并在此基础上提出一种基于均值偏差进行换向阀流量补偿的控制策略。仿真结果表明,该控制策略能够有效消除由于工况差异造成的同步误差。

关键词：同步马达多液压缸同步换向阀流量补偿

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基于纳米析出强化的高强无取向硅钢研究

基于纳米析出强化的高强无取向硅钢研究

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第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：方烽侯迪文张元祥王洋张晓明袁国王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

近年来新能源汽车行业发展迅速,驱动电机是新能源汽车核心部件。无取向硅钢是驱动电机定转子的关键材料,其性能将直接决定电机能量转换效率,进而影响汽车性能。为满足新能源汽车驱动电机高转速、高扭矩和高疲劳寿命的服役条件,要求无取... 详细信息

近年来新能源汽车行业发展迅速,驱动电机是新能源汽车核心部件。无取向硅钢是驱动电机定转子的关键材料,其性能将直接决定电机能量转换效率,进而影响汽车性能。为满足新能源汽车驱动电机高转速、高扭矩和高疲劳寿命的服役条件,要求无取向硅钢具备高磁感、高强度和低铁损性能特点。高强无取向硅钢既是要求磁性能的功能材料,也是要求力学性能的结构材料。常规提高力学性能的手段往往会损害磁性能,如何协调无取向硅钢力学性能与磁性能之间的矛盾是解决问题的关键。笔者及其团队近年来以新能源汽车用高强无取向硅钢为载体,系统研究了强化机制以及制备工艺对无取向硅钢组织织构以及磁-力性能的影响,分析了纳米析出行为以及强化机制。主要研究结果有:(1)明确了含Cu无取向硅钢中纳米析出行为。无取向硅钢550°C时效25min时,形成了大量细小的bcc结构析出,与基体共格,平均尺寸为5.80nm;时效2h时达到峰值时效,部分析出相由球形的bcc结构转变为椭球形的fcc结构,析出相尺寸为9.47nm;时效4h后为过时效阶段,析出相显著粗化,析出相尺寸达到15.21nm。0.20mm含Cu无取向硅钢峰值时效下,屈服强度可达501MPa,磁感B50为1.759T,铁损P1.0/400为15W/kg,实现了磁性能和力学性能的良好匹配。(2)研究了含(Ni+Cu)无取向硅钢纳米析出行为和强化机制。在时效初期形成了典型的"核-壳"结构,其中"核"为富Cu相,"壳"为富Ni/Mn相,可提高纳米Cu析出的热稳定性。峰值时效纳米析出相仍为bcc结构且与基体保持共格关系,此时析出尺寸为5nm,析出密度为8.13×10-6/nm3。过时效阶段,Cu析出逐渐转变为fcc结构,且与基体取向关系为:[001]bcc-Fe//[110]fcc-Cu,(110)bcc-Fe//(11 1)fcc-Cu。薄带连铸工艺制备的0.20mm高强无取向硅钢峰值屈服强度和抗拉强度分别达到630和716MPa,纳米Cu析出的主要强化机制为模量强化和共格应变强化。同时,其磁感B50达到1.709T、铁损P1.0/400达到15.17Wkg。(3)将共格强有序NiAl相引入到无取向硅钢中,以最小错配度设计获得了超高密度纳米析出。基于顺磁性纳米析出和共格界面避免对磁性能的影响,利用高反向畴界显著提高强度。峰值时效阶段NiAl相析出量为1.73%,尺寸为14～20nm,与基体的晶格错配度约为0.72%。峰值时效阶段(550℃×4h),0.35mm高强无取向硅钢的屈服强度高达802MPa,纳米NiAl相对材料的铁芯损耗影响不大,峰值时效硅钢P10/400和P10/1000分别低至21.7W/kg和93.3W/kg。利用NiAl沉淀作为强化相改善了无取向硅钢的机械性能,而没有显著恶化磁性能。在此基础上,构建了高强无取向硅钢组织-性能构效关系,形成高强薄规格无取向硅钢成分-工艺-组织-性能的闭环控制策略,提出了高强薄规格无取向硅钢全流程一体化精准调控与性能综合提升方案,为高性能新能源汽车驱动电机用硅钢制备技术的发展提供了理论支撑。同时,针对产品开发和客户认证需求,开展了新能源汽车电机用无取向硅钢服役性能评价与铁芯应用模拟仿真,建立无取向硅钢成分-工艺-组织与服役性能之间的关系,助推新能源汽车用高强无取向硅钢应用技术发展。

关键词：无取向硅钢高强纳米析出强化机制磁性能

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月壤资源原位提取金属和制备氧气的方法与技术

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材料与冶金学报 2022年第2期21卷 79-94页

作者：石忠宁刘爱民管晋钊谢开钰李昌煜东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 东北大学冶金学院沈阳110819

月球是太空探测活动研究最多的星球,是外星资源利用和生命探索的研究对象,月壤中有丰富的长石、钛铁矿和克里普岩等,利用现有的冶金技术可从中提取金属和氧气.本文总结热还原、高温分解、熔盐电解、湿法冶金和生物冶金等技术处理月壤提... 详细信息

月球是太空探测活动研究最多的星球,是外星资源利用和生命探索的研究对象,月壤中有丰富的长石、钛铁矿和克里普岩等,利用现有的冶金技术可从中提取金属和氧气.本文总结热还原、高温分解、熔盐电解、湿法冶金和生物冶金等技术处理月壤提取金属和制备氧气的研究进展,分析各种方法的优势和短处,总结了未来月球冶金需要解决的技术难题和发展方向.结合已有的工作,提出铝热还原-惰性阳极熔盐电解法,在氟化物熔盐中溶解月壤和金属铝,使二者在熔盐介质中进行还原反应,并用惰性阳极电解,从月壤中提取到金属和制备氧气.通过处理明尼苏达大学月壤仿真样MLS-1和东北大学月壤仿真样NEU-1,获得Al-Si-Ti-Fe合金、金属铝和氧气,验证了方法的可行性.

关键词：月壤太空冶金惰性阳极熔盐电解

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板带材轧制过程数字化模型与智能优化

板带材轧制过程数字化模型与智能优化

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第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：孙杰张殿华东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

我国连轧控制系统曾长期依赖进口,但作为"灵魂"的核心软件均为"黑箱",严重制约了高端产品研发和前沿技术创新。依托国家智能制造装备发展专项、国家重点研发计划等重大任务,丰富了轧制过程基础理论,融合生产数据提... 详细信息

我国连轧控制系统曾长期依赖进口,但作为"灵魂"的核心软件均为"黑箱",严重制约了高端产品研发和前沿技术创新。依托国家智能制造装备发展专项、国家重点研发计划等重大任务,丰富了轧制过程基础理论,融合生产数据提升了模型精度与适应能力,引入智能算法实现工艺参数协调优化,解决了带钢尺寸、表面和轧制稳定性等核心控制难题,率先研发出自主可控的冷连轧智能化全套控制系统,实现了从"静态设定-独立控制-被动调整"到"动态优化-综合协调-主动适应"的转变,满足了冷轧带钢极薄厚度、更高精度、更优表面和更高稳定性的生产需求。主要创新包括:(1)形成了轧制规程自适应与多机架厚度-张力综合协调方法。构建了冷连轧数字孪生模型,发明了轧制规程自适应方法,抑制了摩擦变化对非稳态过程的影响;提出多机架厚度-张力综合协调新模式,解决了单指标、单机架独立控制相互干扰的问题。非稳态厚度、机架间张力波动较国外系统降低30%以上。(2)创建了板形解析数学模型与板形精准控制信息物理系统。创建了考虑原料状态和宽展变形的板形解析模型,提出了调控功效系数自适应获取方法,构建了板形控制信息物理系统,实现了多机架的板形协调优化。控制难度最大的极薄带材板形标准差小于7IU,较引进系统控制精度提升23.2%。(3)开发出关键设备健康状态与轧机稳定状态评估成套技术。设计了关键设备故障诊断与健康度评估方法,提出了多参数耦合的轧制稳定性判据,形成了通过工艺智能优化而不降速的振动抑制策略。实现了0.18mm薄硬带钢1450m/min的高速稳定轧制,突破了国内外同类产线1200m/min的速度极限。同时,板带材生产过程具有难以精确建模、运行状态不可测、非线性动态耦合等特征,限制了产品质量和产线运行水平进一步提升。以提升板带材产品质量和全流程协同运行水平为目标,研究高维动态工业大数据预处理、分布均衡化与特征提取方法,以集成学习建模对多工序动态运行指标进行评价;提出生产数据、工艺机理与经验知识的融合建模方法,构建高精度动态数字孪生模型;以工艺质量约束和工序耦合过程为基础,开发运算速度快、具有柔性约束处理能力的多目标优化算法;构建以动态数字孪生为核心、以协调优化为特征的全流程、多层次信息物理系统,并在典型生产流程进行应用验证。

关键词：轧制板带材智能控制

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磁场与晶粒尺寸协同作用对马氏体形核及变体选择的影响

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金属学报 2022年第12期58卷 1570-1580页

作者：原家华张秋红王金亮王灵禺王晨充徐伟东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 北京理工大学材料学院北京100081 广东海洋大学机械与动力工程学院湛江524088

以SUS321不锈钢为实验材料,探究了300~4 K连续冷却过程中,磁场作用下晶粒尺寸对变温马氏体相变行为的影响规律及作用机制。结果表明,相同的晶粒尺寸下,马氏体开始转变温度、最终转变量均随磁场强度的增加而增加。在相同的强磁场强度下,... 详细信息

以SUS321不锈钢为实验材料,探究了300~4 K连续冷却过程中,磁场作用下晶粒尺寸对变温马氏体相变行为的影响规律及作用机制。结果表明,相同的晶粒尺寸下,马氏体开始转变温度、最终转变量均随磁场强度的增加而增加。在相同的强磁场强度下,随着晶粒尺寸的增加,存在最为明显的促进马氏体生成的临界晶粒尺寸,加速整个连续冷却过程中的马氏体相变。组织观察表明:磁场作用能有效促进温度诱发ε-马氏体相变的形核质点的形成,进而提高连续冷却过程中α’-马氏体相变的形核质点数量,促进α’-马氏体相变。从相变机理方面进一步完善了前人提出的磁场加速马氏体相变的表象研究结果。此外,通过对组织形貌和晶体学特征分析,揭示磁场作用虽然促进温度诱发ε-马氏体相变的形核质点的形成,但是对γ→ε-马氏体变体选择影响不敏感,而晶粒尺寸对其敏感性较高。在磁场作用下,随着晶粒尺寸增大,ε变体的各向异性逐渐转变为各向同性,各项同性的ε-马氏体的形核质点长大过程中加速硬碰撞,使得晶粒尺寸较大时,马氏体相变受到抑制。ε变体进一步相变时,ε→α’-马氏体变体选择对晶粒尺寸和磁场敏感性均不高。

关键词：磁场马氏体相变深冷处理奥氏体不锈钢晶粒尺寸

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GPa级高压对Mg-3Al合金凝固组织及性能的影响

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热加工工艺 2024年第9期53卷 80-83页

作者：代鹏林华永乐阔洋叶杰林小娉东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院河北秦皇岛066004

利用XRD、SEM、EDS研究了Mg-3Al合金在石墨型铸造(5℃水冷,1 atm(1.01325×105Pa))和高压凝固条件下(2、3 GPa)的凝固组织及性能。结果表明,Mg-3Al合金在不同凝固压力下均由α-Mg组成,但其组织形貌由石墨型铸造的等轴状转变为高压... 详细信息

利用XRD、SEM、EDS研究了Mg-3Al合金在石墨型铸造(5℃水冷,1 atm(1.01325×105Pa))和高压凝固条件下(2、3 GPa)的凝固组织及性能。结果表明,Mg-3Al合金在不同凝固压力下均由α-Mg组成,但其组织形貌由石墨型铸造的等轴状转变为高压下的枝晶团状;GPa级高压能使Mg-3Al合金中更多的Al溶质固溶到α-Mg基体,同时也可以溶质原子的形式存在于枝晶间和晶界处发生偏聚现象。在3 GPa高压下Mg-3Al合金的抗压强度达到372 MPa,硬度达到46 HV,两者显著高于石墨型铸造Mg-3Al合金的356 MPa和41 HV。

关键词： Mg-3Al合金显微组织高压凝固力学性能

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材料成形自动控制基础课程融合教学改革

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科技风 2024年第23期 105-107页

作者：彭良贵张福波王贵桥孙杰东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

基于材料成形自动控制基础课程学情反馈和课程特点,借助MATLAB图形化编程手段,开发了由Laplace变换、系统传递函数、时域分析、根轨迹、频域分析和系统校正六个功能画面构成的课程教学辅助课件,并将其应用和融合于课程教与学中。通过实... 详细信息

基于材料成形自动控制基础课程学情反馈和课程特点,借助MATLAB图形化编程手段,开发了由Laplace变换、系统传递函数、时域分析、根轨迹、频域分析和系统校正六个功能画面构成的课程教学辅助课件,并将其应用和融合于课程教与学中。通过实例化计算、回调函数代码学习和可视化运行等多种方式,增强学生对课程重点和难点的理解,对课程内容进行强化学习和拓展学习,同时也激发了对MATLAB软件的学习和应用兴趣。

关键词：融合教学模式教学课件教学改革 MATLAB GUI编程回调函数

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基于田口法的离心铸造TiAl合金环形件组织调控工艺参数优化

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铸造 2024年第10期73卷 1420-1428页

作者：苏聪聪黄刚党乾王晔刘国怀东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150008

为了获得TiAl合金环形件离心铸造过程中离心转速、浇注温度、浇注速度和模具预热温度对TiAl合金铸环凝固组织的影响规律,通过数值仿真和田口法,并利用晶粒尺寸和缩孔率的信噪比结果作为衡量铸件质量的指标,从而优化离心铸造工艺参数。... 详细信息

为了获得TiAl合金环形件离心铸造过程中离心转速、浇注温度、浇注速度和模具预热温度对TiAl合金铸环凝固组织的影响规律,通过数值仿真和田口法,并利用晶粒尺寸和缩孔率的信噪比结果作为衡量铸件质量的指标,从而优化离心铸造工艺参数。试验结果表明:各工艺参数对晶粒尺寸影响因素大小依次为浇注速度、浇注温度、离心转速、铸型预热温度。各工艺参数对缩孔率影响因素大小则依次为浇注速度、离心转速、浇注温度、铸型预热温度。以晶粒细化程度最大、缩孔率最小作为优化目标时,最优工艺参数为离心转速600 r/min、浇注温度1620℃、浇注速度200 mm/s和型壳预热温度150℃。试验验证结果表明,该工艺参数制备出晶粒细小、组织致密的优质TiAl合金铸件。

关键词：离心铸造 TiAl合金田口法凝固组织平均晶粒尺寸缩孔率

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控轧控冷对Ti-Mo-Nb复合微合金化低碳钢组织和力学性能的影响

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金属热处理 2023年第1期48卷 155-162页

作者：张金城孙胜辉蔡明晖赵文柱丁桦东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 辽宁省轻量化用关键金属材料重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

研究了控轧控冷的冷却速度对Ti-Mo-Nb微合金高强钢组织与性能的影响。结果表明,随着冷却速度的降低,试验钢中铁素体逐渐等轴化,铁素体的体积分数、晶粒尺寸逐渐增加。冷却速度的降低可显著细化析出相尺寸并增加其体积分数,析出方式由弥... 详细信息

研究了控轧控冷的冷却速度对Ti-Mo-Nb微合金高强钢组织与性能的影响。结果表明,随着冷却速度的降低,试验钢中铁素体逐渐等轴化,铁素体的体积分数、晶粒尺寸逐渐增加。冷却速度的降低可显著细化析出相尺寸并增加其体积分数,析出方式由弥散析出向相间析出转变。铁素体通过析出强化实现提升材料强度的同时,成形性能得到改善。当冷却速度为28℃/s时,试验钢获得了优异的综合力学性能,抗拉强度为853 MPa,屈服强度为750 MPa,伸长率为18.6%,扩孔率为68.5%。组织细化与析出强化是试验钢的主要强化机制,当冷却速度为28℃/s时,细晶强化和析出强化强度增量分别为206 MPa和328 MPa。

关键词： Ti-Mo-Nb钢析出物扩孔率强化机制

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