人工关节组合界面的磨损行为研究进展

摘要: 人工关节置换术是骨关节疾病治疗的重要手段, 但关节假体的长期磨损损耗及磨屑诱导的假体周围骨溶解会造成人工关节无菌松动甚至早期失效。 研究人工关节滑动与固定组合界面的磨损行为是探索磨屑形成机制的基础, 也是探明人工关节松动失效机理、 提升关节耐磨性的重要依据。 该文利用Web of Science和中国国家知识网络数据库的资源, 对人工关节磨损行为研究的相关文献进行综述。 探讨人工关节在滑动界面和固定界面产生的磨损行为及主导磨损机理; 分析假体结构、 材料成分、 润滑介质和磨屑等对人工关节磨损行为的影响机制, 总结人工关节优化改进方案; 详细阐述人工关节体外磨损试验研究的方法与技术; 概述人工关节组合界面磨损表征参量的提取方法以及磨损智能检测的发展现状; 总结人工关节磨损行为的研究热点, 指出多信息融合和智能化监测的发展方向, 以期为人工关节磨损行为的基础与试验研究提供参考。

核电站堆内构件用奥氏体不锈钢冷拉棒材的研制

摘要:核电站堆内构件用奥氏体不锈钢对材料的纯净度、晶粒度、耐腐蚀性及力学性能要求极其严格,质量稳定的材料对核电站的安全运行至关重要。通过对316不锈钢设计合理的化学成分(质量分数/%:0.045C、0.06N、17.00Cr、2.50Mo、12.50Ni、1.80Mn);采用三元预熔渣重熔冶炼提升钢液纯净度,低熔速减少冶炼偏析;锻造+轧制联合开坯;依据材料规格控制固溶保温时间;精确控制冷拉变形量2 mm。成功研制出堆内构件用奥氏体不锈钢SA-479 316(N-60-6)冷拉棒材。其非金属夹杂物A、B、C、D类粗系、细系单项均≤1.0级,晶粒度达到5级,晶间腐蚀合格,室温拉伸屈服强度479~545 MPa,350℃高温拉伸强度515~575 MPa,满足堆内构件用冷拉棒材使用要求。

2023年汽车用钢供需分析及2024年展望

摘要:汽车行业是钢铁行业重要下游行业之一。2023 年我国汽车行业产销创历史新高,新能源汽车渗透率达到31.7%。汽车产销快速增长带动汽车用钢明显增长,从多个维度总结和分析2023 年汽车用钢需求和供应情况,并对2024 年汽车用钢供需进行展望。

机器人谐波减速机柔性轴承用钢的超高旋转弯曲疲劳强度的研究

摘要:采用电弧炉生产工艺,控制废钢/铁水比为80%以上,开发出长寿命机器人谐波减速机柔性轴承用钢,从非金属夹杂物、奥氏体晶粒度、碳化物带状组织方面对比柔性轴承用和传统滚动轴承用钢的冶金质量,并利用旋转弯曲疲劳试验的方法测试柔性轴承用和传统滚动轴承用钢在107循环周次条件下的疲劳强度。机器人谐波减速机柔性轴承用钢的w[O]<0.0004%,w[Ti]<0.001%,A类硫化物类非金属夹杂物≤1.0级,B类和D类氧化物类非金属夹杂物≤0.5级,极值统计法预测最大球状夹杂物的尺寸<30μm,检验结果表明柔性轴承用钢具备超高纯净度。通过在冶炼过程增加Al和N的元素含量,柔性轴承用钢具有10级的奥氏体晶粒度,远高于传统滚动轴承用钢的8.5级晶粒度。通过延长高温扩散时间,7.1和7.2级别的碳化物带状组织占比要高于传统滚动轴承用钢,超高晶粒度和碳化物带状组织的带宽减小表明柔性轴承用钢具备超高组织均匀性。柔性轴承用钢在107循环周次条件下具有超高旋转弯曲疲劳强度为1016 MPa,疲劳寿命略高于传统滚动轴承用钢。

重复使用液体火箭发动机用材料及工艺研究进展

文摘:系统梳理了国外几种典型的可重复使用液体火箭发动机用材料及工艺情况,着重介绍了氢氧火箭发动机、液氧/煤油火箭发动机、液氧/甲烷发动机等可重复使用液体火箭发动机的推力室、涡轮泵、喷管等关键构件材料选用及成型工艺情况。分析各种液体火箭发动机性能需求及结构特点,探究关键材料及工艺技术发展趋势,对比国内可重复使用液体火箭发动机材料及工艺研究现状,为后续可重复使用液体火箭发动机材料及工艺技术发展方向提供思路。

用于燃料电池双极板的不锈钢成分优化

摘要:利用团簇式方法,通过对Fe-Cr-Ni合金进行成分精修,在保持合金良好耐蚀性的同时,提升不锈钢的导电性。首先,解析316L不锈钢的成分,获得其Fe-Cr-Ni 基础成分的理想团簇式[Ni-Fe11Ni1]Cr3,进而,固定Cr3,将Ni含量(质量分数)从6.63%变到32.74%,得到符合团簇成分通式[Ni-Fe13-xNix-1]Cr3 = Fe13-xNixCr3 (x = 1~5)的合金成分。利用真空电弧熔炼并铜模浇注成直径10 mm试棒,随后进行固溶及水淬处理。实验结果表明,在模拟双极板服役环境(0.5 mol/L H2SO4+2×10-6 HF)下,随着Ni 含量提高,在酸钝化后,自腐蚀电流密度由14.39μA/cm2降低至1.10μA/cm2,在电化学氮化后,由1.03μA/cm2降低至0.29μA/cm2。这些数据均优于参照合金316L不锈钢(分别为7.51和0.47μA/cm2),甚至低于0.5μA/cm2的目前产业目标。在0.064 MPa压力下接触电阻逐渐减小(酸钝化后,从1.16Ω·cm2减至0.98Ω·cm2,电化学氮化后,从1.07Ω·cm2减至1.03Ω·cm2),优于316L不锈钢的1.1Ω·cm2。上述实验结果表明,Ni含量的持续添加能够提升合金作为双极板的使役性能,最佳的不锈钢成分配方为[Ni-Fe10Ni2]Cr3,可以作为替代316L的新型不锈钢。电化学氮化处理方法在提升合金耐蚀性的同时,保持了相当高的接触电阻,是较好的不锈钢双极板表面处理方法。

不锈钢在水处理设备中的应用及其酸洗废水处理工艺

摘要:不锈钢作为一种耐腐蚀耐磨的材料,因其优越的性能在水处理领域中得到广泛使用。我国正处于不锈钢产能调整时期,不锈钢在水处理领域的应用需要进一步的拓展丰富,其生产过程也应符合环保标准。不锈钢在水处理领域中的应用主要为管材、容器、机械设备和水处理材料,一方面应寻求不锈钢应用的新领域,另一方面需在不锈钢应用的成本、技术和适用性上改进。不锈钢生产过程中产生的酸洗废水须进行无害化、资源化处理,其处理工艺有待进一步优化改良,并提高酸洗废水的资源化回收率,降低处理成本。

深地勘探钻井技术现状及发展思考

摘要: 中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术———井身结构设计、高效破岩、钻井提速、抗高温高压测控工具、耐高温钻完井液、井筒压力精细控制、复杂故障防控、高温固井、钻井装备等在深地勘探钻井中的发展状况,并在此基础上提出了未来深地勘探钻井中有待继续攻关完善上部大尺寸井眼的钻井、多压力系统安全钻进、抗超高温井筒工作液以及抗高温高压随钻测量工具等关键技术及装备,并指明在地质工程协同发展基础上,大尺寸井眼提速、多压力系统安全钻井、高温井筒工作液、高温高压随钻测量和井下工具、完井试油技术和装备发展等关键技术及装备的攻关思路,期望为中国深井超深井钻完井技术的发展提供参考借鉴。

金属研究与人工智能的未来

由韩国浦项科技大学材料科学与工程系、黑色金属与生态材料技术研究生院的hyyoung Seop Kim教授以及材料科学与工程系的在读博士Jeong Ah Lee所在的研究小组最近与巴西吉拉斯州米纳斯联邦大学冶金与材料工程系的Figueiredo教授合作,开发了一种最优的人工智能模型来预测各种金属的屈服强度,有效地解决了传统金属研究中的时间和成本限制。该研究结果近日在线发表于国际金属与材料工程杂志Acta Materialia。

新能源汽车结构变化与机床市场需求

摘要:基于新能源汽车的结构变化,对相关的机床加工设备提出了定制化开发要求。以动力总成为代表的核心零部件加工机床(龙门机床、立式加工中心、数控车床及卧式加工中心),一体化压铸成型配套机床(高速轻型龙门机床),以及动力电池极柱专机(摩擦焊机床),都得到了快速发展,催生机床市场新需求,并得到实际应用。