钛合金切削加工表面完整性形成机制研究进展

摘要:钛合金作为航空发动机关键构件的主要应用材料,具有质量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能。然而其弹性模量小、热导率低、化学亲和力强,切削加工过程中会产生较高的切削力和切削温度,不同的热力耦合作用会使工件表层组织、成分、力学性能发生变化,形成不同的表面完整性状态特性。本文基于表面完整性形成机制分析,阐述了工艺参数、刀具材料和性能、润滑方式对切削力、切削温度以及表面粗糙度与形貌、残余应力分布、显微硬度分布、微观组织的影响规律,分析了不同切削力、切削温度状态下表面完整性的形成机制。通过总结当前研究进展,指出现有研究主要集中于现象和规律的描述,鲜见基于加工界面热力耦合作用分析表面完整性形成机理方面的研究,对表面完整性的定性和定量表征体系不完善。因此,钛合金切削加工技术未来的研究对象需从试块提升为构件,考虑构件实际加工过程中加工轨迹时变性引起加工界面接触状态的变化对表面完整性的影响;完成表层塑性变形和晶粒特性的定量评价,实现表面完整性梯度分布的准确预测;以疲劳性能为目标,反推并设计满足构件服役性能的表面完整性特征分布,确定出满足要求的加工条件,实现满足服役性能要求的表面完整性加工。

纯铜粉末注射成形工艺的研究进展

摘要:随着新能源汽车、通讯等技术的快速发展,对高性能、复杂结构的纯铜散热器要求越来越高。传统的锻造、铸造、粉末冶金压制等工艺都难以制造复杂结构的制品,而机加工、3D打印等工艺成本较高,不利于大规模推广,金属粉末注射成形工艺具有低成本、批量制造复杂形状制品的优势,有望实现复杂结构纯铜散热器的规模化制造。目前,纯铜粉末注射成形工艺存在球形粉末成本高、烧结致密度不高等技术挑战。因此,本文系统总结了纯铜粉末注射成形工艺的研究进展,重点阐述了喂料制备、注射成形、脱脂和烧结等关键工艺的研究现状,并提出未来发展建议,为推进纯铜注射成形工艺的工程化应用提供参考。

冷涂锌涂料的应用现状及发展趋势

摘要:冷涂锌涂料防腐性能优异,施工方便,并且对环境没有污染,是目前最具发展前景的环保型重防腐涂料。本文综述了冷涂锌涂料的组成、防腐机理、优越性及施工要求,总结了冷涂锌涂料的发展现状,并对其未来发展进行了展望。

镁合金电弧增材制造技术的研究进展

摘要: 镁合金作为最有发展前景的轻质结构材料之一,具有良好的铸造性、可加工性、生物相容性和优异的力学性能,已广泛用于汽车制造、航空航天以及生物医学等多个领域。随着轻量化发展,开发镁合金整体构件已成为其应用趋势。但是,整体构件通常具有规模大、结构复杂的特点,相较于传统制造工艺,电弧增材制造具有沉积速率高、成本低、材料利用率高等特点,为制备大型镁合金构件提供可能性。因此,镁合金电弧增材制造得到了不同程度的研究,本文主要从3个方面对镁合金电弧增材制造的研究进展进行综述。首先,介绍了电弧增材制造技术不同工艺方法;其次,介绍了镁合金电弧增材制造的研究现状包括成型质量和组织性能;最后,总结了镁合金电弧增材制造可能面临的挑战,为镁合金电弧增材制造技术的进一步研究与应用提供参考。

激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层的性能研究进展

摘要:钛合金因其良好的密度、耐腐蚀性和生物活性被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。然而,由于硬度不足、耐磨性差、高温易氧化和生物相容性较差等因素,严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。针对这一系列问题,国内外学者利用高硬度、高耐磨性、高温抗氧化性的陶瓷材料,以及激光熔覆层(是一种高效、狭窄的热影响区、高结合强度和致密的工艺),进行了一系列的研究工作。系统深入探讨了在激光熔覆技术中,如何精确选择碳化物增强相以及掌握激光熔覆过程中的关键参数(如激光功率、扫描速度、光斑直径、比能量和送粉量等因素)对所制备涂层的耐磨性能的影响,其次详细探讨了激光熔覆碳化物增强钛基硬质合金涂层在耐磨性、耐腐蚀性、高温抗氧化性及力学性能等方面的使用性能研究,最后,结合原位合成、梯度复合设计等创新方法,重点阐述其涂层在航空航天、生物医学、海洋工程、冶金等工业领域中的应用。并在现有的研究成果上对其未来发展进行了展望和总结。

强度−塑性协同的变形镁合金及其微观结构调控研究进展

摘要:变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁合金的研究情况,并依据性能将其分为高强度型、中等强塑型和超高塑性型三类,同时进一步阐述了实现变形镁合金强塑性从权衡协调到协同提升的微观结构调控方法,包括合金化、细晶化、第二相和析出物调控、织构控制和异质结构形成等;最后,对强度−塑性协同的变形镁合金开发及其微观结构调控研究中值得关注的议题进行了展望。

氧化铝材料的强韧化研究进展

摘要:氧化铝(Al2O3)材料因其高强度、高硬度、低导热性以及化学稳定性, 被广泛应用于航空航天、牙齿修复、汽车制造、电子器件等领域. 然而, 其本征脆性导致的低断裂韧性显著限制了其在主承重部件中的规模化应用.因此, 同步提升Al2O3材料的强度和韧性, 已成为材料领域亟需突破的技术瓶颈. 本综述首先简要概述了Al2O3材料的基本属性, 随后从物相、组分及仿生微纳结构三个方面系统总结了Al2O3材料的强韧化研究进展, 为后续高强高韧陶瓷基复合材料的高效构筑提供理论基础与技术参考.

半固态成形镁稀土系镁合金研究进展

摘要:高性能镁稀土合金由于具备良好的室温和高温力学性能而受到广泛关注,但成形技术限制了其大规模应用。半固态成形技术在镁稀土合金中有望突破其在轻质高强关键零部件的应用,以充分发挥镁稀土合金的性能优势。综述了近年来国内外针对半固态成形镁稀土合金的成分设计、浆料制备方法及成形技术等,总结了半固态成形镁稀土合金的力学和服役性能,并展望了半固态成形镁稀土合金在研究和应用中可能存在的问题和未来的发展方向。

超疏水涂层在镁合金防腐蚀领域中的研究进展

摘要:镁合金因其优良的性能在工业和生物医用等领域表现出巨大的应用潜力。然而,镁合金在空气与潮湿环境中极易被腐蚀,限制了其广泛应用。通过在镁合金基体表面构建纳米粗糙结构,并使用低表面能物质修饰,以形成超疏水涂层,可有效防止其在空气与潮湿环境中被腐蚀。本文首先对固体表面润湿性理论进行简要介绍,随后综述近年来镁合金表面超疏水涂层的制备方法,包括蚀刻法、水热法、微弧氧化法、电沉积法、浸渍法等,分析各方法通过不同的实验条件所获得的超疏水涂层结构和性能的差异,并介绍了超疏水涂层的发展趋势。最后指出目前超疏水涂层在实际应用中存在的问题,并对未来镁合金表面超疏水涂层的发展方向进行展望。

机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用

摘要:增材制造作为一种先进制造技术,被广泛用于航空航天、生物医疗、汽车制造等领域。但是,由于其快速加热和冷却的工艺特征,导致增材制造产品的力学性能和疲劳行为与传统技术制造产品存在显著差异,因此采用常规方法很难准确预测其疲劳寿命。机器学习凭借其高效处理高维物理量之间复杂非线性关系的能力,为预测疲劳寿命开辟了新的途径。本文在综述疲劳寿命预测常用的机器学习模型基础上,以影响疲劳寿命的不同因素作为输入参数,综合分析了机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用,阐明了机器学习在精确预测疲劳寿命中所面临的挑战,提出了机器学习预测增材制造疲劳寿命的研究方向,为改善增材制造轻合金疲劳寿命提供了新思路。