温度和应变幅对亚稳奥氏体不锈钢S321低周疲劳行为的影响

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作者 何国球 黎若芸 +2 位作者 周志强 廖逸平 刘胤孚 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期604-610,共7页

在室温和650℃的环境下对S321、S321H不锈钢进行了0.5%、0.7%、0.9%应变幅下的低周疲劳试验,并在室温下对S321和S321H开展了多个寿命点的疲劳加载历史试验,结合X射线衍射定量分析测算形变诱发马氏体的含量。结果表明:形变诱发马氏体的... 在室温和650℃的环境下对S321、S321H不锈钢进行了0.5%、0.7%、0.9%应变幅下的低周疲劳试验,并在室温下对S321和S321H开展了多个寿命点的疲劳加载历史试验,结合X射线衍射定量分析测算形变诱发马氏体的含量。结果表明:形变诱发马氏体的生成会导致奥氏体钢持续循环硬化,室温下合金在初次硬化后继续二次硬化,而在650℃下没有形变诱发马氏体生成,合金在初次硬化后进入循环稳定阶段。循环过程中,碳含量越低,形变诱发马氏体含量越多,合金的循环硬化程度更高。两种温度下,两种材料的疲劳寿命在低应变幅下都相差不大,应变幅越大,两种材料的疲劳寿命相差越大,因此,可以考虑服役条件为低应变幅时使用S321不锈钢代替S321H不锈钢。 展开更多

关键词 低周疲劳行为 S321不锈钢 S321H不锈钢 形变诱发马氏体 碳含量 温度

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热处理和泡沫铁对A356-SiC_(p)/Fe干滑动摩擦学性能的影响

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作者 黎若芸 何国球 +3 位作者 刘晓山 刘胤孚 周志强 廖逸平 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期3035-3041,3101,共8页

采用真空辅助熔渗工艺制备泡沫铁骨架作为增强SiC_(p)/A359复合材料A359-SiC_(p)/Fe,对比进行泡沫铁增强前后和T6热处理前后,两种材料的显微硬度和高温磨损性能,明确泡沫铁和T6热处理对A359-SiC_(p)/Fe复合材料高温磨损性能增强的效果,... 采用真空辅助熔渗工艺制备泡沫铁骨架作为增强SiC_(p)/A359复合材料A359-SiC_(p)/Fe,对比进行泡沫铁增强前后和T6热处理前后,两种材料的显微硬度和高温磨损性能,明确泡沫铁和T6热处理对A359-SiC_(p)/Fe复合材料高温磨损性能增强的效果,并结合使用SEM与EDS对表面磨损形貌、磨屑形貌的观察表征,以探究该材料在不同温度下的高温磨损机理。结果表示,使用真空辅助熔渗工艺制备A359-SiC_(p)/Fe, Al-Fe界面结合良好,不仅形成了机械结合,还形成了化学冶金结合(靠近铝基体界面的相为Al_(12)Fe_(5)Si_(3);靠近泡沫铁基体处为Fe_(2)Al_(5)相;远离泡沫铁组织,呈游离状态的合金相为Al_(4)FeSi)。A359-SiC_(p)/Fe在300~500℃的磨损量仅为未增强合金的25%~75%,有效将高温环境下的使用温度提升50~100℃以上。T6热处理能够明显提高Al基体的硬度以及Al-Fe界面的冶金结合程度,且在300~500℃时效果更明显,有效提高材料的高温耐磨性能。材料的磨削形式受温度影响,100℃时为磨粒磨损,摩擦温度到达350℃时表面出现分层和剥落,500℃时,开始粘着磨损。 展开更多

关键词 A356-SiC_(p)/Fe SiC_(p)/A359 T6热处理 摩擦温度 磨损机制

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基于神经网络的受流器滑块材料载流磨损预测 被引量：6

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作者 何国球 马行驰 +1 位作者 陈成澍 何大海 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1404-1407,共4页

针对我国电气化铁路和磁浮交通对受流器滑块材料的性能要求,采用冷压烧结粉末冶金法制备了铜石墨材料,考察了该材料的载流磨损行为.结果表明:试样的磨损率随着试验载荷、速度、电流密度的增加而增大.载流条件下电流产生的电弧热是磨损... 针对我国电气化铁路和磁浮交通对受流器滑块材料的性能要求,采用冷压烧结粉末冶金法制备了铜石墨材料,考察了该材料的载流磨损行为.结果表明:试样的磨损率随着试验载荷、速度、电流密度的增加而增大.载流条件下电流产生的电弧热是磨损率增加的主要因素.建立了摩擦磨损试验参数与磨损率之间的人工神经网络模型.以载荷、速度、电流密度作为网络的3个输入,以运行100km后试样的磨损率作为网络的1个输出,调试设计了一个3×3×1的反向传播(BP)神经网络.对神经网络的训练和检验表明该BP神经网络能够较好地预测影响因素对材料载流滑动磨损的作用,预测值与试验值的误差在10%以内,其仿真精度能够满足实际的磨损预测要求. 展开更多

关键词 受流器 滑块材料 磨损预测 粉末冶金 神经网络

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6063铝合金的多轴比例疲劳特性及其微观机理 被引量：4

4

作者 何国球 刘晓山 +1 位作者 崔永鹏 张卫华 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1399-1403,共5页

对6063铝合金进行多轴比例加载疲劳试验及微观结构观察,分析材料的疲劳特性及其微观机理.结果表明:随着等效应力幅值的提高,6063铝合金的疲劳寿命降低,材料的循环硬化现象逐渐明显,位错结构密度逐渐增大,位错由初步的交滑移结构演变为... 对6063铝合金进行多轴比例加载疲劳试验及微观结构观察,分析材料的疲劳特性及其微观机理.结果表明:随着等效应力幅值的提高,6063铝合金的疲劳寿命降低,材料的循环硬化现象逐渐明显,位错结构密度逐渐增大,位错由初步的交滑移结构演变为明显的迷宫状结构;使用MansonCoffin公式可对铝合金的多轴比例加载疲劳寿命进行准确的预测;位错结构是影响6063铝合金循环特性和疲劳寿命的主要因素. 展开更多

关键词 铝合金 多轴比例加载 疲劳特性 微观机理

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基于工程教育认证无机材料工程和工艺设计课程的教学改革 被引量：4

5

作者 何国球 尹春月 +1 位作者 刘晓山 王东方 《黑龙江工程学院学报》 CAS 2018年第4期64-69,共6页

针对无机材料工程和工艺设计课程教学过程中出现的一系列问题,以工程认证理念为导向,结合现代材料科学与工程的发展趋势和人才培养需要,进一步完善课程教学体系,优化教学内容,强化工程设计理论与实践的结合,提高学生综合分析问题解决问... 针对无机材料工程和工艺设计课程教学过程中出现的一系列问题,以工程认证理念为导向,结合现代材料科学与工程的发展趋势和人才培养需要,进一步完善课程教学体系,优化教学内容,强化工程设计理论与实践的结合,提高学生综合分析问题解决问题的能力。针对该课程存在的没能将课程内容很好地与学生的职业需求相结合,学生不能做到学以致用,教学质量不高等问题,提出加强校企合作和学院间的合作,改进教学方案,丰富教学形式,改善考核办法等具体改进措施。结合材料学院的具体情况,进行教改实践。在此过程中,学生在工程和工艺设计方面的实践能力得到明显提升,更能达到工程教育认证的毕业要求,教改取得较好的成效。 展开更多

关键词 工程认证 材料工程 工艺设计 教学改革

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A356铝合金力学性能与微观结构 被引量：28

6

作者 范宋杰 何国球 +1 位作者 刘晓山 徐坡 《有色金属》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期5-8,共4页

通过硬度和拉伸试验,分析A356铝合金的力学性能与微观结构。结果表明,表面硬度受浇铸位置的影响不大,而拉伸强度沿浇铸路径,由底部到顶部逐渐减小。共晶硅相平均粒径与二次枝晶臂间距减小提高合金力学性能,沉淀相与位错的相互作用使A35... 通过硬度和拉伸试验,分析A356铝合金的力学性能与微观结构。结果表明,表面硬度受浇铸位置的影响不大,而拉伸强度沿浇铸路径,由底部到顶部逐渐减小。共晶硅相平均粒径与二次枝晶臂间距减小提高合金力学性能,沉淀相与位错的相互作用使A356铝合金强度升高而延伸率降低。 展开更多

关键词 金属材料 A356 力学性能 组织结构 位错

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非比例载荷下多轴疲劳微观机理的研究进展 被引量：7

7

作者 朱正宇 何国球 +1 位作者 张卫华 刘晓山 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1510-1514,共5页

综述了近年来国内外在非比例载荷下多轴疲劳微观机理研究的进展和现状,着重从材料微结构变化方面讨论了附加强化理论及其影响因素,并提出了今后在非比例载荷下多轴疲劳微观机理研究工作方面的设想.

关键词 多轴疲劳 微观机理 非比例加载 附加强化 位错结构

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材料疲劳寿命的影响因素和研究方法 被引量：11

8

作者 刘兵 何国球 +1 位作者 蒋小松 朱旻昊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期103-106,共4页

材料的疲劳寿命是机械可靠性设计的基础,也是疲劳性能研究的主要内容。大量的研究结果表明疲劳寿命具有离散性的特点,并且符合一定的统计分布规律。概述了材料疲劳寿命研究的重要性,分析了材料微观结构及实验模型对疲劳寿命的影响以及... 材料的疲劳寿命是机械可靠性设计的基础,也是疲劳性能研究的主要内容。大量的研究结果表明疲劳寿命具有离散性的特点,并且符合一定的统计分布规律。概述了材料疲劳寿命研究的重要性,分析了材料微观结构及实验模型对疲劳寿命的影响以及疲劳寿命研究的数理统计基础,分别介绍了正态分布和威布尔分布的特点,综述了数据处理方法在疲劳寿命研究中的具体应用。 展开更多

关键词 疲劳寿命 统计分布 数据处理

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轮轴钢LZ50的单轴微动疲劳失效机理 被引量：9

9

作者 刘兵 何国球 +1 位作者 蒋小松 朱旻昊 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期720-724,共5页

研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制.结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、... 研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制.结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损,并伴有氧化磨损.磨损过程中基体材料脱落、破碎、氧化形成磨屑,其中的硬质氧化物颗粒促进了材料表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效过程.微动疲劳裂纹萌生区的宽度大约为100μm,失效断裂面垂直载荷方向. 展开更多

关键词 轮轴钢 微动疲劳机理 应力-应变滞后回线

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A356铸造铝合金疲劳性能影响因素概述 被引量：10

10

作者 范宋杰 何国球 +2 位作者 张卫华 刘晓山 徐瑞萱 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期59-62,共4页

对影响A356铸造铝合金疲劳性能的各种因素进行了概括总结,特别是对其疲劳性能具有重大影响的铸造缺陷、硅颗粒、SDAS、富铁相及裂纹闭合机制进行了详细的讨论,并对其影响机理进行了总结,最后讨论了提高其疲劳性能的一些手段。

关键词 A356 疲劳性能 影响因素

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滑移速度对铜石墨滑板材料摩擦性能的影响 被引量：6

11

作者 张斌 胡正飞 +1 位作者 何国球 马行驰 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期363-367,372,共6页

为研究铜石墨滑板材料在不同滑移速度下的摩擦性能,从摩擦机理角度建立了滑板材料摩擦性能与滑移速度关系的理论模型,假定材料摩擦性能和滑移速度之间存在抛物线型关系,即存在一个最佳滑移速度区域,当滑移速度接近或处于此区域时,摩擦... 为研究铜石墨滑板材料在不同滑移速度下的摩擦性能,从摩擦机理角度建立了滑板材料摩擦性能与滑移速度关系的理论模型,假定材料摩擦性能和滑移速度之间存在抛物线型关系,即存在一个最佳滑移速度区域,当滑移速度接近或处于此区域时,摩擦接触面石墨层的形成量和消耗量趋于平衡,材料表面形成了完整的石墨层,铜石墨滑板材料具有稳定的摩擦性能.在不同滑移速度下进行摩擦实验,采用扫描电镜分析磨损表面形貌,结果证明了理论模型的正确性. 展开更多

关键词 铜石墨滑板材料 滑移速度 摩擦性能 模型

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Fe-Mn-Si系形状记忆合金研究近况 被引量：7

12

作者 陈淑娟 何国球 +2 位作者 马行驰 殷作虎 张熹 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期66-69,共4页

Fe-Mn-Si系形状记忆合金因其很好的可加工性和低廉的价格而备受关注。综述了该系形状记忆合金最近的研究工作,包括相变机制、影响因素,着重是提高和改善Fe-Mn-Si系合金性能的途径。主要通过选择合适的合金成分配比和摸索恰当的制备工艺... Fe-Mn-Si系形状记忆合金因其很好的可加工性和低廉的价格而备受关注。综述了该系形状记忆合金最近的研究工作,包括相变机制、影响因素,着重是提高和改善Fe-Mn-Si系合金性能的途径。主要通过选择合适的合金成分配比和摸索恰当的制备工艺来提高和改善Fe-Mn-Si系合金性能,叙述了该合金系不同合金元素和制备工艺对形状记忆效应的影响。 展开更多

关键词 Fe-Mn-Si系形状记忆合金 合金化 热处理 机械处理

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灰铸铁HT250的低周疲劳行为 被引量：5

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作者 袁永立 何国球 +4 位作者 樊康乐 佘萌 卢棋 刘晓山 朱旻昊 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期154-159,共6页

研究了取样于汽车发动机缸体上的HT250灰铸铁的常温低周疲劳行为。对循环应力-应变和应变-疲劳寿命数据进行了分析,给出了该材料在常温下的疲劳参数。循环应力响应行为表明,HT250灰铸铁在较小应变幅下经历初期循环硬化、循环软化、断裂... 研究了取样于汽车发动机缸体上的HT250灰铸铁的常温低周疲劳行为。对循环应力-应变和应变-疲劳寿命数据进行了分析,给出了该材料在常温下的疲劳参数。循环应力响应行为表明,HT250灰铸铁在较小应变幅下经历初期循环硬化、循环软化、断裂;而较大应变幅下几乎无硬化阶段,循环软化至断裂,原因在于循环形变过程中位错之间以及位错与石墨、夹杂物之间的相互作用。疲劳断口分析表明:疲劳裂纹萌生于片状石墨尖端,夹杂物及局部软点,且沿石墨扩展;疲劳断裂的方式是准解理脆断和沿晶断裂的复合机制,断口有解理面和二次裂纹,并存在韧性断裂特征;断口附近的气孔、夹杂等铸造缺陷较多,部分石墨片互相连接成网状,导致局部区域强度降低,促进失效。 展开更多

关键词 HT250灰铸铁 低周疲劳 循环应力响应 疲劳裂纹

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非比例载荷下Al-7Si-0.3Mg合金的循环特性及微观机理 被引量：3

14

作者 莫德锋 何国球 +2 位作者 朱正宇 刘晓山 张卫华 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期861-865,共5页

在等效应变幅为0.22%时,研究了Al-7Si-0.3Mg铸造铝合金在比例、圆形、正方形、菱形、矩形与椭圆形路径下的循环变形行为,并用TEM观察了疲劳失效试样的位错结构.结果表明:在多轴加载条件下,材料均表现出循环硬化现象,循环硬化的速率和程... 在等效应变幅为0.22%时,研究了Al-7Si-0.3Mg铸造铝合金在比例、圆形、正方形、菱形、矩形与椭圆形路径下的循环变形行为,并用TEM观察了疲劳失效试样的位错结构.结果表明:在多轴加载条件下,材料均表现出循环硬化现象,循环硬化的速率和程度对加载路径有依赖性;非比例载荷下材料的疲劳寿命远小于比例加载时的寿命,且非比例加载下的疲劳寿命对各种非比例加载路径有依赖性,其中圆形路径下疲劳寿命最短;位错在不同的加载路径下形成不同的组态结构,位错与强化相、枝晶界及位错间的交互作用是铸造铝合金发生循环硬化的主要原因. 展开更多

关键词 Al-7Si-0.3Mg合金 非比例加载 多轴疲劳 位错

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SiCp/A356铝基复合材料的磨损性能研究 被引量：5

15

作者 叶赟 何国球 +3 位作者 戴礼权 卢棋 刘晓山 吕世泉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期60-63,共4页

在干摩擦条件下,对SiC颗粒含量20%的铝基复合材料在2~20 MPa载荷和200r/min、400r/min的滑动摩擦速度下进行摩擦系数及磨损率变化分析,并结合对磨损表面的SEM和EDS分析,探讨了SiC颗粒增强铝基复合材料的性能,并建立了在不同载荷和速度... 在干摩擦条件下,对SiC颗粒含量20%的铝基复合材料在2~20 MPa载荷和200r/min、400r/min的滑动摩擦速度下进行摩擦系数及磨损率变化分析,并结合对磨损表面的SEM和EDS分析,探讨了SiC颗粒增强铝基复合材料的性能,并建立了在不同载荷和速度下的摩擦磨损机理图。研究表明,当载荷和摩擦速度都相对较低时,磨损表面主要为轻微的磨粒磨损,并伴随氧化磨损。当载荷达到10 MPa时,会发生轻微磨损向严重磨损转变,逐渐出现剥层磨损。最后在载荷为20 MPa、摩擦速度为400r/min时,材料表面产生严重的粘着磨损。 展开更多

关键词 SIC颗粒 铝基复合材料 滑动摩擦 磨损 载荷 摩擦速度

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A356铝合金高周疲劳循环形变分析 被引量：6

16

作者 范宋杰 何国球 +1 位作者 刘晓山 徐瑞萱 《上海金属》 CAS 2007年第6期23-26,共4页

对A356铝合金高周疲劳循环形变特性及其微观机理进行了研究,表明A356铝合金总体上显示出循环硬化的特征,某些阶段出现循环软化现象。透射电镜分析表明,循环形变现象与A356铝合金循环过程位错组态变化相关,A356铝合金基体的位错组态变化... 对A356铝合金高周疲劳循环形变特性及其微观机理进行了研究,表明A356铝合金总体上显示出循环硬化的特征,某些阶段出现循环软化现象。透射电镜分析表明,循环形变现象与A356铝合金循环过程位错组态变化相关,A356铝合金基体的位错组态变化过程为:初始位错网→密集位错网与少量位错线→交叉滑移线→滑移带显著化→明显交叉滑移带,使基体发生循环硬化→循环软化→循环硬化现象。 展开更多

关键词 A356铝合金 高周疲劳强度 循环变形 循环硬化 位错组态

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多轴微动疲劳损伤行为 被引量：4

17

作者 刘兵 何国球 +1 位作者 蒋小松 朱旻昊 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期77-80,87,共5页

通过柱面对柱面的接触方式,对35CrMoA钢在拉扭复合载荷作用下的低周微动疲劳特性进行研究,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对微动疲劳试样的微动斑和断口形貌进行观察,讨论分析了微动摩擦磨损对材料微动疲劳失效行为的影响。结果认为... 通过柱面对柱面的接触方式,对35CrMoA钢在拉扭复合载荷作用下的低周微动疲劳特性进行研究,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对微动疲劳试样的微动斑和断口形貌进行观察,讨论分析了微动摩擦磨损对材料微动疲劳失效行为的影响。结果认为,微动区产生的氧化物磨屑加剧了表层材料的磨损,微动摩擦还促使疲劳裂纹源加速萌生,最终使材料在微动摩擦磨损区边缘断裂失效。 展开更多

关键词 微动疲劳 失效分析 断口形貌

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A356铝合金显微结构及拉伸断口分析 被引量：15

18

作者 范宋杰 何国球 +1 位作者 刘晓山 徐坡 《金属功能材料》 CAS 2007年第2期24-27,共4页

本文对A356铝合金进行了金相及场发射扫描电镜试验,对分布在初生α-Al基体上的共晶硅相、富铁相及气孔等进行了观察,分析了它们的分布特征、形貌及影响;用扫描电镜观察铝合金的拉伸断口形貌,表明其断裂是以脆性断裂为主的混合断裂,并研... 本文对A356铝合金进行了金相及场发射扫描电镜试验,对分布在初生α-Al基体上的共晶硅相、富铁相及气孔等进行了观察,分析了它们的分布特征、形貌及影响;用扫描电镜观察铝合金的拉伸断口形貌,表明其断裂是以脆性断裂为主的混合断裂,并研究了其断裂过程及机理。 展开更多

关键词 A356合金 显微结构 拉伸断口

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改性非晶和纳米晶FINEMET合金的显微硬度研究 被引量：2

19

作者 杨磊 何国球 +1 位作者 严彪 陈成澍 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期211-213,225,共4页

本文研究了用元素W部分替代典型FINEMET合金中Nb和Fe的新型合金Fe73.3Cu1 Nb1 .5W1 .7Si1 3.5B9,在淬火态和不同退火温度及保温时间下 ,结合不同载荷大小和加载时间测试合金带芯部的显微硬度。随着纳米晶化的进行 ,自由体积缺陷含量和... 本文研究了用元素W部分替代典型FINEMET合金中Nb和Fe的新型合金Fe73.3Cu1 Nb1 .5W1 .7Si1 3.5B9,在淬火态和不同退火温度及保温时间下 ,结合不同载荷大小和加载时间测试合金带芯部的显微硬度。随着纳米晶化的进行 ,自由体积缺陷含量和纳米晶晶界比例的变化会显著影响Fe73.3Cu1 Nb1 .5W1 .7Si1 3.5B9合金的显微硬度 ;合金在非晶态下有一定的压痕尺寸效应 ,而经过 4 5 0℃和 6 0 0℃退火 1h ,压痕尺寸效应消失 ;在 5 5 0℃退火温度下 ,在 0 .1kgf～ 0 .2kgf之间压痕尺寸效应不明显 ;合金的显微硬度变化趋势不符合超塑性波动公式。 展开更多

关键词 FINEMET 纳米晶 显微硬度 压痕尺寸效应

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铜基石墨合金材料摩擦磨损行为的研究 被引量：9

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作者 赵小根 何国球 付沛 《金属功能材料》 CAS 2011年第2期42-46,共5页

为研究铜基石墨合金材料的摩擦性能,并预测材料的磨损量变化和寿命,研究了磨损实验数据,总结出用临界热应力状态来判定磨损量线性或非线性的增长关系的结论,并通过微观机理研究、解释并证明了结论的正确性。通过石墨润滑层损坏机理推导... 为研究铜基石墨合金材料的摩擦性能,并预测材料的磨损量变化和寿命,研究了磨损实验数据,总结出用临界热应力状态来判定磨损量线性或非线性的增长关系的结论,并通过微观机理研究、解释并证明了结论的正确性。通过石墨润滑层损坏机理推导出磨损量计算公式并验证了公式的可行性。 展开更多

关键词 石墨层 临界热应力状态 磨损公式

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