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SCR低氧铜连铸坯凝固组织异常现象研究
1
作者 梁海成 杨成昆 +2 位作者 程明 邵俊 韩明奇 《中国铸造装备与技术》 2025年第1期38-43,共6页
SCR连铸连轧生产线中,五轮式连铸机将高温铜液凝固成型,为后续铜杆的轧制过程提供铸坯,铸坯的质量影响着最终轧制出的铜杆产品的品质,但是该产线铸造过程中生产出的铸坯普遍存在凝固组织异常的现象,本文针对SCR连铸铜杆坯凝固组织的晶... SCR连铸连轧生产线中,五轮式连铸机将高温铜液凝固成型,为后续铜杆的轧制过程提供铸坯,铸坯的质量影响着最终轧制出的铜杆产品的品质,但是该产线铸造过程中生产出的铸坯普遍存在凝固组织异常的现象,本文针对SCR连铸铜杆坯凝固组织的晶粒粗大、等轴晶过多、结晶线弯曲及偏移等异常现象,基于现有生产经验及经典金属凝固成型理论,对铸坯凝固组织的形成机理和铸坯凝固组织异常的形成机制进行分析,重点讨论了连铸过程中浇铸温度、浇铸速度、铸轮表面涂炭厚度、冷却水喷嘴堵塞、铸轮裂纹及车修、铸轮结垢等因素对凝固组织的影响,并给出了凝固组织异常的调控方案,为实际生产中工艺标准的合理制定提供了参考。 展开更多
关键词 铜杆 SCR连铸工艺 凝固成型 凝固组织异常 质量控制
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激光快速熔炼TC25G-TiAl4822梯度成分合金凝固组织演变行为
2
作者 王洋 冉先喆 +4 位作者 苏磊 孔德智博 程序 李卓 刘栋 《材料工程》 北大核心 2025年第3期95-104,共10页
未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25GTiAl4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相... 未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25GTiAl4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相关构件结构性能设计具有关键影响。为理解(1-x)TC25G-xTiAl4822梯度成分合金随粉末原料中TiAl4822预合金粉末含量变化而出现的凝固组织演变行为,利用激光快速熔炼技术制备了两种单一原料(TC25G和TiAl4822)成分合金锭和9种混合原料成分合金锭,并采用光镜、扫描电镜、XRD和透射电镜等材料表征设备和硬度测量装置进行研究。研究结果表明:随原料中TiAl4822合金粉末含量的增加,合金凝固晶粒特征变化为树枝晶→等轴晶→树枝晶。合金室温显微组织发生如下的转变:α_(p)+α_(s)+β+α_(2)→α_(p)+α_(s)+α_(2)+β/B2→α+α_(2)+β/B2→α_(2)+B2→γ+γ/α_(2)+B2→γ+γ/α_(2);由于不同成分合金中的相类型和含量变化,合金维氏硬度值呈先增加后减小的变化趋势,且在粉末比例为50%~70%时具有极大突变,硬度由620HV降到450HV。上述相关研究结果为双金属过渡层合金的成分选择需避开中间比例粉末含量范围提供了基础依据。 展开更多
关键词 激光熔炼技术 梯度成分合金 凝固组织 相演变 硬度转变
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燕麦β-葡聚糖对凝固型酸奶发酵特性及贮藏品质的影响
3
作者 李真 张钰 +3 位作者 蔡杰 杨勇 索标 艾志录 《轻工学报》 北大核心 2025年第2期23-30,共8页
在不同质量分数的燕麦β-葡聚糖(Oatβ-glucan,OBG)水溶液中加入脱脂奶粉制备凝固型酸奶,并测定其pH值、酸度、流变特性、持水力(WHC)、乳酸菌活菌数等,考查OBG对凝固型酸奶发酵特性及贮藏品质的影响。结果表明:与对照组相比,OBG对发酵... 在不同质量分数的燕麦β-葡聚糖(Oatβ-glucan,OBG)水溶液中加入脱脂奶粉制备凝固型酸奶,并测定其pH值、酸度、流变特性、持水力(WHC)、乳酸菌活菌数等,考查OBG对凝固型酸奶发酵特性及贮藏品质的影响。结果表明:与对照组相比,OBG对发酵期间的pH值无显著性影响(P>0.05),但会显著降低发酵后期(6~8 h)和后熟24 h酸奶的酸度(P<0.05),且显著增加后熟24 h酸奶的WHC(P<0.05)。添加质量分数为0.4%的OBG可使后熟24 h酸奶表现出更高的储能模量(G′)和损耗模量(G″),即黏弹性较佳,感官品质也较优;随着贮藏时间的延长,实验组和对照组的乳酸菌活菌数均呈先升高后降低的趋势,且当贮藏15 d时,0.4%OBG组的乳酸菌活菌数最多(9.12 log CFU/mL)。因此,适量添加OBG不仅能增强凝固型酸奶的发酵特性,还能显著提升其贮藏品质,并对凝固型酸奶中的乳酸菌起到保护作用。 展开更多
关键词 燕麦Β-葡聚糖 乳酸菌 凝固型酸奶 发酵特性 贮藏品质
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采用PMO改善20CrMnTi钢的凝固组织和偏析研究
4
作者 杨阳 黄雁 +3 位作者 刘海宁 仲红刚 徐智帅 李仁兴 《上海金属》 2025年第1期67-75,共9页
结合数值模拟与工业试验,研究了脉冲磁致振荡(pulsed magneto-oscillation,PMO)对180 mm×180 mm的20CrMnTi钢连铸方坯凝固组织和元素偏析的影响。采用COMSOL软件建立连铸坯三维数值模型,计算了PMO对铸坯流场和温度场的影响。结果表... 结合数值模拟与工业试验,研究了脉冲磁致振荡(pulsed magneto-oscillation,PMO)对180 mm×180 mm的20CrMnTi钢连铸方坯凝固组织和元素偏析的影响。采用COMSOL软件建立连铸坯三维数值模型,计算了PMO对铸坯流场和温度场的影响。结果表明:PMO作用于铸坯液芯产生双环流,促进了铸坯表面和心部的热交换。在设定的PMO线圈安装位置和生产工艺下,下环流液相过热度消失,有利于游离晶的增殖和长大,从而细化凝固组织并改善元素偏析。试验结果与模拟结果吻合较好,经PMO处理的铸坯中心缩孔数量和尺寸均显著降低,铸坯心部碳偏析指数从1.38降至1.07,Si、Cr、Mn元素偏析基本消除。 展开更多
关键词 脉冲磁致振荡 20CrMnTi 钢 数值模拟 凝固组织 元素偏析
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Fe含量对Cu-Fe合金凝固特性及组织性能的影响
5
作者 王庆娟 闫田荣 +2 位作者 任新龙 许博凡 丰竟翔 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期198-208,共11页
通过JmatPro软件和差示扫描量热仪对不同Fe含量铸态Cu-Fe合金进行热力学计算与DSC实验,研究了Fe含量对Cu-Fe合金凝固过程、铸态组织演变的影响,并对Cu-Fe合金的显微硬度进行测定。结果表明,当Fe含量分别为5%、20%、40%和50%时,随着Fe含... 通过JmatPro软件和差示扫描量热仪对不同Fe含量铸态Cu-Fe合金进行热力学计算与DSC实验,研究了Fe含量对Cu-Fe合金凝固过程、铸态组织演变的影响,并对Cu-Fe合金的显微硬度进行测定。结果表明,当Fe含量分别为5%、20%、40%和50%时,随着Fe含量的增加,Cu-Fe合金液固转变(δ-Fe+L→γ-Fe)温度升高,温度由1201.4℃增加到1440.0℃,凝固过程中液固转变产生的焓值减小,包晶反应与共析反应产生的焓值增大。Fe含量的增加使合金铸态组织由细小的胞状晶转变为发达的等轴晶,分布更加均匀,初生Fe相尺寸增加。当Fe含量从5%增加到50%,铸态合金的显微硬度从87.34 HV增加至146.09 HV。 展开更多
关键词 CU-FE合金 凝固特性 DSC法 显微硬度 二元相图
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抽拉速率对DZ409柱晶高温合金定向凝固组织的影响
6
作者 李杨 王晓燕 +1 位作者 吴剑涛 吴保平 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第3期113-123,共11页
采用高速凝固法(HRS)制备了DZ409柱晶高温合金试板,研究了抽拉速率对DZ409柱晶高温合金定向凝固组织的影响。结果表明:在3种抽拉速率下,均能保证DZ409合金铸件的定向凝固成形,抽拉速率为6 mm/min时,晶粒沿<001>方向整齐排列,晶粒... 采用高速凝固法(HRS)制备了DZ409柱晶高温合金试板,研究了抽拉速率对DZ409柱晶高温合金定向凝固组织的影响。结果表明:在3种抽拉速率下,均能保证DZ409合金铸件的定向凝固成形,抽拉速率为6 mm/min时,晶粒沿<001>方向整齐排列,晶粒生长更加均匀;随着柱状晶的生长,晶粒数量减少,边缘晶粒逐渐被中心晶粒占据;随着抽拉速率的增加,合金中的一次/二次枝晶间距逐渐减小,γ′相尺寸逐渐减小,且枝晶间的γ′相尺寸始终大于枝晶干处;γ+γ′共晶组织多呈“葵花”状分布,且共晶组织尺寸随着抽拉速率的增加逐渐减小;碳化物的形貌随着生长高度的增加由小块状、条状向骨架状转变,随着抽拉速率的增加,骨架状碳化物逐渐减少,块状、条状碳化物占比不断增加,且尺寸较小、弥散分布。 展开更多
关键词 高温合金 定向凝固 微观组织 竞争生长
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硼含量对Fe-Cr-B合金凝固组织和性能的影响
7
作者 杨智强 郭红星 +2 位作者 强少光 吴锋帅 支晓洁 《中国铸造装备与技术》 2025年第1期27-32,共6页
以廉价的硅、锰、铬为基础元素,在低碳含量的情况下,研究硼含量对Fe-Cr-B合金凝固组织和性能的影响,并与未加入硼元素的试样进行对比。实验结果表明,未加入硼元素的试样组织结构简单,物相组成主要为马氏体,硬度达到59.2HRC。少量硼元素... 以廉价的硅、锰、铬为基础元素,在低碳含量的情况下,研究硼含量对Fe-Cr-B合金凝固组织和性能的影响,并与未加入硼元素的试样进行对比。实验结果表明,未加入硼元素的试样组织结构简单,物相组成主要为马氏体,硬度达到59.2HRC。少量硼元素的加入即可使得Fe-Cr-B组织中生成沿晶界分布网状结构的共晶相骨架,基体物相组成并无变化。随着硼含量的提高,共晶相数量增加,组织细化,并且在共晶相内部明显分为硼化物和碳硼化合物两种物相。加入硼元素后试样硬度均达到62 HRC以上,且随着硼含量增加,其中硼含量1.4%的试样硬度最高,达到65.7 HRC。但在硼含量(质量分数)从1.4%上升到2.0%的过程中,过饱和的硼元素造成共晶相组织粗大,并且使得基体显微硬度下降,硬度不但没有提高反而略微下降至65.0 HRC。 展开更多
关键词 FE-CR-B合金 硼含量 凝固组织 碳硼化合物 硬度
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纳米颗粒对铝合金焊接凝固裂纹抑制机理及影响因素的研究进展
8
作者 杨旭 张天理 +4 位作者 朱志明 徐连勇 陈赓 杨尚磊 方乃文 《材料导报》 北大核心 2025年第6期179-188,共10页
近年来,铝合金因其低密度、高比强度、易加工、良好的耐腐蚀性以及优异的导电性和导热性,在制造业中的应用大幅度增加。但是,铝合金的高导热系数和高冷却速度使其在焊接过程中容易出现凝固裂纹,严重影响焊接接头的力学性能。纳米颗粒具... 近年来,铝合金因其低密度、高比强度、易加工、良好的耐腐蚀性以及优异的导电性和导热性,在制造业中的应用大幅度增加。但是,铝合金的高导热系数和高冷却速度使其在焊接过程中容易出现凝固裂纹,严重影响焊接接头的力学性能。纳米颗粒具有强度高、模量高、热稳定性好等优点,可作为强化材料应用于铝合金焊接中。添加纳米颗粒的铝合金及其焊缝具有细化晶粒、降低焊接热裂纹、强化性能的作用,已被用于航空、航天、汽车、高速动车等高强度铝合金的焊接领域。本文综述了铝合金凝固裂纹的形成机理和影响因素,以及纳米颗粒对铝合金焊接凝固裂纹抑制机理及焊缝组织的影响规律,最后展望了含纳米颗粒铝合金在焊接领域的发展方向。 展开更多
关键词 铝合金 凝固裂纹 纳米颗粒 微观组织 力学性能
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形变热处理对定向凝固Cu-Ni-Sn合金组织与性能的影响
9
作者 孙子强 肖柱 +3 位作者 李翰冬 张玉芳 贾延琳 甘雪萍 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第2期130-139,共10页
通过ProCAST软件模拟了定向凝固温度场分布,优化了定向凝固工艺,制备了φ13 mm Cu-15Ni-8Sn合金棒材。首先对合金进行固溶处理,随后进行冷拉拔变形及时效处理。采用光学显微镜、透射电镜、显微硬度仪和力学试验机等研究了合金经不同工... 通过ProCAST软件模拟了定向凝固温度场分布,优化了定向凝固工艺,制备了φ13 mm Cu-15Ni-8Sn合金棒材。首先对合金进行固溶处理,随后进行冷拉拔变形及时效处理。采用光学显微镜、透射电镜、显微硬度仪和力学试验机等研究了合金经不同工艺处理后的组织和性能。结果表明:固溶态棒材经65%冷拉拔变形后,硬度从121 HV上升到了285 HV,平均晶粒尺寸由15.7μm下降到0.94μm。变形态合金组织呈纤维状,形成较强的<111>//X_(0)方向的丝织构;变形态合金线材在380℃时效过程中,先发生调幅分解,然后析出DO_(22)有序相,60 min时合金硬度达到峰值399 HV,抗拉强度为1446 MPa;时效时间继续延长,进入过时效态,开始析出长条状不连续析出相(DO_(3)相),其长大形成层片状结构,导致合金性能急剧下降。 展开更多
关键词 CU-15NI-8SN合金 定向凝固 力学性能 冷拉拔
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Si含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响
10
作者 古青 包海斌 +5 位作者 王永强 冯敏敏 董刚 尤涵潇 杨高林 姚建华 《表面技术》 北大核心 2025年第5期167-175,共9页
目的研究Si元素含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响。方法利用LDF400-2000光纤耦合半导体激光器和ABB机械手组成的激光熔覆系统,在316L不锈钢基体上制备Si元素的质量分数分别为0.8%、1.6%的316L激光熔覆层。使用金相... 目的研究Si元素含量对316L不锈钢激光熔覆层凝固行为和显微组织的影响。方法利用LDF400-2000光纤耦合半导体激光器和ABB机械手组成的激光熔覆系统,在316L不锈钢基体上制备Si元素的质量分数分别为0.8%、1.6%的316L激光熔覆层。使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)和维氏硬度计,分别从激光束扫描方向(SD)和切向(TD)分析熔覆层的微观组织、晶粒取向、织构和显微硬度。结果在SD方向,0.8%-Si熔覆层的中下部晶粒呈垂直于底部界面的柱状生长趋势,而顶部晶粒则呈胞状,1.6%-Si熔覆层晶粒的生长模式与0.8%-Si熔覆层类似,但取向更随机。在TD方向,0.8%-Si熔覆层晶粒呈外延状,取向为<100>方向,而1.6%-Si熔覆层则为<111>方向。与0.8%-Si熔覆层相比,1.6%-Si熔覆层内小角度晶界占比更高,超过了50%,在晶粒内部可见被位错缠绕的亚微米颗粒,其硬度也从0.8%-Si熔覆层的199.7HV0.3提升到212.2HV0.3。结论Si元素的含量对激光熔覆316L凝固行为和组织有着显著影响,改变了熔覆层的凝固模式,使组织结构由粗大外延生长的树枝晶转变为沿温度梯度方向生长的细小晶粒。 展开更多
关键词 激光熔覆 SI元素 316L 凝固组织 晶粒细化
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稀土Ce对ZL114A铝合金凝固组织的影响
11
作者 冯艳飞 麻永林 +3 位作者 邢淑清 王军 鲍鑫宇 刘永珍 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第2期62-68,共7页
采用砂型铸造工艺模拟实验,分析稀土Ce对ZL114A铝合金的凝固组织中α-Al晶粒尺寸、共晶Si形貌、物相组成及硬度的影响。结果表明:随着稀土Ce添加量的增加,ZL114A铝合金凝固组织的α-Al晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势,而合金维氏硬度呈先... 采用砂型铸造工艺模拟实验,分析稀土Ce对ZL114A铝合金的凝固组织中α-Al晶粒尺寸、共晶Si形貌、物相组成及硬度的影响。结果表明:随着稀土Ce添加量的增加,ZL114A铝合金凝固组织的α-Al晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势,而合金维氏硬度呈先升高后降低的相反趋势。最佳稀土Ce质量分数为0.3%,在此条件下铸锭心部和边部平均晶粒尺寸由原始的157μm和143.2μm分别减小至125.7μm和122.6μm,分别降低了19.9%和14.4%;共晶Si形貌由原来的板条状变为细小的短棒状,且添加稀土Ce促进了合金中Al和Si原子沿〈100〉和〈110〉方向的择优取向生长;铸锭心部和边部的维氏硬度值由原始的62.9 HV和68.3 HV分别升至70.3 HV和75.3 HV,分别提高了11.8%和10.2%。 展开更多
关键词 稀土Ce ZL114A铝合金 凝固组织 共晶Si 晶粒细化 硬度
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Ti含量对0Cr25Al5电热合金凝固组织和夹杂物的影响
12
作者 苏耀 郭汉杰 +4 位作者 郭靖 罗乙娲 李刚 杨庆松 郑晓丹 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第1期8-16,84,共10页
合金微合金化是改善钢锭性能的重要手段之一,为了进一步研究Ti元素对0Cr25Al5牌号电热合金铸锭凝固组织和其非金属夹杂物对铸锭性能的影响,首先利用热力学软件Thermo-Calc对Fe-Cr-Al-Ti-N-C六元体系中Ti含量分别为0.08%、0.10%和0.12%(... 合金微合金化是改善钢锭性能的重要手段之一,为了进一步研究Ti元素对0Cr25Al5牌号电热合金铸锭凝固组织和其非金属夹杂物对铸锭性能的影响,首先利用热力学软件Thermo-Calc对Fe-Cr-Al-Ti-N-C六元体系中Ti含量分别为0.08%、0.10%和0.12%(指质量分数,下同),和N含量分别为0.009%、0.012%、0.017%和0.020%,在凝固前沿中AlN和TiN等析出相行为进行计算,并给出不同Ti含量对应N含量的控制水平。实验结果表明,该牌号电热合金凝固组织随着Ti含量的增高等轴晶率降低,当铸锭Ti含量为0.082%时,其纵剖面等轴晶率达到最高值为69.56%,相反平均晶粒尺寸达到最低值为1.96 mm,因此,适当添加Ti元素进行微合金化,可以改善0Cr25Al5号电热合金的凝固组织。与此同时,对3种不同Ti含量的金相样品分别进行夹杂物自动分析系统检测,结果表明当Ti含量为0.082%时,夹杂物数目、夹杂物尺寸、夹杂物面积分数以及数量密度均为最小值。除此之外,对其金相样品侵蚀后进行扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察分析,发现含Ti夹杂物在钢锭存在形式主要有Ti(C,N)、TiO_(x)、TiN-稀土复合夹杂物和含Ti稀土氧化物。当Ti含量为0.110%时,发现大量尺寸为1~2μm的TiN夹杂物在晶界处富集,对电热合金的疲劳性能与机械性能造成较大危害。综上所述,通过对铸锭添加0.082%Ti,可以明显改善其凝固组织,且减少铸锭中存在的含Ti夹杂物对铸锭性能产生的不利影响。 展开更多
关键词 Scheil模型 凝固前沿 等轴晶 晶粒尺寸 含Ti夹杂物
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周向水流密度分布对超大规格异型坯连铸凝固传热的影响
13
作者 杨鑫华 黄致丹 +6 位作者 高琦 张晏铭 张忍德 余进涛 陈登福 艾松元 龙木军 《重型机械》 2025年第1期30-37,共8页
探究周向水流密度分布对传热行为的影响,是实现异型坯连铸过程凝固传热准确仿真及铸坯质量有效控制的重要基础。以Q235钢超大规格异型坯为对象,建立了连铸二冷凝固传热仿真模型,通过对比平均水流密度分布和考虑周向水流密度分布差异的... 探究周向水流密度分布对传热行为的影响,是实现异型坯连铸过程凝固传热准确仿真及铸坯质量有效控制的重要基础。以Q235钢超大规格异型坯为对象,建立了连铸二冷凝固传热仿真模型,通过对比平均水流密度分布和考虑周向水流密度分布差异的凝固传热规律,探究了周向水流密度分布对凝固传热行为的影响。结果表明:周向水流密度分布对翼梢外角和腹板表面中心温度影响显著,考虑周向水流密度分布差异后,翼梢外角及腹板表面中心温度分别最大提高342℃和166℃,故连铸凝固传热过程的准确仿真需考虑周向水流密度分布。 展开更多
关键词 超大规格异型坯 凝固传热 周向水流密度分布 数值模拟
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低温延长骨水泥的凝固时间在经皮椎体后凸成形术中的对比观察
14
作者 牛凯 肖龙文 +8 位作者 毕方杉 谢克波 陈祥铠 刘洋 赵鹏飞 尹天 侯云杰 陈文学 郑移兵 《首都食品与医药》 2025年第7期44-47,共4页
目的通过冰块创造骨水泥所处的低温环境,低温干预延长骨水泥的凝固时间,对比观察常温组与低温组保存的骨水泥在经皮椎体后凸成形术(PKP)中的应用效果。方法选取200例病例,分为组1、组2。组1:单节段胸腰椎骨折102例,分为常温57例(常温组... 目的通过冰块创造骨水泥所处的低温环境,低温干预延长骨水泥的凝固时间,对比观察常温组与低温组保存的骨水泥在经皮椎体后凸成形术(PKP)中的应用效果。方法选取200例病例,分为组1、组2。组1:单节段胸腰椎骨折102例,分为常温57例(常温组)、冰控温45例(低温组);组2:多节段胸腰椎骨折(2节椎体以上含2节椎体)98例分为常温54例(常温组)、冰控温44例(低温组),观察两组术前、术后视觉疼痛模拟评分(VAS)、Oswestry功能障碍指数评分(ODI)差异,并通过椎体高度恢复比、总手术时间、平均单椎体手术时间、平均单椎体骨水泥注入量、骨水泥渗漏情况评估手术疗效。结果两组患者治疗后VAS和ODI评分均显著改善(P<0.05),低温多节段组的手术时间、平均单椎体手术时间均优于常温组(P<0.05),比较低温组、常温组渗漏情况,低温组渗漏率均低于常温组(P<0.05)。低温组与常温组比较:两组椎体高度恢复比、单节段组手术时间、单节段组骨水泥注入量、多节段组平均单椎体骨水泥注入量没有统计学差异(P>0.05)。结论PKP治疗胸腰椎单节段及多节段骨质疏松性椎体压缩性骨折具有显著效果,实验证实冰块控温方法有效可行,并没有对治疗产生副作用,反而可延长手术操作时间窗;在PKP的临床实践中具有积极意义。 展开更多
关键词 经皮椎体后凸成形术 骨水泥 凝固时间 重度骨质疏松 胸腰椎压缩性骨折
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方腔内正十八烷相变材料凝固放热特性试验研究
15
作者 曹世豪 赵锡佳 +2 位作者 王方全 喻贤磊 杨荣山 《材料导报》 北大核心 2025年第9期259-263,F0003,共6页
针对方腔内正十八烷相变材料的凝固放热特性问题开展研究。首先测试液相密度、动力黏度等与温度的关系,完善热物理参数。随后设计出正十八烷的凝固放热性能综合试验,测得温度时空分布特征以及凝固边界演化规律。建立流-固-热三场耦合计... 针对方腔内正十八烷相变材料的凝固放热特性问题开展研究。首先测试液相密度、动力黏度等与温度的关系,完善热物理参数。随后设计出正十八烷的凝固放热性能综合试验,测得温度时空分布特征以及凝固边界演化规律。建立流-固-热三场耦合计算模型,分析液相自然对流的影响。结果表明,液相密度与温度呈线性减小关系,动力黏度与温度呈二次多项式减小关系,而热膨胀系数介于9.03×10^(-4)~9.55×10^(-4)℃^(-1)。在低温环境下,方腔内正十八烷的凝固边界呈现对称状向中心点蔓延,整个凝固放热过程可分为四个阶段,其中前两个阶段储能释放量占比达到97.1%,而液相自然对流传热仅对第一阶段有微弱的影响。此外,正十八烷的凝固放热效率与冷却温度呈四次多项式关系,其中15℃为最优冷却温度。 展开更多
关键词 相变材料 正十八烷 凝固边界 温度 自然对流
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基于材料非完全凝固状态3D打印阶梯效应修补策略研究
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作者 孙梓轩 王叶松 +2 位作者 李飞龙 陈银娟 张春燕 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期294-302,共9页
在熔融沉积(FDM)3D打印过程中,受到2.5D逐层制造工艺的限制,打印斜面/曲面时常常会出现阶梯效应。其中,倾斜切片无支撑打印中支撑斜面构建过程中,也会出现阶梯效应,导致层间附着强度下降,从而对打印件的力学性能产生不良影响。针对这一... 在熔融沉积(FDM)3D打印过程中,受到2.5D逐层制造工艺的限制,打印斜面/曲面时常常会出现阶梯效应。其中,倾斜切片无支撑打印中支撑斜面构建过程中,也会出现阶梯效应,导致层间附着强度下降,从而对打印件的力学性能产生不良影响。针对这一问题,本文提出了一种策略,通过研究直线型和弧线型轮廓对阶梯结构的影响规律,充分修补阶梯效应。该策略基于打印材料在流动性和非完全凝固状态下的特性,对阶梯效应的间隙进行修补。此外,还深入探讨了打印层高、打印速度、挤出速度、打印温度等参数对材料流动性的影响,以有效填补阶梯结构中的打印材料缺失。以聚乳酸(PLA)打印为例,通过相同情况的对比实验证明了所提策略的有效性。结果表明,在打印温度210℃,环境温度40℃,打印层高0.1 mm,打印速度60 mm/s的工艺条件下,阶梯效应最高修补率达到98%,且表面质量更佳。 展开更多
关键词 FDM 打印参数 3D打印 阶梯效应 非完全凝固状态
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定向凝固制备工艺对CoCrFeNiMn_(x)高熵合金组织结构和压缩性能的影响
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作者 刘旭亮 余竹焕 +2 位作者 王晓慧 杜伟 杨雄 《热加工工艺》 北大核心 2025年第1期87-92,共6页
采用真空电弧熔炼法和定向凝固法制备CoCrFeNiMn_(x)(x=0.25,0.75)高熵合金,研究了定向凝固法对其微观组织演化和压缩性能的影响。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金的微观组织,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对合金的相... 采用真空电弧熔炼法和定向凝固法制备CoCrFeNiMn_(x)(x=0.25,0.75)高熵合金,研究了定向凝固法对其微观组织演化和压缩性能的影响。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金的微观组织,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对合金的相组织和成分进行分析,采用万能试验机测试合金的压缩性能。结果表明,相比于电弧熔炼法制备的合金,该系合金经定向凝固后,其微观结构由单一的FCC_(1)结构转变为FCC_(1)+FCC_(2)混合结构;且合金晶粒择优生长,晶粒尺寸增大,微观组织形貌由树枝晶转变为等轴枝晶。定向凝固后,CoCrFeNiMn_(0.25)合金的抗压强度由1905 MPa减小至1810 MPa,表现出较好的压缩延展性。 展开更多
关键词 高熵合金 定向凝固 相结构 显微组织 压缩性能
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强磁场下定向凝固AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金的组织演变和力学性能调控
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作者 何怡湾 赵勇 +3 位作者 孙梓琛 闫育洁 魏晨 王军 《铸造技术》 2025年第3期247-255,共9页
共晶高熵合金是一种兼具高强度和强塑性的合金,其性能取决于凝固组织。而强磁场作为一种极端外物理场,其对金属凝固过程的调控作用已得到广泛证实。因此,开展强磁场下金属凝固理论研究具有深远意义。以AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金为对... 共晶高熵合金是一种兼具高强度和强塑性的合金,其性能取决于凝固组织。而强磁场作为一种极端外物理场,其对金属凝固过程的调控作用已得到广泛证实。因此,开展强磁场下金属凝固理论研究具有深远意义。以AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金为对象,研究了强磁场对其定向凝固后的组织演变和力学性能的影响。结果表明,强磁场下定向凝固的共晶高熵合金组织为FCC初生相包含FCC/BCC共晶片层,强磁场通过提高固液界面稳定性,细化共晶片层间距和改变初生相择优取向实现了合金硬度、拉伸性能的提升。磁场处理后,合金最大伸长率达到33%时,极限抗拉强度高达985 MPa,因此强磁场可作为合金铸造过程中获得强度和韧性耦合的有效调控手段。 展开更多
关键词 AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金 强磁场 定向凝固 组织演变 力学性能
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重型燃气轮机用定向凝固UGTC47合金近服役条件下的显微组织演化
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作者 李家兴 陆民刚 +3 位作者 束国刚 杨德宇 申茹茹 郑为为 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第2期152-163,共12页
重型燃气轮机透平叶片长时服役过程中受温度和应力作用,将不可避免发生显微组织损伤。以国产定向凝固UGTC47合金为研究对象,研究其在850~950℃近服役温度范围内热暴露及热力耦合模拟1000、3000和5000 h后的显微组织演化。结果表明:经标... 重型燃气轮机透平叶片长时服役过程中受温度和应力作用,将不可避免发生显微组织损伤。以国产定向凝固UGTC47合金为研究对象,研究其在850~950℃近服役温度范围内热暴露及热力耦合模拟1000、3000和5000 h后的显微组织演化。结果表明:经标准热处理的UGTC47合金在850~950℃热暴露及热力耦合模拟后,枝晶干γ′相的退化速度大于枝晶间区域的γ′相,枝晶干γ′相体积分数在退化初期就下降至60%左右;应力会促进γ′相体积分数趋于平衡状态,但在850、900和950℃热力耦合模拟5000 h下无显著差别,仍保持55%左右。γ′相尺寸基本符合LSW理论的生长模型。随着应力的增加和时间的延长,γ′相筏排化程度逐渐增大至0.6左右后趋于稳定,时间继续延长,甚至有所降低;γ相通道宽度随温度和应力增加呈线性增大趋势。 展开更多
关键词 定向凝固UGTC47合金 重型燃气轮机 近服役温度 热力耦合 显微组织
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适用于铝/钛合金凝固细化的RE中间合金的实验研究
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作者 白慧怡 华连庚 +3 位作者 李一鸣 夏苏晋 任慧平 计云萍 《科技风》 2025年第4期10-13,共4页
针对铝合金与钛合金的凝固细化,选择Al-Ce/La中间合金,设计质量分数为50%的Ce/La含量,采用真空中频感应炉制备中间合金,在铸造AlSi7Mg合金和选区激光熔化工业纯钛中分别添加微量Al-Ce/La中间合金,以考察其凝固细化作用。结果表明,实验... 针对铝合金与钛合金的凝固细化,选择Al-Ce/La中间合金,设计质量分数为50%的Ce/La含量,采用真空中频感应炉制备中间合金,在铸造AlSi7Mg合金和选区激光熔化工业纯钛中分别添加微量Al-Ce/La中间合金,以考察其凝固细化作用。结果表明,实验室制备得到Al-49.09%Ce/La中间合金,结合微观表征与热力学计算,发现其中的稀土中间相只有Al_(11)Ce_(3)/Al_(11)La_(3)。微量Al-Ce/La合金添加能够细化AlSi7Mg合金的宏观组织;在SLM成形CP-Ti中添加微量Al-49.09%La合金粉末,粗大的柱状晶变为等轴晶+柱状晶,晶粒细化。研究工作为铝合金与钛合金的凝固细化提供了一定的实验数据。 展开更多
关键词 Al-Ce合金 Al-La合金 凝固细化 ALSI7MG合金 工业纯钛
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