关键词： WE43镁合金   高速冲击   加载路径   力学响应   本构建模  

摘要： 利用分离式霍普金森压杆和多种显微表征方法,研究了不同热处理状态和加载路径下挤压WE43镁合金的室温动态力学响应行为。结果表明挤压WE43镁合金的各向异性较弱,其真应力-真应变曲线都为“C”形,屈服强度和极限强度都具有正的应变速率敏感性。不同热处理状态和加载路径下,挤压WE43镁合金都产生了较多的形变孪晶,同时伴有少量的孪晶交叉。孪晶虽然对热处理状态和加载路径都不敏感,但能够促进胞状位错亚结构的形成。当加载应变速率增至4120 s^(-1)时,在绝热温升及其诱导的动态回复作用下,孪晶密度反而降低。孪生和非基面滑移相协调是室温下挤压WE43镁合金的主导变形机制。基于经典J-C本构,采用应变和应变速率的多项式函数对应变硬化项和应变速率硬化项进行修正,构建了不同热处理状态和加载路径下挤压WE43镁合金的力学本构模型。拟合结果与实验的偏差均在±10%以内,相关系数R和平均相对误差AARE分别为0.952和3.28%。

关键词： 机器学习   镁合金   性能预测   合金设计   数据驱动  

摘要： 在材料基因工程的背景下,基于数据驱动的机器学习技术作为一种强大的新型工具在镁合金的研究领域得到了广泛的关注.机器学习可以绕过几乎任何复杂的实验过程,只要确定描述符和目标属性之间的联系,就能以较低的成本,快捷地预测材料的性能.传统的实验试错法和基于密度泛函理论的方法由于时间成本高、效率低,难以满足材料科学的不断发展需求.本文综述了机器学习在镁合金应用中的研究进展.首先简述了机器学习的基本流程和各种方法,主要包括数据集收集、数据预处理、模型构建和性能评估,并对机器学习算法的分类进行了总结.重点介绍了机器学习在镁合金加工工艺、显微组织、力学性能、耐蚀性能、储氢性能、固有属性(强化机制、各向异性等)和逆向设计等诸多方面应用的研究成就.机器学习模型不仅加速了新型高性能镁合金的设计过程,而且推动了镁合金塑性变形机理的深入研究.最后,分析了机器学习在镁合金研究应用中一些亟待解决的问题,并据此提出了机器学习在镁合金应用方面未来的研究方向和发展趋势.

关键词： AZ31镁合金   电弧增材   退火处理   阻尼性能   力学性能  

摘要： 为了探索热处理优化电弧增材镁合金阻尼性能的方案,对TIG电弧增材AZ31镁合金进行了去应力退火和完全退火4、5 h处理,并对原始试样和退火后的试样微观组织、阻尼性能和力学性能进行了对比分析。研究表明:与原始增材试样相比,所有退火后的试样在低振幅下的阻尼性能均有所下降,当振幅超过20μm后阻尼性能有所提升;但去应力退火试样在超过20μm后的阻尼性能提升较小,完全退火4、5 h试样的阻尼性能相近,均比原始增材试样有所提升,表明退火时长对阻尼性能影响不大。在力学性能方面,去应力退火和完全退火4 h的试样的抗拉强度与原始试样相差不大,完全退火5 h的试样略有下降,去应力退火试样的伸长率与原始试样的伸长率相差不大,但是完全退火试样的伸长率均得到了提升。

关键词： 镁合金   座椅骨架   有限元分析   轻量化设计   地铁  

摘要： 文章设计了一种新型的镁合金地铁座椅骨架,阐述了优化后的座椅骨架结构设计,其中横纵梁均采用镁合金挤压型材,并集成了原安装座与垫块的功能,实现了结构的轻量化与功能集成化。随后,利用CAE软件对设计的骨架模型进行了承载强度的有限元分析,初步验证了该方案的可行性与合理性;并制作了座椅实物样机,按照相关标准要求完成了包括静态载荷、疲劳载荷、冲击载荷、振动冲击及盐雾试验在内的多项试验。所有试验结果均完全满足设计要求,证明了该镁合金座椅骨架设计方案在承载强度、耐久性、防腐性等方面的优异性能。

关键词： AZ31镁合金   双织构   应变速率   拉伸孪晶  

摘要： 通过预拉伸、压缩及退火组合工艺,在AZ31挤压棒材中制备晶粒尺寸相近、织构组态不同的3种典型双织构样品(DT1、DT2和DT3)。选择8、80、180、220、250和500 mm·min^(-1)等6个不同的加载速度沿挤压方向(extrusion direction,ED)拉伸样品,系统研究加载速度对双织构样品力学行为和微观组织演变的影响。结果表明:屈服强度并不随加载速度增加呈单调上升趋势,而是在以220 mm·min^(-1)加载时,3种双织构样品的屈服强度达到相对最高值;同一加载速率时,DT1、DT2和DT3样品的屈服强度依次降低,表现出强烈的织构相关性。根据Schmidt因子分析结果,DT1样品的柱面滑移和锥面滑移占比最高,DT2和DT3依次降低,一定程度上导致了屈服强度的差异。进一步对比DT2和DT3样品在220 mm·min^(-1)下拉伸应变量为2.5%和5%时EBSD结果表明,DT2和DT3样品中均有较多的{1012}拉伸孪晶,孪晶诱导部分ED织构转向以滑移为主导变形机制的非ED织构。因此,在220 mm·min^(-1)条件下获得相对较高屈服值可能与该加载速率下存在更强的孪晶滑移交互作用阻碍变形传递效应有关。

关键词： linear stretchability   low modulus   MXene   hydrogel-elastomer hybrid  

摘要： Maintaining low modulus while endowing the wide-range linear stretchability to wearable or implantable devices is crucial for these devices to reduce the mechanical mismatch between the devices and human skin/tissue ***,improving linear stretchability often results in an increased modulus of stretchable electronic materials,which hinders their conformability in long-term quantifiable monitoring of ***,we develop a hybrid structure involving interlocking low-modulus porous elastomers(Ecoflex-0030)and MXene-based hydrogels with crosslinking networks of polyvinyl alcohol,sodium alginate,and *** hydrogel–elastomer structure exhibits superior performance compared with previous reports,with a wide linear stretchability strain range from 0 to 1000%and maintaining a low modulus of 6.4 ***,the hydrogel–elastomer hybrids can be utilized as highly sensitive strain sensors with remarkable characteristics,including high sensitivity(gauge factor~3.52),a linear correlation between the resistance and strain(0–200%),rapid response(0.18 s)and recovery times(0.21 s),and excellent electrical reproducibility(1000 loading–unloading cycles).Those electrical and mechanical properties allow the sensor to act as a suitable quantifiable equipment in organ monitoring,human activities detecting,and human–machine interactions.

关键词： AZ31镁合金   黏塑性自洽模型   细晶   混晶   变形机理   织构  

摘要： 通过中等应变速率轧制获取细晶区和混晶区交替分布的AZ31镁合金轧制板材,构建不同组织特征的黏塑性自洽(VPSC)模型,预测板材在室温拉伸下的变形机制、织构演变和力学响应,研究细晶区与混晶区对塑性变形的贡献。结果表明:经410℃、平均应变速率1.9 s^(-1)、4.8 s^(-1)和7.8 s^(-1)制备的轧制板材中细晶区与混晶区呈现板织构特征,细晶区织构组分相较于混晶区更接近ND方向;随着轧制平均应变速率的增加,板材的细晶区与混晶区的织构组分差异逐渐减小。在室温拉伸塑性变形初期阶段,轧制板材的主要变形机制是基面滑移,次要变形机制是棱柱面滑移和锥面滑移,而拉伸孪生几乎不开启。压缩孪生启动时,部分晶粒向TD方向偏转56°,形成TD方向的织构组分。棱柱面滑移活性的降低,有利于增强锥面滑移的分离效应,促使ND方向织构极密度降低和双峰织构形成。轧制板材在拉伸过程中,由于细晶区的织构组分相较于混晶区更接近ND方向,使得在拉伸过程中细晶区相较于混晶区的基面滑移开启较少,非基面滑移开启较多,促使拉伸变形的过程中细晶区起强化作用,混晶区起弱化作用。织构组分差异逐渐减小,使得细晶区与混晶区的变形机制活性趋于一致,促使其在拉伸过程中对抗拉强度贡献也逐渐趋于一致。

关键词： 镁合金   Cr/DLC膜层   耐蚀性能   PECVD  

摘要： Mg-Gd-Y合金作为一种优秀工程材料在石油天然气勘探开发中具有广泛应用。为了改善其在井下工作服役时的耐蚀性能,研究了以Cr为过渡层的类金刚石薄膜(DLC)对Mg-Gd-Y合金耐蚀性能的影响。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了以Cr元素为过渡层的类金刚石薄膜,采用拉曼光谱分析DLC膜层的碳结构类型,采用3.5%(质量分数)NaCl盐雾腐蚀试验、电化学极化测试及接触角测试评价了试样的耐蚀性能,采用SEM分析了试样腐蚀前后的表面形貌及断面形貌。结果表明:由拉曼光谱检测数据计算得出,Cr/DLC薄膜的I_D/I_G值为0.64,说明膜层中sp~3杂化键所占比例较多,且组织致密,因此Cr/DLC薄膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀倾向和腐蚀速率降低。Cr/DLC薄膜有效提高了镁合金基体的耐蚀能力。

关键词： 汽车轻量化材料   铝合金   镁合金   维修  

摘要： 近年来,我国能源消耗、能源浪费、环境污染问题愈发严峻,为了贯彻落实可持续发展,我国各行业均积极向节能减排、低碳环保和循环发展的经济体系转型。汽车工业作为众多机械制造业中燃料消耗、排气污染均较为严重的领域,为了在保证汽车动力性能和安全性能的前提下减少燃料消耗,降低排气污染,现代研究采用轻量化材料大幅减轻了汽车自重,实现了汽车工业的节能减排。传统轻量化材料检修方法不符合材料的特点和应用情况,常出现气孔、凹陷等问题,现提出汽车轻量化材料在检测维修中的应用与性能分析的方法。该方法首先介绍了常见的轻量化材料,然后以铝合金和镁合金为例,从检测、维修及性能分析等三个方面详细阐述了汽车轻量化材料的特征。

关键词： 组合赋权   灰色综合评价   镁合金   刀具选用   产品特性  

摘要： 镁合金铣削刀具选择是一个多指标因素综合决策问题,面向产品特性加工要求,提出了一种基于博弈论将主观赋权与客观赋权相协调的刀具性能灰色综合评价模型。首先,利用改进层次分析法AHP与熵权法进行组合赋权,降低主观因素的影响;其次,结合灰色关联度分析建立基于组合赋权的刀具性能灰色综合评价模型;最后,以某星用有源产品特征模拟结构进行试切试验,并应用评价模型对备选刀具进行评价验证。研究结果表明,在备选的3把刀具试验中,所构建的评价模型可以有效地评价刀具性能,为实际产品加工提供刀具选用依据。