内包覆铜钢双金属管内压扩散复合工艺研究

用内压扩散复合方法对铜钢双金属管进行了固相复合试验研究.用20钢管作外管,铜管作内管,对内外管分别经过表面处理后套装,再拉拔制成复合管坯,最后在内压力的作用下对复合管坯进行扩散退火,用弯曲试验检验了复合管界面的结合状况.用光学显微镜、扫描电镜及电子探针等分析方法对界面附近进行了组织观察和成分分析.结果表明,用内压扩散复合方法实现了铜钢界面的冶金结合.     

钢/铜/钛扩散复合界面显微组织和力学性能

采用碳钢管作为基层、纯钛管作为覆层、纯铜箔作为中间层,利用拉拔-内压热扩散复合法,制备碳钢、铜、钛三金属管复合管.借助扫描电镜(SEM)观察了复合界面附近的显微组织并用能谱分析仪(EDS)测定了界面附近的元素分布.通过剪切和硬度试验测定了界面剪切强度及其附近的显微硬度.研究扩散温度和时间工艺因素对界面附近组织和剪切强度的影响.结果表明:扩散退火后,界面结合紧密,无明显缝隙;钛/铜界面的强度随保温时间增加而有所提高,铜/钢界面强度有所降低;铜、钛原子互扩散至对方基体中,使基体组织、硬度发生改变,并在铜、钛界面上形成了TiCu、TiCu2、βTiCu4化合物;扩散时间对剪切强度的影响有一限度,扩散时间超过限度时,剪切强度降低.     

钢/铜/钛扩散复合界面显微组织和力学性能

采用碳钢管作为基层、纯钛管作为覆层、纯铜箔作为中间层,利用拉拔-内压热扩散复合法,制备碳钢、铜、钛三金属管复合管.借助扫描电镜（SEM）观察了复合界面附近的显微组织并用能谱分析仪（EDS）测定了界面附近的元素分布.通过剪切和硬度试验测定了界面剪切强度及其附近的显微硬度.研究扩散温度和时间工艺因素对界面附近组织和剪切强度的影响.结果表明：扩散退火后,界面结合紧密,无明显缝隙;钛/铜界面的强度随保温时间增加而有所提高,铜/钢界面强度有所降低;铜、钛原子互扩散至对方基体中,使基体组织、硬度发生改变,并在铜、钛界面上形成了TiCu、TiCu2、βTiCu4化合物;扩散时间对剪切强度的影响有一限度,扩散时间超过限度时,剪切强度降低.     

扩散复合不锈钢／碳钢双金属管界面组织与性能

对不锈钢内管和20钢外管进行表面清理、套装拉拔、端头密封，然后在内管中气体压力作用下在1050℃进行扩散退火．用扫描电镜观察了界面形貌、界面附近的组织，测定了界面显微硬度和剪切强度．结果得到，内压扩散复合法可使内外管界面实现冶金结合，其剪切强度可达400MPa以上．     

扩散复合不锈钢/碳钢双金属管界面组织与性能

对不锈钢内管和20钢外管进行表面清理、套装拉拔、端头密封,然后在内管中气体压力作用下在1050℃进行扩散退火.用扫描电镜观察了界面形貌、界面附近的组织,测定了界面显微硬度和剪切强度.结果得到,内压扩散复合法可使内外管界面实现冶金结合,其剪切强度可达400MPa以上.     

钢管表面脱碳层对钛-钢双金属管扩散复合界面的影响

研究了在异种金属热膨胀差引起的内压力作用下,钛管与低碳钢管扩散复合界面的成分、组织、结合强度及钢管表面脱碳层的影响.结果表明:通过内压扩散复合法可以使钛管与钢管之间实现冶金结合,在保温30 m in的条件下,750℃~800℃之间扩散退火时界面结合强度最高,且钢管表面脱碳与否对界面结合强度影响不大;碳原子向晶界扩散引起界面附近钢侧柱状晶区,铁原子向钛中扩散引起界面附近钛侧无晶界区与针状马氏体区,钢表面脱碳加速这一过程的进行.     

钢管表面脱碳层对钛-钢双金属管扩散复合界面的影响

研究了在异种金属热膨胀差引起的内压力作用下,钛管与低碳钢管扩散复合界面的成分、组织、结合强度及钢管表面脱碳层的影响.结果表明:通过内压扩散复合法可以使钛管与钢管之间实现冶金结合,在保温30 min的条件下,750℃～800℃之间扩散退火时界面结合强度最高,且钢管表面脱碳与否对界面结合强度影响不大;碳原子向晶界扩散引起界面附近钢侧柱状晶区,铁原子向钛中扩散引起界面附近钛侧无晶界区与针状马氏体区,钢表面脱碳加速这一过程的进行.     

铜包钢线的包覆焊接工艺与性能

研究了铜包钢线的包覆焊接工艺及所得复合导的线性能，使用10例钢钢丝和无氧铜带为原材料，经过表面处理后包覆焊接成为复合线坯，再通过拉拔和处理获得复合导线，检测结果表明，用这种工艺制作的铜包钢线，铜层沿圆周及纵向分布均匀，铜与钢的界面实现了良好的冶金结合，其力学性能和电阻率指标均满足CATV同轴电缆内导体的要求。     

铜包钢线的包覆焊接工艺与性能

研究了铜包钢线的包覆焊接工艺及所得复合导线的性能.使用10钢钢丝和无氧铜带为原材料，经过表面处理后包覆焊接成为复合线坯，再通过拉拔和热处理获得复合导线.检测结果表明，用这种工艺制作的铜包钢线，铜层沿图周及纵向分布均匀，铜与铜的界面实现了良好的冶金结合，其力学性能和电阻率指标均满足CATV同轴电缆内导体的要求.     

CuPb24Sn4合金粉末与钢烧结行为

将铜铅合金粉末填入20钢管内,经300、400和500MPa压制压力成型,在温度为700℃,保温时间为20、40和60min条件下进行烧结,制得铜铅合金/钢双金属柱状试样.利用SEM观察了双金属结合界面显微组织及结合状态,采用剪切强度试验方法研究了双金属界面剪切强度的变化规律.试验结果表明,随着时间的增加,合金层中的铅由网状结构向块状结构转变,并且这种转变所需时间随压制压力的增大而缩短;保温时间为60min时,界面结合为铁铜相互扩散的冶金结合,合金层的显微组织晶粒细小,铅分布均匀;界面剪切强度随时间的延长和压制压力的增加而升高.     

不锈钢冶金复合制动管系焊接工艺研究

本文主要针对铁路货车制动管系小批量采用不锈钢冶金复合制动管系焊接试验时,发现复合管与接头体焊接后焊接接头具有较强的热敏感性,较为突出的表现是在焊接接头热影响区部位产生裂纹、基层与覆层分离的问题．针对这些问题进行了详细的焊接工艺试验研究,通过对焊接裂纹形成原因进行分析,提出了不锈钢冶金复合管冶金材料的制造工艺的改进建议,并对改进后的不锈钢冶金复合管进行再次焊接工艺试验和工艺评定,确认改进后的不锈钢冶金复合管焊接接头热敏性良好,保证了不锈钢冶金复合制动管系焊接质量的安全可靠。     

钢套筒压入对邻近地铁影响的有限元分析

为研究桩基施工过程中钢套筒压入对邻近地铁产生的扰动,利用Midas GTS有限元软件,对钢套筒的压入过程进行数值模拟,并针对其施工顺序及钢套筒-土界面单元参数的影响进行了分析.研究结果表明:钢套筒压入引起的邻近地铁变形在允许范围之内,全套管灌注桩适用于近地铁的桩基施工;采用隧道两侧钢套筒对称施工的方法可减小对邻近邻地铁的扰动;邻近地铁结构的位移对钢套筒-土界面单元中的摩擦角和黏聚力十分敏感,地铁隧道的变形量随着二者取值的增大而显著提高.实际工程可采取改善钢套筒与土体边界条件的方法,从而减小钢套筒施工对紧邻地铁产生的不利影响.     

集束拉拔法制备钢纤维增强铜基复合导线

将直径0．26mm的铜包钢线集束装入铜管进行拉拔变形、800％淬火中间处理、拉拔变形，制成钢纤维增强铜基复合导线。钢纤维在铜基体中均匀连续分布，钢纤维由铁素体与马氏体双相组织组成，铜、钢界面呈锯齿状。铜体积比为57％、变形率为2．8时，复合导线拉伸强度达到1256MPa，相对电导率达到43．5％IACS，在大幅度降低铜含量的条件下，获得了良好的综合性能指标。     

水电站引水系统钢岔管在动态水压作用下的应力分析与测试

水电站引水系统的关键部位－钢岔管的设计与制作一般采用传统的分析方法和施工工艺，在对消除焊接应力的影响很难准确测定的情况下采用对钢岔管的裸露状态进行有限元分析计算，且往往只对小型模型作静水压力试验用以校核。为进一步搞清钢岔管在工作状实受力情况，１９９５年９月我们对江西东津水电站引水系统钢岔管进行了有限元应力分析，焊接应力分析，一号机组工作状态下钢岔管应力测试工作，测试验分析结果表明：现有设计存在较大     

层状复合岩石三轴压缩力学性能研究

为了研究不同围压、多种界面层倾角和界面层间距的层状复合岩石的力学性能演化规律,利用ZTR-2000微机控制岩石三轴测试系统,开展了不同围压条件下岩样的试验研究。试验结果表明:轴向抗压强度随界面层倾角的增大而降低、随着围压的增大而提高。在低围压时,界面层间距能够提升抗压强度;在高围压时,界面层间距对抗压强度影响不大。层状复合岩石的弹性模量的随层间距呈现规律性变化;岩样破坏类型受倾角和界面层间距影响。     

装配式圆钢管约束混凝土柱的轴压性能

为了研究钢套管及套筒连接装配式圆钢管约束混凝土柱轴压性能，基于试验研究结果，对钢套管及套筒连接装配式圆钢管约束混凝土柱轴压性能进行了有限元分析. 首先通过有限元建立了现浇式和装配式圆钢管约束混凝土柱模型；然后从承载力-平均纵向应变关系曲线、钢管应力、钢筋应力和混凝土应力方面对比了现浇式与装配式柱的轴压性能；其次分析了装配式柱变形形态及受力机理；最后提出了装配式柱轴压承载力计算方法. 研究结果表明:与现浇式柱相比，装配式柱也具有良好的轴压性能和延性性能，钢管及钢套管对核心混凝土的约束作用更强，轴压承载力提高幅度为1.94%～6.17%；增加钢管厚度对提高装配式圆钢管约束混凝土柱轴压承载力最有效，提高幅度达59.15%，增加箍筋间距对其轴压承载力影响较小，减小幅度为2.91%；钢管纵向应力在靠近钢套管与钢管连接处较大，钢管环向应力在钢管通缝上、下附近区域较大，在钢套管装配处也较大；所提装配式柱轴压承载力公式计算值（N_uc）与有限元值（N_uf）、试验值（N_ut）的比值均值分别为0.964、1.014，方差分别为0.003 5、0.002 9.      

闭孔泡沫铝与铝及铝合金覆板的冶金结合

利用直接冶金结合方法,研究了铝及铝合金覆板的厚度及复合温度与时间对闭孔泡沫铝夹心三明治与覆板结合层厚度的影响.利用金相显微镜观察了泡沫铝夹心与覆板结合界面的微观组织,并测量了结合界面的扩散层厚度和显微硬度.研究结果表明,铝熔体与纯铝和铝合金覆板复合温度越高,复合时间越长,他们之间的扩散层厚度越大;当纯铝板的预热温度为400～450℃,复合速度为53.9～74.4 mm/min时,泡沫铝夹芯与纯铝板形成良好冶金结合,复合界面的互扩散层厚度为39～44μm;当铝合金覆板的预热温度为240℃,复合速度为58.3 mm/min时,制备铝合金覆板泡沫铝三明治所需的铝合金板最小厚度应为7.9mm.     

闭孔泡沫铝与铝及铝合金覆板的冶金结合

利用直接冶金结合方法,研究了铝及铝合金覆板的厚度及复合温度与时间对闭孔泡沫铝夹心三明治与覆板结合层厚度的影响.利用金相显微镜观察了泡沫铝夹心与覆板结合界面的微观组织,并测量了结合界面的扩散层厚度和显微硬度.研究结果表明,铝熔体与纯铝和铝合金覆板复合温度越高,复合时间越长,他们之间的扩散层厚度越大;当纯铝板的预热温度为400~450℃,复合速度为53.9~74.4 mm/min时,泡沫铝夹芯与纯铝板形成良好冶金结合,复合界面的互扩散层厚度为39~44μm;当铝合金覆板的预热温度为240℃,复合速度为58.3 mm/min时,制备铝合金覆板泡沫铝三明治所需的铝合金板最小厚度应为7.9 mm.     

304不锈钢/铝扩散焊接界面组织与性能

以304不锈钢钢板作为基材,工业纯铝板作为过渡层,用真空扩散焊接的方法制备304不锈钢/铝/304不锈钢复合试样.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仅对界面组织、化学成分、断口形貌和组成相进行分析.通过硬度和剪切试验测定界面的显微硬度和剪切强度.结果表明,不锈钢/铝界面发生了原子互扩散,生成了多种脆性金属间化合物,并在原子扩散界面形成了不同层次的过渡组织.扩散层厚度随着加热温度的升高和保温时间的延长而增大.界面显微硬度值显著增大,剪切强度随着保温时间的延长先增加后降低.     

圆钢管H型钢再生混凝土短柱的轴压承载力分析

为了研究圆钢管H型钢再生混凝土短柱轴压力学性能，对此类构件轴压承载力计算公式进行了理论推导，基于极限分析法，运用双剪统一强度理论，并依据H型钢和钢管对核心区再生混凝土约束效果的不同，分别计算H型钢约束区再生混凝土和钢管约束区再生混凝土承载力，提出一套圆钢管H型钢再生混凝土短柱轴压承载力计算公式，考虑了钢管内径厚比、套箍系数、H型钢配钢指标以及再生粗骨料取代率对短柱轴压承载力的影响, 同时也适用于无H型钢的圆钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算. 将推导得到的钢管有效约束力代入承载力计算公式所得结果与相关试验结果对比误差在10%以内，吻合较好，验证了承载力计算公式的有效性和精确度.