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不锈钢衬底MgB2厚膜韧性的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-03  浏览次数:24 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网编辑中心获悉:拉弯成形工艺试制试验利用上述模拟优化后的结果加工了拉弯模具(见)并生成了拉弯机数控程序,在美

  中华不锈钢网编辑中心获悉:拉弯成形工艺试制试验利用上述模拟优化后的结果加工了拉弯模具(见)并生成了拉弯机数控程序,在美国Cyril Bath公司生产的数控拉弯机V-75进行了拉弯试验。是成形件。测量结果表明拉弯件的最大轮廓形状误差出现在r弧段中圆圈标识处,其值在03~0.5mm而且在r处没有起皱现象发生,截面变形量也非常小,完全满足设计精度要求,因此可取消该构件后续调修工序,实现无调修作业,真正实现了该构件的高质量高精度拉弯成形。目前,该构件已经投入了批量生产。
  
  可以清楚地看到不锈钢衬底和MgB2过渡层的交界面:左边颜色较暗部分是不锈钢衬底,右边则是MgB过渡层和MgB厚膜层(两层总厚约为3Wm),衬底和过渡层之间没有空隙,表明MgB2过渡层很好的附着在不锈钢衬底上,这与后面弯曲,可见受到弯曲时,两样品都有超导起始转变温度保持不变的现象。但对于样品1其转变温区随弯曲角度的增加而变宽,7;(0)从未弯曲时的36K降为弯到180°时的30K超导性能有所下降,但都没有丧失超导特性。对于样品2其转变温区随弯曲角度的增加变化很小。例如,7;(0)从未弯曲时的364K降为弯到180°时361IK仅降了约03IC这说明用HPCVD原位生长和通过过渡层制备的不锈钢MgB2超导厚膜样品都具有良好的韧性,一定范围内的形变对样品的衬底上4-2015样品1的膜面在大角度弯曲下被撕成一条条细长带状,出现了明显的裂缝但未脱落,这表明MgB2超导厚膜紧紧的黏附在不锈钢衬底上,说明膜对衬底又很强的附着性。所以在膜面受到较大的切向应力时,膜面沿着弯曲方向被撕裂,而沿垂直弯曲方向的膜面依旧紧紧附着在不锈钢衬底上。样品2的表面层在弯曲角度到180°时发生小部分区域的脱落,这说明表面层对过渡层的附着性不如过渡层对不锈钢衬底的附着性强。从中我们可以体会到选用不锈1(b)所能看到的裂缝。裂缝的存在使得四弓I线法测量电路中的两电压引线间的导电通路不完全由MgB2超导厚膜构成。在裂缝部分必须通过不锈钢衬底导电。这就是为什么(a)中所示的样品1的R-T曲线在MgB2过渡层完成超导转变后电阻不为零的原因。对于样品2在过渡层上继续生长了MgB2厚膜。虽然单独看,厚膜层也存在裂纹,但两层MgB2相叠,电流在裂缝处可以通过过渡层的MgB2厚膜得以导通,不像样品1中只有一层膜在裂缝处对不同弯曲角度的样品之间R~T曲线的比较,还可知:(1)弯曲后样品的正常态电阻值比未弯曲的样品的正常态电阻值要大,且弯曲角度越大,正常态的电阻越大;(2)转变温度以下,样品1的剩余电阻随弯曲角度增大而增大,样品2的剩余电阻却全为零。这是可以理解的:当对样品进行弯曲处理时,如果MgB2厚膜是很好地附着于不锈钢衬底之上,它会出现裂缝,弯曲的角度越大,裂缝的密度、宽度越大。对于样品1而言,裂缝处靠不锈钢导通,裂缝越多,测量电流流经不锈钢衬底的路程越长,正常态的电阻越大,转变温度以下参与导通的不锈钢的电阻也越大。而样品2中裂缝处导通靠的是MgB2过渡层,因此弯曲角度越大,参与回路导通的过渡层的MgB2越多,电流经过的路线越长,正常态电阻越大,如(b)所示。因为构成回路的只是MgB2,低于转变温度,进入超导态,剩余电阻都为零。所以转变温度以下,无论样品2弯曲角度多大,样品的电阻都为零。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:不锈钢衬底上生长了一层10微米厚的MgB2过渡层,再在其上生长一层20微米厚的MgB2超导厚膜得到了膜厚是30微米的不锈钢衬底MgB2厚膜。对此样品进行不同角度的弯曲实验,最后以500微米的曲率半径将其弯曲到180°后,其超导性能仍保持不变。表明这种河8已2超导厚膜有着良好的韧性和对不锈钢衬底强的附着性。这也解决了MgB2超导厚膜层因其热膨胀系数与不锈钢衬底的不同引起的MgB2超导厚膜上出现大量裂纹影响其超导性能的问题。
  
  不锈钢衬底MgB2超导厚膜满足了使用中对绕制超导磁体所用带(线)材的延展性和韧性的要求,解决了MgB2块材硬而脆、不能弯曲的缺点,为下一步利用它研制实用的MgB2超导带(线)开辟了一条科学出版社。
  
  不锈钢以其良好的力学性能和耐腐蚀等特点而得到了广泛的应用。然而点蚀现象严重地影响着不锈钢材料的安全使用,因此不锈钢的点蚀行为得到了大量研究>5.在多种离子共存的水溶液中,不同离子在金属材料表面国家自然科学基金项目50571027和上海市科委纳米专项基金项收到初稿日期:200603-22,收到修改稿日期:2006-06-05:廖家兴,男,1981年生,硕士生经常出现竞争吸附现象,对腐蚀的影响表现出协同效应。
  
  Sherbini等发现阴离子抑制剂对Zn溶解和点蚀发生的抑制程度与离子种类和离子浓度有关;Lee等人m通过sof与cr的协同效应对纯A1点蚀电位的研究,提出了sl会阻碍点蚀的发生,但会加速点蚀的发展;Pyun等人间以及Ernst和Newman丨9丨通过对点蚀形貌的研究,提出Sl浓度与溶液温度都会改变Ni基合金材料点蚀的发生过程。Anderko等人研究了在C卜锈钢的腐蚀行为,并采用离子竞争吸附原理进行了分析。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:至今为止SO〗对钝化金属在含C1-水溶液中点蚀行为的影响,存在Sj加速点蚀与抑制点蚀两种情况的原因尚未澄清。如何通过合理设计的的吸附模型当不存在sl时,如a所示,cr均匀吸附在不锈钢表面;当Sl浓度较低(0.3%)时,如b所示,不锈钢表面吸附离子浓度增加,但是cr有效浓度降低,同时由于sc-的竞争吸附导致瞬时C1-局部集中;当SO〗-浓度较篼(0.8%)时,如c所示,不锈钢表面主要吸附离子为Sl,只存在少数的C1-,不发生C1-局部集中现象。
  
  3.1SO〗-浓度对316不锈钢开路电位和钝化电流的彩响表明SO〗―浓度对316不锈钢的钝化电流有非常明显的影响。在SO〗-浓度小于0.2%时,随着S0浓度的增加钝化电流迅速增加;当SO浓度大于0.2%时,随着sl浓度的继续增加,钝化电流没有明显的变化同时,表明Sl浓度对316不锈钢的开路电位有相似的影响。
  
  sl的引入会改变cr在不锈钢电极表面吸附能力,增大溶液中的离子浓度,降低溶液中2的浓度1121.由于在。Sl浓度较低时,不锈钢表面C1-是主要吸附离子,由于cr与st竞争吸附,cr在不锈钢表面出现局部集中,引起此处cr浓度增加,如b所示,此时不锈钢的临界点蚀温度降低。实验结果表明,Sl浓度为0.3%时,C-浓度局部增大效果最明显。Sl浓度较高时,在不锈钢表面St是主要吸附离子,ci-与so〗―竞争吸附的过程中,cr虽然在不锈钢表面迁移,但是由于其浓度太低,结果在不锈钢表面不会引起cr浓度过高的局部区域,如c所示。此时不锈钢的临界点蚀温度升高。结果亦表明,在SO〗-浓度从0.4%上升到0.5%期间,局部集中的C1一浓度迅速降低,而后随着浓度的继续增加,C1-在不锈钢表面局部区域的浓度没有较大的变化。
  
  此模型中Cl与so〗―在不锈钢表面吸附的动力学规律有待进一步研究。
  
  4结论度对316不锈钢钝化电流密度和开路电位具有明显的影响。随着SO浓度的增加,316不锈钢钝化电流密度增加,开路电位降低,二者具有相似的变化趋势。
  
  不同浓度SO〗―对316不锈钢的临界点蚀温度有不同的作用效果。当SO浓度为0.3%时,不锈钢的临界点蚀温度降到最低;当SOj―浓度低于0.42%时,不锈钢的临界点蚀温度比不存在sl时的临界点蚀温度低;当St浓度高于0.42%时,不锈钢的临界点蚀温度比不存在sl时的临界点蚀温度高。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:作为拉弯成形工艺模拟的专业软件,PS2F软件可以模拟优化拉弯成形工艺,设计拉弯模具,并能自动生成拉弯成形数控程序,直接驱动数控拉弯机进行拉弯成形。利用该软件对不锈钢型材的拉弯成形工艺进行模拟研究,并利用其生成的拉弯数控程序在数控拉弯机能够加工出高质量、高精度的不锈钢型材拉弯件。这表明,利用该软件的模拟优化数据,能够实现诸如车顶弯梁等不锈钢车体构件的高精度成形,既可以大大减少传统工艺方法中的修模试模次数,又能大幅度削减甚至消除对拉弯成形构件的调修量,从而大大提高生产效率,降低生产成本。研究结果表明,PS2F软件是型材拉弯模拟领域中一项非常有实用价值的高性能软件,是型材拉弯成形工艺研究的有利工具,也是进一步提高型材拉弯成形制品精度和质量的可靠保障。

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