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  • 奥氏体不锈钢低温超饱和渗碳实验及热动力学模拟研究

    分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》

    摘要: 采用OM, EPMA, XRD和IXRD 等手段, 研究了低温超饱和渗碳(low temperature colossal carburization, LTCC)工艺中CO气体浓度对316L 不锈钢表面渗碳层的微观组织、C浓度分布、表面相结构以及残余应力的影响. 基于热动力学理论建立了LTCC传质和扩散模型, 利用DICTRA软件计算了渗碳层的C浓度和活度分布, 并与实验结果进行比较. 结果表明,经LTCC工艺处理后的316L 不锈钢表面会形成高硬度的S相, 并产生压缩残余应力. 另外, 增加渗碳工艺中CO 浓度可以显著提高不锈钢表面渗碳层中的C浓度, 进而提高其硬度和压缩残余应力. 在C浓度较低时, 计算的C浓度和活度分布与实验结果吻合很好, 当C浓度较高时, 由于陷阱阵点的减少以及较大压缩残余应力的作用导致计算结果偏低.

  • Cr5Mo/A302异质焊接接头C扩散及其对高温蠕变寿命的影响

    分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》

    摘要: 基于时效处理实验、微观硬度测量和Fick 第二定律, 对Cr5Mo/A302 异质焊接接头的C扩散行为进行研究, 随后对已存在200 μm脱碳层的异质焊接接头和没有脱碳层的焊态接头进行持久实验, 研究了脱碳层在不同应力水平下对接头寿命的影响. 结果表明, 随时效时间的延长, 增、脱碳现象加剧, 增、脱碳层的宽度变化均遵循抛物线型规律, 实验测量结果与Fick 第二定律拟合结果基本一致. 预先形成的脱碳层在高应力条件下, 可以成倍降低接头持久高温寿命, 导致接头发生提前断裂, 但是随着应力水平不断降低, 断裂时间不断提高, 预先形成的C扩散对接头持久寿命的影响程度不断下降, 当应力降低到接头抗拉强度的36%以下后, 其影响可以忽略. 建立了C扩散影响因子S 与应力的关系, 并确定了已存在脱碳层对高温持久寿命不产生影响的临界应力值.

  • 316L奥氏体不锈钢低温表面渗碳的数值分析

    分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》

    摘要: 针对316L奥氏体不锈钢表面强化, 进行了低温表面渗碳实验并测量了渗后试样渗碳层内C浓度沿深度方向的分布. 建立了以“陷阱-去陷阱”质量传递机制为基础的动力学模型, 认为Cr 原子在C的扩散过程中对C原子具有陷阱作用, 利用该模型计算出渗后试样中C浓度沿渗层深度方向的分布, 并与实验结果进行比较. 结果表明, 实验测得的C浓度沿渗层深度方向的分布形状呈现凸状, 与简单Fick定律得出来的结果不同, 而基于“陷阱-去陷阱”模型得到的计算结果与实验结果符合较好, 表明陷阱作用在C扩散过程中起重要作用. Cr 原子通过对C原子陷阱作用, 降低C的扩散系数, 对实验数据拟合得到C的去陷阱激活能为165 kJ/mol. 所提出模型仅适用于未发生碳化物析出的低温渗碳, 且并未考虑扩散应力的影响.

  • 桂林岩溶石山青冈优势种群空间分布格局及关联分析

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2022-07-05 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 种群空间分布格局是研究种群特征、种间相互作用以及种群与环境关系的重要手段。青冈(Cyclobalanopsis glauca)是岩溶生态系统顶极群落的建种群,为进一步了解其种群空间分布格局特征,根据样地调查规范对面积60 m ×60 m中的木本植物进行空间定位并进行每木调查。运用点格局方法中的g(r)和L12(r)函数对青冈幼苗(DBH<2 cm)、幼树(2 cm≤DBH<10 cm)和成树(10 cm≤DBH)进行空间分布特征和关联性分析。结果表明:(1)青冈种群的径级结构符合倒“J”型分布。(2)幼苗、幼树和成树在较小尺度上表现为聚集分布,但幼树和成树在中、大尺度上基本表现为随机分布。(3)不同径级个体空间关联性主要表现如下:幼苗与幼树在0~15 m的尺度上呈正相关;幼树与成树在0~10 m的尺度上呈不相关,在10~15 m的尺度上呈正相关;幼苗与成树在0~2 m的尺度上呈不相关,在2~15 m的尺度上呈正相关。青冈种群的分布格局及其关联性随空间尺度和发育阶段而变化,这是由种群自身的生物生态学特性、种内种间关系以及环境条件共同作用的结果。该研究结果可为该区域植物群落形成和维持机制及资源利用研究提供基础资料。

  • 桂林岩溶石山落叶阔叶林种类组成及其环境解释

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-04-02 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 落叶阔叶林是亚热带岩溶石山典型的森林植被类型之一,为了了解此类森林植被的群落类型和组成结构,本研究在桂林阳朔县和灵川县岩溶生境典型的落叶阔叶林内设置了 49 个 20 m× 20 m 的随机样方,在野外调查的基础上进行群落数量分类和排序,对其群落类型进行划分。在此基础上对不同类型的群落种类组成、结构及其分布与环境因子的耦合关系进行深入分析。结果表明:(1)桂林岩溶石山落叶阔叶林可划分 3 个群丛组类型,即群丛组 A:南酸枣-喜树+巴豆群丛组(ASS. Choerospondias axillaris-Camptotheca acuminata+Croton tiglium),群丛组 B:光皮梾木-喜树群丛组(ASS. Swida wilsoniana-Camptotheca acuminata),群丛组 C:麻栎-檵木群丛组(ASS. Quercus acutissima-Loropetalum chinense)。(2)不同群落类型中常绿和落叶物种的丰富度、多度、胸高断面积及重要值的变化:在乔木层中,3 个群丛组均为落叶物种占优势;在灌木层中,群丛组 A、B 以落叶物种占优势,群丛组 C 以常绿物种占优势。(3)在 1~5 cm 和5~10 cm 径级内,群丛组 A 和 B 的落叶物种在 4 个度量指标上均大于常绿物种,群丛组 C 除了物种丰富度以外,均为常绿物种大于落叶物种;在 ≥10 cm 径级中,除了群丛组 B 的物种丰富度外,3 个群丛组中的各项指标均为落叶物种占主导地位。(4)岩石裸露率、海拔、坡向、土壤含水量、土壤 pH、土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾、林冠开阔度和人为干扰是影响研究区不同类型群落分布的主要环境因子。

  • 桂林岩溶石山植物群落植物功能性状对不同坡向环境因子的响应

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2018-05-21 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 研究群落水平上的植物功能性状特征随坡向梯度的变化规律,对认识不同坡向上的植物群落形成及其应对环境变化的机制具有重要意义。本研究以桂林岩溶石山不同坡向的植物群落为研究对象,探讨了植物功能性状(比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶绿素含量(leaf total chlorophyll content,CC)、木材密度(wood density,WD)和环境因子随坡向的变化规律。结果表明:比叶面积和叶绿素含量为阴坡˃半阴坡˃阳坡,且阴坡和半阴坡分别与阳坡差异性显著;木材密度为阴坡

  • 316L奥氏体不锈钢低温表面渗碳的数值分析

    分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》

    摘要: 针对316L奥氏体不锈钢表面强化,进行了低温表面渗碳实验并测量了渗后试样渗碳层内C浓度沿深度方向的分布。建立了以“陷阱-去陷阱”质量传递机制为基础的动力学模型,该模型认为Cr原子在C的扩散过程中对C原子具有陷阱作用,利用该模型计算出渗后试样中C浓度沿渗层深度方向的分布,并与实验结果进行比较。结果表明,实验测得的C浓度沿渗层深度方向的分布形状呈现凸状,与简单Fick定律得出来的结果不同,而基于“陷阱-去陷阱”模型得到的计算结果与实验结果符合较好,表明陷阱作用在C扩散过程中扮演着重要的角色。Cr原子通过对C原子陷阱作用,会降低C的扩散系数,且对实验数据拟合得到C的去陷阱摩尔激活能为1.65 kJ/mol。所提出模型仅适用于未发生碳化物析出的低温渗碳,且并未考虑扩散应力的影响。

  • Cr5Mo/A302异质焊接接头C扩散及其对高温蠕变寿命的影响

    分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-05 合作期刊: 《金属学报》

    摘要: 基于时效处理实验、微观硬度测量和Fick第二定律,对Cr5Mo/A302异质焊接接头的C扩散行为进行研究,随后对已存在200 μm脱碳层的异质焊接接头和没有脱碳层的焊态接头进行持久实验,研究了脱碳层在不同应力水平下对接头寿命的影响。结果表明,随时效时间的延长,增、脱碳现象加剧,增、脱碳层的宽度变化均遵循抛物线型规律,实验测量结果与Fick第二定律拟合结果基本一致。预先形成的脱碳层在高应力条件下,可以成倍降低接头持久高温寿命,导致接头发生提前断裂,但是随着应力水平不断降低,断裂时间不断提高,预先形成的C扩散对接头持久寿命的影响程度不断下降,当应力降低到接头抗拉强度的36%以下后,其影响可以忽略。建立了C扩散影响因子S与应力的关系,并确定了已存在脱碳层对高温寿命不产生影响的临界应力值。