能源開(kāi)發(fā)是形狀記憶合金一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。利用形狀記憶合金在加熱和冷卻時(shí)的形狀變化的性能，能夠把低品位熱能，如熱排水、地?zé)帷⑻?yáng)能等直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而加以利用。根據(jù)這一原理，已研制成功多種熱機(jī)，加速了熱機(jī)的小型化和輕便化。近年來(lái)，世界各國(guó)研究人員正在開(kāi)發(fā)的記憶功能材料主要有形狀記憶、溫度記憶以及色彩記憶等多種，其中以形狀記憶合金材料發(fā)展最為迅速。由于形狀記憶合金材料在汽車、機(jī)器人、能源開(kāi)發(fā)、醫(yī)療器械及家用電器等領(lǐng)域具有優(yōu)越的性能及廣闊的應(yīng)用前景，因此它已成為21世紀(jì)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的新材料之一。狀記憶合金是人們最早發(fā)現(xiàn)的記憶功能材料。早在20 世紀(jì)50 年代初期，美國(guó)伊利諾斯大學(xué)專家在試驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)金—鎘合金具有記憶形狀的功能，繼而又發(fā)現(xiàn)銦—鉈合金也有類似的記憶效應(yīng)，但因其造價(jià)昂貴而未引起重視。直到1963 年，美國(guó)海軍武器研究所在研究鎳—鈦合金性能時(shí)又偶然發(fā)現(xiàn)該合金具有明顯的形狀記憶效應(yīng)，同時(shí)還具有許多其他金屬所不具備的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)良的超彈性、耐腐蝕性和防振性等，從而引起了人們的重視，并開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究。近年來(lái)，形狀記憶合金隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展而嶄露頭角，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出幾十種具有形狀記憶功能的合金。目前已投入實(shí)用的形狀記憶合金主要有鎳—鈦系、銅系和鐵系或（不銹鋼系）三大類。形狀記憶合金的開(kāi)發(fā)1. 鎳—鈦系形狀記憶合金鎳—鈦系合金是形狀記憶合金材料中性能最優(yōu)越而且用途最廣的一種。鎳—鈦系合...
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為了改善和提高鋼的某些性能和使之獲得某些特殊性能而有意在冶煉過(guò)程中加入的元素稱為合金元素。常用的合金元素有鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、硅、錳、鋁、銅、硼及稀土等。磷、硫、氮等在某些情況下也起到合金的作用。（1）Cr 鉻能增加鋼的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳鋼的硬度和耐磨性而不使鋼變脆。含量超過(guò)12%時(shí)，使鋼有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性腐蝕的作用，還增加鋼的熱強(qiáng)性。鉻為不銹鋼耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素。鉻能提高碳素鋼軋制狀態(tài)的強(qiáng)度和硬度，降低伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。當(dāng)鉻含量超過(guò)15%時(shí)，強(qiáng)度和硬度將下降，伸長(zhǎng)率和斷面收縮率則相應(yīng)地有所提高。含鉻鋼的零件經(jīng)研磨容易獲得較高的表面加工質(zhì)量。鉻在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主要作用是提高淬透性，使鋼經(jīng)淬火回火后具有較好的綜合力學(xué)性能，在滲碳鋼中還可以形成含鉻的碳化物，從而提高材料表面的耐磨性。含鉻的彈簧鋼在熱處理時(shí)不易脫碳。鉻能提高工具鋼的耐磨性、硬度和紅硬性，有良好的回火穩(wěn)定性。在電熱合金中，鉻能提高合金的抗氧化性、電阻和強(qiáng)度。（2）Ni 鎳在鋼中強(qiáng)化鐵素體并細(xì)化珠光體，總的效果是提高強(qiáng)度，對(duì)塑性的影響不顯著。一般地講，對(duì)不需調(diào)質(zhì)處理而在軋鋼、正火或退火狀態(tài)使用的低碳鋼，一定的含鎳量能提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每增加1%的鎳約可提高強(qiáng)度29.4Pa。隨著鎳含量的增加，鋼的屈服程度比抗拉強(qiáng)度提高的快，因此含鎳鋼的比可較普通碳素鋼...
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熱處理生產(chǎn)離不開(kāi)工裝夾具，但各種類型加熱爐用夾具、料盤(pán)、料筐、料架等都要隨同工件一起加熱，有時(shí)它所帶走的熱量等于或大于工件的熱量，約占總熱量的18%~29%，這無(wú)疑增加了熱處理生產(chǎn)成本。日本統(tǒng)計(jì)的各種類型電爐連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率如表1所示。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，井式爐吊具熱能消耗量最大，箱式爐和輸送帶式爐次之，輸送帶式爐的輸送帶很長(zhǎng)，加熱后冷卻又重新入爐加熱，無(wú)效熱能損失大。而震底式爐的爐底板一直在爐膛做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因爐內(nèi)不使用料盤(pán)，故沒(méi)有這方面損失。因此，盡可能用震底式爐、輥底式爐和網(wǎng)帶爐代替鏈板爐或鑄鏈爐，免除料盤(pán)的熱損失，降低成本。表1 各種類型電爐連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱效率 爐型規(guī)格與參數(shù)箱式周期爐井式爐輸送帶式爐震底式爐正常處理量/（kg·h-1）160（裝爐量400kg）220（裝爐量400kg）200200電爐功率/kW639011080實(shí)際用電/kW·h56627850熱效率（%）39433554爐壁散熱（%）31233736夾具料盤(pán)余熱消耗（%）1929180被處理件熱消耗（%）39433554可控氣氛帶走熱量（%）64410其他熱損失（%）514—加熱溫度/℃850850850850全加熱時(shí)間/min90904040熱處理用料盤(pán)、夾具等耐熱構(gòu)件與工件一起在爐內(nèi)加熱，隨工件冷卻后，重...
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、金屬材料領(lǐng)域一個(gè)非常重要的研究?jī)?nèi)容就是金屬的強(qiáng)化機(jī)制和方法。因?yàn)椋饘購(gòu)?qiáng)度的提升意味著由其制成的構(gòu)件將更加安全，同時(shí)還有利于實(shí)現(xiàn)輕量化。傳統(tǒng)上，固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、加工硬化以及細(xì)晶強(qiáng)化成為經(jīng)典的強(qiáng)化機(jī)制。相變強(qiáng)化其實(shí)也是一種重要的強(qiáng)化機(jī)制，其本身并不新，但是在高溫合金中，因?yàn)樵诟邷胤蹢l件下發(fā)生的相變而產(chǎn)生的強(qiáng)化效果較好地提高了高溫合金的抗蠕變性能，這一發(fā)現(xiàn)是新的，并且發(fā)表在Nature上。之所以本期專門(mén)報(bào)道這一新機(jī)制，其原因是高溫合金服役溫度幾乎達(dá)到了材料使用的極限溫度，應(yīng)該說(shuō)能想到的強(qiáng)化方法幾乎都用上了。高溫合金的強(qiáng)化研究進(jìn)展較為緩慢，上一篇文章介紹了采用納米結(jié)構(gòu)的方法提高高溫合金的抗蠕變性能，本篇文章所介紹的研究成果似乎意義更大。下面就為大家附上全文和數(shù)據(jù)，由于專業(yè)差異，難免出現(xiàn)翻譯不準(zhǔn)確的地方，如有不妥之處，如真有必要，請(qǐng)自行閱讀原文求解。文章摘要：過(guò)去幾十年里，針對(duì)高溫合金的研究大多集中在提高鎳基超合金的高溫性能。鎳基高溫合金是噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱段中使用的一類基本材料，能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率并減少二氧化碳排放。在這里我們介紹一種新的“相變強(qiáng)化”機(jī)制，抵抗鎳基超合金的高溫蠕變變形，在700°C以上的溫度下服役時(shí)，高溫合金中特定的合金元素抑制了納米孿晶有害變形模式。通過(guò)掃描、透射電子顯微鏡的超高分辨率結(jié)構(gòu)和成分分析，并結(jié)合密度泛函理論計(jì)算，揭示了具有較高濃度的...
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