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《北京科技大学》 2001年
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金属材料内部裂纹愈合规律的研究

韦东滨  
【摘要】:本文研究工作是国家自然科学基金重点项目“金属材料内部裂纹愈合研究”和面上项目“金属材料内部损伤自修复机制及控制模式研究”的重要组成部分。研究金属材料内部裂纹愈合规律,目的是延长普通金属材料使用寿命、提高其品质,并力图揭示材料损伤的发展与演化过程。采用平板撞击方法在纯铜和45 号钢中预置内部裂纹,采用钻孔压缩方法在纯铜、20 号、45 号和20MnMo 钢及80 号钢中预置内部裂纹,通过扫描电子显微镜下的准原位观察、超声扫描探测及金相观察,发现单纯高温愈合处理条件下,各种材料试样的内部裂纹尺度均有减小趋势,尤以裂纹尖端愈合最为明显。纯铜和亚共析钢愈合区组织远比基体组织细密,在亚共析钢中这种组织是细晶的铁素体,形成细晶组织的主要原因是愈合区内存在的大量微孔洞拖曳晶界迁移,抑制了晶粒长大。合金元素C、Mn 和Mo 含量的差异对裂纹愈合没有明显影响。根据平板撞击试样内部裂纹愈合情形判断,单纯高温愈合处理条件下可出现较明显愈合迹象的裂纹尺度大约为几十微米。而对20 号和20MnMo 钢的实验表明,在一定的热塑性变形条件下,预置内部裂纹在相当短的时间内即可实现完全的愈合,但愈合区内仍然呈现细晶铁素体组织。单纯高温扩散处理条件下金属材料内部裂纹愈合过程基本可划分为四个阶段。拉伸实验表明在1000-1100℃进行愈合处理,保温时间达到60min 以上对含预置内部裂纹的45 号钢试件拉伸强度的恢复最为有利。采用分子动力学方法在纳观尺度上模拟了BCC-Fe 内部裂纹愈合过程,结果表明,只有在临界温度673K以上,BCC-Fe 内部裂纹出现愈合趋势,伴随裂纹愈合产生空位、位错和孪晶等晶体缺陷,愈合过程中这些缺陷形态和位置可能变化,但很难消失。 结合工业生产实际,对石家庄钢铁股份有限公司45 号钢圆棒材内部裂纹的控制与抑制进行了研究,发现最主要的缺陷类型为位于圆棒材横截面径向1/4 部位的成簇长裂纹,是连铸坯柱状晶间聚集的塑性夹杂物在轧制变形时聚合的结果,改进连铸工序可消除夹杂性裂纹产生的根源。为抑制内部裂纹在最终轧材中出现,除需改进连铸工序外,研究还表明,应将终轧温度控制在900℃以上,同时应选择适宜的总变形程度和道次变形程度以抑制裂纹的产生。对于已经出现于45 号钢圆棒材内部金属基体间的裂纹,在150~300℃保温2 小时以上及在常温下经过较长时间自然放置后,可以实现一定程度的愈合。
【学位授予单位】:北京科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TG111

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【引证文献】
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1 张永军;韩静涛;任秀平;赵中里;;16Mn 钢内裂纹愈合区域的微观分析[J];北京科技大学学报;2006年02期
2 肖亚航;王娟平;;结构钢内部裂纹热处理愈合机制[J];机械工程材料;2008年09期
3 张永军;韩静涛;刘靖;余万华;;金属材料内部裂纹愈合形态演化过程的扩散热力学分析[J];塑性工程学报;2008年02期
4 孟凡莹;聂绍珉;;加热状态下的45钢内裂纹表面迁移[J];塑性工程学报;2010年03期
5 杨兵兵;肖亚航;;化学成分对结构钢裂纹愈合的影响[J];铸造技术;2010年02期
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1 张永军;韩静涛;任秀平;赵中里;;16Mn钢内裂纹愈合区域的微观分析[A];北京机械工程学会2006年优秀论文集[C];2006年
2 赵中里;韩静涛;张永军;;金属材料内裂纹愈合研究进展[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
3 张永军;韩静涛;康建军;王烽;章传国;武彩虹;赵中里;;金属材料热轧过程中裂纹型缺陷的控制[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
4 张永军;薛凌;韩静涛;韦东滨;;平板撞击试样热愈合处理内裂纹形态研究[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
5 张永军;薛凌;韩静涛;;描述裂纹愈合过程的内变量[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
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1 孟凡莹;大型锻件内裂纹愈合的理论和实验研究[D];燕山大学;2011年
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1 肖亚航;金属材料裂纹自愈合的热处理试验研究[D];西安理工大学;2007年
2 王远鹏;裂面形貌扰动和外载对微裂纹演变的影响[D];南京航空航天大学;2007年
3 汪文有;管道腐蚀声发射检测[D];北京化工大学;2009年
【参考文献】
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1 赵晓鹏,周本濂,罗春荣,王景华,刘建伟;具有自修复行为的智能材料模型[J];材料研究学报;1996年01期
2 肖永亮,郭义,姚戈,周本濂;Co基高温合金疲劳裂纹的修复[J];材料研究学报;1996年03期
3 韩静涛,许树森,陈钢,陶钢,李柏松,陈志平,李锦科,曹起骧;大型锻件的夹杂性裂纹与控制锻造工艺[J];钢铁;1997年03期
4 安敬竹;金属材料损伤的发展[J];国外金属热处理;1996年04期
5 安敬竹;以修复热处理消除金属材料的损伤[J];国外金属热处理;1996年05期
6 黄岩;崔建忠;马龙翔;;金属扩散焊接的原子反应模型[J];金属学报;1992年01期
7 周亦胄,肖素红,甘阳,高明,何冠虎,周本濂;脉冲电流作用下碳钢淬火裂纹的愈合[J];金属学报;2000年01期
8 韩静涛,赵钢,曹起骧;20MnMo钢内裂纹修复现象的发现及其金属组织的变化[J];金属学报;1996年07期
9 刘尚慈;12Cr1MoV钢经修复热处理后蠕变性能的恢复[J];机械工程学报;1995年01期
10 肖纪美;智能材料的来龙去脉[J];世界科技研究与发展;1996年Z1期
【共引文献】
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1 李元杰,律微波,孟宪铎;微胶囊自修复聚合物材料的研究进展[J];工程塑料应用;2005年01期
2 陈爱武;;PA/Cu复合粉末激光烧结成型机理研究[J];工程塑料应用;2008年06期
3 冯权和;查五生;彭必友;;面向跌落仿真破坏的注射成型工艺优化[J];工程塑料应用;2010年05期
4 孙建运;李国强;;动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展[J];四川建筑科学研究;2006年05期
5 汪宇兵;张剑;;基于声波技术混凝土梁损伤特性的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年03期
6 方运红;李青宁;张守军;;短肢剪力墙损伤累积分析模型[J];四川建筑科学研究;2008年04期
7 李洪德,胡林;优化初轧工艺 减少批材裂纹[J];鞍钢技术;1997年10期
8 宋波,何静莲;切分轧制变形的实验研究[J];鞍钢技术;2000年04期
9 陈泽宇;吕文阁;杜健辉;;裂纹顶端塑性区内方向应变能的裂纹扩展准则[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年04期
10 李深;高克玮;乔利杰;褚武扬;周富信;;MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF THE ROLE OF DISLOCATIONS IN MICROCRACK HEALING[J];Acta Mechanica Sinica;2000年04期
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1 于雪梅;程伟;唐立强;吴爽;;压力敏感性材料宏观屈服准则的构建[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 林立志;李法新;;考虑弹塑性变形约束的裂纹尖端塑性区分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
3 郭廷良;王德俊;杨化仁;;45钢疲劳损伤及热处理恢复机理的实验研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
4 吴艳青;施惠基;;粉末冶金热压过程界面扩散与应力场耦合的力学模型[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
5 张成良;李新平;代翼飞;;考虑损伤效应的岩锚梁光面爆破数值分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 钟红刚;钟红刚;钱民全;钱民全;;显微骨折裂纹尖端微纤维桥接与载荷挠度曲线后坡相关研究[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
7 徐曼琼;赵红平;黄虎;张瑾;;竹材的断裂特性研究[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
8 张世文;刘仓理;李庆忠;;应变等价原理适用性探讨[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
9 余启明;何晓鸣;刘泽宇;夏磊;姜曼;李尚松;;Q370qE高强度钢板试件的疲劳裂纹预制试验研究[A];第十三届中国科协年会第19分会场-公路在综合交通运输体系中的地位和作用研讨会论文集[C];2011年
10 戴斌;张伟斌;田勇;唐兴;;含能材料损伤裂纹的工业CT图像分析[A];全国射线数字成像与CT新技术研讨会论文集[C];2009年
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1 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
4 吴寒亮;芳纶纤维布约束混凝土短柱的尺寸效应研究与多尺度分析[D];北京交通大学;2010年
5 闫妍;充流多壁碳纳米管的动力学特性研究[D];昆明理工大学;2008年
6 陈亮维;大变形叠轧制备超细晶铜材织构组织演变规律研究[D];昆明理工大学;2009年
7 谢小林;基于电阻法碳布增强环氧树脂复合材料损伤自诊断的研究[D];武汉理工大学;2010年
8 张俊清;高速列车空心车轴表面裂纹应力强度因子研究[D];北京交通大学;2011年
9 庄健;Cu/TiC复合材料的制备,组织结构及摩擦磨损行为[D];吉林大学;2011年
10 陈景杰;含裂纹损伤船体结构强度分析方法研究[D];大连理工大学;2011年
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1 郭昭亮;含有预置缺陷的膨胀环动态断裂行为研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 张颜艳;奥氏体不锈钢组织超声无损评价研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
4 张秀芳;硅、锗切割片的损伤层研究[D];浙江理工大学;2010年
5 廖艳程;岩土工程中的小波(包)分析理论及其应用[D];长沙理工大学;2010年
6 胡敏;30Cr1Mo1V转子钢疲劳裂纹扩展数值模拟分析[D];长沙理工大学;2010年
7 徐银凤;基于改进PSO算法的变压器局部放电超声定位研究[D];长沙理工大学;2010年
8 龙颖;Al_2O_3陶瓷及其表面金属化的低温烧成技术研究[D];长沙理工大学;2009年
9 高家意;振动轧制机理及其应用技术的研究[D];天津理工大学;2010年
10 周浩;ZK60镁合金等通道角加工组织分析和数值模拟[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 黄佩珍;李中华;孙军;;FINITE ELEMENT ANALYSIS ON EVOLUTION PROCESS FOR DAMAGE MICROCRACK HEALING[J];Acta Mechanica Sinica;2000年03期
2 胡传,陈忠江,王国红,刘颖,白立来;材料愈合研究[J];北京工业大学学报;1998年03期
3 韦东滨,韩静涛,谢建新,胡海萍,陈军,贺毓辛;金属材料内部裂纹高温愈合实验研究[J];北京科技大学学报;2000年03期
4 董超芳,李晓刚,沈卓身,褚武扬;热处理作用下碳钢氢腐蚀裂纹愈合规律[J];北京科技大学学报;2001年04期
5 张永军;韩静涛;任秀平;赵中里;;16Mn 钢内裂纹愈合区域的微观分析[J];北京科技大学学报;2006年02期
6 肖亚航;白静;;加热温度及保温时间对结构钢内部裂纹愈合的影响[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2008年04期
7 韦东滨,韩静涛,谢建新,胡海萍,贺毓辛;金属材料内部损伤愈合研究进展[J];材料导报;1999年06期
8 周亦胄,周本濂,周本濂,郭晓楠,何冠虎,何冠虎,张弗天;脉冲电流对45钢损伤的恢复作用[J];材料研究学报;2000年01期
9 周亦胄,罗申,贲昊玺,何冠虎;在脉冲电流作用下钢中裂纹的愈合[J];材料研究学报;2003年02期
10 李旭红,刘兴秋,刘庆,姚枚;温轧态Al─8Mg─0.2Zr合金超塑变形过程中力学行为和微观组织相关性研究[J];材料研究学报;1995年01期
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1 袁朝龙;大型锻件内裂纹缺陷修复的物理模拟研究[D];清华大学;2002年
2 任运来;大型锻件内部缺陷修复条件和修复方法研究[D];燕山大学;2003年
3 张永军;金属材料内裂纹愈合过程的物理模拟与计算机模拟[D];北京科技大学;2003年
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1 方江涛;金属腐蚀声源信号识别技术研究[D];大庆石油学院;2007年
【二级引证文献】
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1 赵中里;韩静涛;刘靖;刘紫薇;;低碳钢内裂纹热愈合时的耗散结构[J];北京科技大学学报;2008年03期
2 赵中里;吴大鸣;张亚军;;钒对Q235钢内裂纹热愈合性能的影响[J];钢铁钒钛;2011年03期
3 赵中里;韩静涛;刘靖;刘紫薇;;Q235钢内裂纹亚温愈合处理的金属学分析及试验研究[J];金属热处理;2006年S1期
4 赵中里;吴大鸣;韩静涛;张永军;刘靖;;钒对钢内裂纹热愈合性能的影响[J];金属热处理;2008年06期
5 高菲;张凯;李静生;宗国锋;孙锐锐;毛炳年;;铸造钢锭工艺的研究[J];现代制造技术与装备;2011年06期
6 杨帅;刘颖;王熙;;尺度效应对晶内孔洞愈合的影响[J];上海交通大学学报;2011年10期
7 赵中里;韩静涛;刘靖;张永军;刘紫薇;;钒对430不锈钢内裂纹热愈合的影响[J];热加工工艺;2007年14期
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1 崔好选;王威强;李爱菊;刘燕;李梦丽;徐书根;刘华东;;消除Q245钢应变时效脆化的理论分析及试验研究[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
2 赵中里;韩静涛;刘靖;刘紫薇;;Q235钢内裂纹亚温愈合处理的金属学分析及试验研究[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
3 赵中里;韩静涛;刘靖;张永军;刘紫薇;;低碳钢内裂纹热愈合时的系统观及自组织[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
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1 孟凡莹;大型锻件内裂纹愈合的理论和实验研究[D];燕山大学;2011年
2 黄永建;大棒材产品孔隙性缺陷形成机理及控制研究[D];燕山大学;2010年
3 喻海良;轧制过程中轧件裂纹和夹杂物演变行为研究[D];东北大学;2008年
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1 刘颖;小尺度和压电效应下晶内孔洞的愈合研究[D];上海交通大学;2011年
2 黄鹏;多场作用下晶内微裂纹的演化[D];南京航空航天大学;2010年
3 赵俊达;热作模具钢焊缝组织性能及裂纹愈合研究[D];吉林大学;2010年
4 宋章华;大口径厚壁无缝钢管裂隙形缺陷焊合的研究[D];燕山大学;2012年
5 能昌刚;激光辐照下铜薄膜疲劳损伤愈合特性研究[D];北京工业大学;2012年
6 张周周;力、电诱发多种质流下金属材料内部晶内微裂纹的演化[D];南京航空航天大学;2012年
7 贾鹏军;西北地区天然气长输管道腐蚀规律及维修方法研究[D];西安石油大学;2011年
8 黄瑾;储罐的声发射检测技术应用研究[D];西安石油大学;2012年
【二级参考文献】
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1 肖纪美;简易材料论──事物观与方法论[J];北京科技大学学报;1995年04期
2 金坚;郑涛;曹起骧;谢云岫;王同春;李福利;;大型管板类锻件锻造质量的高温模拟实验研究[J];大型铸锻件;1992年04期
3 曹起骧,韩静涛,马庆贤,郑涛,谢云岫,李福利;大型管板锻件夹杂性裂纹形成机理探讨[J];塑性工程学报;1994年01期
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1 付金怀;;《金属材料与热处理》中的难点分析[J];山西教育(教学);2010年10期
2 韩红芹;;浅谈《金属材料与热处理》教学方法[J];新课程(教育学术);2010年06期
3 仲林;;浅谈《金属材料与热处理》的多样化教学[J];职业;2010年14期
4 于春艳;;20CrMnTi轴齿轮热处理与切削加工性的探讨与应用[J];中国高新技术企业;2010年31期
5 宁远涛,张晓辉,秦国义,张婕;制备工艺对Cu-Ag合金原位复合材料结构与性能的影响[J];稀有金属;2005年04期
6 陈伟;;凸轮裂纹的成因及对策[J];机械工程师;2009年03期
7 程焕武;王鲁;薛云飞;王海丽;吴清山;张海峰;王爱民;;高速冲击载荷下钨骨架/Zr基非晶合金复合材料的变形特征[J];兵工学报;2008年03期
8 冯荣元;;模具激光强化处理技术[J];模具制造;2006年11期
9 吴国新;;水压机砧座的补焊工艺研究[J];一重技术;2007年01期
10 成淑丽;;浅析《金属材料与热处理》的教学技巧[J];职业技术;2007年08期
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1 张永军;薛凌;韩静涛;;描述裂纹愈合过程的内变量[A];2007轧钢与锻造过程中的裂纹控制技术学术研讨会论文集[C];2007年
2 孔令新;唐春容;柏明请;;E1023蒸汽发生器管板裂纹原因分析[A];第三届全国管道技术学术会议压力管道技术研究进展精选集[C];2006年
3 赵乃勤;;天津大学材料学院金属材料科学与工程系简介[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
4 郭廷良;姚正辉;王玉环;;热处理温度对金属材料疲劳损伤恢复的作用[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
5 肖佐华;;直柴加氢反应器泡罩开裂失效分析[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年
6 雷钧;杨庆生;汪越胜;;裂纹与夹杂间动力相互作用的边界元分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 杨锦明;聂白球;杨湘伟;;外取热器取热套管开裂原因分析及改进措施[A];第六届全国压力容器学术会议压力容器先进技术精选集[C];2005年
8 冯士超;潘秀兰;王艳红;梁慧智;;连铸薄板坯的质量控制措施[A];品种钢连铸坯质量控制技术研讨会论文集[C];2008年
9 文申柳;易小平;;16Mn钢的焊接性分析[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
10 袁彦超;肖定书;容敏智;章明秋;;室温自修复环氧树脂及其复合材料[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
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1 本报特约撰稿 黄寰;打造中国钢铁、钒钛产业“航母”[N];四川科技报;2007年
2 记者  袁孝铭;规避风险 真诚服务[N];建筑时报;2006年
3 卢铮;金属材料交易市场行业标准明起实施[N];中国证券报;2008年
4 肖尧;我国出台金属材料交易市场准入新规[N];中国贸易报;2008年
5 ;广州检验检疫局化矿金属材料检测技术中心[N];中国国门时报;2004年
6 刘常俭;省工商联金属材料商会成立[N];河北日报;2006年
7 陈;金属材料中国采购力度明显减弱[N];世界金属导报;2006年
8 玉笙寒;金属材料狂涨考验下游企业[N];中国有色金属报;2006年
9 步欣;金属材料交易市场管理技术规范将实施[N];国际商报;2008年
10 白庆晨方式;湖南省金属材料商会等组团来兰格参观[N];现代物流报;2008年
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1 韦东滨;金属材料内部裂纹愈合规律的研究[D];北京科技大学;2001年
2 宋金瓯;汽车催化器非稳态数学模型的研究[D];大连理工大学;1999年
3 曹晓卿;泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析[D];太原理工大学;2005年
4 唐晓淑;热处理变形固定过程中杉木压缩木材的主成分变化及化学应力松弛[D];北京林业大学;2004年
5 马海涛;高温氯盐环境中金属材料的腐蚀[D];大连理工大学;2003年
6 胡柳青;冲击载荷作用下岩石动态断裂过程机理研究[D];中南大学;2005年
7 朱世江;芒果采后热处理诱导抗冷性的生理生化机理研究[D];华南农业大学;2001年
8 崔厚学;一种先进的轿车发动机喷油器制造关键技术的开发研究[D];华中科技大学;2011年
9 罗自生;热处理诱导采后柿果抗冷性机理的研究[D];浙江大学;2002年
10 丁晓非;Ti-Al-Nb三元系中的合金组织对性能的影响[D];大连理工大学;2005年
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1 张子义;离心铸造高速钢轧辊制造技术研究[D];西安建筑科技大学;2005年
2 李杰;热处理对7055合金组织和性能的影响[D];中南大学;2005年
3 谢志伟;聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的结晶行为和粘弹性研究[D];东华大学;2006年
4 樊明德;层状双氢氧化物中锌铜嵌入作用及其热处理结构演化[D];合肥工业大学;2006年
5 李长江;TA21钛合金管材研制[D];西安建筑科技大学;2006年
6 张博;热处理对SiC/AZ81镁合金基复合材料力学性能的影响[D];沈阳工业大学;2009年
7 蔡影祥;铸造高速钢轧辊的成分设计与热处理[D];辽宁工程技术大学;2003年
8 毕虎才;压铸镁合金件化学镀镍磷工艺、组织结构和性能研究[D];太原理工大学;2005年
9 周勇;铁、硅复合粉末的轧制成型与后续热处理[D];武汉理工大学;2006年
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