聚焦 | 全球最大液氢储罐概念设计完成

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基于构建的来自真实组织和物相分布的硬质合金有限元模型，全球对残余热应力在复相组织中的分布规律进行了定量研究，全球发现邻接金属粘结相的WC/WC晶界附近区域的WC相中压应力较大，其方向几乎垂直于WC/Co和WC/Co界面所构成的角平分线，此残余应力有利于提高材料的韧性。进一步，液氢由硬质合金加工制造的工模具在使用时，其制备态残余热应力与外加载荷产生交互作用，必然影响材料的力学行为和服役性能。

储罐图4不同WC平均晶粒尺寸的硬质合金样品中单元平均残余热应力的频率分布：(a)WC相。硬质合金块材或棒料通常由粉末冶金方法制备，概念因获得高的致密度需要足够高的烧结温度，概念使得制备态的硬质合金中不可避免地存在数值较大且分布状态复杂的残余热应力。在这一研究方向上，设计近日，设计北京工业大学宋晓艳教授团队在解决粉末冶金方法制备硬质合金的残余热应力精确分析及其对材料力学行为的影响等方面取得重要进展，研究工作以Effectsofresidualthermalstressonmechanicalbehaviorofcermetswithdifferentgrainsizes为题发表于ActaMaterialia上，第一作者为博士生陈静洪。

对硬质合金在承载过程中外加应力与制备态残余热应力之间的交互作用的研究表明，完成残余热应力的存在使材料在较低载荷下出现宏观不明显的塑性变形，完成其累积速率随WC平均晶粒尺寸的增大而加快。这种分布于复相组织的残余热应力受多种因素的影响，聚焦对其进行准确的定量化描述是金属陶瓷复合材料领域的共性难题。

该项工作通过对制备态残余热应力与外加应力之间相互作用的系统计算，全球指出：全球在一定压缩载荷下，减小陶瓷相晶粒尺寸、降低金属粘结相薄层的分布比例、增加三叉界面的体积分数，是调控制备态残余热应力、同步实现硬质合金强韧化的有效途径。

图8硬质合金的金属粘结相中不同位点的塑性变形累积规律：液氢(a)无初始应力，(b)初始态存在残余热应力。查网络商城是否办增值电信业务经营许可证，储罐即ICP证。

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