第一篇：半固態成型加熱工藝對鎂合金組織與耐腐蝕性能影響[精選]

大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

調研報告

1.課題來源及意義

鎂是地殼中含量最豐富的元素之一，其豐度居第8位，約占地殼組成2.5％，主要以白云石(碳酸鎂鈣)、菱鎂礦存在，此外，海水中含鎂約0.13％，可謂取之不盡[1]。鎂合金密度小、比強度高、彈性模量大、減振、抗沖擊性能好，成為21世紀材料體系中的重要組成部分，在航空、航天、汽車等眾多領域得到廣泛應用[2，3]。然而鎂合金仍暴露出力學性能偏低和耐蝕性能差等問題。

本次課題研究了半固態重熔工藝對鎂合金組織與耐腐蝕性能的影響。半固態等溫熱處理是20世紀90年代中期發展起來的一種半固態合金的制備方法，該方法將合金加熱到固液兩相區并保溫以獲得特殊的組織形態，是一種消除鑄件中枝晶粗大的有效方法。

本課題的主要意義是通過加強鎂的力學性能、耐蝕性的相關研究，積極探索增強鎂合金強度、耐蝕性的途徑，推動鎂合金作為結構材料的應用。

2.鎂合金的發展概況

2.1國內外鎂合金材料應用的現狀

（1）通訊電子行業

鎂合金在電子行業中的應用以3C產品(手機、筆記本電腦、數碼相機)為主導, 用鎂合金制造的殼罩與傳統塑膠殼罩相比, 具有如下優缺點。優點: 1)強度、剛度高, 鎂合金強度比塑膠的大4~ 5倍、剛度大20倍, 用作外殼, 可以做得更薄、更輕;2)散熱性好, 鎂合金的散熱性是塑膠的200倍~ 300倍, 比熱也比塑膠的大, 不易過熱;3)鎂合金導電性能佳, 有電磁屏蔽作用, 可防止電磁干擾和對人體的傷害, 不必另作導電處理。缺點: 1)制造周期長, 鎂合金制品制造工序冗長, 開模耗時長, 成型后還需二次加工和后續處理;2)生產成本高, 原料貴, 制造工序多, 產品的良品率低, 使鎂合金制品成本偏高;3)色彩變化少, 鎂合金本身為銀灰色, 只能用涂裝印刷變色, 無法如塑料殼那樣混色出多種色彩與紋路。綜上所述, 鎂合金與塑膠各有所長, 但隨著鎂合金制件加工方式的改進, 鎂合金具有越來越強的競爭力。（2）汽車行業

為減輕汽車重量以降低油耗, 以及“環保型汽車”對材料可回收性的要求, 鎂合金在汽車工業中的應用日益廣泛。目前汽車工業中鎂合金用量較多的地區和國家主要是北美、歐洲、日本和韓國。美國福特、通用、克萊斯勒3家公司在每輛汽車上采用的鎂合金鑄件分別達到30個, 45個和20個。瑞典最新推出的沃爾沃CP2000車型全重700 kg, 所用鎂合金件達50kg, 包括輪轂、離合器箱、轉向齒輪箱、后懸臂、發動機架、進氣歧管、氣缸體等重要部件。我國汽車廠使用鎂合金件還剛剛開始, 目前一汽、東風和上海大眾等廠家已在使用, 上海桑塔納轎車的變速箱殼體、殼蓋和離合器外殼等使用鎂合金量約8.5 kg。大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

（3）自行車行業

自行車是人力驅動的工具, 減輕質量可以方便使用。作為自行車架, 鎂合金具有密度小、含量豐富、可加工性好、減振性能優異(單位減振性能比硬鋁高100倍、比合金剛高20倍, 比鈦合金高300倍~ 500倍)等優點。另外, 鎂合金制品具有較高的抗側向沖擊與負載的能力。中國臺灣自行車工業研究發展中心聯合多家自行車廠, 已經開發完成鎂合金自行車。（4）生物醫用材料

鎂作為硬組織植入材料, 具有一系列突出的優點, 如: 密度小(約為1.7g /cm3, 接近人骨的密質骨密度1.75g /cm3)、比強度和比剛度高、加工性能好、彈性模量較低(和人體匹配, 能有效緩解應力遮擋效應)等。另外, 鎂參與人體內一系列新陳代謝過程, 包括骨細胞的形成, 加速骨愈合能力。但是由于鎂及鎂合金的耐蝕性較差, 很難在腐蝕性較強人體生理環境的中長期發揮作用。因此, 增強耐蝕性成了鎂合金在生物材料領域應用的關鍵。

日本在1999年9月啟動了/高級鎂合金科技研究平臺0項目, 擬在“ 新合金的開發”、“表面改性”、“生態材料”和“鎂合金的新功能與應用”4個方面對鎂及鎂合金進行研究與開發。其中, 鎂合金應用于生物材料的研究作為該項目的一個重要分支已取得了一定的成果。

2.2鎂合金成型方法

鎂合金零件的成形有壓力加工和鑄造, 鑄造以適應性廣、成形性好而具有一定的優勢。鎂合金零件的鑄造成形方法有砂型鑄造、重力金屬型鑄造、低壓鑄造、消失模鑄造、壓力鑄造、擠壓鑄造以及新型的半固態鑄造。（1）傳統鑄造方法

砂型鑄造投入少、工裝準備時間短, 適于大件、小批生產。砂型鑄造精度低, 加工余量大。重力金屬型鑄造因采用了冷卻能力強的合金材料作為鑄型, 與砂型鑄造比, 生產效率高, 鑄件組織細化, 性能得到改善, 但工藝出品率低。低壓鑄造克服了重力鑄造的缺點, 通過調節填充氣氛的流量和壓力, 控制液態合金的充填速度和充型形態, 并在一定的壓力下凝固。低壓鑄造的工藝出品率大大提高, 充型缺陷得到有效控制, 但澆道的開設和冒口的布置缺乏一定的靈活性;同時工序較多, 有一定的密封性要求。（2）消失模鑄造

消失模鑄造能方便地焊接、裝配模樣, 不用取模, 可以生產高精度、復雜的鑄件。從20世紀90 年代起, 真空負壓造型的消失模鑄造在中國獲得快速發展。鎂合金采用消失模鑄造具有的優點是:a.采用干砂, 避免了普通砂型鑄造由水分引起的鎂合金燃燒問題, 且消失模汽化形成的還原性氣氛還可以抑制鎂合金氧化燃燒;b.鎂合金線收縮率是鋁合金的1.12倍, 熱裂傾向大, 干砂退讓性好, 可以有效解決這個問題。目前, 消失模鑄造應 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

用于鎂合金的生產已取得了初步進展。（3）壓力鑄造 傳統壓鑄。壓力鑄造屬于高壓成形方法。成形的液態金屬以很高的速度充型, 并在很高的壓力下凝固。壓力鑄造成形性好, 生產效率高, 生產的零件質量好, 特別適合薄壁零件的生產。鎂合金在壓鑄方面存在如下優勢:液粘度低、流動性好,易于充型;鑄件鑄造斜度小,僅為115 b(鋁合金是210b~ 315b);鑄件尺寸精度高;熔點和結晶潛熱低, 壓鑄過程中對模具的沖蝕小, 其模具壽命長;壓鑄周期短, 生產率高。這些優勢使得壓鑄成為鎂合金最主要的成形工藝, 世界鎂合金鑄件的93%是用壓鑄工藝生產的。真空壓鑄及充氧壓鑄。真空壓鑄是在壓鑄過程中抽出型腔內的氣體,以減少或消除在壓鑄件內的氣孔和溶解于合金中的氣體, 提高壓鑄件的力學性能和表面質量。充氧壓鑄是一種無孔壓鑄, 該法在充型前將氧氣或其它活性氣體充入型腔以置換型內空氣, 充型時, 活性氣體與鎂合金液反應生成彌散分布的金屬氧化物, 達到消除壓鑄件內氣體和氣孔的目的。用該法生產的壓鑄件可以進行熱處理強化。(4)擠壓鑄造

擠壓鑄造是使金屬液在較高的壓力下成形和凝固, 該工藝充型速度相對較小, 補縮作用強, 極大地減少鑄件的疏松和氣孔缺陷, 提高鑄件的致密度, 獲得的鑄件可熱處理;同時, 該工藝能有效地增大合金與鑄型間的傳熱系數及冷卻能力, 獲得的鑄造組織晶粒細小, 是一種具有廣泛應用前景的先進成形工藝技術。擠壓鑄造最重要的工藝參數是鑄型溫度、澆注溫度、合擠壓壓力、保壓時間和擠壓速度, 這些因素與鑄件的結構密切相關。擠壓鑄造的充型壓力比重力金屬型鑄造要高幾個數量級, 要獲得無氣孔的擠壓鑄件, 凝固溫度區間越大所需的充型壓力越大。(5)半固態鑄造

半固態是指合金內既存在球團狀固相又存在流體液相的兩相狀態。半固態鑄造是合金在凝固過程中, 進行劇烈攪拌或控制固-液溫度區間, 得到半固態組織, 然后澆注成形的方法。該工藝成形溫度低,凝固收縮小, 成形零件精度高, 質量好, 是一種大有前途的鎂合金零件的成形方法。鎂合金半固態鑄造可分為: 流變鑄造、觸變鑄造和觸變注射成形。鎂合金半固態流變鑄造。鎂合金半固態流變鑄造, 是將經攪拌等工藝獲得的半固態漿料在保持其半固態溫度的條件下直接進行半固態鑄造, 由于半固態金屬漿液的保存和輸送很不方便,因而這種方法投入實際應用的較少。有人直接在壓鑄機壓室中用電磁攪拌方法制備半固態金屬漿液,然后將其擠入模具型腔成形。該工藝的關鍵是制得固相為球團狀的半固態組織。目前常用的半固態組織的制備工藝有: 機械攪拌法、電磁攪拌法、應變誘發熔化激活法和半固態等溫熱處理法、化學晶粒細化法、形變熱處理法、噴射沉積法等。鎂合金半固態觸變鑄造。觸變鑄造也叫觸變成形, 是將經攪拌等工藝獲得的半固 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

態坯料冷卻凝固后, 按所需尺寸下料, 再重新加熱到半固態溫度, 然后放入模具型腔中進行成形加工。

華東科技大學的萬迪慶[4]研究了半固態重熔加熱工藝參數對AZ91D鎂合金半固態組織演變及其耐蝕性的影響。結果表明：AZ91D鎂合金在液固雙相區進行重熔處理時，合金中低熔點共晶組織首先發生熔化并隔離α-Mg樹枝晶，其后被隔離的粗大α-Mg樹枝晶逐步演化成為類球晶甚至發生合并長大現象。半固態重熔處理中合金組織內部共晶組織分散程度或枝晶球化程度越高越有利于提高合金的耐蝕性。注射成型。半固態觸變注射成形的工藝過程接近于注塑成形。首先將鎂合金錠加工切制成細顆粒狀, 將此種鎂合金顆粒裝入料斗中, 強制輸送到粒筒中, 粒筒中旋轉的螺桿驅使鎂合金顆粒向模具方向運動, 當其到達粒筒的加熱部位時, 合金顆粒呈部分熔融狀態, 在螺旋體的剪切作用下, 具有枝晶組織的合金料形成了具有觸變結構的半固態合金, 當其累積到一定體積時, 被高速(5.5m / s)注射到抽成真空的預熱型腔中成形。半固態合金在外力作用下可以像熱塑性塑料一樣流動成形, 但觸變注射成形的溫度、壓力和螺桿旋轉速度遠遠高于注塑設備的。成形的加熱系統采用了電阻和感應加熱的復合工藝, 將合金加熱至(582±2)℃, 固相體積分數達60% , 同時通入氬氣進行保護。

2.3鎂合金表面防腐處理

鎂合金優異的物理和機械性能使其近年來得到廣泛關注。鎂合金具有較高的比強度和比剛度，較強的電磁屏蔽和抗輻射能力，以及良好的減震性、切削加工性能等特點，在汽車、摩托車等交通工具，3C產品、航空航天、兵器工業等領域的應用日趨廣泛。但是鎂是一種電負性極強的金屬，標準電極電位為－2.37V，在潮濕，CO2，SO2，Cl-的環境里極易發生腐蝕。除此之外，鎂合金由于雜質元素和合金元素的存在，還容易產生電偶腐蝕、應力腐蝕開裂以及腐蝕疲勞，大大限制了鎂合金在工業、軍工等領域的廣泛應用。目前國內外都加大了對鎂合金腐蝕問題的研究，以期通過有效的表面處理方法來提高鎂合金表面的抗腐蝕能力，使其能夠在不同的領域得到更為廣泛的應用。（1）化學轉化膜處理

鎂合金化學轉化膜的防腐蝕效果優于自然氧化膜[5],并且化學轉化膜可提供較好的涂裝基底。傳統的化學轉化法是鉻化處理，其機理是金屬表面的原子溶于溶液后，引起金屬表面的pH值上升，在金屬表面沉積鉻酸鹽與金屬膠狀物的混合物的過程，這種混合物在未失去結晶水時具有自修復功能，因而耐蝕性好。但由于鉻酸鹽處理工藝中含Cr6+離子，對環境造成污染且廢液的處理成本高，現已被其它的化學轉化膜法所取代，如磷酸－高錳酸鉀轉化膜、稀土轉化膜等。磷酸－高錳酸鉀轉化膜處理方法主要是在鎂合金表面形成以Mg3(PO4)2為主的組成物，同時含有鋁、錳等化合物的磷化膜。經過該處理所得的膜層為微孔結構且與基體結合牢固，并具有良好的吸附性、耐蝕性，因而可作為鎂合金涂裝中的底漆層使用。趙明[6]等人對鎂合金磷酸鹽－高錳酸鹽化學轉化處理工藝進行了研究，發現pH值為4，K2HPO4的質量濃度為150g/L,KMnO4的質量濃度為40 g/L的 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

處理液能顯著提高鎂合金表面的耐腐蝕性能。在鹽霧試驗溫度為30℃，鹽霧沉積率為0.0138 mL/（cm2·h）的條件下，連續噴霧24 h后，鎂合金表面所得膜的腐蝕率為8%，而鉻酸鹽處理工件表面腐蝕率為21%。這說明鎂合金磷酸鹽－高錳酸鹽化學轉化處理能提高鎂合金表面抗蝕能力。

Rudd等研究發現鎂及鎂合金在經過pH值為8.5的鈰、鑭和鐠等稀土鹽溶液浸泡處理后，可以顯著提高鎂及其合金的表面耐腐蝕性能。但隨著浸泡時間過長，涂層的保護性能開始惡化，導致鎂合金表面的耐腐蝕性能也隨之降低。因此，為了得到較好的表面處理效果，在形成稀土轉化膜后應立即進行封孔處理。（2）陽極氧化處理

陽極氧化處理[7,8]是鎂合金現今應用較廣的一種表面處理方法。陽極氧化不同于化學氧化，它是通過電化學反應，在金屬表面得到具有一定厚度、穩定的氧化膜層，從而提高金屬表面耐腐蝕性能。

DOW17法和HAE法是20世紀50年代開發的陽極氧化技術。DOW17法生成的氧化膜是由Cr2O3，MgCr2O3及Mg2FPO4構成，該氧化膜的耐蝕性和耐磨性好，但脆性較大。用HAE法制成的氧化膜是由MgO與MgAl2O4 構成，膜層堅硬，耐磨性好，進一步噴漆后鹽霧試驗可達到500h。但這兩種工藝都含有劇毒的六價鉻離子，含鉻的化合物對環境和人類健康都有著不同程度的危害。因此，目前各國著力于研制一種環保型的電解液用于鎂合金的陽極氧化。等離子微弧陽極氧化是對陽極氧化工藝的繼承和發展。等離子微弧陽極氧化在陽極區產生等離子微弧放電，微弧氧化電壓[9]在140V～220V之間，火花放電短時間（1s～2s）里使金屬表面局部溫度升高至1000℃以上，從而使氧化物熔覆在鎂合金表面，形成陶瓷質的陽極氧化膜，大大提高了普通陽極氧化膜的硬度和致密性。因此等離子體微弧陽極氧化比普通陽極氧化膜的耐蝕性和抗磨性均有提高。薛文彬等在濃度為10g/L的NaAl2O3溶液中用30kW的等離子微弧氧化裝置對鎂合金MB15進行2 h的微弧陽極氧化處理，對氧化膜分析發現，基材表面中的Zn元素會進入溶液，而溶液中的Al元素參與化學反應并進入氧化膜內，在膜表面形成貧Zn富Al層。將處理過的樣品在0.1%的H2SO4溶液中浸泡4 h后，白色氧化膜開始出現腐蝕坑，而未處理的鎂合金放入同一溶液中幾秒鐘后就出現明顯的析氫腐蝕。這表明鎂合金經微弧陽極氧化處理后耐蝕性得到較大的提高。（3）金屬涂層處理

化學鍍是在鎂合金表面制備金屬涂層的常用方法。該方法制備的金屬涂層是通過溶液中的金屬陽離子還原為金屬原子沉積于鍍件表面來實現的，其中反應所需的電子由基體金屬直接提供。其優點有：可以在形狀復雜的樣品，特別在孔洞及深凹處制備厚度比較均勻的鍍層。目前已應用于鎂合金的化學鍍層主要有Cu/Ni/Cr，Ni/Au，化學鍍鎳等。化學鍍鎳是近年來應用廣泛的一種方法。化學鍍鎳主要有浸鋅法和直接化學鍍鎳2 種。浸鋅法其工藝流程與電鍍相同，其工藝過程為：表面處理－活化－浸鋅－鍍銅－化學鍍 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

鎳/電鍍，但其工藝復雜，鍍液中含有CuCN，KCN，NaCN 等毒性較大的物質，易對環境造成污染。直接化學鍍鎳是通過還原劑將水溶液中的鎳離子催化還原為金屬鎳并沉積到零件表面的方法。直接化學鍍鎳法工藝簡單、毒性小、廢水處理容易，而且鍍層的結合性能較好。玄兆豐等人對AZ91D鎂合金[10]進行了直接化學鍍鎳工藝的研究。工藝流程為：制樣－超聲波清洗－堿洗－水洗－酸洗－水洗－活化－水洗－化學鍍鎳－水洗－烘干。生成的化學鍍鎳層經顯微硬度測試，鍍層HV 硬度為5500MPa～6000MPa，在經過300h連續噴霧的中性鹽霧試驗檢驗后，鍍層未出現腐蝕斑點，表明鍍層具有良好的耐蝕性，為鎂合金基體提供了良好的保護。此外，熱噴涂也是在鎂合金表面制備金屬涂層的一種方法。熱噴涂是通過火焰、電弧或等離子體等熱源，將線狀或粉狀的材料加熱至熔化或半熔化狀態，隨后將其形成高速熔滴，噴射于鎂合金基體表面，經過冷卻后，在表面形成金屬涂層。該方法可以對鎂合金表面進行強化，從而提高鎂合金表面耐磨和耐腐蝕性能。常用的鎂合金表面熱噴涂處理方法有表面熱噴涂鋁、噴涂納米和陶瓷涂層材料等。

（4）有機涂層處理

有機涂層也是一種鎂合金防腐蝕的重要方法。有機涂層的種類很多，如油或油脂能在短時間內保護鎂合金；環氧樹脂涂層由于具有很強的黏附力，與水不發生浸濕，并且強度高，從而應用較為廣泛。盡管有機涂層的品種很多，操作簡單，適應范圍較廣，是一種較為經濟的鎂合金表面處理方法。但是，一般比較薄（厚度小于1μm）、有孔隙、機械性能差，在強腐蝕介質、沖刷、沖擊、腐蝕、高溫下容易脫落，因此，只能在短時間內對鎂合金進行保護。粉末涂層也是有機涂層的一種。該方法首先將添加顏料的樹脂涂層粉末涂于基體表面，然后加熱使其聚合熔合形成勻、無孔的膜層。由于環保，操作簡單，并能在粗糙表面形成均勻的厚度的膜層，同時涂層材料損失很小，且可使用不溶于有機溶劑的樹脂作為涂層粉末，故可作為涂漆工藝的理想替代涂層。鎂基體上得到的環氧基粉末涂層在鹽霧試驗和腐蝕循環試驗中表現出良好的耐腐蝕性能。（5）有機鍍膜

森邦夫等研究開發的有機鍍膜技術[11]，是一種賦于金屬材料表面多功能化和高性能化的有效方法[12]。該方法采用三電極工作方式，鍍液為含有特殊功能基團的三氮雜嗪硫醇類有機化合物水溶液，在施加一定的電流或電壓和較短時間的條件下，有機化合物單體在鎂合金表面通過電化學反應生成納米級厚度的有機功能薄膜，從而對鎂合金表面進行改性。由于該有機薄膜是通過三氮雜嗪類有機物中所含的功能基團與鎂合金表面反應生長并相互聚合增厚得到，且該薄膜生長致密、排列有序，因而經有機鍍膜處理后的鎂合金表面具有良好的抗腐蝕性能。此外，由于鍍液為功能基團可選的三氮雜嗪硫醇類有機材料，因而可以通過選擇不同的功能基團（如疏水、親水），達到鎂合金表面多功能化改性。

（6）物理氣相沉積 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，簡稱PVD)是在真空條件下，采用各種物理方法，將固態的鍍料轉化為原子、分子或離子態的氣相物質后，沉積于基體表面，形成固體薄膜的過程。按沉積薄膜氣相物質的生成方式和特征可以將其分為真空蒸鍍、濺射鍍膜和離子鍍膜3種。中國科學院金屬研究所霍宏偉等人嘗試通過磁控濺射的方法對AZ91D鎂合金表面進行改性。試驗選用純Al材料作為靶材,試驗采用氬氣壓力為0.2Pa，功率15kW，基體溫度300℃，濺射時間1.5h。然而由于AZ91D鎂合金和Al之間的線性熱膨脹系數的差異，濺射Al薄膜層與鎂合金表面的結合力并不理想。Senf[13]等用PVD的方法在AZ91鎂合金表面沉積了Cr和CrN的多層膜。結果表明，這些膜層解決了膜層與基體結合力和耐磨性的問題，但是由于制得的膜層具有較多的孔洞，而導致表面的防腐能力較差。

（7）快速凝固和其它表面改性處理

快速凝固技術[14]是一種能夠有效的提高鎂合金耐蝕性的方法，其原因有2個方面：一是快速凝固合金的成分和組織均勻，能抑制局部腐蝕；二是快速凝固技術能提高合金的固溶度，使有害雜質固溶于合金基體中，不易使有害相析出，從而減輕了腐蝕傾向；同時還能形成非晶態的氧化膜，提高合金的耐蝕性。實驗結果表明，快速凝固工藝可以將鎂合金的腐蝕速率降低至少2個數量級，并且點蝕電位大大提高。發生應力腐蝕開裂時，快速凝固鎂合金的再鈍化速度和鈍化膜的完整性也大大高于普通鑄造鎂合金。除此之外，離子注入、激光表面熱處理和激光表面合金化等表面改性技術也能夠顯著的提高鎂合金的抗蝕性能。離子注入法是一種較新的表面改性方法，實驗證明，通過往金屬表面注入耐蝕性好的Al，Cr，Cu等元素，可大幅度的提高合金的耐蝕性。

3．課題的研究目標和內容

目標：本課題主要研究目標是半固態重熔工藝對鎂合金組織與耐腐蝕性能的影響。內容：主要針對應用最廣泛的AZ91鎂合金進行研究，通過考察對比鑄態樹枝晶與擠壓后的球形晶兩種初始狀態重熔加熱后的組織的變化，探討用于獲得半固態組織的較佳的初始狀態，為鎂合金的半固態成型奠定基礎。

（1）AZ91鎂合金試樣加工，確定獲得半固態組織的等溫處理工藝參數；（2）改變等溫溫度、等溫時間，對不同工藝參數下得到的試樣組織進行金相觀察；（3）進行浸泡腐蝕試驗；（4）分析討論試驗結果；（5）撰寫論文，準備答辯；

4．實驗方案可行性分析及已具備的實驗條件

工廠可以提供原材料，學院試驗設備能保證基本的組織觀察。成形專業已經學習了成型原理，合金熔煉及鎂合金的一些相關知識，有一定的專業基礎，同時通過實驗課程的學習學生已具備了基本的應用檢測儀器的能力，會制作金相試樣，會進行組織觀察。這些都保證了畢業設計能順利的進行。大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

參考文獻

[1] 劉文龍,王淑琴．鎂合金應用及發展論述[J]．才智，2011.9.28 [2] 丁文江.鎂合金科學與技術[M].北京：科學出版社，2007.[3] 陳振華.變形鎂合金[M].北京：化學工業出版社，2005.[4] 萬迪慶.鑄造，2012,6 [5] 王維青, 潘復生, 左汝林.兵器材料科學與工程[J],2006, 29(2): 73 [6] 趙明, 吳樹森, 羅吉榮等.特種鑄造及有色合金[J],2006, 25(6): 328 [7] 程英亮, 陳振華, 王慧敏等.機械工程材料[J], 2005,29(5): 1 [8] 高瑾, 涂運驊, 李久青.腐蝕科學與防護[J], 2005,17(3): 169 [9] 王燕華, 王佳, 張際標.中國腐蝕與防護學報[J],2005, 25(5): 267 [10] 玄兆豐, 劉景輝, 王立夫等.汽車工藝與材料[J], 2005,8: 20 [11] Mori K, Kang Z X, Oishi Y.Polymer Journal[J], 2005,37(11): 862 [12] Kang Z X, Li Y Y, Mori K.Materials Science Forum[J],2005, 488～489: 661 [13] 吳國松, 曾小勤, 郭興伍等.材料工程[J], 2006, 1: 61 [14] 李衛平, 朱立群.材料保護[J], 2005, 38(2): 41

第二篇：熔煉工藝對GH690-Re組織和成分的影響

熔煉工藝對GH690-Re組織和成分的影響

GH690合金是一種鎳基固溶強化變形合金。該合金抗多種水性介質和高溫氣氛侵蝕，具有較高的強度，良好的冶金穩定性和優良的熱加工特性，在航天、航海、核工業等領域有著廣泛的應用前景。GH690合金被廣泛應用于第三代核電站反應堆中二回路介質的核心部件—核電蒸發器傳熱管。

鋼鐵科研人員以添加混合稀土La和Ce的GH690合金為研究對象，探討真空感應熔煉（VIM）和電渣重熔（ESR）雙聯熔煉法對合金成分和組織的影響。通過對鑄錠的成分和組織進行分析，探討兩種不同熔煉工藝下合金成分差異和組織特征，對合金中雜質元素的去除、組織的控制和加工性能的提高具有重要意義。為達到高溫合金對S、P、H2、O2等雜質元素控制的要求，所選用的熔煉原料

Ni的純度為99.2%，Cr的純度為99.5%，Fe的純度為99.6%。添加的稀土為混合稀土（34.7%La＋65.3%Ce）。按照合金成分要求配好料之后，在烤箱中焙干備用。真空熔煉工藝流程如下：清洗爐膛，然后裝爐。將烘烤干的爐料放入兩個金屬鑄模中，抽真空。隨后通入氬氣清洗爐膛氣氛。打開水冷系統，充入適量的氬氣。待真空度維持在2Pa左右時，開始升溫。在1h之內，溫度升至1530℃并恒溫80min。出爐空冷至室溫，去除模具。

電渣重熔實驗使用國產38kg電渣爐，工作電壓45～50V，工作電流2400～2800A。電渣重熔具體熔煉工藝如下：先焊接電極，安裝電極，緊接著倒入熔渣。加載合適電壓和電流熔煉即可。試驗結果如下：

（1）真空感應熔煉GH690-Re合金的顯微組織為粗大的枝晶，晶界處有大量Cr23C6析出物。經電渣重熔后顯微組織為細短枝晶，晶界處無明顯析出物，且晶

粒細化。

（2）真空感應熔煉后，Ni含量從60.39%上升至61.65%；Cr含量從29.61%下降至29.03%；Fe含量從8.00%上升至8.70%；C含量從30ppm降低至21ppm；S含量基本上維持不變；P從0.005%上升至0.011%；沒有檢測到Cu的存在。電渣重熔后，Ni含量從61.65%上升至62.55%；Cr含量從29.03%上升至29.10%；Fe含量從8.70%下降至7.76%；C含量從0.021%下降至0.012%，基本上達到了脫碳的效果；S含量基本上維持不變；P含量從11ppm下降至8ppm；真空熔煉引入的Al雜質明顯減少。

（3）真空感應熔煉，再經電渣重熔后，表層晶粒細化，組織為等軸奧氏體晶粒，心部為細短枝晶，晶界處無明顯析出物，合金成分被優化，基本達到脫碳

效果，熱加工性能得到改善。

第三篇：稀土對TIC基金屬陶瓷耐磨堆焊材料組織性能的影響

稀土對TIC基金屬陶瓷耐磨堆焊材料組織性能的影響

陜西航空職業技術學院

專業：焊接技術及自動化

姓名：周國剛

學號:28 摘要：應用掃描電鏡、透射電鏡等測試手段和沖擊試驗、磨損試驗，研究了(基金屬陶瓷堆焊材料中加入稀土氧化物，對堆焊材料的組織、界面相結構、顯微硬度、沖擊韌性和磨損性能的影響，初步探討了稀土氧化物改善界面顯微結構、提高胎體金屬韌性的作用機制。研究結果表明，稀土氧化物能細化堆焊層胎體金屬組織，消除胎體金屬的缺陷，細化胎體金屬斷口韌窩并使撕裂棱數量增加，提高堆焊層沖擊韌性性塑性，促使金屬基陶瓷與胎體金屬界面形成多晶過渡區和局部非晶態物相，提高界面的結合強度。稀土氧化物的加入對胎體金屬顯微硬度的影響不大，但能顯著提高堆焊層干摩擦磨損狀態下的耐磨性，具有一定的減摩作用。關鍵詞：稀土氧化物；(基金屬陶瓷；組織結構；力學性能；耐磨性金屬陶瓷復合耐磨堆焊材料由軟的胎體金屬和金屬陶瓷顆粒組成，具有高的耐磨性和較高抗沖擊性能，已經廣泛地應用于石油、煤炭、地質和礦山等工業中一些受嚴重磨損工件工作面的堆焊，尤其作為油田井下作業中的磨鞋、銑鞋、扶正器等工具的強化材料，已取得很大的經濟效益。其中耐磨相主要采用1(基金屬陶瓷，其耐磨性相對較低。而(2）基金屬陶瓷不僅具有密度低，彈性模量、硬度和強度高，高溫抗氧化性、耐蝕性和耐磨性好，而且其強韌性是陶瓷的兩倍多［3］，因此，如果能利用金屬基陶瓷部分或全部代替現有的金屬陶瓷，將具有重要的經濟意義。但是由于(基金屬陶瓷的焊接性較差，與胎體金屬的潤濕性差，堆焊時熔池的流動性差，導致成形不良。為了改善堆焊層的組織性能，本文嘗試在胎體金屬中加入少量的稀土元素，研究稀土元素對堆焊材料組織性能的影響。

1.試驗材料及方法

試驗用金屬基陶瓷及胎體金屬的主要化學成分及性能見表。將金屬陶瓷顆粒、釬料及稀土元素按一定的比例混合，并加入適量的特制熔劑，置于石墨模中，入電阻爐中加熱制備成的棒狀焊條，采用碳弧堆焊方法堆焊到," 鋼表面，并利用線切割方法將堆焊層制備成各種試樣。應用光學顯微鏡、型掃描電鏡對堆焊層的組織進行觀察與分析，采用型透射電鏡觀察金屬基陶瓷與胎體金屬結合界面的組織形貌。采用=(型擺錘式沖擊試驗機進行無缺口試樣的沖擊試驗，摩擦磨損試驗在型磨損試驗機上進行，下試樣為金屬陶瓷環狀試樣，試驗條件為：塊5環接觸滑動干摩擦方式，法向載荷為2%，滑動速度8.9 %，滑動距離3 9。用工具顯微鏡和測長儀測定磨痕長度!和寬度計算磨損體積，其中是下試樣半徑。2.試驗結果與分析

顯微組織與相結構稀土氧化物對胎體金屬顯微組織的影響在堆焊過程中由于金屬陶瓷顆粒不熔化，其組織、性能變化不大。但胎體金屬的組織性能對堆焊層的韌性、成形性能等影響很大。圖1 為堆焊層胎體金屬的顯微組織。當不加入稀土氧化物時，堆焊層的組織主要是粗大的胞狀枝晶（圖6（3）），具有明顯的方向性，同時局部區域產生缺陷（見圖6（A））；而添加稀土氧化物后胎體金屬的顯微組織得到顯著細化（圖6），堆焊層中的缺陷消除。

上述組織特征形成的主要原因是：在未加入稀土氧化物時，由于焊后胎體金屬的冷卻速度較快，熔池中胞狀枝晶具有定向凝固特征，且由于溫度降低金屬的粘度增加，液態金屬的流動性變差，從而形成缺陷；加入稀土氧化物后，雖然具有較高的穩定性，但仍有一部分稀土氧化物在高溫電弧作用下分解形成活性離子，吸附在晶核原子表面阻礙晶核在較大過冷度下的快速長大；還有一部分稀土氧化物作為夾雜物成為非均勻形核的核心，促進胎體金屬的形核，從而起到細晶變質作用。其作為夾雜物非均勻形核能力的大小取決于夾雜物作為形核基底與結晶相之間的界面能，而基底與結晶相間的點陣錯配度是決定界面能的主要因素。根據定義的二維錯配度的定義進行計算.與面心立方結構!相的錯配度，結果表明，稀土夾雜物作為胎體金屬!相的非均勻形核的核心是相當有效的。稀土對金屬陶瓷與胎體金屬界面結構的影響堆焊時胎體金屬與金屬陶瓷結合是通過元素的擴散、反應，形成固溶體或共晶體。在沒有加入稀土元素時，界面上的組織基本上是!等物相，往往由于冷卻速度較大，界面上產生很大的應力，在組織內形成大量的位錯及滑移線。當加入稀土元素后，界面層的物相較復雜，而且在金屬基陶瓷周圍包覆一層的細晶過渡層（圖4（3）、（A）），甚至在局部區域胎體金屬形成的非晶玻璃相（見圖4，該相的能譜分析見圖4（N），其成分，質量分數）等元素在該處聚集。形成非晶態物相的機制目前尚不清楚，可能是由于界面處存在大量的缺陷（位錯、晶界），使稀土原子首先在表面缺陷處吸附，同時還將大量的等原子也帶到這些缺陷處，大大降低該處基體的圖6 堆焊層胎體金屬的顯微組織特征

（3）不加稀土的胎體金屬顯微組織；（A）不加稀土的胎體金屬局部缺陷；加稀土后胎體金屬顯微組織特征王新洪等RE對TIC基金屬陶瓷耐磨堆焊材料組織性能的影響圖2 加入稀土后界面的TEM 形貌界面的細晶過渡區顯微組織；（a）中TIC,Cu,Ni 的衍射圖；（c）局部非晶態物相顯微組織；

（d）（c）中Cu 的非晶衍射圖；（e）非晶物相的EDAX 能譜線表面能，從而使成核部位增加。大量的原子被吸附在基體表面上，有效地阻止了晶核的繼續長大，這樣就促使細晶與非晶結構的形成。形成這些物相后不僅提高界面的抗沖擊性能和結合強度，而且也改善了胎體金屬對碳化物的潤滑性，使胎體金屬與金屬陶瓷能較好地結合。2.2 力學性能

當在堆焊材料中加入少量的稀土元素后，堆焊層的沖擊韌性變化較大，而堆焊層的顯微硬度變化不明顯。圖1 是堆焊層金屬基陶瓷與胎體金屬界面近顯微硬度的分布，從圖中可以看出，加入稀土元素后雖然得到細小的胎體金屬組織，但對其硬度影響不大，仍保留較好的塑性和韌性。堆焊時金屬基陶瓷本身不熔化，硬度變化也不大，堆焊后其擴散燒損較小。堆焊材料的沖擊功是金屬基體和金屬陶瓷兩部分共同吸收的沖擊能量的度量，其中金屬陶瓷的韌性較低。耐磨堆焊材料的沖擊功主要是其中金屬基體吸收的沖擊能量的結果。因此，堆焊層的顯微組織形態對其沖擊韌性的影響很大。圖2 是堆焊層沖擊韌性的曲線，表明在加入稀土元素后堆焊層的的韌性增加.圖5(a），（b）是堆焊層胎體金屬的斷口形貌。從圖中可以看出，胎體金屬的斷裂主要是韌性斷裂，并具有較大的塑性變形，斷口上存在許多韌窩和一定數量的白色撕裂棱。在韌窩斷口的底部有 可能存在引發裂紋起源的夾雜物或第二相粒子由于較大尺寸夾雜物更易對位錯滑移形成阻礙，產生的應力集中更大，因此，更易引發裂紋源。撕裂棱是塑性變形的特征，它是在各單獨裂紋擴展至相互連接，最后撕裂而形成，在撕裂棱處產生較大量的塑性變形。兩者不同在于斷裂前塑性變形的程度不同，在圖5（a）中所示的胎體金屬斷口韌窩較大，撕裂棱的數量少，而圖5（b）中所示的胎體金屬的斷口上可見較小的韌窩，撕裂棱的數量也較多。因此，表明加入稀土元素能提高胎體金屬的韌性和塑性。此外，在沒有加稀土元素的堆焊層中，由于焊后冷卻速度較快，造成堆焊層局部的胎體金屬在凝固過程中局部區域得不到液態金屬的補充，產生疏松等缺陷，從斷口形貌上看胎體金屬中存在自由生成的表面（見圖&），因此，在沖擊力作用下產生應力集中，使胎體金屬的沖擊韌性明顯降低而當胎體金屬中加入少量稀土元素后明顯改善胎體金屬的韌性，這主要是由于稀土元素可以去除雜質、凈化胎體金屬，提高液態金屬的流動性，消除缺陷，提高金屬陶瓷潤濕性以及與胎體金屬的結合強度，細化胎體金屬的組織，從而提高其韌性。磨損性能圖是堆焊層抗摩擦磨損的關系曲線。從圖中可以看出，加入稀土氧化物后堆焊層的耐磨性提高。產生這種現象的原因可能是加入稀土元素后，基體組織顯著細化，塑、韌性改善，使堆焊層具有更好的減摩作用和穩定的摩擦學特性。此外，加入稀土氧化物后，增強了金屬基陶瓷與胎體金屬的結合強度，使其不易脫落，能更有效阻止堆焊層從輕微磨損狀態向嚴重磨損狀態轉化，起到均勻載荷和減摩抗磨作用，因此磨損抗力增加。圖6 堆焊層胎體金屬缺陷處斷口形貌 3.結論

1.堆焊材料中加入稀土氧化物能細化胎體金王新洪等RE 對TIC基金屬陶瓷耐磨堆焊材料組織性能的影響屬，增強胎體金屬與金屬基陶瓷的潤濕性； 稀土氧化物能消除堆焊層的缺陷，提高胎體金屬的沖擊韌性，促使胎體金屬的韌窩尺寸變細和撕裂棱數量增加。加入稀土氧化物后，金屬基陶瓷與胎體金屬形成細晶過渡，提高界面的結合強度，促進界面非晶物相的形成,稀土氧化物的加入對胎體金屬的顯微硬度影響不大，但能提高堆焊層抗摩擦磨損的性能。

第四篇：果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響

果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響

摘要：為了探索不同組合的果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響，選擇健康的日齡,體重相同或相近的15~20Kg的仔豬（杜長大）60頭，隨機分成10個組，每組6頭，分別飼喂不同配比的寡聚糖，測定各組仔豬的日增重，飼料轉化率，死亡率和腹瀉率。結果表明：①果寡糖與甘露寡糖能提高仔豬的日增重，其中試驗6組仔豬日增重比對照組提高22.31，差異極顯著（lt;0.01），試驗8組仔豬日增重比對照組提高19.23，差異顯著（lt;0.05）。②果寡糖與甘露寡糖能明顯降低仔豬的飼料轉化率，試驗6組與試驗8組比對照組分別降低18.57和20.85。③果寡糖與甘露寡糖不同配比對仔豬腹瀉也有不同程度的降低，試驗6組與試驗8組比對照組分別降低100和83.33。從仔豬的日增重，飼料轉化率及腹瀉率來看，試驗6組與試驗8組可作為果寡糖和甘露寡糖在仔豬日糧中的適宜配比添加量。

關鍵詞：日增重飼料轉化率死亡率腹瀉率添加量

theInfluenceofFOS&amMOStorheProdutivePerformanceofPiglets

(Atract：InordertotesttheinfluenceofthedifferentadditiveproportionandvolumesofFructooligosaccharides(FOS)andMaanOligosacharides(MOS)tothegrowthperformanceofpiglets,60healthypiglets[Duroc♂×clandrace♀×Yorkshire♀]aboutthesimilarbirthdateandbodyweight(15~20kg)wererandomlyallkttedto10grou(6pigletspergroup).EachgroupwasfeddifferentproportionandvolumesofFOSandMOS.Dailyweightgain,feedconversionrate,deathrate,anddiarrhearatioofeachgroupwermeasuredreectedly.Theresultsindiceatindicate:①TheadditiveofFOSandMOSintherationcanincreasethedailyweightgainofpiglets.Theaweragedailygai(ADG)ofthe6ththe8thtreatmentgroupwere22.31(lt;0.01)and19.23(lt;0.05)morethanthecontrolgroupreectedly.②TheadditiveofFOSandMOScandecreasethefeedconversionrate(FCR)inpigletsobviously.theFCRsofthe6thandthe8thtreatmentgroupwere18.57and20.85lethanthatofthecontrolgroupreectedly.③Thedifferentadditiveproportioandvolumescandecreasethediarrhearatioofpigletsindifferentdegrdees.Reestedlythediarrhearatiosofthe6thandthe8thGroupwere100and83.3lethanthecontrolgroup.TheADGs,FCRsanddiarrhearatiosindicatethattheadditivevolumesandproportiointhe6thandthe8thtreatmentgroupareproperinpigletration.Keywords:ADGFCRdeathratetherateofdiarrheatheadditivevolumes

寡聚糖是一種功能性活性物質1，是由2-10個相同或不同的單糖經脫水縮合由糖苷鏈連接形成的具有直鏈或支鏈的低聚合糖類的總稱。因其不能被動物自

分泌的酶消化，但能被腸道中的有益菌利用，從而達到調節腸道微生物區系的作用，同時寡聚糖能激活免疫系統，增強機體免疫功能2。是目前被認為是一種有較大應用前景的畜禽飼料添加劑。近年來國內外對果寡糖，甘露寡糖，異麥芽糖等低聚糖的研究報道較多，但是有關低寡糖之間聯合作用及其作用機理卻很少見報道。為此，本試驗為了探索果寡糖與甘露寡糖聯合作用對仔豬生產性能的影響，探索果寡糖和甘露寡糖在仔豬日糧中的適宜配比添加量。為推廣寡聚糖在畜禽生產中的應用提供依據。

1．試驗材料與方法

1．1試驗材料與試驗處理

1．1．1試驗材料的來源及其添加量的確定

果寡糖由河北維爾康制藥有限公司提供，其含量為95。甘露糖由北京中科院深藍公司提供，其含量為95。

1．1．2試驗動物及分組設計

試驗動物由**省農科院試驗豬場提供的杜長大三元雜交仔豬，選用胎次

相同或相近，健康的體重15~20Kg的仔豬15窩（每窩8~11頭仔豬），按初始體重相同或相近，公，母一致的原則隨機分成10組，每組6頭仔豬（見表1）。經統計檢驗差異不顯著。試驗開始后進入預試期7天，期內完成編號，驅蟲，正常疫防注射。預試開始分別飼喂不同的試驗日糧，各組的基礎日糧相同（不添加任何抗生素藥物），其營養水平根據NRC（98版）仔豬的營養需要和試驗需求設計配方，試驗日糧及營養水平（見表2）。預試結束，稱重，并且組間體重經統計檢驗差異不顯著，進入正式試驗期,正式試驗期為30天。

表1Table1試驗設計Experimentdesign

組別Grou添加量additivevolumes

試驗1組0.15果寡糖 0.05甘露寡糖

試驗2組0.15果寡糖 0.10甘露寡糖

試驗3組0.15果寡糖 0.15甘露寡糖

試驗4組0.30果寡糖 0.05甘露寡糖

試驗5組0.30果寡糖 0.10甘露寡糖

試驗6組0.30果寡糖 0.15甘露寡糖

試驗7組0.45果寡糖 0.05甘露寡糖

試驗8組0.45果寡糖 0.10甘露寡糖

試驗9組0.45果寡糖 0.15甘露寡糖

對照組空白組(不加寡糖)

表2試驗日糧配方及其營養水平

Table1.2compositionandnutrientlevelsoftheexperimentaldiets

成份含量()營養成份含量

IngredientContent()NutrientLevelContent

玉米Cor63消化能DE(MJ/Kg)13.80

豆粕Soybeanmeal23粗蛋白CP（）18.0

乳清粉whey4鈣Ca()0.9

魚粉Fishmeal4磷P（）0.7

植物油Plant2賴氨酸Lys()1.2

5磷酸氫鈣CaHPO1.5蛋氨酸Met()0.45

石粉Limestom0.75

食鹽salt0.30

賴氨酸Ly0.35

蛋氨酸Met0.11預混料1Premix1

合計Total100

*1預混料為每千克全價料提供:Cu200mg,Fe120mg,Zn120mg,Mn50mg,Co2.0mg,Se0.3mg,I0.45mg,維生素A800IU，維生素D31800IU，維生素E30IU，維生素B11.8mg,維生素B26mg，維生素B120.024mg，葉酸0.3mg，生物素0.44mg，煙酸3.2mg,，膽堿800mg。

1．1．3試驗時間及地點

試驗于2003年9月30日~10月29日在**省農科院試驗豬場進行。

1．2試驗方法

1．2．1飼養試驗

試驗豬各組條件一致，關養在座北朝南，磚瓦結構水泥地面，單列式豬舍中，分10欄飼養，由同一名飼養員負責日喂3次，自由飲水，上下午打掃清理糞便及運動場地各一次。試驗進行過程中觀察仔豬精神狀況，分別記錄各組每天仔豬腹瀉次數，于試驗結束時對仔豬進行個體稱重，記錄各組仔豬飼料消耗量。

1．3測定項目與方法

1．3．1日增重和飼料轉化率

分別于試驗初和試驗結束時的清晨進行每頭空腹稱重，計算平均體重和平均日增重，同時于試驗結束時秤量各組豬的飼料消耗量，計算各組試驗豬的飼料轉化率。

1．3．2死亡率及腹瀉率

試驗全期觀察豬群的健康狀況，記錄各組試驗豬的死亡數和腹瀉數，試驗結束時統計豬群的死亡率和腹瀉率。

1．4統計分析

基本處理使用Excel軟件，數據以平均數±標準差表示，采用單因子方差分析進行T顯著性檢驗。

2．結果與分析

2．1日增重和飼料轉化率

各試驗組豬的初始重，末重，日增重及飼料轉化率的影響情況（見表1.3）。

表1.3各寡糖組對仔豬日增重及飼料轉化率的影響

組別初始重（Kg）末重（Kg）日增重（g）日采食量（g）飼料轉化率

GroustartingweightfinishingweightADGADFIFCR

試驗1組16.96±1.1727.25±4.46343.06±57.91935.652.7

3試驗2組16.67±1.0828.17±3.20383.33±48.201019.662.66

試驗3組16.59±1.2926.84±4.52341.67±60.10949.842.78

試驗4組16.00±0.7426.08±2.60336.11±38.17883.972.63

試驗5組16.67±1.5828.46±2.98393.06±42.321010.032.59

試驗6組16.71±1.2329.96±2.20441.67±34.561104.182.50

試驗7組16.59±1.2027.71±3.85370.83±53.761045.742.8

2試驗8組16.17±0.8029.09±1.25430.56±27.481046.262.43

試驗9組16.60±1.3929.10±3.10416.67±49.151075.012.58

對照組16.75±0.8727.58±3.11361.11±50.37a1108.613.07

表1.3可以看出，試驗1，試驗3，試驗4組日增重比試驗10組(即對照組)略低，但差異不顯著（gt;0.05）,飼料轉化率分別比對照組下降11.07,9.45,14.33;試驗2，試驗5，試驗7，試驗9組日增重比試驗10組即對照組有所提高，分別提高6.15,8.85,2.69,15.39,但差異不顯著（gt;0.05）,飼轉化率分別比對照組下降13.35，15.64，8.14，15.96；試驗6組日增重比對照組提高22.31，差異極顯著（lt;0.01），試驗8組仔豬日增重比對照組提高19.23，差異顯著（lt;0.05）；飼料轉化率試驗6組和試驗8組分別比對照下降18.57和20.85。

2．2死亡率和腹瀉率見（表1.4）

腹瀉率=總腹瀉頭日數/（試驗豬頭數×試驗天數）×100

表1.4試驗全期各處理組仔豬的死亡率及腹瀉率

組別死亡數死亡率（）腹瀉數腹瀉率（）

ItemDeathdeathrateDiarrheaTherateofdiarrhea

試驗1組00158.33

試驗2組0031.67

試驗3組0095.00

試驗4組00105.65

試驗5組0010.56

試驗6組0000

試驗7組0010.56

試驗8組0021.11

試驗9組116.7105.56

試驗10組00126.67

表1.4可以看出除試驗9組有1頭死亡外，其它各組均無死亡。腹瀉數除試驗6組為0以外，其它各組均有不同程度的腹瀉，其中以試驗1組最高為15次，腹瀉率為8.62，其次為對照組12次，腹瀉率為6.90，其它各組均低于對照組，試驗2，試驗3，試驗4，試驗5，試驗7，試驗8，試驗9組腹瀉率分別比對照組下降75，25，16.67，91.67，91.67，83.33，16.67。

3．討論與小結

本研究結果表明：

(1)果寡糖與甘露寡糖能提高仔豬的日增重,在仔豬日糧中添加0.45果寡糖 0.10甘露寡糖日增重比對照組提高19.23，差異顯著（lt;0.05）。添加0.30果寡糖 0.15甘露寡糖日增重比對照組提高22.31，差異極顯著（lt;0.01）。這與前人的研究結果基本一致。Canada2（1993）在仔豬飼料中添加1.8g/kgMOS（甘露寡糖），日增重提高13.56％。而試驗1組（0.15果寡糖 0.05甘露寡糖），試驗3組（0.15果寡糖 0.15甘露寡糖），試驗4組（0.30果寡糖 0.05甘露寡糖）日增重比試驗10組(即對照組)略低，但差異不顯著（gt;0.05）,這可能是與試驗組仔豬比對照組采食量偏小有關，這與前人報道，寡聚糖能提高仔豬的采食量結果相矛盾，具體原因有待進一步研究。

（2）果寡糖與甘露寡糖都能明顯降低仔豬的飼料轉化率，試驗6組與試驗8組比對照組分別降低18.57和20.85，戶福莊等3（1999）在日糧中添加FOS（果寡糖）發現，仔豬日增重提高6.4％，單位增重的飼料消耗下降11.7％，飼料效率提高10％。

（3）從腹瀉情況來看，果寡糖與甘露寡糖不同組合對仔豬腹瀉也有不同程度的降低，除試驗9組有1頭死亡外，可能與低聚糖加入過多反而提高腹瀉率有關（Judith和iegel等，1994）4，其它各組均無死亡。腹瀉率試驗6組與試驗8組比對照組分別降低100和83.33，這可能與寡聚糖能促進有益菌增殖，抑制有害菌繁殖有關。Morishita5等（1993）在日糧中添加1寡果糖，結果腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌都有所增加，有益菌得到增殖。王亞軍等6（2000）報道仔豬日糧中添加0.1％FOS，提高斷奶仔豬日增重19.88％（P﹤0.01），降低料重比2.2％（P﹥0.05），降低腹瀉率46.7％。具體作用機理待進一步研究。

本試驗結果從日增重，飼料轉化率以及腹瀉率來看，試驗6組與試驗8組可作為果寡糖和甘露寡糖組合在仔豬日糧中的適宜配比添加量。

參考文獻

1．楊曙明，寡糖在動物營養研究中的進展動物營養學報，1999，11（1）：1-9

2．石寶明、單安山，寡聚糖在飼料中的研究與應用，飼料研究，2000，（4）：13-18

3．盧福莊、戴賢君等，果聚寡糖在斷奶仔豬中的應用，中國飼料，1999，11：12~15

4．徐秀容等，異麥芽低聚糖對早期斷奶仔豬生產性能的影響，飼料與畜牧，2000年第五期，10~12

5．鄒志恒等，寡聚糖在動物營養中的研究應用及前景展望，動物科學與動物醫學，2002,3,34~36

6．王亞軍等，寡果糖及其在飼料工業中的應用，[J]飼料工業，1999，10：21-23

《果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響》

第五篇：淺析路基壓實強度對路面性能的影響與控制措施

最新【精品】范文 參考文獻

專業論文

淺析路基壓實強度對路面性能的影響與控制措施

淺析路基壓實強度對路面性能的影響與控制措施

摘要：高等級公路施工質量控制對路面性能影響極大，路基壓實度控制是保證工程質量所必須注意的重大問題，它的控制情況將直接在路面性能中體現出來。

關鍵詞：高等級公路；質量控制；路面性能；壓實度控制

Abstract: The high grade highway construction quality control of the great influence on the performance of the pavement, subgrade compaction control is a major problem to ensure the engineering quality control must be aware, it will directly in the pavement performance is reflected.Key words: high grade highway;pavement performance;quality control;compaction control

中圖分類號：U416.2

路基是公路的重要組成部分，它的施工質量好壞，直接影響到整個公路的質量。路基又是路面的基礎，它與路面共同承受行車荷載的作用。實踐證明，沒有堅固、穩定的路基就沒有穩固的路面。路基的強度和穩定性是保證路面強度和穩定性的先決條件，也是決定一條公路壽命長短的關鍵因素。保證路基質量就必須從控制路基壓實度入手，路基壓實達到同等級公路的壓實度后，路基的性能才可能保證，從而決定優良的路面性能。為了延長公路的壽命，保證公路路基的質量，采取切實有效的方法保證使路基達到要求的壓實度，才能鋪筑一條高標準、高質量的公路。

一、為了從理論上得到壓實度改變對路面使用性能（路面壽命）的定量影響。現以土力學及路基路面工程學基本理論為依據，推導結果。

最新【精品】范文 參考文獻

專業論文

由于一般的土粒容重γs變化幅度不大，通常可采用經驗值，可視為常數。ρ為路基土的最大干密度，可由標準擊實法得以，也可視為常數。故（5）式可說明壓實度k僅與孔隙

率e的變化有關。則同理有

地基土在壓縮下發生變形，由土力學有關公式可以得到壓縮變形△h與孔隙率變化

e的關系如下

假定由于路基壓實度不足，導致路面變沉增大，且彎沉改變量△l=△h由路面設計彎沉計算公式

式中Ne——設計年限內一個車道上累計當量軸次

ld——路面設計變覺值，0.01mm，該值是標準溫度、標準軸載作用下，測定的路面回彈彎沉值。

Ac——公路等級系數，高速公路、一級公路為1.0，二級公路為1.1，三、四級公路為1.2

As——面層類型系數，瀝青混凝土面層為1.0;熱攔瀝青碎石、乳化瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面為1.1；瀝青表面處治為1.2；中低約路面為1.3；

Ab——基層類型系數，對半剛性基層、底基層總厚度等于或大于20cm，取1.0若面層與半剛性基層之間設置等于或小于15cm，底基層為半剛性下臥層時為1.6;根據路面結構設計理論，設計年限內對累計交通量Ne的預告公式

其中tr是代表改變壓實度后的使用年限

已知一條四車道的一級公路，在使用期內交通量的年平均增長率為10%。預測該路段峻工后的第一年的交通組成如表

軸載分析：路面設計以雙輪組單軸載100KN為標準軸載

最新【精品】范文 參考文獻

專業論文

軸載換算：采用如下公式

累計當量軸次計算

根據設計規范，一級公路瀝青路面的設計年限取15年，四車道的車道系數

是0.4~0.5，取0.45則

設計彎沉值的計算

根據路面設計彎沉值的計算公式，該公路為一級公路，公路等級系數取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類型系數取1.1，半剛性基層、底基層總厚度大于20cm，工層類型取1.0。

則ld=600Ne-0.2AcAsAh

=600×9332998-0.2×1.0×1.0×1.0

=24.2222(0.01mm)

在式（14）中，令壓實度降低1%即令k1=0.99k

設計年限取15年

同理，若路基壓實度下降2%，則路面壽命下降6.54%。

若設計年限取20年，其它條件不變，同樣令壓實度降低1%即令k1=0.99k可計算出使用年限下降率為3.34%，若路基壓實度下降2%，則路面壽命下降為6.683%。

從以上計算分析可知：對于已知的高等級公路，若設計年限取15年，路基壓實度每下降1%，路面使用壽命就下降3.27%。路基壓實度下降2%，則路面使用壽命下降6.544%。若設計年限取20年，路基壓實度每下降1%，路面使用壽命就下降3.34%。路基壓實度下降2%，則路面使用壽命下降6.683%。基本上是成正比例地減少路面使用壽命。

路基壓實度是公路工程施工中質量管理一個重要指標，壓實度檢測成果的準確與否關系到正確地反映工程質量，只有采取切實有效的方法保證路基達到壓實度的要求，才能鋪筑一條高標準、高質量的公

最新【精品】范文 參考文獻

專業論文

路。

二、路基壓實度的控制措施

（一）試驗路段

鋪筑試驗路段的目的是了解填土本身的力學特性和壓實性能、壓實工藝、土方機械的合理配備，確定不同土質的填土厚度、壓實機械的相互配合效果以及達到壓實度標準的壓實遍數，總結壓實規律，指導路基施工的全過程。通過作試驗路段獲得不同土質、不同填土厚度、不同的壓實機具在最佳含水量的情況下，達到壓實度標準的碾壓遍數。

（二）填土厚度的控制

壓實厚度對壓實效果具有明顯的影響，相同壓實條件下（土質、濕度與功能不變）實測土層不同深度的密實度（壓實度），密實度隨著深度逐漸減小。如果填土厚度過大，超過壓實機具影響范圍，土體的密實度就達不到要求。所以，填方作業應分層平行攤鋪，每層松鋪厚度應根據試驗路段確定的填土厚度、松鋪系數、并且按施工規范規定最大松鋪厚度不應超過30cm，填筑至路床頂面最后一層的最小厚度，不應小于8cm原則，計算出單位面積的用土量，用灰線標出方格網，每個方格網內鋪筑固定的土方量，現場由專人負責指揮。每排填土分布相互錯開，以便于平整。在碾壓前由現場施工管理技術人員會同現場旁站監理檢查松鋪厚度，符合要求方可碾壓。為了解決每車運輸土體的體積一致性，車輛應采用同噸位的車輛，且在取土場裝車時采用推土機配合挖掘機或裝載機由操作手嚴格控制每車的斗數，盡可能做到每車運輸土體積一致。

（三）含水量的控制

根據路基壓實機理，土的最大干容重隨著含水量的變化而變化。含水量過小，土顆粒間的摩阻力增大，在相同壓實機具作用下不易將相鄰土顆粒擠緊，孔隙增大，達不到密實的目的。含水量過大，土顆粒間孔隙被水占據，而水一般不為外力所壓縮，在碾壓過程中土體產

最新【精品】范文 參考文獻

專業論文

生流動，出現“彈簧”現象，同樣達不到壓實的目的。只有在施工過程中嚴格控制在最佳含水量狀態下，進行碾壓才能達到土層最大的壓實度。所以，在分段分層填土時，采用同一土場的土源，并且盡可能地在短時間內集中填土，這樣就能夠使一個工作段的填土的含水量基本一致。在碾壓前取樣測定填土的含水量，達到或接近最佳含水量時進行碾壓。含水量過小或過大，承包人應調整攤鋪材料的含水量。含水量的調整，應根據需要將水加入土中并充分拌均，或用旋耕機翻曬風干到適合的含水量。

（四）碾壓程序的控制

壓實機具的選擇，以及合理的操作，是影響路基壓實效果的另一個綜合因素。壓實機具的選擇應根據工程規模、場地大小，填料種類、氣候條件、壓實機械等，通過試驗路段解決壓實機具的配備問題，一個工作段應配備推土機、平地機、旋耕機、18t振動壓路機、灑水汽車各一臺，在上述壓實機具、土層厚度、碾壓遍數已選定的條件下，壓實操作必須遵循“第一遍應不振動靜壓，然后先慢后快，由弱振至強振，先邊后中，相鄰兩次的輪道重合輪寬的三分之一”的原則。為了保證質量，碾壓工作盡可能安排在白天作業，防止夜間視線不良造成的平整度差，特別是距路床下三層內必須嚴格控制填土路基的橫向度和縱向坡度，為路面工程能夠達到較好的平整度打下良好的基礎。

（五）壓實度的檢測

路基的填土壓實度反映了松散的土體在外力作用下達到的密實程度，能否達到規定的標準，關系到路基的強度和穩定性。工地的壓實度檢測必須遵循檢驗方法可靠、簡便和快速的原則，并根據路基填料種類、土質，決定采用何種檢驗方法，一般采用灌砂法或環刀法，采用核子儀法時，應先進行標定和對比試驗，在工地實驗室測定含水量采用烘干法。每一壓實層均應檢驗壓實度，檢驗頻率為每2000m2檢驗8點，不足200m2時，至少應檢驗2點。經監理工程師抽驗合格后繼續填筑第二層，依此類推，直至達到路基標高。

總之，公路施工過程中，質量控制從基礎抓起，壓實度的控制是重量指標之一，為確保工程質量，要按照規范要求，對壓實度加以控制，還應建立建全必要的質保體系，加大質量管理的力度和深度，施

最新【精品】范文 參考文獻

專業論文

工人員應樹立強烈的責任感，從我做起，按規范施工，重視施工中的每一個小環節，一方面保證工程質量，另一方面減少不必要的資金浪費。注重試驗資料保管和收集，才能確保路基施工的順利完成。

參考文獻

衣慶海，楊廣茂.公路路基壓實度控制的有效方法和措施.[J].遼寧交通科技，2005(11)

魏信地，叢培茂.公路路基壓實度控制的有效方法和措施.[J].丹東海工.2007(12)

蘇升堅.淺談公路路基壓實度控制[J].大眾科技.2009(06)

黃振坤.公路路基壓實度的控制[J].華章.2010(07)

------------最新【精品】范文