2006年26卷4期

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论文
细晶处理对磷微合金化GH761合金力学性能的影响
杨树林, 孙文儒, 郭守仁, 魏志刚, 杨洪才, 胡壮麒
2006, 26(4): 1-5.
[摘要](18) [PDF 907KB](0)
摘要:
实验使用添加0.023%磷进行微合金化的GH761合金,采用6种不同处理制度进行细晶化处理。结果表明,一次热处理温度在780~950℃范围内变化时,对合金的晶粒组织影响不大,但与标准热处理组织相比,晶粒组织显著细化。采用830℃×4 h,AC,720℃×24 h,AC的热处理制度时,合金的综合力学性能较好。与标准处理相比,室温和650℃的抗拉强度和屈服强度均明显提高,塑性也有所改善,而且650℃/690 MPa持久寿命比普通GH761合金650℃/637 MPa的持久寿命长。
非对称循环载荷下镍基单晶合金低周疲劳寿命预测
丁智平, 陈吉平, 尹泽勇, 杨治国
2006, 26(4): 6-10.
[摘要](26) [PDF 252KB](0)
摘要:
在680℃温度下进行[001]、[011]和[111]三种取向的DD3单晶合金光滑试样非对称循环载荷低周疲劳试验,结果表明,晶体取向对DD3单晶合金的应变疲劳寿命有显著的影响,[001]取向寿命最长,[111]取向寿命最短。用晶体取向函数修正总应变范围可以在很大程度上消除晶体取向对疲劳寿命的影响。引入参量k表示载荷循环特性对疲劳寿命的影响,它与循环寿命之间呈幂函数关系。根据影响单晶叶片低周疲劳寿命的主要因素,提出循环塑性应变能的计算方法,构成塑性应变能的主要因素应包括总应变范围、取向函数和载荷循环特性等影响参量,它们与塑性应变能之间呈幂函数关系。用塑性应变能作为损伤参量导出单晶合金低周疲劳寿命预测模型,利用低周疲劳试验数据进行多元线性回归分析,所有试验数据均落在2.6倍偏差的分布带内。
微量元素C和Mg对一种镍基高温合金组织和力学性能的影响
余乾
2006, 26(4): 11-13.
[摘要](16) [PDF 287KB](0)
摘要:
通过对微量元素C,Mg含量的调整,来研究C,Mg元素对一种镍基合金组织及性能的影响,结果表明:C含量不足时,合金组织中碳化物数量少,在合金组织中分布不均匀,合金持久性能较低;而适量提高C含量,碳化物均匀分布,持久寿命明显提高。Mg元素含量低时,不影响合金的组织,合金的力学性能没有明显改变;而当Mg含量过高时,晶界碳化物粗大,合金冲击韧性aK值较低,拉伸塑性也降低;当加入最佳Mg含量时,碳化物得到充分细化,晶界碳化物呈粒状分布,合金的aK值和拉伸延伸率δ值显著提高。
长期时效对低膨胀高温合金GH783组织与性能的影响
贾新云, 赵宇新
2006, 26(4): 14-17.
[摘要](13) [PDF 837KB](0)
摘要:
研究了750℃长期时效对GH783组织与性能的影响。测试了合金的力学性能,并采用光学显微镜和扫描电镜对合金的组织进行了分析。结果表明:GH783合金在750℃长期时效过程中,随着时效时间的延长,γ′相尺寸长大比较明显;β相析出增多;合金的强度和持久寿命有所下降,而延伸率和断面收缩率有所提高。
金属材料表面形貌对微观力学行为的影响
孟波, 郭万林, 姜燕
2006, 26(4): 18-23.
[摘要](17) [PDF 689KB](0)
摘要:
利用原子力显微镜对不同金属试件表面的三维形貌进行了定量表征和分析,并通过建立有限元模型研究了表面微观应力集中的分布及变化。结果表明:不同的表面处理方式、不同的材料性质对表面微观形貌的影响非常明显,而且在金属表面,微观应力的分布与其微观形貌紧密相关,当表面处理方式改变时,表征参数的全面改变是导致微应力集中变化的主要原因,在评价表面状态对疲劳性能的影响时,不能仅考虑表面粗糙度的改变,应当综合分析各表征参数的变化。
金属橡胶用Cr-Ni-Mn系不锈钢丝的微观组织及力学性能研究
寇宏宁, 刘国权, 杨建春, 白鸿柏
2006, 26(4): 24-28.
[摘要](18) [PDF 568KB](0)
摘要:
采用光学显微镜、扫描电镜、X射线相定量分析等技术,研究了制备金属橡胶构件用冷变形量分别为36%,64%,84%和91%所得的直径0.4mm,0.3mm,0.2和0.15mm的Cr-Ni-Mn系不锈钢丝的微组织结构和力学性能的变化规律。结果表明,冷拔钢丝中出现了形变马氏体,冷变形量为36%时的马氏体含量已达81.2%,即用于制作金属橡胶构件时奥氏体不锈钢已实际处于以马氏体为主的高强度状态,而非奥氏体状态,且马氏体数量随冷拔变形量有增大趋势;钢丝内部出现平行于拉拔方向的拉长孔洞,其体积分数随冷拔变形量的增大而增加。同时,在所用冷拔变形量条件下,不锈钢微丝的抗拉强度高达1406~2244MPa,延伸率则在13.0%~8.9%范围内变化。从而可以判断,采用上述微丝制作的金属橡胶将是以马氏体相之为主且具有微观和宏观尺度双重尺寸孔洞(孔隙)的多孔金属材料。
正交设计在沉淀硬化不锈钢热处理研究中的应用
金建军, 古立新
2006, 26(4): 29-34.
[摘要](13) [PDF 304KB](0)
摘要:
用正交设计法研究固溶温度、固溶时间、调整处理温度和调整处理时间对0Cr17Ni5Mo3沉淀硬化不锈钢力学性能的影响。研究结果表明,在沉淀硬化不锈钢热处理研究中采用正交设计法安排试验,可以用很少的试验量获得主要热处理工艺参数对力学性能影响的规律。
EB-PVD制备γ-TiAl基合金薄板的研究
章德铭, 陈贵清, 韩杰才, 姚振中
2006, 26(4): 35-38.
[摘要](25) [PDF 573KB](0)
摘要:
采用一种新型的制备工艺——电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,成功制备了尺寸为150mm×100mm×0.4mm的γ-TiAl基合金薄板,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)等测试手段对蒸镀态及热处理态试样的物相组成和断口形貌等进行分析。结果表明,蒸镀态-γTiAl基合金薄板由γ相、α2相和τ相组成,表面质量良好,内部自然分层,显微组织结构为柱状晶。经1000℃/16h的真空退火处理后,柱状晶转变为等轴晶,τ相消失,α2相含量显著减少,同时有消除分层现象的趋势,材料的断裂方式由沿晶脆性断裂转变为沿晶脆性断裂和韧窝韧性断裂的混合断裂方式。
胶粘剂弹性模量对铝合金单搭接接头应力应变分布的影响
严沾谋, 游敏, 余海洲, 龚正朋
2006, 26(4): 39-42.
[摘要](25) [PDF 517KB](0)
摘要:
利用弹塑性有限元法研究胶粘剂的弹性模量对单搭接接头应力应变分布的影响。结果表明,随着弹性模量的增加,接头的应力峰值逐渐增大,并由胶层向胶瘤转移,其刚度越大,应变越小。低弹性模量胶粘剂的接头,载荷主要由胶层承担,胶层受力很均匀,而胶瘤的作用很小,胶瘤并没有很大地降低胶层中的应力峰值。高弹性模量胶粘剂的接头,胶瘤的作用很大,承担了很大一部分载荷,而胶层中部受力很不均匀。
大尺寸复杂筒状铝合金精铸件浇注系统设计方法研究
洪润洲, 周永江, 姚惟斌
2006, 26(4): 43-45.
[摘要](21) [PDF 201KB](0)
摘要:
研究大尺寸复杂筒状铝合金精铸件浇注系统的设计方法,通过对三种具有筒状结构的大尺寸复杂铝合金精密铸件的浇铸系统设计和浇注试验,研制出冶金质量和力学性能合格的铸件。结果表明,缝隙式浇注系统或缝隙式与底注式相结合的浇注系统是该类铸件比较理想的浇铸系统设计方式。
通过预成形降低内高压成形压力的机理分析
苑世剑, 刘钢, 韩聪
2006, 26(4): 46-50.
[摘要](22) [PDF 481KB](0)
摘要:
采用力学分析和有限元模拟对空心零件圆角部位在内高压成形过程中的应力分布和变形机理进行了分析,针对多边形截面空心件内高压成形,以矩形截面为例提出采用花瓣形预成形截面降低圆角成形压力的方法,分析了该方法降低圆角成形压力的机理,提出了花瓣形预成形截面形状关键参数计算公式,并通过试验进行了验证,为采用较低压力实现空心构件圆角内高压成形提供了理论指导。
脉冲加压扩散连接工艺参数对钛合金与不锈钢接头强度的影响
袁新建, 盛光敏, 秦斌, 周波, 黄家伟, 黄文展, 李聪, 邱绍宇
2006, 26(4): 51-55.
[摘要](22) [PDF 969KB](0)
摘要:
采用脉冲加压扩散连接工艺对TA17钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢进行了连接试验。利用液压万能试验机测试了接头拉伸强度,分析了脉冲加压扩散连接工艺参数对接头强度的影响。结果表明:当连接温度为1098K、脉冲最小压力Pmin=8MPa、脉冲最大压力Pmax=50MPa、脉冲次数为20次、脉冲频率为0.5Hz时,加热速度vh=30K/s,冷却温度vc=5K/s,得到最高的接头拉伸强度为293MPa,连接所用的有效时间仅为220 s,实现了钛合金与不锈钢的高效良好连接。利用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析了接头组成相及断口形貌,接头界面主要存在β-钛、Fe2Ti,FeTi,拉伸试验中β-钛的固溶体承担了主要的拉伸力。
316不锈钢/WC-Co涂层在锌液中的腐蚀
王文俊, 林均品, 王艳丽, 林志, 陈国良
2006, 26(4): 56-60.
[摘要](29) [PDF 1302KB](0)
摘要:
研究了经高速火焰喷涂(HVOF)的316不锈钢WC-Co涂层在锌液中的腐蚀行为,包括腐蚀速度、界面组织形貌和成分的变化。结果表明,WC-Co涂层在锌液中的腐蚀表现为沿裂纹的腐蚀。涂层中的缺陷造成裂纹源,在锌液和热喷涂过程留下的残余热应力的作用下,发生裂纹扩展,形成沿裂纹的腐蚀。铬和铝的扩散能力都比锌强,在产生裂纹的初期,铬和铝将优先锌扩散到裂纹中。如果适当改善喷涂工艺,增加涂层的致密度,可以延长涂层的使用寿命。
TiNi基形状记忆合金薄膜的相变特征研究
王治国, 祖小涛, 封向东, 余华军, 傅永庆
2006, 26(4): 61-64.
[摘要](19) [PDF 189KB](0)
摘要:
利用磁控溅射的方法在单晶Si和非晶SiO2基片上制备了TiNi和TiNiCu形状记忆合金薄膜,并利用示差扫描量热法和基片曲率法研究了薄膜的相变特征及应力随温度的变化。研究结果表明450℃溅射形成的记忆合金薄膜具有良好的形状记忆效应,在微电子机械系统有很好的应用前景。TiNi薄膜降温时出现R相变,因而发生两步相变,而TiNiCu薄膜中马氏体和奥氏体间直接转变。基片以及薄膜成份对相变点有很大的影响。单晶Si片作为基片时,记忆合金薄膜和基片间有很好的结合力,而SiO2作为基片时,记忆合金薄膜容易剥落。
Mo-Si材料相组成与热膨胀性能的研究
肖来荣, 蔡志刚, 易丹青, 刘瑞
2006, 26(4): 65-69.
[摘要](22) [PDF 770KB](0)
摘要:
利用液相反应烧结制备不同配比的Mo-Si复合材料,用X射线分析相组成,扫描电镜观察微观组织形貌,热膨胀仪测不同块体材料的热膨胀系数(CTE)。研究结果表明,不同配比烧结体相组成以MoSi2为主,当Si/Mo为2.2:1(at%)时MoSi2基体中仍含有极少量的Mo5Si3相,而Si/Mo为2.3:1时生成纯MoSi2。复合材料的CTE随Mo5Si3相含量的减少而增加,当Si/Mo达到2.3:1时,CTE为最大值(8.16×10-6K-1)。
高温合金渗Al-Si层的微观组织分析
牛静, 张立文, 裴继斌, 张凡云, 李辰辉
2006, 26(4): 70-73.
[摘要](19) [PDF 822KB](0)
摘要:
利用SEM,XRD和EPMA详细分析K4104镍基高温合金料浆渗Al-Si的微观结构。结果表明,表层主要为富Al的β-NiAl+CrxSiy化合物,过渡层主要为富Ni的β-NiAl相,内扩散层主要为β-NiAl相+富Cr相+γ′-Ni3Al相+Ni固溶体。
铝合金与橡胶软油箱抗老化涂层接触腐蚀机理研究
李斌, 陶春虎, 李荻, 吴学仁, 陆峰, 蔡健平
2006, 26(4): 74-79.
[摘要](15) [PDF 1350KB](0)
摘要:
通过对7A04-T6包铝合金及去包铝合金与三种橡胶抗老化涂层材料在高温、高湿环境中的接触腐蚀产物SEM形貌分析及EDS成分分析,表明铝合金与橡胶抗老化涂层接触腐蚀形貌特征为点蚀,腐蚀严重时试样表面局部或全部被大量腐蚀产物所覆盖,腐蚀产物的主要元素为Al,C,O,Mg,Zn,Cl,Si,S。提出了铝合金与橡胶抗老化涂层“接触-扩散-吸附/沉积物层与电解质薄液膜层形成/腐蚀闭塞区形成/阴离子加速自催化腐蚀/点蚀-晶间腐蚀-剥落腐蚀”的接触腐蚀过程及机理。
一类周期结构雷达吸波材料的设计与吸波性能研究
程海峰, 刘海韬, 楚增勇, 周永江, 唐耿平
2006, 26(4): 80-83.
[摘要](16) [PDF 740KB](0)
摘要:
将两种雷达吸波材料(RAM)按照1:1的体积比设计成不同的周期结构,利用电磁场有限元软件对反射率进行计算。计算结果表明,周期结构吸波材料的吸收峰位于两种吸波材料之间,周期结构的大小、形状以及吸波材料在周期结构中的位置对吸波性能均有较大影响。
含Ni夹层SiCp/2014Al铝基复合材料扩散焊
冯涛, 吴鲁海, 楼松年
2006, 26(4): 84-87.
[摘要](21) [PDF 386KB](0)
摘要:
利用中间添加Ni层,在610℃保温60min工艺成功实现了SiCp/2014Al铝基复合材料的真空扩散焊接。焊接之后利用金相显微镜(OP)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等对焊接接头进行分析。分析表明,Ni和Al之间相互扩散形成由金属间化合物构成的中间过渡层,主要由Ni3Al//NiAl//NiAl3组成。在理论上,计算出Ni和Al元素扩散浓度与焊接温度和保温时间之间的关系,以及元素的扩散距离与焊接参数之间的关系呈抛物线形变化。
准三维C/C复合材料的弯曲性能及其破坏机理
熊翔, 黄伯云, 李江鸿, 吴凤秋
2006, 26(4): 88-91.
[摘要](18) [PDF 614KB](0)
摘要:
以碳纤维针刺毡为预制体,采用CVI法或结合液相法制备了热解碳、树脂碳和沥青碳基质的准三维C/C复合材料,并研究了这些材料的弯曲性能及其断裂机理。研究表明:对于热解碳基质,SL基质碳的弯曲强度明显高于RL和SL+RL两种基质碳;弯曲强度随密度增高而增大;致密度越高,基体支撑越强,同时微裂纹和孔隙度越低,弯曲性能越好。
SiC/Ni复合材料的超塑性
张凯锋, 王长丽
2006, 26(4): 92-95.
[摘要](14) [PDF 1028KB](0)
摘要:
对电沉积SiC/Ni复合材料进行了低温超塑性拉伸实验,结果发现:平均晶粒尺寸为200nm的SiC/Ni复合材料在温度430℃初始应变速率为8.33×10-4s-1的变形条件下,获得最大延伸率571.2%,应变速率敏感指数为0.32。利用扫描电镜对断口形貌及变形后试样的组织进行的观察表明:断裂模式主要是沿晶断裂;晶粒有不同程度的长大,晶粒的长大速率的不同形成了变形后大小晶粒的混合组织,且沿拉伸方向拉长。应力-应变关系曲线表明:应力随着应变的增大而增大,增加到峰值后开始减小,材料进入准稳定变形阶段,实现大变形。SiC的加入增加了基体组织的稳定性,有利于材料超塑性的实现。超塑变形机理为晶界滑移和位错滑移塑性。
单分散氧化铝陶瓷粉体的制备及表征
张桂芳, 沈强, 张联盟
2006, 26(4): 96-99.
[摘要](13) [PDF 786KB](0)
摘要:
以硫酸铝、尿素为主要原料,采用均匀沉淀法制备氧化铝前驱体,经高温煅烧制备出优质氧化铝陶瓷微粉。通过系统研究反应温度、分散剂对氧化铝陶瓷粉体的粒度、粒度分布及形貌的影响,为制备单分散氧化铝粉提供了理论依据。结果表明:在最佳实验条件下制备的氧化铝陶瓷粉体平均粒径较小(D1/2=1.60μm),粒度分布范围窄(σ=0.93mm),粉末呈球形规则形貌,且无明显团聚现象,近似呈单分散状态,是较理想的氧化铝陶瓷原料。
环氧改性氰酸酯树脂研究
张增平, 梁国正, 任鹏刚, 卢婷利, 王结良
2006, 26(4): 100-104.
[摘要](18) [PDF 379KB](0)
摘要:
分别采用E20和E51环氧树脂与双酚A型二氰酸酯(BADCy)共聚来改善氰酸酯树脂的力学性能。用DSC,FTIR研究了两种不同分子量的环氧改性氰酸酯体系的反应性,发现E20和E51对BADCy的固化反应均有催化作用,但E20的催化作用强于E51。断面SEM表明,经E20和E51改性的BADCy断口处存在大量的韧涡。但改性体系的热变形温度(HDT)和吸水率有所下降,当配比(质量)相同时,E51/BADCy体系比E20/BADCy体系具有更高的HDT和较小的吸水率。
原位合成TiC/Ti基复合材料氧化行为
覃业霞, 朱建勇, 吕维洁, 徐栋, 覃继宁, 张荻
2006, 26(4): 105-109.
[摘要](20) [PDF 642KB](0)
摘要:
研究了TiC/Ti基复合材料在550℃,600℃和650℃空气中恒温氧化行为。分析了增强体TiC对钛基复合材料氧化动力学行为的影响,并用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对氧化层表面的相组成、形貌以及氧化层剖面的显微结构进行了分析。结果表明:TiC/Ti基复合材料的氧化层由金红石型的氧化物TiO2组成;增强体TiC能够提高钛基复合材料的抗氧化性,而且随着TiC增强体含量的增加,钛基复合材料的抗氧化性增加;这主要是因为TiC增强体能够促进致密氧化膜的生成。氧化动力学曲线为抛物线类型。
胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响
孔凡荣, 游敏, 郑小玲, 杨春梅
2006, 26(4): 110-114.
[摘要](19) [PDF 409KB](0)
摘要:
运用三维有限元法分析了胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头(简称劈裂接头)应力分布规律的影响。结果表明:胶粘剂弹性模量和泊松比的变化对劈裂接头应力分布有着直接影响;随着弹性模量或泊松比升高,胶层内应力分布重心向左端移动,左端应力集中加强,峰值应力上升,但是泊松比对胶层最大主应力峰值的影响不如弹性模量的影响明显。
聚合物基复合材料中孔隙率及层间剪切性能的实验表征
刘玲, 张博明, 王殿富, 武湛君
2006, 26(4): 115-118.
[摘要](19) [PDF 402KB](0)
摘要:
在不同固化压力条件下制作孔隙含量不同的层合板。将层合板进行超声C扫描以识别孔隙率分布不同的区域,然后再将孔隙率分布相对均匀的区域进行超声波二次穿透反射法检测以精确测量孔隙的含量,并取试样测量孔隙的体积含量和测试层间剪切性能(ILSS)。结果表明,在孔隙率低于4%时,孔隙率与层间剪切性能基本成线性关系,并且孔隙率每增加1%,层间剪切性能约下降8%。从而建立起层合板中孔隙率与层间剪切性能的定量表征关系。
高性能碳纤维表面分析及其力学性能研究
王晓洁, 梁国正, 张炜, 尤丽虹, 谢群炜
2006, 26(4): 119-122.
[摘要](36) [PDF 732KB](0)
摘要:
采用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱仪对T700,T800-12K,T800-6K,T1000纤维表面状态及纤维与树脂基体的粘结性进行分析,并进行Φ150mm容器力学性能考核。结果表明,T700,T1000纤维表面光滑,T800-12K,T800-6K纤维表面有明显沟槽,T1000试验后表面出现沟槽,T700-T1000表面活性基团含量较高,T800-12K纤维最低。T700,T800-6K,T800-12K,T1000纤维在Φ150mm容器中强度转化率为89.7%,79.2%,79.1%,93.1%,分析认为纤维表面状态对其浸渍性有较大影响,改善浸润性是提高复合材料性能的关键因素之一。
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