2006年26卷5期

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论文
激光沉积制备Nb3Al基难熔金属间化合物研究
何金江, 钟敏霖, 刘文今, 张红军
2006, 26(5): 1-5.
[摘要](22) [PDF 973KB](0)
摘要:
通过控制激光功率使Nb-12Ti-22Al(at%)和Nb-22Al(at%)两种成分配比的混合元素粉末在Ti-6Al-4V基体上激光沉积合成了Nb3Al基难熔金属间化合物,并达到了预期设定的成分配比,其显微组织均匀细小,在-δNb3Al基体上分布着不同形态的β-Nbss。在合适的激光功率下,无裂纹的沉积层厚度有一定的限制,随着沉积厚度的增加,沉积层中残余拉应力增大,沉积薄壁件容易在底部发生断裂。由于Ti的添加使Nb-12Ti-22Al的的裂纹倾向性小于Nb-22Al。
低温超塑性钛合金的超塑性研究
曾立英, 赵永庆, 李丹柯, 李倩
2006, 26(5): 6-9.
[摘要](21) [PDF 406KB](0)
摘要:
对一种超塑性温度相对较低的双相钛合金SPZ的超塑性能进行了研究。结果表明:740~800℃,应变速率恒为1.11×10-3s-1时,SPZ合金的最大拉伸延伸率均超过1600%;760°C,合金的超塑延伸率可高达2149%。760℃,应变速率高达1.11×10-2s-1时,合金的超塑延伸率仍可达1380%。也就是说,700℃/1hAC处理后,SPZ合金在试验温度范围内具有低温高速超塑性。SEM观察发现,超塑变形前,合金的晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸只有0.89μm;应变速率为2.22×10-3s-1,740℃,760℃变形后SPZ合金的晶粒尺寸分别为1.51μm,2.33μm。超塑性变形的微观机制是以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起了协调作用。
Al含量对一种新型高W,Mo的Ni3Al基合金组织和性能的影响
李青, 宋尽霞, 肖程波, 王定刚, 韩雅芳
2006, 26(5): 10-13.
[摘要](23) [PDF 1041KB](0)
摘要:
为满足1050℃使用的等温锻模具材料的需求,在IC6合金成分的基础上研制了一种新型的高W,Mo强化的Ni3Al基等轴晶合金,尝试在合金中添加了不同含量的铝改善合金的抗氧化性能,并研究了铝对合金微观组织和1050℃拉伸性能和1100℃持久性能的影响。采用带能谱的扫描电镜分析了合金微观组织以及氧化膜形貌,采用X射线衍射分析了合金氧化膜的相组成。研究结果显示,随铝含量从7wt%增加到8wt%,合金的氧化增重速率明显降低,氧化皮脱落量减少,合金的抗氧化性能明显提高。力学性能测试结果表明,铝含量为7.5wt%的合金具有较好的综合高温性能,当铝含量提高到8wt%时,合金中的初生γ'相大量增加,合金高温强度明显降低。
熔体温度、冷却速率对Al-Fe-V-Si耐热铝合金组织和力学性能的影响
谭敦强, 黎文献, 陈伟
2006, 26(5): 14-17.
[摘要](21) [PDF 382KB](0)
摘要:
采用OM,XRD检测了不同熔体温度和冷却速度条件下Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si(wt%)合金的微观组织结构,并检测了不同熔体温度下采用粉末冶金工艺制备的该合金室温力学性能。结果表明:熔体温度、冷却速率对该合金组织和性能有着明显的影响。在相同冷却条件下,熔体温度越高所得到合金的组织越细小,获得该合金最高力学性能则存在一个最佳的熔体温度;冷却速度对该合金的主要相组成起决定作用,并结合Al-Fe-V-Si合金的特性提出了该合金的熔炼工艺。
不同热处理温度对吹砂后DD3合金持久性能的影响
袁海龙, 刘世忠, 韩梅, 骆宇时
2006, 26(5): 18-21.
[摘要](18) [PDF 1413KB](0)
摘要:
对标准热处理后的第一代单晶高温合金DD3吹砂,然后采用不同温度进行热处理,研究了吹砂后热处理温度对合金1000℃/195MPa持久性能的影响。结果表明,1050℃时,合金未发生再结晶,但析出粗大γ'相,持久性能有所降低;1150℃时,合金发生再结晶,再结晶使合金的持久性能明显降低;1250℃时,合金也发生再结晶,但由于合金母体组织均匀,γ'相细化且立方化较好,致使该条件下合金持久性能仍然保持在较高水平。
TC21钛合金的微观组织对力学性能的影响
马少俊, 吴学仁, 刘建中, 王利发
2006, 26(5): 22-25.
[摘要](22) [PDF 1037KB](2)
摘要:
研究了两相钛合金TC21关于两种不同微观组织(片状组织和网篮组织)的拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展性能。结果显示:片状组织相比网篮组织有相近的拉伸强度,但塑性较差;两者的韧性相差不大,但增韧机理不同;网篮组织在中低速扩展区的扩展速率和片状组织几乎相同,但在较高速扩展区显示略低的扩展速率;加载方向对两种组织的疲劳裂纹扩展速率基本无影响;和其他钛合金类似,TC21在Paris区存在转折。
均匀化退火对铸造高铝青铜的影响
徐建林, 路阳, 刘明朗, 李海兰, 李文生, 王智平, 朱小武
2006, 26(5): 26-30.
[摘要](17) [PDF 1244KB](0)
摘要:
利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪等分析设备对一种新型高强度、高耐磨铸造高铝青铜在不同温度与时间均匀化处理后的显微组织和力学性能进行了研究分析。研究结果表明,铸造高铝青铜经均匀化退火可消除铸造偏析,提高机械性能。在均匀化退火过程中,偏析原子通过固溶和形成强化相来改善铸造合金的显微组织,当组织为在β相上弥散分布着均匀、细小、圆整的κ相时,合金具有较好的力学性能;试验铸造高铝青铜的显微组织和力学性能随均匀化退火温度和时间发生变化,通过对比试验,确定出最佳的均匀化退火工艺为950℃/9h。
Ti600合金板材的轧制工艺与电子束焊接性能研究
洪权, 戚运莲, 刘向, 赵永庆
2006, 26(5): 31-34.
[摘要](100) [PDF 447KB](0)
摘要:
测试研究了Ti600高温钛合金板材在不同加工及热处理状态下的室温拉伸及高温蠕变性能,分析对比了热机械处理工艺(ther momechanical process-TMP)与常规加工热处理对合金板材组织形态特征与性能的影响规律与内在机制;另外还对Ti600合金板材的焊接性能进行了研究。结果表明:采用热机械处理工艺(TMP)可获得充分生长的片层状团束组织(colony structure),这种类型的组织显著提高了合金的高温蠕变性能。而且合金经电子束焊接后仍然具有良好的综合性能。
电子束焊接线能量对Ti-24Al-15Nb-1Mo合金接头组织性能的影响
袁鸿, 谷卫华, 余槐, 郭绍庆, 李晓红, 顾家琳
2006, 26(5): 35-40.
[摘要](16) [PDF 745KB](0)
摘要:
研究了电子束焊接不同线能量对合金接头组织、性能的影响机理,确定了具有比较满意的塑性和韧性的接头性能的电子束工艺参数选择窗口。结果表明,焊态下焊缝组织为残留β/B2相和包括次生α2相、O相以及ω相在内的β转变组织;焊接线能量增加,焊缝晶粒粗化,B2相的减少、初生α2的消失和ω相的产生以及β转变组织中次生的α2/O相集束增大并促进裂纹扩展是接头强度降低和脆变的主要原因。
Pd-Ni基高温钎料对Si3N4陶瓷的润湿与界面连接
陈波, 熊华平, 毛唯, 程耀永, 叶雷, 吴欣, 李晓红
2006, 26(5): 41-45.
[摘要](14) [PDF 713KB](0)
摘要:
采用座滴法研究了三种钎料Pd-Ni、PdNi-(5~14)Cr(wt%,下同)和PdNi-(15~26)Cr在Si3N4陶瓷上的润湿情况。结果表明,在1250℃/30min的真空加热条件下,随着Cr元素的加入钎料润湿性逐渐改善。Pd-Ni钎料中未加入Cr的情况下,反应层中主要是Pd参与反应,生成相应的Pd-Si等相,Ni也参与反应生成Ni-Si等相;当钎料中加入活性元素Cr以后,反应层中主要为Cr参与反应,同时生成相应的Cr-N和Cr-Si等相,另外反应层中也有一部分Ni参与反应。在PdNi-(5~14)Cr/Si3N4的界面反应层中出现了薄的黑色Cr-N层,对于Cr含量更高的PdNi-(15~26)Cr钎料,在靠近Si3N4的界面即形成Cr-N反应层。
活性碳毡对称振子阵列/树脂复合吸波材料的研究
邹田春, 师春生, 赵乃勤
2006, 26(5): 46-50.
[摘要](18) [PDF 987KB](0)
摘要:
研究了含活性碳毡对称振子阵列吸波复合材料的微波吸收特性。结果表明:含振子阵列吸波材料的吸波性能与入射电场方向、振子两臂间的电阻、振子间的距离和阵列的位置密切相关。对称振子阵列对电磁波的吸收呈各向异性,振子与入射电场平行时,吸波性能较好;随振子两臂间电阻或振子间距的增大,材料的吸波性能先提高后降低,电阻和振子间距均存在最佳值;随振子阵列和试样下表面距离的减小,材料的吸波性能提高,振子与入射电场平行时,本实验条件下可获得有效带宽13GHz,最大吸收峰值-30.3dB的反射衰减。
树脂基三维机织复合材料结构与力学性能的关系研究
杨彩云, 李嘉禄, 陈利, 张国利
2006, 26(5): 51-55.
[摘要](77) [PDF 1048KB](0)
摘要:
通过拉伸、弯曲、压缩等实验,评价了4种不同结构的三维机织角联锁织物增强的碳/树脂基复合材料结构与力学性能的关系。结果表明:对于纤维体积含量相近的4种不同结构的3D机织复合材料而言,它们之间的拉伸、弯曲、压缩性能差异很大,在2倍左右;衬经纱和衬纬纱可以显著改善力学性能;纤维与树脂之间的界面破坏-脱粘是3D机织复合材料最先发生失效的形式;带衬经衬纬的No.1结构复合材料的综合力学性能最佳。可以推断,改进界面结合力能大大提高3D机织复合材料的力学性能。
PAN原丝预氧化工艺与氧元素含量相关性研究
井敏, 王成国, 朱波, 王延相, 丁海燕
2006, 26(5): 56-60.
[摘要](15) [PDF 226KB](0)
摘要:
利用差热、热重以及元素分析等测试手段测定了预氧化纤维中氧含量,分析了纤维的吸水性对氧含量测定结果的影响,讨论了预氧化温度、走丝速度及牵伸倍数与氧含量的关系,研究了预氧丝氧含量与碳纤维拉伸强度之间的关系。实验结果表明:不同预氧化纤维的吸水性对氧含量的测定结果有不同的影响;氧含量随温度的升高而增加,且温度越高,增加幅度越大;走丝速率越慢,相同温度下氧含量越高;预氧化低温牵伸有利于氧元素的扩散;可以从氧含量接近或处于10%~12%范围的预氧丝中制得较高强度的碳纤维,否则很难制得好的碳纤维。
裂解温度对先驱体转化制备2D-Cf/SiC材料结构与性能的影响
简科, 陈朝辉, 马青松, 郑文伟, 胡海峰
2006, 26(5): 61-64.
[摘要](14) [PDF 651KB](0)
摘要:
以聚碳硅烷(PCS)、二乙烯基苯(DVB)和SiC微粉为原料制备了2D-Cf/SiC材料,考察了首次裂解温度对材料结构与性能的影响。结果表明,首次裂解温度的提高有助于弱化界面结合,形成良好的界面结构,从而提高材料的力学性能。当裂解温度从1000℃提高到1600℃时,材料的弯曲强度由200.7MPa提高到319.2MPa,剪切强度由16.8MPa提高到29.8MPa,断裂韧度由7.4MPa·m1/2提高到15.0MPa·m1/2
中温固化树脂/碳布复合材料工艺性能研究
乌云其其格, 廖子龙
2006, 26(5): 65-69.
[摘要](16) [PDF 895KB](0)
摘要:
采用树脂的粘度-温度曲线、凝胶时间-温度曲线、DSC法确定了树脂的固化工艺。比较了溶液法和热熔法制备的预浸料复合材料力学性能。结果表明,热熔预浸料复合材料湿热性能高于溶液预浸料。对复合材料断面进行扫描电镜分析,断面的纤维和树脂粘接良好。
热塑弹性体铝合金化学铣切保护涂料的研制
王云英, 孟江燕, 林翠
2006, 26(5): 70-72.
[摘要](24) [PDF 214KB](0)
摘要:
采用热塑性弹性体为基体材料制备不同配方的铝合金化学铣切保护涂料。实验包括涂料中酚醛树脂的合成,涂料的制备。所做涂料的性能考核包括外观、粘度、固体含量、抗张性、断裂伸长率、浸蚀比、致密性、剥离强度等。最后与美国同类产品性能对比。研究表明,自制的铝合金化学铣切保护涂料的涂膜透明均匀、剥离强度大小适中、耐强碱,满足化学铣切工艺要求,也基本上与美国同类产品性能相当。
表面活性剂对煤沥青浸渍性能的影响
宋发举, 李铁虎, 王大为, 周振中
2006, 26(5): 73-76.
[摘要](20) [PDF 430KB](0)
摘要:
研究了表面活性剂对煤沥青浸渍性能的影响。实验结果表明:加入少量的表面活性剂后,煤沥青的软化点、粘度等流变性能都得到较大幅度的改善,而残炭率影响不大。对表面活性剂改性煤沥青的机理进行了比较深入地探讨。
pH值对硅酸钇涂层结构影响的研究
黄剑锋, 邓飞, 吴建鹏, 罗宏杰, 曹丽云
2006, 26(5): 77-80.
[摘要](19) [PDF 349KB](0)
摘要:
采用一种新颖的水热电沉积方法直接在石墨表面制备了硅酸钇涂层,利用XRD,EDS和SEM等测试手段对涂层进行测试分析,重点研究了电沉积前驱溶液pH值对涂层显微结构的影响。结果表明:当前驱液的pH值为1.5~3.0及水热温度为150℃时,即可制备出硅酸钇涂层。随前驱液pH值增加,涂层开裂趋势减弱,结晶趋势增强,致密度有所提高。
GOI法蓝宝石单晶生长温场优化设计与模拟分析
许承海, 孟松鹤, 杜善义, 左洪波, 张明福
2006, 26(5): 81-85.
[摘要](18) [PDF 897KB](0)
摘要:
通过对温场的数值模拟计算,发现外加轴向、径向温度梯度能够提高界面稳定性,减小熔体热对流,有利提高晶体的生长质量。根据大尺寸蓝宝石晶体生长的温场要求,对常规的GOI法晶体生长炉进行了改造,并设计了独特的加热体形状和隔热屏结构,能够为晶体生长系统提供可控的轴向、径向温度梯度。通过试验比较也证明了改造温场后的单晶炉能够生长出性能较好的大尺寸蓝宝石晶体。
CVI反应器内部气体流场的有限元模拟及优化设计
陈晋, 徐永东, 曾庆丰, 张立同, 成来飞
2006, 26(5): 86-90.
[摘要](24) [PDF 1059KB](0)
摘要:
采用有限元计算方法,研究了CVI反应器内部的流场特征。对于形状简单的构件,构件的放置方式和阵列对气体的流动状态具有显著的影响。与横向阵列相比,纵向阵列能充分保证构件沿其长度方向流场均匀性,减小回流现象;在反应器中,随着纵向阵列试样数量的增加和分布均匀性的提高,气体流动速度增大,流场均匀性提高。减少反应器内部的自由空间,是提高流场品质和化学气相沉积效果的关键。基于减少反应器内部的自由空间的原则,针对杯形复杂构件,提出了通过加入与其几何形状相适应的导流板工装,有效避免了在构件内部和外部形成回流区,实现流场的优化设计。
碳基复合材料超高温热化学烧蚀过程的数值模拟
刘志刚, 梁军, 张巍
2006, 26(5): 91-95.
[摘要](22) [PDF 262KB](0)
摘要:
对超高温热化学烧蚀的计算方法进行了研究,对碳基复合材料在不同环境下热化学烧蚀过程进行了数值模拟,对烧蚀产物进行了计算。计算表明,碳基复合材料在烧蚀过程中依次出现氧化、升华过程。10atm下,氧化、升华过程交替温度为330K。压力升高,交替温度也依次升高。氧化产物为CO,而升华产物依次为C3、C1。在3300K以下,烧蚀主反应为2C+O2→2CO。在3300K以上,烧蚀主反应为:2C+O2→2CO,2C+N2→2CN,i(C)→Ci(g)i=1,3。并用哈尔滨工业大学研制的“星形”等离子发生器及国产的等离子体火炬进行了碳基复合材料烧蚀实验。实验光谱检测结果与超高温热化学烧蚀计算的烧蚀产物一致,验证了超高温热化学烧蚀计算的正确性。
LY12铝合金的拉扭复合加载疲劳
刘世民, 艾素华, 王中光
2006, 26(5): 96-100.
[摘要](19) [PDF 1014KB](0)
摘要:
对LY12铝合金的拉扭复合加载疲劳性能进行了研究,并用扫描电镜对疲劳试样的断口进行了观察。试验选用单轴轴向、0°同相拉扭复合、45°非同相拉扭复合、90°非同相拉扭复合和纯扭转五种加载路径,并使试样在不同加载路径下的最大等效应变值相等。结果表明,LY12铝合金试样在五种加载条件下,均出现循环硬化和饱和现象。LY12铝合金试样在纯扭转加载时的寿命最长,在90°非同相拉扭复合加载时的寿命最短。用Wang-Brown模型的损伤参量,可以较好解释不同加载条件的疲劳寿命差异。单轴轴向加载和0°同相拉扭复合加载试样的断口均出现疲劳条纹,纯扭转加载和90°非同相拉扭复合加载断口形貌以裂纹面间相互摩擦的痕迹为主。
γ-TiAl的热疲劳和损伤行为
李军, 乔生儒, 李世琼, 章斌
2006, 26(5): 101-105.
[摘要](26) [PDF 365KB](0)
摘要:
在空气介质中用光辐射热/机械疲劳试验机对-γTiAl的热疲劳性能进行了研究,采用电阻和动态弹性模量的相对变化率表征损伤,并对其物相和组织变化进行了分析。结果表明,用弹性模量和电阻相对变化率表征的γ-TiAl热疲劳损伤曲线有相似的规律,即在循环初期的线性损伤阶段,两种方法表征的损伤量相差不大;随着循环次数的增加,两者表征的损伤量相差逐渐加大,并最后都趋于一个稳定的值。热疲劳后,γ相的含量增加,α2的含量相应地减少。200~900℃热疲劳后γ相的增加量多于200-700℃热疲劳后的增量。热疲劳后片层团的尺寸减小,还出现了微孔洞等缺陷,在这些缺陷的共同作用下,使得电阻增加,弹性模量减小。
定向有机玻璃的拉伸断裂行为研究
范金娟, 张卫方, 陈新文
2006, 26(5): 106-108.
[摘要](19) [PDF 903KB](0)
摘要:
研究了定向有机玻璃在不同温度下的拉伸断裂行为,探讨了定向有机玻璃拉伸行为与温度的关系。结果表明:随温度升高,定向有机玻璃的拉伸强度和拉伸模量降低,断裂伸长率增加,材料由刚而脆变得软而韧。不同温度下定向有机玻璃的断裂特征差别显著,在23℃时分层断裂特征最明显,在-55℃时主要为礼花状放射特征,而在80℃时主要为韧性断裂特征。
YB-MD-3有机玻璃的疲劳裂纹扩展特性研究
贾敬华, 李亚智, 肖健
2006, 26(5): 109-112.
[摘要](77) [PDF 747KB](0)
摘要:
试验测定和分析了YB-MD-3有机玻璃的等幅疲劳裂纹扩展规律和疲劳裂纹扩展门槛值。结果表明对较厚的中心裂纹板试件用带压缩的循环载荷能够预制出质量稳定的穿透裂纹;显示了平均应力对疲劳裂纹扩展特性影响的特殊规律以及负应力比循环下压缩部分对裂纹扩展的加速作用;探讨了常温下低频加载时频率变化对YB-MD-3有机玻璃疲劳裂纹扩展的影响。
基于SFEM的SRM纤维缠绕结构的可靠性分析
陈顺祥, 沈志辉, 朱成永
2006, 26(5): 113-116.
[摘要](21) [PDF 192KB](0)
摘要:
采用纽曼级数展开的蒙特卡罗随机有限元方法(SFEM),分析了固体火箭发动机(SRM)复合材料缠绕的燃烧室在内压正态变化下的应力响应,然后利用应力强度干涉原理分析计算其可靠性。
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