2007年27卷4期

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论文
高纯Al-Cu-Mg-Ag合金的多级断续时效工艺研究
张坤, 戴圣龙, 黄敏, 杨守杰, 颜鸣皋
2007, 27(4): 1-5.
[摘要](28) [PDF 655KB](0)
摘要:
采用拉伸力学性能测试、透射电镜微观组织分析、扫描电镜断口分析等方法,研究高纯Al-Cu-Mg-Ag合金多级断续时效工艺对合金力学性能及微观组织的影响。结果表明,二级时效温度为室温和65℃时,合金强化效果主要来源于固溶强化和GP区,时效时间对合金强度影响很小。二次时效温度高于100℃时,合金的主要强化相由θ′相逐渐转变为Ω相。适当延长时效时间可使合金获得最大的强化效果。与T6I4和T6I6热处理工艺相比,采用185℃,20min预时效后水淬+150℃/25~50h的多级断续时效工艺极大缩短热处理周期并简化工序,同时合金的强度水平与T6态相当,而塑性获得显著改善。
夹杂物特征参数对拉伸载荷下超高强度钢裂纹萌生与扩展的影响
范红妹, 曾燕屏, 王习术, 谢锡善
2007, 27(4): 6-9.
[摘要](23) [PDF 615KB](0)
摘要:
采用扫描电镜原位观测的方法,动态跟踪观察拉伸载荷作用下航空发动机轴类超高强度钢MA250中不同形状和尺寸的TiN夹杂导致裂纹萌生与扩展的微观行为,从微观角度分析拉伸载荷作用下夹杂物的几何长轴与外加载荷方向成不同角度时裂纹的萌生方式。同时讨论TiN夹杂中第一条裂纹萌生所需的应力与夹杂物面积的关系。结果表明,夹杂物面积越大,第一条裂纹萌生所需的应力越小。
ZL114A合金疲劳行为研究
周永江, 熊艳才, 洪润洲, 姚惟斌, 张喆
2007, 27(4): 10-13.
[摘要](31) [PDF 1152KB](0)
摘要:
研究ZL114A合金的拉伸性能和轴向应力疲劳行为(Kt=1,R=-1)。结果表明,ZL114A合金的疲劳性能与美国A357合金的疲劳性能相当。系统研究了L114A合金疲劳损伤特征,分析疏松、夹杂物等铸造缺陷在疲劳裂纹的形核、裂纹的扩展以及瞬断中所起的作用,表明铸造过程中形成的铸造缺陷数量、尺寸、位置对金属的疲劳性能都有不同程度的影响。
300M钢超音速火焰喷涂WC/17Co涂层的疲劳性能
邓春明, 刘敏, 周克崧, 伍超群
2007, 27(4): 14-18.
[摘要](23) [PDF 478KB](0)
摘要:
夹杂物尺寸对超高强结构钢的疲劳寿命有明显影响。疲劳断口分析表明,300M超高强钢中的疲劳裂纹源主要由其中的夹杂物所造成。而超音速火焰喷涂WC/17Co处理后300M钢裂纹源全部来自于基体中的夹杂,夹杂组成均为Al2O3.xCaO.ySiO2。分别采用统计极值法和广义Pareto分布对不同质量300M钢中的最大夹杂物进行估计,与实际疲劳断裂的最大夹杂物尺寸进行对比,并对不同质量300M钢的疲劳极限进行估算。HVAF处理使300M钢中次表面的残余压应力增大,对抑制裂纹萌生和扩展有利。试验结果表明,在低载荷下HVAF提高了基体疲劳寿命,而在高载荷下由于压应力作用有限,以及喷砂氧化铝对300M钢表面造成损伤带来负面作用而降低300M钢的疲劳寿命。
7050航空铝合金“单因素”本构模型参数与温度相关性研究
杨勇, 柯映林, 董辉跃
2007, 27(4): 19-24.
[摘要](27) [PDF 1791KB](0)
摘要:
从理论和实验两方面研究7050航空铝合金“单因素”本构模型中参数与温度的相关性。通过位错理论分析和进行材料基本关系式推导指出铝合金材料模型受温度的影响。设计准静态压缩实验和高速冲击压缩实验研究材料的静、动态力学性能。通过对试验数据的分析、拟合和比较,得出7050航空铝合金“单因素”本构模型中的参数与温度相关的结论。根据试验结果建立材料参数与温度之间的数学映射,并在此基础上构建7050航空铝合金“单因素”本构模型,最后进行切削实验验证模型的正确性。7050航空铝合金“单因素”本构模型的建立为进一步开展切削加工有限元模拟和进行工艺优化奠定基础。
钛合金基体EB-PVD热障涂层的制备与初步研究
何博, 李飞, 周洪, 姚振中, 孙宝德
2007, 27(4): 25-30.
[摘要](29) [PDF 807KB](0)
摘要:
在TC11钛合金上制备两种以NiCoCrAlY为粘结层,8wt%Y2O3-ZrO2(YSZ)为陶瓷层的热障涂层,粘结层制备技术分别为电子束物理气相沉积(EB-PVD)和超音速火焰喷涂(HVOF),陶瓷层由EB-PVD同炉沉积。两种热障涂层的微结构、显微硬度及热循环测试表明,EB-PVD制备的粘结层均匀致密,上层YSZ组织细密,硬度较高,而HVOF获得的粘结层疏松不均,上层YSZ晶粒粗大,硬度较低;前者有较好的抗热冲击性能,裂纹较分散,防护性能较好,而后者易开裂剥落,裂纹密集,防护性能较差。
几种时效制度铝锂合金在Cl-环境下的腐蚀行为
张蕾, 陈群志, 王逾涯, 严卫东
2007, 27(4): 31-35.
[摘要](24) [PDF 482KB](0)
摘要:
以盐雾硫化腐蚀试验作为加速腐蚀试验,对不同时效制度下1420合金的表面腐蚀形貌进行观察。以最大腐蚀深度为腐蚀损伤衡量指标,研究双级时效合金模锻件腐蚀的统计规律。结果发现,盐雾硫化腐蚀试验7天的1420双级时效合金的最大腐蚀深度符合Gumbel统计规律。显微组织观察表明,双级时效不仅能有效控制沉淀相(δ′相)和平衡相(S相)的长大速率,同时也使析出相均匀分布。合金中均匀分布的S相降低阳极相与基体间的电位差,减弱阳极溶解的驱动力,有效改善合金的腐蚀抗力。
复合包渗法制备铌合金表面硅化物涂层
肖来荣, 许谅亮, 易丹青, 蔡志刚, 王小宁
2007, 27(4): 36-41.
[摘要](21) [PDF 982KB](0)
摘要:
采用复合包渗法在C103铌合金基体上制备硅化物涂层,进行1500℃静态氧化实验,室温~1500℃热震实验,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等检测手段对涂层氧化前后的组织结构进行观察,分析涂层形成机理、硅化时间对涂层组织结构的影响以及涂层氧化前后组织形貌的变化。研究表明,复合包渗法制备硅化物涂层主要是通过扩散反应形成的;涂层是以MoSi2相为主体层的多相复合结构;在高温氧化环境下,涂层表面生成熔融态非晶玻璃膜,有效阻止了氧向内进一步扩散,涂层抗静态氧化及抗热震性能良好。
Ti的添加方式对反应钎涂碳化物/铁基合金复合涂层组织结构的影响
赵祖德, 许振华, 黄继华, 魏世忠, 赵兴科, 张华
2007, 27(4): 42-45.
[摘要](17) [PDF 871KB](0)
摘要:
利用钛铁粉、纯钛粉、铬铁粉或纯铬粉、硼铁粉、镍粉、硅粉和胶体石墨粉,真空条件下通过反应钎涂在低碳钢基体表面制备与基体为冶金结合的碳化物/铁基合金复合涂层。研究Ti的添加方式对涂层组织的影响。试验结果表明,涂层组织结构由粘结相Fe基体相和增强相碳化钛、碳化铬构成。Ti的添加方式对涂层组织结构影响很大。不同的Ti添加方式,导致涂层中碳化钛形态及涂层致密度差别较大。分析认为,Ti的添加方式对涂层组织结构的影响是由于涂层TiC合成时受到的动力学条件不完全相同造成的。
热处理对NiCrAl/Ni3Al微叠层材料力学性能影响
关春龙, 徐三魁, 祁颖
2007, 27(4): 46-49.
[摘要](23) [PDF 516KB](0)
摘要:
利用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备NiCrAl/Ni3Al微叠层复合材料,对其在制备态和时效态不同温度下的力学性能进行试验,考察不同时效温度对材料拉伸性能的影响。结果表明,制备态样品沿柱状晶晶界发生脆性断裂,而热处理态样品的断口具有典型的韧性断裂特征。力学性能测试结果表明,经过适当的热处理后,微层材料室温和高温力学性能与制备态时相比,有明显的改善。经740℃/32h热处理后,材料性能明显提高。
Cr3C2/Ni3Al复合材料的组织与耐磨性能
顾国荣, 骆合力, 李尚平, 刘培英, 冯涤
2007, 27(4): 50-53.
[摘要](27) [PDF 623KB](0)
摘要:
采用氩弧焊将Cr3C2-Al-Ni焊丝堆焊于碳钢表面制成Cr3C2/Ni3Al高温耐磨复合材料。利用电弧物理热与Ni,Al反应热在线生成复合材料,增强相尺寸由原料中150μm经溶解析出减小到平均10μm以下,组织均匀稳定。复合材料常温下耐磨粒磨损性能是传统高温耐磨合金Stellite12的2倍。分析认为,在硬度几乎相同情况下,增强相体积分数、增强相尺寸、Ni3Al形变硬化能力是决定复合材料在常温下耐磨粒磨损性能的主要因素。
Al-TiO2-C系原位合成铝基复合材料高温拉伸性能及断裂机理
朱和国, 袁运站, 陈湜, 吴旭, 虞海燕
2007, 27(4): 54-59.
[摘要](24) [PDF 1612KB](0)
摘要:
讨论了Al-TiO2-C反应系原位反应合成铝基复合材料的常温和高温拉伸性能及其断裂机理。当C/TiO2摩尔比为0时,增强相由α-Al2O3和Al3Ti组成,随C/TiO2摩尔比的增加,Al3Ti逐渐减少,在C/TiO2摩尔比为1时,Al3Ti基本消失。室温抗拉强度和延伸率随C/TiO2摩尔比的增加而同步提高,分别由250.4 MPa和4.0%上升到350.8 MPa和6.0%。SEM观察发现有的Al3Ti自身解理开裂,并在四周形成较大韧窝,拉伸时裂纹核可在Al3Ti棒中和基体中α-Al2O3的聚集处形成,并分别在棒的解理面和基体中扩展引起断裂。高温时,热错配应力促使裂纹核先于基体在Al3Ti棒与基体的界面萌生扩展,Al3Ti从基体中脱离,断口出现洞坑,C/TiO2摩尔比为1的复合材料在727K时,拉伸强度降为93.3MPa,延伸率升为11.0%。
2.5D C/SiC复合材料的热物理性能
李宏, 徐永东, 张立同, 成来飞, 马军强, 张青, 李开元
2007, 27(4): 60-64.
[摘要](19) [PDF 504KB](0)
摘要:
分别采用热膨胀仪和激光脉冲导热仪测试2.5D C/SiC复合材料从室温到1400℃纵向、横向的热膨胀系数和厚度方向的热扩散系数。结果表明,2.5D C/SiC复合材料的热膨胀系数随温度的升高而缓慢升高,在350℃和700℃附近出现波动,且横向的热膨胀系数略高于纵向。热扩散系数随温度的升高逐渐降低,且下降速率随温度的升高而变缓。CVD SiC涂层后,材料热扩散系数提高1~2倍。
复合材料格栅结构单元力学性能预测
蒋诗才, 邢丽英, 李斌太, 陈祥宝
2007, 27(4): 65-68.
[摘要](26) [PDF 502KB](0)
摘要:
采用商业有限元软件MSC.Nastran,运用简单的Shell单元对复合材料格栅结构蒙皮和加强筋进行模拟,预测复合材料格栅结构名义纵向拉伸强度/模量,弯曲强度/模量。计算结果表明,随着复合材料格栅中肋高度的增加,名义弯曲强度/模量和拉伸强度/模量均有下降趋势。
不同织构纤维增强SiC基复合材料的抗损伤性能
周长城, 张长瑞, 胡海峰, 张玉娣, 王志毅
2007, 27(4): 69-72.
[摘要](20) [PDF 404KB](0)
摘要:
以四种织构纤维编织体(2.5D,三维四向,三维五向,三维六向)增强的SiC基复合材料为研究对象,研究不同织构纤维编织体损伤给复合材料结构带来的影响,并从纺织学角度分析此种现象。结果表明,2.5D织构纤维编织体结构整体性较好,在表层纤维受损的情况下,依旧保持良好的三维整体性,所制备复合材料抗损伤性良好。而三维四向、三维五向和三维六向织构纤维编织体结构整体性较差,在表层纤维受损的情况下,纤维编织体的整体性遭到致命破坏,复合材料出现低应力断裂,抗损伤性很差。
新型杂化浆料的合成及其对碳纤维/异构聚酰亚胺复合材料性能的影响
张春红, 张密林, 曹海琳, 张志谦, 高连勋, 王震
2007, 27(4): 73-79.
[摘要](20) [PDF 1324KB](0)
摘要:
通过合成新型改性剂——(γ-苯乙炔亚胺基)丙基三乙氧基硅烷(PEIPTES)实现对SiO2前驱体的原位改性,制备新型异构聚酰亚胺/SiO2杂化浆料,利用元素分析、FT-IR、热重分析等对PEIPTES的结构和性能以及新型杂化浆料的结构进行表征与分析。结果表明,杂化浆料中有机相与无机相之间形成化学键。利用该杂化浆料对碳纤维表面进行改性。AFM分析表明,改性后碳纤维表面覆盖一层有纳米级颗粒状突起的物质,增加表面粗糙度,有利于改善复合材料界面性能。复合材料力学性能研究表明,杂化浆料可提高碳纤维/异构聚酰亚胺复合材料的层间剪切强度,当SiO2含量为5wt%时层间剪切强度达到最大值,此时冲击性能和界面耐热性能均有显著提高。
双性能粉末高温合金涡轮盘的研究进展
胡本芙, 田高峰, 贾成厂, 刘国权
2007, 27(4): 80-84.
[摘要](32) [PDF 803KB](1)
摘要:
粉末高温合金由于在高温条件下表现出一系列优越的性能而成为制造高推重比航空发动机涡轮盘等热端部件的首选材料,特别是近年来对具有双晶粒组织的双性能涡轮盘不断深入的研究,使粉末高温合金应用前景更加乐观。本文论述国内外双性能粉末高温合金涡轮盘的研究进展,重点分析在制备中面临的问题,并对国内研制双性能涡轮盘提出建议。
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