2007年27卷5期

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论文
Ti3Al基合金微弧氧化膜的制备和性质
李夕金, 程国安, 薛文斌, 程云君
2007, 27(5): 1-6.
[摘要](31) [PDF 1669KB](0)
摘要:
利用微弧氧化方法在Ti3Al基合金上制备了厚度达120μm的陶瓷膜。研究了陶瓷膜的生长曲线,发现膜层厚度随着氧化时间的增加而增加,在不同氧化阶段生长速度不同,膜层以向外生长为主;显微结构和硬度分析都发现,陶瓷膜分为两层结构,即内层和外层,陶瓷膜内外层的主要物相是(Ti0.6Al0.2Nb0.2)O2相,外层中还有一定数量的无定形SiO2相;陶瓷膜的最大显微硬度可以达到基体硬度的3倍左右。显微划痕实验表明:膜与基体间结合力大于40N,膜与基体结合良好。电化学极化曲线测试显示陶瓷膜在3.5%盐水溶液中的耐蚀性与Ti3Al基体相比有较大的提高。
机械合金化+热压制备Laves相NbCr2合金及其组织性能研究
肖璇, 鲁世强, 马燕青, 晏建武, 胡平
2007, 27(5): 7-11.
[摘要](34) [PDF 644KB](0)
摘要:
采用机械合金化+热压工艺路线来制备化学配比成分的单相Laves相NbCr2合金。研究了Cr,Nb元素粉经20h球磨后在1200℃,1250℃和1300℃不同时间热压所获得的Laves相NbCr2合金的组织和性能。结果表明:1250℃×0.5h热压获得的Laves相NbCr2合金组织均匀,晶粒尺寸达到微/纳米级,致密度达到97.1%,室温断裂韧性高于5.07MPa·m1/2。与熔铸工艺制备的单相Laves相NbCr2合金的断裂韧性1.50MPa·m1/2相比,所制备的单相Laves相NbCr2合金的室温断裂韧性大大提高,充分实现了细晶韧化的效果。
单晶高温合金中的碳化物演化及其作用的研究
刘丽荣, 金涛, 孙晓峰, 管恒荣, 胡壮麒
2007, 27(5): 12-16.
[摘要](56) [PDF 784KB](1)
摘要:
研究了一种含微量(0.015%)碳的镍基单晶高温合金在热处理和持久过程中的碳化物演化机制以及各种碳化物对合金持久性能的影响。研究结果表明:含有少量碳的合金在枝晶间区域形成少量的MC碳化物;部分MC碳化物在合金热处理和持久试验过程中发生了由MC向M6C的碳化物转变;在较高温度的持久实验过程中,有立方形的二次M6C碳化物析出,在较低温度下,有二次M23C6碳化物共格析出,两者都起到阻碍位错运动的作用。与基体合金相比,含微量碳的单晶高温合金的持久性能较高。
富镧混合稀土对Mg-10Li-4Al合金组织和力学性能的影响
刘滨, 张密林, 胡耀宇, 巫瑞智
2007, 27(5): 17-21.
[摘要](36) [PDF 681KB](0)
摘要:
研究了不同添加量的富镧混合稀土对Mg-10Li-4Al合金显微组织的影响,分析了稀土化合物在合金中的作用,测量了铸态合金室温力学性能。研究表明,富镧混合稀土加入后,细化了晶粒,合金中生成短棒状稀土化合物Al3La,抑制了合金中MgLiAl2相和Mg17Al12相的生成,提高了合金的力学性能;当Al3La数量增多时,合金强度缓慢提高,延伸率下降。
等温锻造对Ti-17粉末合金显微组织的影响
赵张龙, 郭鸿镇, 汤慧萍, 刘海彦, 田云, 姚泽坤
2007, 27(5): 22-25.
[摘要](30) [PDF 692KB](1)
摘要:
采用烧结+等温锻造的方法制备Ti-17粉末合金,对粉末合金制备过程中各工序的密度、显微组织变化规律等进行了试验研究。试验结果表明:经相同条件烧结后,-140目粉末烧结棒材和-80/+140目粉末烧结棒材分别达到理论密度的98.06%和93.55%,在-80/+140目粉末烧结棒材显微组织中观察到有大量的残留空隙存在。采用高低温等温锻造工艺能够有效去除粉末合金烧结后残留的空隙,提高合金的密度,使合金的显微组织得到显著细化和均匀化。烧结+等温锻造是制备优质粉末钛合金的有效方法。
热处理对Fe-B-C合金组织和力学性能影响
冯锡兰, 蒋志强, 符寒光
2007, 27(5): 26-29.
[摘要](31) [PDF 668KB](0)
摘要:
研究了淬火温度和冷却速度对B含量>1.0%和C含量<0.2%的Fe-B-C铸造合金组织和性能的影响。结果发现:相同淬火温度下,随着淬火冷却速度增加,淬火组织不断发生变化,由大量珠光体+铁素体+少量马氏体→大量马氏体+少量珠光体→马氏体,合金硬度也不断增加。水冷淬火条件下,淬火温度过低或过高,均不利于获得单一的马氏体基体组织。Fe-B-C合金在950~1000℃水冷淬火后,可以获得细小板条马氏体基体上分布高硬度硼化物的复合组织,硬度大于55HRC,冲击韧性大于15 J/cm2,综合力学性能优良。
粉末高温合金超塑性等温锻造技术研究
王淑云, 李惠曲, 杨洪涛
2007, 27(5): 30-33.
[摘要](38) [PDF 1209KB](1)
摘要:
对FGH96合金超塑性及等温锻造工艺进行了研究,结果表明,FGH96合金经晶粒细化处理后,在1020~1100℃,具有良好的超塑性;FGH96合金超塑变形时流变应力比热等静压后直接变形时显著降低,在1050℃以1×10-4s-1进行恒应变速率压缩变形,其流变应力只有60MPa左右;将FGH96合金超塑性变形应用于大型涡轮盘的等温锻造,使小设备超塑性等温锻造大型涡轮盘锻件成为可能。
高Nb-TiAl合金粉的制备及其特性
王衍行, 赵丽明, 林均品, 王艳丽, 曲选辉, 陈国良
2007, 27(5): 34-39.
[摘要](29) [PDF 1867KB](0)
摘要:
采用等离子束熔炼工艺制备了名义成分为Ti-45Al-8.5Nb-0.2W-0.2B-0.02Y(at%)的大尺寸铸锭,经机加工后,采用无坩埚感应加热连续Ar气雾化工艺制备出合金粉,并研究了其特性。结果表明,大尺寸高Nb-TiAl合金铸锭为全片层组织,主要存在三种微观偏析:β相、硼化物和氧化钇。高Nb-TiAl合金粉的粒度主要分布在100~200μm;氧含量随着合金粉的粒度变细而逐渐增大;氮含量不随合金粉粒度的变化而变化;另外,还存在极少量的碳。高Nb-TiAl合金粉的相组成与粒度密切相关,-200目粉只存在α2相,随着粒度变粗,γ相逐渐增多,α2相逐渐减少。高Nb-TiAl合金粉的表面和内部组织均呈枝状;内部组织存在四种成分偏析,随着粒度变细,偏析细化。
基于热加工图的TC4合金热成形性能研究
张晓露, 李付国, 彭富华, 黄勇胜, 帅朝林
2007, 27(5): 40-44.
[摘要](36) [PDF 1972KB](0)
摘要:
通过热压缩试验研究TC4(Ti-6Al-4V)合金在应变速率为0.001~100s-1,变形温度为750~1050℃条件下的热成形性能。建立了基于流动应力的TC4合金本构方程。综合考虑应变速率和变形温度对材料微观结构及性能的影响,采用动态材料模型建立加工图。根据Malas稳定性准则确定出了非稳定区的位置及热变形最佳工艺参数:变形温度为800℃,应变速率为0.001s-1
Fe-Ni-Cu-C合金粗粉的注射成形工艺
乔斌, 尚峰, 李化强
2007, 27(5): 45-48.
[摘要](25) [PDF 606KB](0)
摘要:
对平均粒度为60μm的Fe-Ni-Cu-C合金粗粉进行了注射成形。采用正交试验法,以生坯三点抗弯强度和生坯密度作为依据,研究了注射参数对生坯质量的影响,得到了理想的脱脂和烧结工艺。结果表明:在1225℃,H2和N2比为1:3时得到的烧结件具有最好的力学性能,其抗拉强度为360MPa,屈服强度为171MPa,硬度为54HRB。
Pd-Co-Ni-V钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织及性能
陈波, 熊华平, 毛唯, 郭万林, 程耀永, 李晓红
2007, 27(5): 49-52.
[摘要](33) [PDF 1154KB](0)
摘要:
采用座滴法研究了PdCo合金及PdCo-V合金对SiC陶瓷的润湿性。设计的PdCo-(4~20)V-(2~4)Ni-Si-B钎料可用于SiC的连接,在1463 K,1493 K两个温度,保温时间均为10 min的连接条件下得到的接头室温三点弯曲强度分别为52.0 MPa和56.8 MPa。微观分析表明,接头中在紧靠SiC的界面交叉分布着Pd2Si相与CoSi(或Co2Si)+石墨的混合相,而元素V只在接头的中央富集,形成了弥散分布的V2C相。
无压浸渗SiC_p/Al复合材料干摩擦磨损性能研究
吕一中, 王宝顺, 崔岩, 赵会友, 曲敬信
2007, 27(5): 53-57.
[摘要](33) [PDF 638KB](0)
摘要:
采用无压浸渗法制备了不同SiC颗粒体积分数以及不同SiC颗粒粒度的Al基复合材料。以硬质合金(80%WC+20%Co)为对摩试样进行了干摩擦试验,研究了颗粒体积分数(15%,25%,35%,45%,55%)、颗粒粒度(110μm,63μm,45μm)以及载荷(196N,392N)对SiCp/Al复合材料干摩擦磨损性能的影响。采用SEM和EDS分析了铝合金基体、复合材料的磨损表面及磨损机理。研究结果表明,颗粒体积分数在15%~35%之间时,复合材料的耐磨性明显优于铝合金基体。载荷为196N时,铝合金的磨损率是15%,25%,35%SiCp(110μm)/Al复合材料的2.16,2.76,2.07倍。SiCp/Al复合材料的磨损率随着颗粒粒度的增加、载荷的减小而降低。SiC颗粒的体积分数对铝基复合材料的磨损率和磨损机制有显著影响:SiC颗粒体积分数存在一个最佳值(25%),此时复合材料的磨损率最小,耐磨性能最好。当体积分数小于25%时,复合材料磨损率随着体积分数的增加而下降,磨损机制以磨粒磨损为主,而当体积分数大于25%时,复合材料磨损率随着体积分数的增加而上升,磨损机制以表层剥落磨损为主,同时伴有磨粒磨损。
热处理及浆料对Nextel 720纤维强度及其分布的影响
韩桂芳, 张立同, 成来飞
2007, 27(5): 58-61.
[摘要](28) [PDF 1048KB](0)
摘要:
采用两参数Weibull分布,对Nextel 720纤维强度及其分布进行了研究,并采用Kolmogorov非参数检验对其分布进行了检验。采用液相浸渍(硅溶胶、石英浆料和氮化硅浆料)对Nextel 720纤维进行处理,研究其对Nextel 720纤维强度的影响。结果表明,可用两参数Weibull分布表征纤维束强度分布。热处理使纤维强度急剧下降,且强度分散性变大。上浆后800℃处理,纤维束强度较高,Weibull模数高于原始纤维束;1000℃处理后,温度对纤维束的损伤严重,强度较低,但比不上浆相同温度处理纤维束强度高,分散性小。
聚乙撑二氧噻吩/碳纳米管复合物的合成与表征
哈恩华, 黄大庆, 哈恩平, 王智勇, 丁鹤雁
2007, 27(5): 62-65.
[摘要](26) [PDF 520KB](0)
摘要:
为制备出导电性能优良的有机透明导电涂层,需要把具有导电性的碳纳米管在树脂中组装成一体化导电结构网络。本文运用可以在树脂中自组装的导电聚乙撑二氧噻吩来实现碳纳米管自组装的方法,合成出了导电聚乙撑二氧噻吩纳米薄膜均匀覆盖的导电聚乙撑二氧噻吩/碳纳米管复合物,并运用透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)和四探针法对其进行了分析与表征,结果发现在碳纳米管含量为1%时,纳米复合物的导电率可达到100S/cm,而碳纳米管和聚乙撑二氧噻吩的导电率分别为10.4 S/cm和14.3S/cm。
苯乙炔基封端PMR型聚酰亚胺树脂的制备与性能研究
陈建升, 左红军, 高群峰, 何冠君, 范琳, 杨士勇
2007, 27(5): 66-70.
[摘要](22) [PDF 1823KB](0)
摘要:
使用2,3,3,'4'-联苯四酸二酐、对苯二胺和反应性封端剂4-苯乙炔苯酐,采用单体原位反应聚合法制备了设计分子量为1500的PMR型聚酰亚胺树脂PEPA-15。PEPA-15树脂溶液具有良好的室温储存稳定性,我们使用AR-2000流变仪对树脂的熔体加工性能进行了初步测试,树脂经过371℃固化后显示了优异的热稳定性,T300碳纤维增强的复合材料经371℃后固化后在动态热机械分析测试(DMA)中在450℃前储能模量没有明显变化。
SHS法反应合成Al3Ti/Al复合材料的研究
霍小卫, 王树奇, 陈康敏
2007, 27(5): 71-76.
[摘要](28) [PDF 1832KB](0)
摘要:
通过将5Al-Ti体系混合粉末预制块在一定温度下预热,原位制备出Al3Ti/Al复合材料,并探讨了其生成机理和影响因素。研究发现:Al粉和Ti粉混合预热生成Al3Ti是由Al粉的熔化诱导;在高于热爆起始温度下预热时,Al3Ti直接以热爆反应机制生成;在低于热爆起始温度下预热时,Al3Ti按扩散-热爆反应机制生成。预热温度、Ti粉粒度及冷却速度是影响材料组织性能的关键因素。通过适当工艺制备出具有性能优异的Al3Ti/Al复合材料,其硬度是铝基体的3.6倍,耐磨性高。
玄武岩纤维表面涂层改性研究
曹海琳, 张春红, 张志谦, 高原
2007, 27(5): 77-82.
[摘要](33) [PDF 1740KB](0)
摘要:
采用溶胶-凝胶技术制备有机/无机纳米杂化涂层材料,通过红外光谱和原子力显微镜技术对该材料进行表征分析,结果表明合成了环氧/SiO2纳米杂化材料。采用合成的纳米杂化浆料对玄武岩纤维进行表面改性,通过纤维表面形貌、纤维复丝拉伸强度和复合材料层间剪切强度分析,研究玄武岩纤维表面涂层改性效果。试验结果表明:采用适当浓度的涂层溶液对玄武岩纤维进行表面改性可以有效的增加纤维表面粗糙度,提高纤维复丝拉伸强度,改善复合材料界面粘接强度,说明玄武岩纤维表面涂敷有机/无机纳米杂化涂层的改性方法是确实有效的。
磁性金属纤维与树脂混合物的有效介电常数和有效磁导率的预测
高正平, 毕兆亿, 王晓红
2007, 27(5): 83-90.
[摘要](90) [PDF 950KB](0)
摘要:
提出了一个预测磁性金属纤维与树脂混合物的有效介电常数与有效磁导率的方法。首先推导了单根纤维的磁矩、电矩、表观介电常数和表观磁导率的计算公式;分析了纤维的表观磁导率与纤维的几何尺寸间的关系,说明了高磁导率的机理。然后用Maxwell-Garnett模型计算了纤维以不同方式分布的混合物的有效介电常数和有效磁导率。
端部斜削的铝单搭接接头应力分布数值分析
游敏, 严沾谋, 郑小玲, 余海洲
2007, 27(5): 91-94.
[摘要](35) [PDF 1057KB](0)
摘要:
用弹塑性有限元法,研究了被粘物自由端外侧斜削角度以及不同弹性模量胶粘剂对铝合金单搭接接头应力分布的影响。结果表明:对被粘物自由端外侧进行斜削,可以使胶层中部的应力峰值降低,从而提高接头的强度。随着斜削角度的减小,胶层中部应力峰值逐渐降低。随着胶粘剂弹性模量的降低,斜削接头胶层中部各应力的峰值随之降低。对于胶粘剂弹性模量高的接头,斜削使得胶层中部的应力峰值得到了极大的降低;而对于胶粘剂弹性模量低的接头,斜削对胶层中部的应力峰值影响较小。
复合材料大斜削结构压缩试验和损伤模拟研究
邵小军, 岳珠峰, 王毅, 张庆茂
2007, 27(5): 95-100.
[摘要](36) [PDF 1055KB](0)
摘要:
对复合材料斜削结构进行了压缩试验和相应的有限元模拟分析,编制了损伤子程序模拟结构内部的损伤。通过对试验数据和数值模拟结果的对比,发现数值模拟结果和试验数据吻合较好。试验和模拟结果显示,由于削层的存在,使得结构更复杂,尤其在过渡段内,各截面的性能互不相同。通过损伤模拟,预测了三种损伤形式的萌生位置和扩展方向,发现结构同时发生基体开裂损伤和纤维-基体剪切损伤,然后再发生纤维屈曲损伤。基体开裂损伤和纤维-基体剪切损伤的发生对结构的承载能力有严重影响,是灾难性的。而随后发生的纤维屈曲损伤加剧了这种影响,此时结构完全失去承载能力。
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