2008年28卷2期

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论文
夹杂物在FGH95中的损伤力学行为研究
周晓明, 汪殿龙, 汪煜, 王旭青, 汪武祥, 颜鸣皋
2008, 28(2): 1-4.
[摘要](34) [PDF 1045KB](3)
摘要:
通过损伤力学的研究方法模拟平面拉伸应力作用下夹杂物及周围基体中的应力场分布情况,并通过原位拉伸试验对模拟结果进行验证。结果表明,在夹杂为圆形的情况下,当基体处于弹性状态时,极点处将有一定的拉应力集中,裂纹将从该处萌生;当基体处于弹塑性状态时,应力集中位置将转移到赤道面处,裂纹在该处向基体中扩展。在夹杂为方形的情况下,裂纹在极点处萌生,并在尖角应力集中处向基体中扩展。模拟结果与试验结果的对比说明,在模拟过程中将基体分为弹性和弹塑性两个阶段是可行的。
TC11钛合金的最大m值超塑性变形研究
赵晓宾, 王高潮, 曹春晓, 李臻熙, 杨刚, 范定兵
2008, 28(2): 5-8.
[摘要](20) [PDF 1138KB](0)
摘要:
介绍最大m值超塑性变形的试验方法和计算机控制系统,分析TC11钛合金采用该方法的超塑性变形特点。试验结果表明,经过细化处理的TC11钛合金,在900℃时恒应变速率试验的最大延伸率为1260%,采用最大m值变形方式可以获得异常高的超塑性,延伸率为2300%。TC11超塑性变形以晶界滑移为主,并伴随晶内位错滑移,最大m值法超塑性变形能够使动态再结晶充分发生,是提高钛合金塑性的有效方法。
热处理参数对GH2150A合金冲击韧性的影响
赵宇新, 袁英, 缪宏博
2008, 28(2): 9-13.
[摘要](19) [PDF 751KB](0)
摘要:
研究GH2150A合金经前期热处理与中间热处理后合金组织变化对室温冲击性能的影响。利用光学金相和扫描电镜对合金组织和冲击断口进行观察。结果表明,经过这种热处理可以显著提高合金的室温冲击韧性,比经标准热处理的Ak提高36%。主要原因是该处理改变合金中碳化物的析出数量、形态和分布,减小γ′相的尺寸,从而改变室温冲击的断裂机制。该处理可以使合金得到良好的综合性能。
热模锻造对Ti-24Al-15Nb-1.5Mo/TC4双合金界面连接强度与组织的影响
高峻, 姚泽坤, 梁新民, 刘莹莹, 郭鸿镇
2008, 28(2): 14-18.
[摘要](25) [PDF 846KB](0)
摘要:
研究热模锻造经真空电子束焊接的Ti-24Al-15Nb-1.5Mo与TC4双合金焊缝界面的显微硬度变化、合金元素扩散趋势、显微组织特征和拉伸性能。结果表明,焊后未经任何处理的的试样焊缝边界处Al和Nb含量有突变;经700℃保温12h,AC(空冷)的焊接件焊缝区显微硬度最高,HV0.98平均值达3780MPa;经热模锻造和热处理后,合金元素扩散充分,显微组织均匀,显微硬度均匀。焊接接头拉伸试验表明,经38%变形,1020℃锻造,700℃保温12h,AC处理的试样,高倍组织为双态组织,拉伸性能最好,室温延展率达16.5%,断面收缩率达44.5%。
结合钎焊和氩弧焊方法对钛合金/Nb/不锈钢接头的连接
叶雷, 熊华平, 李晓红, 毛唯, 程耀永
2008, 28(2): 19-23.
[摘要](33) [PDF 1733KB](0)
摘要:
利用AgCu-1.8Ti和AgCu-4.4Ti两种钎料对Nb与0Cr17N i4Cu4Nb不锈钢进行润湿性研究,并钎焊Nb与0Cr17Ni4Cu4Nb接头。AgCu-1.8Ti在Nb与0Cr17Ni4Cu4Nb上的润湿角均小于AgCu-4.4Ti。分析接头组织发现,AgCu-4.4Ti钎料接头中在靠近不锈钢侧存在约50μm宽的富Ti层,而AgCu-1.8Ti钎料接头中未发现该富Ti层。利用氩弧焊将TC4与Nb预先焊好后再用两种钎料钎焊Nb和不锈钢,测定TC4/Nb/0Cr17Ni4Cu4Nb接头的室温拉伸强度。数据显示,AgCu-1.8Ti钎料接头的室温拉伸强度平均值达到222.2MPa,而AgCu-4.4Ti钎料接头强度仅有133.8MPa,所有接头均断于Nb与0Cr17Ni4Cu4Nb界面。
高速端面铣削加工引入残余压应力场的试验研究
龙震海, 赵文祥, 王西彬
2008, 28(2): 24-29.
[摘要](26) [PDF 1165KB](0)
摘要:
为研究高速铣削加工表面残余应力分布,在统计试验设计指导下,使用X射线衍射/电解抛光方法对试样表层、次表层残余应力分布进行测量,得出残余应力分布曲线经验预报公式,探讨切削参数对残余压应力场特征指标的影响规律。研究结果表明,合理的高速切削工艺将在加工表面内引入类似喷丸强化效果的残余压应力场;(3,1)有理式模型与三阶多项式模型是描述高速铣削引入残余应力分布曲线的有效拟合公式;高速切削工艺参数对加工表面残余应力场的产生有直接影响,每齿进给量是决定残余压应力分布的关键因素,每齿进给量的变化将引起残余应力场形成机理的改变。
多点裂纹起始过程的计算机模拟
黄新跃, Angelika Brueckner-Foit
2008, 28(2): 30-33,49.
[摘要](25) [PDF 1001KB](0)
摘要:
在多点裂纹起始的情况下,可以观察到多个微观裂纹的萌生和早期扩展,所以宏观裂纹形成的寿命估算是比较复杂的。本文介绍一种二维计算机模型,模拟一种马氏体钢F82H的多点裂纹起始过程,损伤的累积程度通过单位面积裂纹密度表示,微裂纹萌生循环数通过Tanaka-Mura公式确定。该模型可以模拟材料的微观结构参数(如晶粒尺寸和取向)对裂纹萌生寿命的影响,给出定量的寿命估算表达式。模拟的裂纹密度和循环数的关系与试验结果符合得相当好。
LC4超硬铝微弧氧化膜的生长及表征
薛文斌, 华铭, 杜建成, 田华, 施修龄
2008, 28(2): 34-38.
[摘要](21) [PDF 639KB](0)
摘要:
研究Al-Zn-Mg-Cu系LC4铝合金微弧氧化陶瓷膜生长动力学,测量样品外形尺寸随氧化时间的变化。分析膜的形貌、成分和相组成,测定膜层的显微硬度分布,并评估氧化前后样品的电化学腐蚀性能。氧化初期电流密度较高,膜生长较快。进入平稳生长期后,电流密度基本保持恒定,膜生长速度降低。膜层由γ-Al2O3,α-Al2O3和SiO2非晶相组成,γ-Al2O3的含量较高。氧化膜硬度比铝基体高得多,膜内层和外层平均硬度分别为1600 HV,450HV。LC4铝合金经过微弧氧化处理后,腐蚀电流大幅下降,耐蚀性得到很大提高。
铝合金在模拟SO2污染大气环境中的腐蚀行为
周和荣, 李晓刚, 董超芳, 肖葵
2008, 28(2): 39-45.
[摘要](25) [PDF 2043KB](0)
摘要:
采用扫描电镜(SEM/EDX)、增重法、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射研究铝合金1060、铝合金2A12和7A04分别在表面沉积与未沉积70μg/cm2氯化钠条件下在含50×10-6SO2(50ppm)污染大气环境中的腐蚀行为和规律,并测试三种材料力学性能的变化。研究结果表明,随试验时间的延长,铝合金表面腐蚀产物不断增多,腐蚀增重符合指数衰减规律Δm/A=B+Dexp(-t/k),抗拉强度和延伸率呈下降趋势;表面腐蚀产物形貌呈团状或圆团状,并不断向外扩展延伸,呈现不均匀的凹凸形貌;铝合金在50ppm SO2污染大气环境中腐蚀产物少,腐蚀增重较少,表面腐蚀产物主要为氧化铝和硫酸铝;而表面沉积70μg/cm2NaC l的铝合金在模拟50ppm SO2污染大气环境中腐蚀产物明显增多,腐蚀增重大,力学性能下降幅度大,二氧化硫和氯化钠的协同作用明显促进铝合金的腐蚀,腐蚀产物主要为氧化铝、铝的硫酸盐和铝的氯化物。
纤维表面涂层对碳纤维/聚芳基乙炔性能的影响
王天玉, 黄玉东, 曹正华, 梁宪珠
2008, 28(2): 46-49.
[摘要](19) [PDF 325KB](0)
摘要:
为提高碳纤维/聚芳基乙炔(CF/PAA)复合材料的性能,采用不同种类的涂层(环氧,硅氧烷和倍半硅氧烷)对碳纤维(CF)进行表面改性。通过复合材料的短梁弯曲和热氧老化试验表征不同涂层的改性效果。层间剪切强度(ILSS)结果表明,倍半硅氧烷涂层具有最好的处理效果。热氧老化测试结果表明,倍半硅氧烷涂层适用于耐热树脂体系。这种涂层可以通过改变官能团适应不同树脂体系复合材料的界面改性。
石墨表面CVD SiC涂层微观结构研究
黄浩, 陈大明, 仝建峰, 李宝伟
2008, 28(2): 50-54.
[摘要](30) [PDF 1444KB](0)
摘要:
研究CH3SiCl3-H2-Ar体系中在石墨表面化学气相沉积SiC涂层工艺,并对涂层形貌进行SEM分析。考察沉积温度、气体比例、气体流量以及稀释气体含量对化学气相沉积SiC涂层的显微结构的影响。结果表明,在温度1100℃,H2:MTS=5:3,气体流量8L/min,稀释气体1L/min时,制备的涂层致密光滑。其中涂层的形貌对温度最敏感,当沉积温度达到1100℃时,CVD SiC涂层表面致密且光滑。
复合材料层板固化全过程残余应变/应力的数值模拟
胡照会, 王荣国, 赫晓东, 杜善义
2008, 28(2): 55-59.
[摘要](28) [PDF 443KB](0)
摘要:
采用商业软件对带有铝板的复合材料层板固化全过程残余应变/应力进行数值模拟计算。在固化过程的模拟中,应用有限元法计算复合材料层板热-化学模型,有限差分法计算固化动力学模型,通过设置较小的时间步实现求解两个模型强耦合的关系。在残余应力数值模拟中,化学收缩引起的应变在每一计算步以初始应变施加在复合材料结构上。基于以上技术,对带有铝合金的复合材料层板固化全过程残余应变/应力演化进行数值模拟,并分析纤维方向和垂直纤维方向复合材料的残余应变/应力演化历程。通过与试验中层板曲率的比较,验证文中模型计算的准确性。
铝含量对颗粒增强钛基复合材料氧化行为的影响
王悔改, 张永振, 王非, 魏尊杰
2008, 28(2): 60-64.
[摘要](25) [PDF 1600KB](0)
摘要:
利用海绵钛、高纯铝与TiC/Al中间合金的反应,采用非自耗电弧熔炼工艺,原位合成不同铝含量的复合材料。研究复合材料在800℃和900℃空气中的恒温氧化行为,分析不同铝含量对复合材料氧化动力学行为的影响,并用配有能谱分析仪的扫描电镜对氧化层表面及横断面显微结构和成分进行分析。结果表明,复合材料的氧化动力学曲线主要为抛物线类型;随着复合材料中铝含量的增加,表层铝的氧化物增多,钛的氧化物减少,氧化膜厚度逐渐减小,结构也发生明显变化,抗氧化性逐渐增强。
SiCp/A356复合材料的细观损伤及混联失效模型
杨智勇, 韩建民, 李卫京, 王金华
2008, 28(2): 65-69,90.
[摘要](21) [PDF 1496KB](0)
摘要:
采用SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘本体取样,对SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温条件下的细观损伤断裂机制进行研究。在试样断口上,通过扫描电镜观察到裂纹的萌生和扩展,SiC颗粒和裂纹扩展面的改变对裂纹生长的阻滞作用和以SiC颗粒为中心的辐射状疲劳条纹。提出一种颗粒增强复合材料的细观损伤混联模型,用于解释材料细观裂纹的萌生和扩展。
密度变化时金属橡胶材料的非线性本构关系
李宇燕, 黄协清
2008, 28(2): 70-75.
[摘要](13) [PDF 412KB](0)
摘要:
以多孔材料理论为基础,干摩擦非线性理论为依据,并结合小曲梁模型建立金属橡胶材料的非线性本构关系,对空心圆柱形金属橡胶材料的静态试验结果进行拟合,得到非线性本构关系模型中的各项系数与密度的变化关系式,从而实现对该材料在密度发生变化情况下的本构关系的预估。
芴基取代耐高温聚酰亚胺的合成与性能
刘金刚, 陈建升, 杨海霞, 杨士勇
2008, 28(2): 76-81.
[摘要](20) [PDF 1747KB](0)
摘要:
合成了同时含有芴基以及醚键的二胺单体,9,9-双(4-胺基苯氧基苯基)芴(BAOFL),并对其进行熔点、红外以及核磁表征。结果表明,该单体具有很高的纯度。分别采用3,3,′4,4′-联苯四甲酸二酐(sBPDA)以及2,3,3,′4′-联苯四甲酸二酐(aBPDA)与BAOFL聚合,通过热亚胺化法以及化学亚胺化法分别制备聚酰亚胺(PI)。研究芴取代基对PI耐热性能、溶解性能以及光学性能的影响。结果表明,引入芴取代基可以显著提高PI树脂在有机溶剂中的溶解性能以及在可见光区良好的透明性。同时,PI具有良好的耐热稳定性,玻璃化转变温度超过280℃,氮气中起始热分解温度超过500℃。
双马来酰亚胺改性酚醛型环氧树脂性能研究
李全步, 胡程耀, 叶炜, 谷和平, 黄培
2008, 28(2): 82-86.
[摘要](32) [PDF 623KB](0)
摘要:
采用双马来酰亚胺(BMI)改性酚醛型环氧树脂(F-51)/芳香胺(DAMI)固化体系。采用DSC,TGA和TMA等仪器考察BMI含量对改性体系的固化行为、力学性能及热稳定性的影响,并用扫描电镜(SEM)研究材料断面的形态结构。结果表明,随着体系中BMI比例的增加,体系固化放热峰向高温区移动,总反应热减小,BMI的加入可以提高材料的力学性能和热稳定性,改性后材料断裂面的形态呈现韧性断裂特征。
红外反射材料In(Sn)2O3(ITO)的微波吸收性能
曾国勋, 张海燕, 胡礼初, 陈易明
2008, 28(2): 87-90.
[摘要](26) [PDF 1565KB](1)
摘要:
测试7.7vol%和15.8vol%In(Sn)2O3(ITO)/石蜡在2~18GHz的介电谱。测定10vol%和20vol%In(Sn)2O3(ITO)/环氧树脂在2~8GHz的反射率。结果显示,ITO材料具有很好的介电损耗。当涂层厚度d=3mm时,两种涂层分别在4.51GHz和6.27GHz有-10.5dB和-14dB的反射率。理论值显示,15.8vol%ITO/石蜡复合材料在4.56~11GHz的反射率低于-10dB,有好的吸波性能。同时分析ITO的介电损耗机理。
酚醛树脂激波管试验的高温热解研究
马伟, 王苏, 范秉诚, 何宇中, 张胜涛, 崔季平
2008, 28(2): 91-94.
[摘要](25) [PDF 396KB](0)
摘要:
使用激波管作为加热手段研究酚醛树脂在1200~1800K温度范围内的热解特征。气相产物中主要碳氢产物是甲烷、乙烯、乙炔、苯和甲苯。获得试验温度范围内主要碳氢产物分布随热解温度的变化关系。结果表明,在试验温度范围内随着热解温度的升高酚醛树脂的热解机理发生重大变化。1400K以下热解断键过程主要发生在亚甲基桥链结构上;1400K以上芳环开环成为主要的热解通道,生成大量的乙炔。
三维编织体复合材料空间几何结构的计算机模拟
王毅强, 张立同, 成来飞
2008, 28(2): 95-98.
[摘要](22) [PDF 991KB](0)
摘要:
针对四步方形编织结构,从三维编织工艺和实际的编织过程出发,提出一种单元几何模型,并通过计算机图形建模建立织物的空间几何数学模型,解决了三维编织复合材料内部编织结构分析困难的问题。该模型以携纱器循环一周返回到起始位置所形成的纱线编织结构作为单元,系统分析编织过程中纱线的空间运动规律,保证纤维束的连续性和材料整体结构的完整性。对每根纱线,选取它在编织体各个区域内合适的控制点,过这些控制点拟合成三次样条曲线,以此模拟纱线的空间结构中心线,从而能够方便直观地观察到各纱线具体走向。最后得到纱线和编织体的结构,从而便于下一步进行编织体复合材料力学性能的有限元分析。
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