2008年28卷4期

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论文
二次硬化超高强度钢中析出强化相HRTEM研究
李杰, 李春志, 郭峰, 李志, 颜鸣皋
2008, 28(4): 1-5.
[摘要](34) [PDF 1447KB](0)
摘要:
使用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对高Co-Ni超高强度钢AetMet100在482℃/5h回火后的析出强化相进行研究,对高分辨格子像进行傅立叶变换得到FFT花样并进行标定,从而确定强化相。试验结果发现,在Aet-Met100钢马氏体基体上同时存在两种形态的弥散析出强化相:一种是已有很多报道的棒状M2C碳化物,长度约9.6nm,直径约3.1nm,与基体的取向关系为(101)M∥(001)M2C,[010]M∥[100]M2C;另一种是椭球状的Fe2Mo金属间化合物(Laves相),直径约6.5nm,与基体的取向关系为(211)M∥(001)L,[111]M∥[100]L。这两种第二相尺寸相当,均为基体的强化相。
微量Ag对Al-Cu-Mg-Mn-Zr合金组织与耐热性能的影响
路聪阁, 潘清林, 何运斌, 李文斌, 梁文杰, 李运春, 周迎春
2008, 28(4): 6-11.
[摘要](92) [PDF 910KB](0)
摘要:
通过力学性能测试、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察,研究微量Ag对Al-5.3Cu-0.8Mg-0.3Mn-0.15Zr合金薄板力学性能和显微组织的影响。结果表明,加入微量Ag后,提高合金的时效硬化能力,缩短峰时效时间。合金的室温抗拉强度和高温耐热性能得到提高,合金力学性能提高的原因在于析出一种更细小弥散的片状Ω相。未添加Ag的合金析出强化相为θ′相和少量S′相;添加Ag后,主要强化相为Ω相和少量θ′相。经固溶时效处理后,两种合金均发生完全再结晶。
W含量及组织状态对镍基高温合金晶格常数及错配度的影响
田素贵, 夏丹, 李唐, 孟凡来, 王明罡, 于兴福
2008, 28(4): 12-16.
[摘要](41) [PDF 2093KB](1)
摘要:
通过对镍基合金的组织形貌观察和X射线衍射分析,研究元素W及组织状态对镍基合金晶格常数及错配度的影响。结果表明,7.5%W镍基合金经完全热处理后,立方γ′相以共格方式嵌镶并均匀分布在γ基体相中。随元素W含量增加,合金中γ′和γ两相的合成衍射峰值略有左移,使γ′和γ两相的晶格常数增加,其中γ′相晶格常数增加幅度较大的原因是元素W较大比例地分布在γ′相中,并由此使合金中两相的晶格错配度由负值转变为正值。经完全热处理后,合金中γ和γ′两相有较小的晶格错配度,在高温拉伸蠕变期间外加应力的作用下,γ基体相的晶格常数值增加幅度较大,致使合金中γ′和γ两相晶格错配度的绝对值增加。
夹杂物体积分数和平均间距对高Co-Ni超高强度钢断裂韧度的影响
郭峰, 李杰, 李志, 王俊丽, 古立新, 王瑞
2008, 28(4): 17-21.
[摘要](44) [PDF 1118KB](0)
摘要:
微孔聚集延性断裂模式的高Co-Ni超高强度钢的断裂韧度受显微组织和夹杂物特征控制。影响断裂韧度的夹杂物特征包括夹杂物性质、大小、体积分数、平均间距和夹杂物抗空穴形核能力。在固定显微组织和夹杂物抗空穴形核能力因素的基础上,分析夹杂物体积分数f、夹杂物平均间距X0对临界裂纹尖端张开位移δIc的影响,得出高Co-Ni超高强度钢临界裂纹尖端张开位移与夹杂物体积分数f-1/3和平均间距X0呈线性关系。结果表明,减小夹杂物体积分数、增大夹杂物平均间距有利于高Co-Ni超高强度钢断裂韧度的改善。
单晶高温合金DD3的相特征
韩梅, 骆宇时
2008, 28(4): 22-26.
[摘要](29) [PDF 312KB](0)
摘要:
利用物理化学相分析方法研究第一代单晶高温合金DD3的相特征。通过相萃取分析热处理前后γ′相和碳化物相的组成、含量及其结构式,并对比分析不同状态下DD3合金的强化相粒度、基体相成分及元素分配行为的变化。热处理前后的相特征分析表明,热处理不仅提高DD3合金γ′相含量、减小γ′相粒度,还改变合金元素的分配行为,提高γ′相的强度和稳定性。热处理的过程是γ′相得到强化的过程。
AZ91镁合金搅拌摩擦加工后的组织与性能
吕勤云, 沙桂英, 王洪顺
2008, 28(4): 27-30.
[摘要](48) [PDF 1089KB](0)
摘要:
采用400rpm-100mm/min,800rpm-100mm/min,800rpm-200mm/min三种工艺参数对铸态AZ91镁合金进行搅拌摩擦加工(FSP)处理,并对合金加工前后的显微组织和拉伸性能及微观断裂机制进行分析。结果表明,经800rpm-100mm/min工艺FSP处理后,合金的显微组织明显细化,延伸率和抗拉强度显著提高,综合拉伸性能最好,且拉伸断口主要表现为韧性断裂的特征。这主要是由于在FSP过程中合金发生动态再结晶,使合金晶粒显著细化及粗大β相的溶解和破碎所致。
LD2合金中温钎焊接头组织与拉伸性能
马文利, 吴素君, 毛唯, 郭万林, 程耀永
2008, 28(4): 31-35.
[摘要](36) [PDF 1480KB](0)
摘要:
采用制备的一种新型中温铝基钎料箔(熔点513~529℃),在530~550℃对LD2铝合金进行真空钎焊试验。测试钎焊接头的室温抗拉性能,采用扫描电镜(SEM)及能谱仪(DES)对钎焊接头组织和断口形貌进行观察分析。试验结果表明,制备的钎料可用于LD2铝合金的真空钎焊,在优化工艺规范下可获得致密的接头,焊后经热处理,钎焊接头平均室温抗拉强度可达300MPa,断口是以典型韧窝为特征的塑性断口。
3Y-ZrO2/Al2O3细晶复相陶瓷涡轮盘的超塑挤压
张凯锋, 王非
2008, 28(4): 36-40.
[摘要](25) [PDF 497KB](0)
摘要:
以高纯氧化铝(Al2O3)和氧化锆(3Y-ZrO2)粉末为原料,在1450℃下通过真空热压烧结制备3Y-ZrO2/Al2O3细晶复相陶瓷致密块料,随后在1500~1650℃温度范围内进行涡轮盘模拟件的超塑挤压。结果显示,3Y-ZrO2/Al2O3陶瓷在1600℃具有最佳挤压性能,最大单位挤压力小于25MPa,最大压头速率达到0.14mm·min-1,成形件质量良好,无明显缺陷。与变形前相比,尽管材料晶粒明显粗化,但是致密度有很大提高,断口SEM显示主要以穿晶断裂方式为主,所以成形件的弯曲强度、断裂韧度和维氏硬度并没有出现大的变化,甚至盘片部位还有所提高,分别由变形前的573MPa,7.1MPa·m1/2和17.7GPa提高到617MPa,8.1 MPa·m1/2和18.8GPa。
Gd-Tb二元稀土基非晶合金(Gd-Tb)-Al-Co的非晶形成能力及热稳定性
马丽利, 李然, 逄淑杰, 马朝利, 张涛
2008, 28(4): 41-45.
[摘要](94) [PDF 2001KB](0)
摘要:
采用铜模铸造法制备Gd-Tb二元稀土基非晶合金(Gd-Tb)-Al-Co。确定(Gd-Tb)-Al-Co合金系的非晶形成区域及非晶形成能力。利用差示扫描量热仪对非晶合金的热稳定性以及合金的熔化和凝固过程进行研究。结果表明,Gd-Tb二元稀土基合金(Gd-Tb)-Al-Co的非晶形成能力远大于单元稀土基合金Gd-Al-Co或Tb-Al-Co的非晶形成能力。在(Gd-Tb)-Al-Co合金中,高非晶形成能力合金位于共晶点附近,非晶形成能力最好的合金(Gd0.5Tb0.5)55Al25Co20位于陡峭的液相面一侧,其临界直径(dc)可以达到5mm。与Gd55Al25Co20和Tb55Al25Co20合金相比,原子尺寸相似的Gd和Tb两个稀土元素降低相应合金的凝固温度,提高液相的稳定性,从而提高合金的非晶形成能力。
巨磁电阻材料La1-xZnxMnO3化合物的制备工艺及其结构研究
罗广圣, 刘光华, 周正有, 甘建萍, 欧阳小吕
2008, 28(4): 46-50.
[摘要](56) [PDF 564KB](0)
摘要:
对巨磁电阻材料La1-xZnxMnO3(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)样品的制备工艺、晶体结构、微观结构进行研究。结果表明,样品ZnO与MnO2固相反应的烧结温度和时间分别大于1300℃和6h时,反应生成具有四面体结构的ZnMnO3化合物;压制成型的压力对结构具有一定影响;不同浓度的Zn2+(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)掺杂样品在1350℃烧结12h后,均具有钙钛矿结构,但掺杂浓度在大于x=0.5时有新的衍射峰,产生新的物相,从而影响巨磁电阻效应性能。
离子辅助沉积Al膜层增强Ti811钛合金高温微动疲劳抗力
张晓化, 刘道新, 谭宏斌, 王小锋, 奚运涛, 唐宾
2008, 28(4): 51-55.
[摘要](40) [PDF 1102KB](0)
摘要:
为提高Ti811钛合金高温微动疲劳抗力,利用离子辅助沉积技术在Ti811钛合金表面制备Al膜层。对比研究多弧离子镀(MIP)和离子辅助多弧沉积(IAD)Al膜层的膜基界面成分分布、膜基结合强度、显微硬度、摩擦学性能。探讨IAD铝膜层对Ti811合金微动疲劳抗力的影响。结果表明,利用离子辅助多弧沉积技术可以获得膜基结合强度高、硬度低、减摩润滑性能好的Al膜层,该膜层能够显著提高Ti811钛合金350℃时的微动疲劳抗力。
纳米Y-PSZ基材料高温封严涂层的研制
高忠宝, 程旭东, 王鸣, 张子军, 邓飞飞
2008, 28(4): 56-59.
[摘要](34) [PDF 765KB](0)
摘要:
前期探讨高温环境使用的封严涂层。研制出可磨耗封严涂层材料,以纳米Y-PSZ为基相材料,添加定量的高温软相和造孔组分,获得一种添加相分布均匀,组织细小松软的团聚型封严涂层材料粉末。并成功采用APS在试验基体上制备出≥1.0mm厚的涂层。对涂层组织、表面洛氏硬度、附着强度进行检测,并初步讨论相关性能。结果表明,研制的涂层硬度保持在HR45Y 30~55,并且孔隙率控制在30%的涂层具有适宜的结合强度和硬度,能够满足使用时的硬度和结合强度要求。
沉积温度及走丝速度对SiC纤维拉伸强度和B4C涂层厚度、表面形貌的影响
郑杰, 李国军, 李宝伟, 黄浩, 刘晓光
2008, 28(4): 60-64.
[摘要](106) [PDF 1378KB](0)
摘要:
采用CVD工艺在W芯SiC纤维表面涂覆B4C涂层,通过扫描电镜和纤维拉伸测试研究沉积温度和走丝速度对W芯SiC纤维拉伸强度和B4C涂层厚度、表面形貌的影响规律。结果表明,在1100℃以下不能获得B4C涂层。在一定的涂层参数下,可以获得与W芯SiC纤维的拉伸强度最接近(达3339MPa)的带B4C涂层的SiC纤维。且在其他涂层参数不变的情况下,为优化工艺参数,应符合沉积温度>1210℃时,走丝速度>0.055m/s;或沉积温度<1210℃时,走丝速度<0.055m/s。沉积温度影响SiC纤维的拉伸强度和B4C涂层厚度、表面形貌,走丝速度影响SiC纤维的拉伸强度和B4C涂层厚度。
氟橡胶-金属胶粘剂的研究
颜录科, 寇开昌, 哈恩华
2008, 28(4): 65-69.
[摘要](94) [PDF 1263KB](0)
摘要:
针对氟橡胶与金属的粘接难题,制备改性Chemlok607,OG,OG'和OGs四种胶粘剂,与国内合神FA-1、国外Chemlok607胶粘剂进行对比研究。结果表明,这四种胶粘剂用于未硫化氟橡胶与金属粘接时拉剪强度均远大于FA-1和Chemlok607。改性Chemlok607胶粘剂较好地解决了硅烷类胶粘剂与金属粘接性不好的问题。OG,OG'和OGs胶粘剂均可直接用于未硫化氟橡胶与金属的粘接,也可用于硅橡胶的粘接,是氟橡胶与金属粘接用的优良胶粘剂,目前已试用于汽车同步环中氟橡胶与金属的粘接。通过热失重分析(TGA)研究表明,OG,OG'和OGs胶粘剂固化物具有较高的耐热性及热稳定性。二氨基二苯砜(DDS)固化时会与氟橡胶在粘接界面处生成配位键,改善与氟橡胶的粘接性能,提高粘接强度。
无纺布织物涂层的吸波性能
朱立群, 古璟, 李卫平, 刘慧丛, 赵波
2008, 28(4): 70-75.
[摘要](60) [PDF 1582KB](0)
摘要:
以无纺布为基材,采用叠层式结构制备无纺布织物涂层吸波材料。用3cm波导测量系统在9.35GHz研究复合吸波剂(羰基铁粉和乙炔炭黑)含量和叠层结构对材料吸波性能的影响。结果表明,这种以无纺布为基材的吸波材料,通过控制吸波涂层的组成和设计合理的结构,增加入射电磁波与吸波材料的作用几率,可以改进材料的吸波性能并降低材料面密度。
Cf/SiC复合材料TixOy-TiCx-Ti5Si3/微晶玻璃抗氧化涂层
郑晓慧, 堵永国, 肖加余, 张为军, 周文渊, 芦玉峰
2008, 28(4): 76-81.
[摘要](30) [PDF 1388KB](0)
摘要:
提出一种用于碳纤维增强碳化硅复合材料(Cf/SiC)的成本低、工艺简单的复合抗氧化涂层:采用熔盐渗金属法在Cf/SiC表面制备钛金属化层,在其上通过涂覆烧结法获得MgO-Al2O3-SiO2(MAS)微晶玻璃层。通过立体显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等测试手段对复合涂层的形貌、成分和相组成进行分析,采用静态氧化法测试其在1000℃的抗氧化能力。结果表明,复合涂层结构相对致密,主要成分为:TixOy-TiCx-Ti5Si3/微晶玻璃;涂层具有过渡、封孔、阻碳、自愈合、阻氧、抗挥发的功能;带有复合涂层的Cf/SiC在1000℃保温12h,热冲击12次后,涂层保持致密无裂纹,单位面积失重为0.0039g/cm2,强度保留率为99.3%,有效提高Cf/SiC的抗氧化能力。
四氧化三铁/导电聚苯胺纳米核-壳复合材料吸波性能预测
韩笑, 王源升
2008, 28(4): 82-87,106.
[摘要](28) [PDF 797KB](0)
摘要:
从经典的Maxwell-Garnett公式出发,在考虑颗粒间相互作用的情况下,推导具有核-壳结构的四氧化三铁/导电聚苯胺球形填料复合体系的等效电磁参数的计算公式。数值分析结果表明,随着填料占空比的增加,表征颗粒周围媒质的磁导率μh的值越大,并且随频率的下降速度比低占空比的情况缓慢。在核壳比不同的情况下,复合材料的等效电磁参数产生超交换作用的电磁耦合共振现象,从而使2mm厚的吸波涂层在填料核壳比为0.6时的吸波效能达到最大,并随着填料占空比的增加,反射率的峰值增大且向低频处移动。优化结果表明,占空比为0.3时的四层吸波复合结构具有最佳的吸波效能,其反射率的最小值达到-62dB。
3D碳纤维预制体中料浆浸渗引入SiC微粉工艺研究
谢翀博, 徐永东, 王毅, 张立同, 成来飞, 王一光, 童长青
2008, 28(4): 88-93.
[摘要](57) [PDF 1513KB](0)
摘要:
为了在厚度为10mm的3D碳纤维预制体中大量引入SiC微粉,在料浆不变的基础上采用真空浸渗法、加压浸渗法、加压过滤法、真空吸滤法等四种料浆浸渗法进行试验,并对引入微粉的量及其分布进行分析对比。结果表明,对于含1mSiC微粉4vol%的料浆,加压过滤法效果最佳,3次浸渗即能引入27.4vol%的SiC微粉,SiC微粉均匀致密填充。
蜂窝芯体材料面外等效弹性模量预测与分析
赵剑, 谢宗蕻, 安学峰, 张明, 刘刚, 马宏毅
2008, 28(4): 94-100.
[摘要](91) [PDF 667KB](0)
摘要:
基于最小势能原理和最小余能原理,选择比Kelsey模型所用表征单元更简化的单元为研究对象,推导出与之完全相同的蜂窝芯体面外等效弹性模量的解析表达式。采用有限元法预测一组典型商用正六边形蜂窝芯体的面外等效弹性模量,并将解析解模型预测值、有限元模型预测值与厂家公布的材料试验数据进行对比。提出一组基于解析解模型的修正公式用于预测与分析典型正六边形蜂窝芯体的面外等效弹性模量。
Z-pin增强泡沫夹层结构面压缩性能研究
杜龙, 矫桂琼, 黄涛
2008, 28(4): 101-106.
[摘要](25) [PDF 1513KB](0)
摘要:
Z-pin增强泡沫夹层结构作为一种新兴的复合材料夹层结构形式,能够克服传统蜂窝夹层结构的诸多缺陷。采用预浸碳纤维增强Rohacell夹芯,进行Z-pin角度为15°和25°,夹芯厚度分别为12.7mm和8mm两种Z-pin增强泡沫夹层结构的面内压缩性能试验,并与相同批次和尺寸的未增强件进行对比,考察其对传统泡沫夹层结构的增强作用。试验发现X状Z-pin增强能够大幅度提高夹层结构的压缩强度与刚度。同时,增强材料表现出与传统泡沫夹层结构不同的压缩变形与破坏模式。证实Z-pin的弹性屈曲控制着结构的压缩强度,夹芯厚度和Z-pin角度影响Z-pin屈曲的计算长度,从而成为材料压缩强度的控制因数。在此基础上,考虑面板对Z-pin的有限转动约束,通过引进约束修正系数改进现有的压缩强度预测模型,预测值与试验结果更加接近。
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