2008年28卷5期

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论文
Cu-1.0% Cr亚共晶合金定向凝固组织演化
李晓历, 李金山, 胡锐, 寇宏超, 傅恒志
2008, 28(5): 1-5.
[摘要](27) [PDF 593KB](0)
摘要:
在定向凝固下计算和比较了Cu-1.0%Cr亚共晶合金组织中各相的界面生长温度,结果表明当定向凝固速率大于5μm/s时,α-Cu相的界面生长温度高于共晶组织,α-Cu相会作为初生相首先析出凝固,从而难以制备出全耦合生长的共晶组织的复合材料,计算获得的结果与实验结果相一致.另外随定向凝固速率的增加,初生胞状α-Cu相一次枝晶间距和尖端半径以及共晶组织的体积分数都相应地减少,其中α-Cu相一次枝晶间距实验结果与KF一次枝晶间距模型计算结果较为接近.
V,Al对Nb-Si系超高温结构材料抗氧化性能的影响
康永旺, 曲士昱, 宋尽霞, 韩雅芳
2008, 28(5): 6-10.
[摘要](28) [PDF 846KB](0)
摘要:
采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb-Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能.结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nbss+Nb5Si3,使合金相组成由Nbss+Nb3Si转变成为Nbss+Nb5Si3,从而增加了合金中Nbss相体积分数;合金的抗氧化性能随V,Al含量的增加而提高;V,Al的加入使合金氧化皮结构发生了转变,生成了较为致密的氧化皮,降低了合金的氧化速率,减少了合金氧化皮的剥落和金属氧化损失量.Nb-21.9Ti-11.9Si-4.4V-4.1Al经过1250℃/50h氧化后金属损失厚度仅为0.1mm.
2Cr16Ni2MoN不锈钢组织与性能研究
钟平, 苏斌, 王俊丽
2008, 28(5): 11-16.
[摘要](37) [PDF 1048KB](0)
摘要:
通过拉伸测试、冲击测试、硬度测试、透射电镜及扫描电镜观察分析等手段研究了不同热处理状态下2Cr16N i2M oN不锈钢的组织与性能.研究结果表明,钢采用低于1000℃的固溶温度,组织中存在未溶的(Cr,Mo)23C6,当固溶温度高于1100℃时,马氏体板条明显粗化,均对钢的力学性能不利,钢比较适宜的固溶温度为1040℃.该钢时效硬化的主要原因是组织中析出与基体共格的(Cr,Fe,Mo)2C碳化物.钢经1040℃固溶,560℃时效可以获得较好的强度与韧性配合.
夹杂物的类型与形态对超高强度钢塑性的影响
夏志新, 杨卓越, 苏杰, 丁雅莉
2008, 28(5): 17-21.
[摘要](36) [PDF 1210KB](0)
摘要:
利用扫描电镜和能谱分析等检测手段研究了不同冶炼工艺生产的G50钢中夹杂物类型和尺寸分布.研究结果表明:抗拉强度和屈服强度主要受微观组织影响,与夹杂物的类型和形态无关.NbCN与基体间结合力相对硫化物与基体间的结合力大.在塑性断裂过程中,裂纹在夹杂物形成的空穴处扩展存在竞争机制,优先出现在与基体结合力差且形态应力集中的夹杂物处,其次是与基体结合力强同时有应力集中的形态的夹杂物.
一种高硅镍铜合金高温热压缩变形的研究
于洋, 周成, 刘高远, 陶春虎, 刘德林
2008, 28(5): 22-26.
[摘要](46) [PDF 705KB](0)
摘要:
利用Gleeble-1500热模拟材料实验机,对高硅镍铜合金铸态试样分别在温度为T1,T2,T3,T4,应变速率为S1,S2,S3,S4,S5时进行压缩变形.对该合金的高温塑性变形行为和热压缩后的组织演变规律进行了研究.分析了流变应力与应变速率和温度的关系,计算出了应力指数和变形激活能.结果表明,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度的升高而减小,并且该合金在高温变形条件下发生动态再结晶.
新淬火状态硬铝合金板的成形性能及数值模拟
高宏志, 周贤宾
2008, 28(5): 27-31.
[摘要](32) [PDF 1052KB](0)
摘要:
研究了铝合金退火状态和新淬火状态下的成形性能,给出了主要成形性能指标与自然时效及预变形的关系,表明在新淬火状态一定时间内,铝合金仍然具有良好的成形性能,淬火前的变形和淬火后的时效过程将降低成形性能;通过退火状态和新淬火状态材料成形的数值模拟对比,表明新淬火状态材料成形具有以下特点:新淬火状态材料成形需要更大的力能参数,残余应力和回弹较大,成形后变薄较小,厚度分布较均匀,随着时效时间增加和淬火前变形的增加,成形力、厚度变薄和回弹增大.
置氢对TC21合金粉末物理性能和压制性能的影响
田亚强, 陈晓辉, 侯红亮, 任学平
2008, 28(5): 32-36.
[摘要](33) [PDF 847KB](0)
摘要:
采用扫描电镜观察、粉末镶嵌试样、XRD和模压成形等方法,研究了置氢(H,wt%)对TC21合金粉末颗粒形貌、表面状态、显微组织、相组成、显微硬度和压制性能等的影响.结果表明:置氢TC21粉末颗粒形貌为不规则状,粉末主要由亮相α相及暗相β相组成,颗粒显微组织呈片状、α/β集束状和网篮状.随置氢量的增加,置氢TC21粉末显微硬度呈降低趋势;α相逐渐减少,β相逐渐增多,并且有少量的α″相生成;粉末的压缩性能呈先变差后变好的不明显变化趋势,成形性能先变差又逐渐变好,置氢量0.10wt%,0.39 wt%TC21粉末压制性能较好,置氢量0.22 wt%的TC21粉末的压制性能最差.
Y2O3掺杂对原位合成TiB/TiAl复合材料显微组织与性能的影响
李云明, 王芬, 刘媛, 朱建锋
2008, 28(5): 37-40.
[摘要](27) [PDF 301KB](0)
摘要:
借助于XRD,SEM分析及力学性能测试,分析了Y2O3掺杂对原位合成TiB/TiAl复合材料显微组织与力学性能的影响.研究表明:Ti-Al-B-Y2O3体系反应产物的相组成基体为Ti3Al和TiAl相,增强相为TiB,并有微量的Al2O3,YAl3(BO3)4相生成.Y2O3的引入,改变了基体TiAl相和Ti3Al相相对含量,生成的YAl3(BO3)4为陶瓷相,其微细、均匀地扩散到基体内部,可细化晶粒.力学性能测试表明,Y2O3的引入能有效改善复合材料的力学性能.
磁记忆检测力-磁效应微观机理的试验研究
任吉林, 陈晨, 刘昌奎, 陈曦, 舒铭航, 陈星
2008, 28(5): 41-44.
[摘要](22) [PDF 831KB](0)
摘要:
铁磁材料在地磁场环境中受载荷的作用,其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向.将去应力退火后的20钢和45钢压缩试件分别施加不同载荷并制作成金相观察试样,利用粉纹法观察受力程度不同的试件的磁畴结构,然后,对比同种材料不同载荷试样的磁畴结构照,分析不同残余应力对磁畴的影响.试验表明:未受力或应力集中较小时,晶粒内磁畴以片状畴为主,同一晶粒内畴壁相互平行,随着应力集中程度的增加,磁畴结构出现迷宫畴.且应力集中程度越大,迷宫畴个数越多,同时畴壁长度和间距发生改变.
材料特性对热障涂层合理压入深度的影响
钱秀清, 张建宇, 费斌军
2008, 28(5): 45-49.
[摘要](37) [PDF 1747KB](0)
摘要:
基于有限元计算方法和量纲分析原理提出了热障涂层合理压入深度的确定方法,并研究了涂层及基体材料特性对合理压入深度的影响.首先,根据量纲分析原理提出了合理压入深度的无量纲表达式;其次基于锥形压头识别理想弹塑性材料的材料特性的方法,提出合理压入深度的确定方法;最后研究了各无量纲因素对合理压入深度的影响.研究发现基体的弹性模量对合理压入深度的影响最大,粘结层材料特性的影响较大,热氧化生成层的材料特性及基体的屈服极限对合理压入深度的影响不大.
TC4钛合金腐蚀加工速度和表面质量影响因素研究
林翠, 刘枫, 赵晴, 文庆杰, 杜楠
2008, 28(5): 50-54.
[摘要](30) [PDF 667KB](0)
摘要:
研究了腐蚀溶液成分和工艺参数对TC4钛合金腐蚀加工速度、表面粗糙度和平整度的影响,利用扫描电镜观察了腐蚀加工前后的表面形貌.研究结果表明:氢氟酸浓度和溶液温度直接决定着腐蚀加工速度,随HF浓度和温度的增加,腐蚀加工速度升高.硝酸具有显著降低表面粗糙度的作用.溶液中的钛离子对腐蚀加工速度以及钛合金零件腐蚀后的表面质量有一定的影响,溶液中钛离子含量较低时,腐蚀加工速度较快,表面平整度较好,随钛离子含量的增加,腐蚀加工速度下降,表面不平整度增加.试样垂直吊挂时,定时翻转并搅拌可以得到均匀腐蚀的表面.
具有应变硬化行为的弹塑性材料多道次等通道转角挤压有限元模拟
雷力明, 黄旭, 段锐, 曹春晓
2008, 28(5): 55-58.
[摘要](27) [PDF 511KB](0)
摘要:
用有限元模拟方法研究了具有应变硬化行为的弹塑性材料的多道次(至多4道次)等通道转角挤压变形行为.结果表明,随着挤压道次增加,塑性变形区尺寸和对称性增加,拐角缝隙越来越小;按A路径挤压时,应变均匀性越来越差,最大塑性应变区随挤压道次增加向试样前上端移动;按C路径挤压时,应变均匀性越来越好,最大塑性应变区位于试样中心部位;挤压道次相同时,C路径累积最大塑性应变值比A路径要小.
预拉伸条件下铝合金焊接残余应力的数值模拟
李敬勇, 刘志鹏, 王虎, 陆亚明
2008, 28(5): 59-63.
[摘要](27) [PDF 608KB](0)
摘要:
利用ANSYS有限元分析软件,通过APDL语言编程,实现了不同预拉伸应力条件下铝合金平板对接焊过程中,温度场及应力场的模拟分析.计算结果表明,预拉伸焊接法可以有效地控制焊接残余应力,随着预拉伸应力的增大,其焊后残余应力值逐渐减小.当预拉伸应力σp从0增加到90%σ0.2时,纵向残余应力降低了85.6%.模拟分析结果与实验测试结果基本吻合.
YAl2p/MgLiAl复合材料界面结构及稳定性研究
王素洁, 吴国清, 张涛, 黄正
2008, 28(5): 64-67.
[摘要](39) [PDF 721KB](0)
摘要:
制备了YAl2稀土金属间化合物颗粒增强的镁锂基复合材料.利用透射电镜、高分辨电子显微镜及X射线衍射仪研究了YAl2p/MgLiAl复合材料热稳定性,结果表明,经过400℃30h热处理,YAl2颗粒与基体合金界面结合良好,没有明显的反应物.拉伸实验结果表明,热处理处理后YAl2p/MgLiAl复合材料的抗拉强度为220Mpa,延伸率为12%,分别比铸态提高了11%和20%.讨论了YAl2颗粒与镁锂合金的热力学相容性,表明YAl2颗粒与镁锂合金发生反应的热力学驱动力很小.
难熔金属化合物掺杂对先驱体转化2D C/SiC复合材料抗氧化性能影响
王其坤, 陈朝辉, 胡海峰, 张玉娣
2008, 28(5): 68-72.
[摘要](44) [PDF 511KB](0)
摘要:
提出在2D C/SiC复合材料基体中掺杂难熔金属化合物ZrB2,TaC,ZrC,制备了2D C/SiC-ZrB2,2D C/SiC-ZrC和2D C/SiC-TaC新型复合材料,考察了难熔金属化合物的引入对材料力学性能、抗氧化性能和微观结构的影响.结果表明,ZrB2和TaC的引入,能明显提高2D C/SiC复合材料的抗氧化性能;ZrC的引入对2D C/SiC复合材料的抗氧化性能极其不利.这归结于高温下ZrB2和TaC有助于在复合材料表层氧化形成ZrO2,B2O3和Ta2O5保护膜,阻止了材料内部的进一步氧化,从而提高了复合材料的抗氧化性能.
Al2O3-ZrO2-MgAl2O4三元纳米复相陶瓷的微观组织和力学性能
陈国清, 谢杰, 王旭东, 董红刚, 侯晓多
2008, 28(5): 73-77.
[摘要](27) [PDF 1262KB](0)
摘要:
采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-ZrO2-MgAl2O4纳米复合粉体.利用真空热压烧结技术制备了Al2O3-30mol%ZrO2-30mol%MgAl2O4(AZ30S30)三元纳米复相陶瓷.微观组织研究表明:所得纳米复相陶瓷是一种典型的“晶间/晶内”复合型纳米结构,基体氧化铝和第二相均为等轴状,氧化铝晶间散布着氧化锆和尖晶石第二相晶粒,同时有大量的球形氧化锆小颗粒分散在基体氧化铝晶粒内.对不同晶粒尺度复相陶瓷的断裂韧性测试及纳米压痕实验表明:微米级复相陶瓷的最大硬度为22GPa,而纳米复相陶瓷具有更好的力学性能,其硬度随着晶粒尺寸的减小而增加,最大可达35GPa.微米级复相陶瓷的断裂韧性为8.9MPa·m1/2,而纳米复相陶瓷的断裂韧性为10.04MPa·m1/2,其增韧机理主要为ZrO2相变复合增韧、“内晶”型纳米颗粒韧化以及细晶韧化.
碳纳米管的表面功能化研究:接枝环氧基聚合物
张娇霞, 郑亚萍, 杨晓东, 宁荣昌, 陈立新
2008, 28(5): 78-82.
[摘要](27) [PDF 1295KB](0)
摘要:
通过共价键修饰将酸化的多壁碳纳米管(MWNTs)与环氧树脂进行接枝反应,并通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman spectra),热失重分析(TGA)和透射电镜(TEM)对其进行表征.研究发现,酸化处理在多壁碳纳米管管壁产生羧基、羟基,并检测到环氧树脂是通过共价键接枝到多壁碳纳米管管壁上,其接枝率达到39%.差示扫描量热仪(DSC)显示改性的多壁碳纳米管对环氧树脂的固化反应有显著的影响.
聚醚醚酮/多壁碳纳米管复合材料的凝聚态结构与交流电性能
闫文娟, 詹茂盛, 王凯
2008, 28(5): 83-88.
[摘要](29) [PDF 1545KB](0)
摘要:
利用固体合金化方法,制备了不同质量比的聚醚醚酮(PEEK)/多壁碳纳米管(MWNT)复合材料,通过场发射扫描电镜观察了凝聚态结构;对比研究了缓冷和速冷模压成型复合材料的熔融吸热峰和热焓的变化、交流电性能参数.结果表明:固体合金化方法能实现MWNT在PEEK基体中的短切与良好分散,有利于导电网络的形成;添加MWNT可促使低温晶相的形成;随MWNT含量的增加,PEEK/MWNT复合材料低温结晶相的熔融峰更加明显;速冷成型能降低复合材料的结晶度,增大晶粒尺寸分布,促进不同尺度晶粒晶界处形成不同长度MWNT的导电网络,有效降低材料的电阻和体系的逾渗阈值;PEEK/MWNT复合材料的交流电性能参数随频率和MWNT含量的变化而变化,但缓冷成型和速冷成型具有不同的临界频率和逾渗阈值.
不同粒径SiC对氟醚橡胶性能的影响
蒋洪罡, 王力, 栗付平, 朱丽平
2008, 28(5): 89-93.
[摘要](33) [PDF 1113KB](0)
摘要:
研究了不同粒径SiC对氟醚硫化胶力学性能,导热性能和摩擦磨损性能的影响.结果表明,随着SiC粒径的减小,橡胶100%定伸模量增大,拉伸强度提高;填充体积含量为15%的20nm SiC时橡胶的综合力学性能比较优异;大粒径SiC与基体间的界面热阻更小,比小粒径填料更能提高橡胶的导热性能;不同粒径的SiC以一定比例并用也可以提高橡胶的导热系数;SiC晶须能显著提高橡胶的摩擦磨损性能.
PBO/MSA体系的溶液性质研究
林珩, 承建军, 刘子涛, 庄启昕, 韩哲文
2008, 28(5): 94-99.
[摘要](23) [PDF 362KB](0)
摘要:
运用Ubbelohde式粘度计测定PBO/MSA溶液的粘度,采用稀释外推法对溶液浓度和粘度的关系进行了分析,结果发现当溶液浓度不太低时,PBO高分子链在溶液中存在聚集现象;当溶液浓度极低时,PBO/MSA溶液粘度随着浓度的降低而急剧增大,呈现“聚电解质效应”;同时研究了PBO的重均分子量与特性粘数的关系,结果显示用半刚性聚电解质链模型来关联两者关系比刚性棒状模型更合适.
镍基合金钼元素可见光谱数字化分析技术研究
刘平, 杨军红
2008, 28(5): 100-102.
[摘要](41) [PDF 351KB](0)
摘要:
使用可见光谱数字化自动分析系统对镍基合金中Mo元素可见光谱进行了分析测定,研究了镍基合金中Mo元素的Mo550.65nm和Mo588.83nm分析谱线组的特征,探索了镍基合金中Mo元素的数字化分析技术.结果可用于镍基合金中Mo元素的定性、定量分析和牌号鉴别.
硬铝合金2A12的蠕变损伤行为及分析
王想生, 赵彬, 冯震宙
2008, 28(5): 103-106.
[摘要](27) [PDF 1038KB](0)
摘要:
在210℃、不同载荷下对硬铝合金2A12板状试样进行了单轴拉伸蠕变实验,得到了硬铝的蠕变损伤参数以及断裂时的部位和损伤度.在此基础上建立了硬铝合金2A12板蠕变试样的有限元模型,基于简化的K-R损伤模型,分析了在210℃、恒载荷条件下的试样应变、损伤等随时间的变化规律以及试样蠕变损伤与位置的关系.结果表明,数值模拟与试验结果基本一致,试样中心蠕变曲线都具有稳态阶段和损伤扩展阶段,与单轴试验的应变曲线十分相似.整个试样在离中心大约9~10mm处损伤比较严重,呈现明显局部化特征.
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