2010年30卷6期

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论文
微量Er,Y对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金均匀化的影响
李国锋, 张新明, 朱航飞
2010, 30(6): 1-6.
[摘要](20) [PDF 848KB](0)
摘要:
采用光学显微镜(OM)、差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术研究了在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量稀土元素Er和Y对其均匀化行为的影响。研究结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中复合添加微量Er,Y(质量分数<0.4%)使合金的共晶化合物溶解温度升高,其均匀化温度相应提高。合金经二级均匀化处理后仍残留较多的S(Al2CuMg)相和Al8Cu4Er相,其中S(Al2CuMg)相能在三级均匀化条件下得到有效消除,但Al8Cu4Er相很难消除。经465℃/24h+475℃/4h+485℃/4h三级均匀化处理后,合金中残留的共晶化合物数量已经很少,基体上分布有大量、均匀、细小的第二相质点,对抑制合金再结晶,提高合金性能十分有利。
铼(Re)对定向高温合金组织与性能的影响
贾新云, 黄朝晖, 谭永宁, 张强, 张宏炜
2010, 30(6): 7-10.
[摘要](31) [PDF 1175KB](0)
摘要:
以第二代定向柱晶DZ9合金成分为基础,调整Re含量,通过对三种不同Re含量的定向合金的研究,探讨了Re含量的变化对定向高温合金组织和性能的影响。结果表明:加入Re可提高合金的初熔温度和γ’相的回溶温度;Re的含量显著影响合金的γ+γ’共晶相形态和γ’相的尺寸和形态;增加Re含量,可提高合金的室温拉伸强度和合金的高温持久寿命。
一种含铼和碳的镍基单晶高温合金显微组织的研究
曹腊梅, 李相辉, 薛明, 张勇, 李爱兰
2010, 30(6): 11-15.
[摘要](44) [PDF 969KB](0)
摘要:
研究了一种含铼和碳的镍基单晶高温合金的铸态和热处理态的显微组织。结果表明:合金铸态组织中枝晶干和枝晶间区域的γ’相呈近立方状,枝晶间区域析出了少量的共晶相和MC型碳化物;合金经固溶处理后,共晶相完全消除,显微偏析得到明显改善。经标准热处理后,枝晶干和枝晶间的γ’相立方度提高,枝晶干区域γ’相的体积分数和尺寸都小于枝晶间区域的,其体积分数和尺寸分别为61%,0.32μm和68%,0.41μm,而碳化物的形貌和尺寸无明显变化。合金经1095℃/100h处理后,枝晶干析出了一定量富集Re和W的TCP相。
TC21-0.28%H钛合金微观组织及其高温变形行为研究
王耀奇, 侯红亮, 牛勇
2010, 30(6): 16-20.
[摘要](25) [PDF 743KB](0)
摘要:
利用光学金相及X射线衍射,研究了TC21-0.28%H(质量分数,下同)钛合金的组织结构,通过热模拟压缩实验,研究了TC21-0.28%H钛合金在800~920℃温度范围和0.01~1s-1应变速率范围的高温变形行为,建立了钛合金高温变形本构方程。结果显示,与TC21钛合金相比,TC21-0.28%H钛合金β相比例显著增加,并且有新相马氏体α″与氢化物δ生成,TC21-0.28%H钛合金在α+β相区与β相区的变形激活能分别为233kJ/mol与153kJ/mol,软化机制为动态回复,与TC21钛合金相比,TC21-0.28%H钛合金变形激活能降低,热加工性能得到改善。
7050铝合金喷水淬火参数对表面换热系数的影响
邓运来, 郭世贵, 熊创贤, 张新明
2010, 30(6): 21-26.
[摘要](22) [PDF 787KB](0)
摘要:
设计了喷射压强(p)与喷射表面流量密度(qs)作为独立参数的7050铝合金末端喷水淬火实验,研究了p,qs和喷嘴大小(d)对喷水表面换热系数的影响。结果表明,表面换热系数在喷射端面温度为100~150℃时具有最大值(hmax),hmax波动范围为20000~50000W·m-2·℃-1;建立了反映p和qs影响换热系数规律的hmax-p-qs三维关系图;采用喷射表面面积与喷嘴面积的比值k反映喷嘴大小对换热系数的影响,建立了hmax-k-qs三维关系图;hmax-p-qshmax-k-qs关系图能为喷水淬火参数(p,qs,k等)设计提供参考。
7050铝合金高强高韧低SCC敏感性时效工艺与机理研究
李杰, 宋仁国, 马晓春, 郑晓华, 李红霞, 翁晓红
2010, 30(6): 27-34.
[摘要](27) [PDF 1377KB](0)
摘要:
在单级时效制度下,对7050铝合金进行了长时间人工时效处理。研究了不同时效状态下合金的微观组织与常规力学性能,并测试了合金的SCR性能。结果表明:不同温度下长时间人工时效处理后,合金的强度随时效程度的增加均发生明显变化,经过传统峰时效后合金的强度先减小后增大,出现第二峰值,且第二峰强度高于第一峰;合金断裂韧度随时效程度的增加而提高,第二峰韧度高于第一峰;应力腐蚀敏感性随时效程度增加而降低,第二峰抗应力腐蚀性能优于第一峰。135℃下,合金的双峰位较为突出,双峰值较高。第一峰位,σ0.2b分别为580MPa,625MPa;第二峰位,σ0.2b分别为590MPa,640MPa。第二峰位断裂韧度较好,KIC为39.5MPa.m1/2,SCR性能得到很大改善,临界应力强度因子KISCC为12.72 MPa.m1/2。微观组织分析表明:合金双峰状态下晶内及晶界组织都存在极大差异,第一峰基体组织为高密度GP区,晶界为连续带状η’相,第二峰基体组织以η’相为主,晶界为断续离散的粗大η相。
喷丸强化对DZ4定向凝固高温合金高温旋转弯曲疲劳性能的影响
高玉魁, 姜涛
2010, 30(6): 35-38.
[摘要](26) [PDF 999KB](0)
摘要:
对DZ4定向凝固高温合金进行喷丸强化。利用表面轮廓仪、硬度计和扫描电镜等设备研究了表面粗糙度、显微硬度、组织结构等表面完整性的变化。在820℃高温下进行了光滑和缺口试样的旋转弯曲疲劳试验。结果表明,由于喷丸强化效应和弱化效应基本相当,喷丸强化工艺对提高DZ4定向凝固各向异性材料光滑试样高温疲劳性能效果不显著;但对于具有应力集中的缺口试样,由于喷丸弱化作用引起的应力集中效应被缺口应力集中所掩盖,喷丸强化效果比较显著。
激光重熔WC复合陶瓷涂层组织及耐腐蚀性能
花国然, 龚晓燕, 居志兰, 田宗军, 赵剑峰, 黄因慧
2010, 30(6): 39-42.
[摘要](31) [PDF 918KB](0)
摘要:
在45号钢表面,制备了WC/Co-NiCrAl等离子喷涂涂层(TC-1)和WC/Co-NiCrAl/laser-remelting激光直接重熔等离子喷涂陶瓷涂层(TC-2)。以纳米SiC粉末为填料,对等离子喷涂层TC-1进行了填料下的激光重熔,制备了纳米SiC改性的WC/Co-NiCrAl/nano-SiC复合陶瓷涂层(TC-3)。采用X射线衍射、扫描电镜对三种涂层微观组织进行了分析,同时对陶瓷涂层的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,TC-1涂层由WC,W2C,W6C2.54,W,Co,CoO组成;TC-2重熔涂层由WC,W2C,CoO及W组成;纳米改性后的重熔涂层TC-3由SiC,Si2W,WC,W及CoO组成。在激光作用下,原等离子喷涂层WC/Co的片层状组织得以消除。与TC-1涂层相比,TC-2及TC-3陶瓷涂层致密化程度明显提高,涂层耐腐蚀性能也得到了明显的改善。
TC1和TC4钛合金腐蚀加工溶解行为研究
林翠, 胡舸, 梁静, 赵晴, 杜楠, 王力强
2010, 30(6): 43-50.
[摘要](24) [PDF 1503KB](2)
摘要:
测试了TC1和TC4钛合金在氢氟酸-硝酸溶液中腐蚀加工的E-t曲线和极化曲线,分析了腐蚀加工过程的速率变化,观察了腐蚀加工形貌。在氢氟酸-硝酸腐蚀加工液中,极化曲线呈现活化-钝化特征,氢氟酸浓度较高时,硝酸浓度增大到一定值后,极化曲线呈现自钝化倾向。钝化膜的生成速率和厚度由氢氟酸和硝酸体积比决定,氢氟酸和硝酸体积比为1∶2时,腐蚀加工速率最大。腐蚀加工初期钛合金表面氧化膜被破坏,自腐蚀电位迅速变负,加工速率较大,继续加工,硝酸使钛合金表面发生钝化,导致速率降低,钝化膜的生成和破坏同时进行,当钝化膜的生成与基体溶解达到动态平衡时,自腐蚀电位和加工速率趋于稳定。TC1和TC4钛合金中的Ti和Al优先溶解,随着硝酸浓度的增加,钛合金表面微观凹坑变浅。
高体份SiCp/Al复合材料型芯法无压浸渗近净成形制备技术
崔岩, 郭顺, 赵会友
2010, 30(6): 51-56.
[摘要](24) [PDF 1059KB](1)
摘要:
选用表面热喷涂MgO涂层的铝合金型芯成功地实现了高体份SiCp/Al复合材料的无压浸渗近净成形制备。利用SEM,EDS,XRD等手段对SiCp/Al复合材料的组织结构、断口形貌和相组成进行了分析。分析结果表明:SiCp/Al复合材料与铝合金型芯之间无明显的异质界面相存在,浸渗复合过程中紧贴型芯处的SiC颗粒堆积体未发生过坍塌、溃散,颗粒分布均匀,表面涂层的存在使型芯很好地保持了形貌。型芯的使用不仅没有给复合材料带来成分的污染,通过测试、比较距离型芯约500μm处的复合材料与远离型芯的复合材料的弯曲强度、弹性模量、密度、线膨胀系数及热导率,证实了型芯的使用没有引起复合材料性能的劣化。另外,通过对型芯尺寸的合理控制,完全能够以无压浸渗法制备出型腔尺寸较为精准、形状规则的高体分SiCp/Al复合材料制件。
Fe2O3掺杂原位合成Al2O3/TiAl复合材料的组织与性能
向六一, 王芬, 朱建锋, 王晓凤
2010, 30(6): 57-61.
[摘要](25) [PDF 1021KB](0)
摘要:
利用Ti-Al-TiO2-Fe2O3体系的放热反应,原位热压合成了Fe掺杂的Al2O3/TiAl复合材料。借助XRD和SEM研究了复合材料的物相组成和显微结构以及Fe2O3引入量对复合材料结构和力学性能的影响。结果表明:产物主要由γ-TiAl,α2-Ti3Al,Al2O3相构成,Al2O3颗粒分布于基体交界处,存在一定的团聚;随Fe2O3的掺杂量增大,Al2O3颗粒呈细小弥散分布,同时基体晶粒尺寸也减小,较好地改善了材料的力学性能,复合材料的相对密度和洛氏硬度逐渐增大。Fe2O3掺杂量为0.84%(质量分数)时,复合材料弯曲强度和断裂韧度达到最大值,分别为624MPa和6.63 MPa·m1/2
低应力光学系数、高光学性能脂环族聚酯的合成工艺与表征
陈宇宏, 李曦, 袁渊
2010, 30(6): 62-67.
[摘要](27) [PDF 819KB](0)
摘要:
采用1,4-环己烷二甲醇(CHDM)与1,4-环己烷二甲酸(CHDA)通过两阶段连续反应合成脂环族聚酯——聚(1,4-环己烷二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯)(PCCD)。研究了常压酯化阶段和真空缩聚阶段的合成工艺,包括酯化温度、缩聚温度和真空压强对聚合反应的影响,获得较理想的制备条件;采用红外光谱和核磁共振分析反应产物,表明其化学结构特征符合PCCD的分子特点。最后进行光学性能测试,实验结果表明,合成出的PCCD是一种具有低应力光学系数的高透光率、低雾度和低黄色指数透明材料。
铁基MGH956高温合金抗高温氧化性能的研究
李帅华, 田耘, 柳光祖, 杨峥
2010, 30(6): 68-73.
[摘要](25) [PDF 1310KB](0)
摘要:
研究了MGH956高温合金1000~1300℃的氧化行为。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射对氧化膜的形貌、组成进行了分析。结果表明:MGH956高温合金具有非常突出的抗高温氧化性能,1300℃仍能达到完全抗氧化,且没有发生内氧化。氧化膜的基体氧化物是α-Al2O3,与合金基体连接十分紧密,且连续、致密,晶粒非常细小,有一定塑性,是合金具有优异抗高温氧化能力的主要原因。
钴的晶体结构对镀钴空心玻璃微球电磁性能的影响
苏玉芹, 肇研, 陈吉平, 朱蕾, 张佐光
2010, 30(6): 74-79.
[摘要](20) [PDF 971KB](0)
摘要:
采用化学镀方法在空心玻璃微球表面复合磁性金属钴,制备了镀钴空心玻璃微球,并对其进行了真空退火热处理。经过化学镀的空心玻璃微球表面包覆了一层均匀、致密的金属镀层;镀钴空心玻璃微球(2.5g/cm3)镀层晶体结构对其电磁性能产生影响。当镀层Co含量为95%时,介电常数实部在11GHz处达到35,虚部在13GHz处达到22;在经过热处理后,镀层发生晶相转变,介电常数实部和虚部均得到提高。另外,热处理能降低钴镀层的矫顽力,改善其软磁性能。
基于应力状态参数的韧性材料损伤机理研究
何敏, 李付国
2010, 30(6): 80-86.
[摘要](34) [PDF 650KB](0)
摘要:
为研究加载方式对裂纹萌生-扩展的影响机理,推导出米赛斯屈服准则与屈雷斯加屈服准则统一的载荷谱。基于该载荷谱利用内聚单元模型对5052铝合金内部椭圆形脆性相微观视场进行微裂纹萌生扩展研究。利用应力状态参数对不同加载方式下微裂纹的起裂方式和起裂位置进行了分析,结果表明:韧性材料的微裂纹起始于基体内脆性相,宏观基体材料与微观脆性相之间应力状态的不协调是致使裂纹萌生的主要原因。刚度弱化系数预示了微裂纹的起始位置,应力状态参数综合表征了裂纹的类型和起裂方式。在相同形变量时,裂纹萌生难易程度存在差异:双向压缩不易诱发微裂纹而纯剪切较易诱发微裂纹。研究结论与试验结果吻合较好。
2D-C/SiC复合材料的拉伸损伤研究
杨成鹏, 矫桂琼, 王波
2010, 30(6): 87-92.
[摘要](19) [PDF 726KB](0)
摘要:
通过单调拉伸和循环加卸载试验,研究了2D-C/SiC复合材料的力学性能及损伤演化过程。结果表明,残余应变、卸载模量和应力的关系曲线与拉伸应力应变曲线具有类似的形状。基于细观力学建立了材料的损伤本构关系和强度模型,分析计算表明,残余应变主要由裂纹张开位移和裂纹间距决定,而卸载模量主要由界面脱粘率决定;材料的单轴拉伸行为主要由纵向纤维束决定,横向纤维束对材料的整体模量和强度贡献较小。理论模拟结果与试验值吻合较好。
基于确定性和随机性原理的复合材料二维孔隙模型比较
张翔, 林莉, 陈军, 郭广平, 李喜孟
2010, 30(6): 93-97.
[摘要](30) [PDF 826KB](0)
摘要:
在二维条件下,对比分析了经典的确定性模型和随机孔隙模型对含孔隙复合材料的物理模拟结果。确定性模型将含孔隙复合材料看做各向同性均匀介质,将孔隙假设为大小相同、离散均匀分布的规则形状;随机孔隙模型依据随机介质理论,采取统计学原理和方法,将孔隙看做是小尺度上的随机扰动,叠加于由基体构成的大尺度背景介质平均特性之上,可以利用空间平稳随机过程加以描述。研究发现,利用随机孔隙模型不但能够得到与真实孔隙几何相似性良好的孔隙形貌,而且基于此模型的超声衰减系数理论预测结果和实验测试结果之间的符合程度大大优于传统的确定性模型。
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