2011年31卷2期

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论文
B2-NiAl弹性性质Ag合金化效应的理论研究
陈律, 文韬
2011, 31(2): 1-7.
[摘要](27) [PDF 1014KB](0)
摘要:
采用第一原理赝势平面波方法和基于虚拟晶体势函数近似(VCA),计算了Ag合金化(浓度x<1.0%,原子分数,下同)时完整与缺陷B2-NiAl晶体的弹性性质,并采用弹性常数C44,Cauchy压力参数(C12-C44)、弹性模量E、剪切模量G及其与体模量B0的比值G/B0等,表征和评判了Ag合金化浓度x对NiAl金属间化合物延性与硬度的影响。结果表明:无论是无缺陷的理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x<1%的Ag合金化均可使其硬度大幅提高;在0%~0.6%以及0.7%~1%区间,Ag将提高NiAl完整晶体材料的延性,并且以0.6%附近为最好;当x≤0.5%时,Ag合金化能改善Ni空位的NiAl多晶材料延性,并以x=0.32%~0.48%时,Ni空位的NiAl多晶延性的提升幅度尤为明显;而当1%>x>0.5%时,却可明显提高Ni反位B2-NiAl晶体的延展性,并在x=0.73%~1%区间呈现相对较好的韧化效果。上述结论归于低浓度Ag的固溶强化与高浓度Ag的富Ag相软化作用。
Haynes230高温合金的静态再结晶动力学
彭聪辉, 常辉, 胡锐, 樊江昆, 柏广海, 傅恒志
2011, 31(2): 8-12.
[摘要](20) [PDF 963KB](0)
摘要:
研究了冷轧Haynes230高温合金的静态再结晶行为及其动力学。结果表明:冷轧变形后,合金在1100~1150℃进行退火处理,可获得均匀、细小的等轴晶,再结晶晶粒体积分数与退火时间的关系可用JMAK方程进行描述。计算得到,随着冷轧变形量的增加,再结晶激活能逐渐减小,其范围为402.50~318.35 kJ/mol;随着温度的升高,再结晶完成时间急剧缩短,其范围为74.51~5.43min,温度对再结晶速率具有显著影响;最终获得Haynes230高温合金再结晶动力学曲线,该曲线可为Haynes230高温合金的组织细化提供理论指导。
均匀化处理对7A55铝合金组织与性能的影响
李忠盛, 潘复生, 吴护林, 陈韵如
2011, 31(2): 13-17.
[摘要](23) [PDF 1185KB](0)
摘要:
研究了单级均匀化和双级均匀化工艺对铸态7A55铝合金组织和性能的影响规律。结果表明,经450℃单级均匀化处理后,合金中的残留共晶仍然较多,保温60h时合金中残留共晶比例由铸态合金的15.2%减少至7.2%,合金硬度由72HRB降低至60HRB,伸长率则由2.1%增大至11.2%;经450℃/60h+470℃双级均匀化处理后,残留共晶的数量显著减少,冷却过程中有大量平衡第二相析出,保温12h时残留共晶比例仅为2.3%,合金硬度较铸态降低了约17HRB,伸长率增大至15.3%。实验结果表明,7A55铝合金适宜的均匀化处理工艺为450℃/60h+470℃/12h。
大规格B93铝合金棒材的淬透性研究
蹇海根, 姜锋, 李金龙, 郑秀媛, 韦莉莉
2011, 31(2): 18-23.
[摘要](32) [PDF 1282KB](0)
摘要:
通过硬度测试、X射线衍射分析、有限元模拟以及TEM微观组织观察等手段研究了大规格B93铝合金棒材的淬透性。研究结果表明,淬火后,越靠近棒材中心,晶内和晶界析出的平衡相(MgZn2)数量越多,尺寸越大,120℃/24h时效后的强化效果就越低;而棒材表面则处于完全固溶状态,组织均匀,时效后析出大量细小弥散的η’沉淀相,合金的硬度最高。棒材的淬透层深度为30mm左右,临界淬火冷却速率为15℃/s。
孔挤压强化残余应力场的三维有限元模拟和实验研究
刘晓龙, 高玉魁, 刘蕴韬, 陈东风
2011, 31(2): 24-27.
[摘要](29) [PDF 1070KB](2)
摘要:
运用有限元软件ANSYS建立了孔挤压强化残余应力场的三维有限元模型,模拟计算了不同厚度7050-T7451铝合金构件孔挤压强化的三维残余应力场分布。模拟结果表明,孔边残余应力沿厚度方向呈梯度分布,入口残余压应力最小,是易于产生裂纹的部位;入口残余压应力随构件厚度增加而增大,达到最大值后,随厚度增加而减小并逐渐趋于稳定值。同时,使用X射线衍射应力分析技术测量了实际试样的残余应力,结果表明,入口表面的残余压应力明显小于出口表面,并且实验测量值与有限元模拟值吻合较好。
超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头疲劳性能的影响
李占明, 朱有利, 辛毅
2011, 31(2): 28-32.
[摘要](18) [PDF 1233KB](1)
摘要:
采用超声冲击处理方法对2A12铝合金焊接接头进行全覆盖强化处理。通过弯曲疲劳对比试验,建立了未处理与超声冲击强化处理铝合金焊接接头试样的S-N曲线,分析了超声冲击处理对铝合金焊接接头疲劳性能的影响;通过接头组织、残余应力和断口形貌分析了超声冲击处理提高铝合金焊接接头抗疲劳断裂性能的微观机理。结果表明,超声冲击处理使2A12铝合金焊接接头疲劳强度由40.5MPa提高到56.1MPa,提高了38.5%,同时,接头表层晶粒大幅细化、缺陷减少、组织更加致密,而且引入了最大约为-285MPa的残余压应力。
化学液相沉积制备PbSe薄膜生长过程及其性能研究
罗飞, 王锦鹏, 陶春虎, 李志, 刘大博
2011, 31(2): 33-36.
[摘要](25) [PDF 1130KB](0)
摘要:
采用化学液相沉积方法在醋酸铅溶液体系中制备了厚度在微米量级的PbSe薄膜,通过扫描电镜、X射线衍射和红外光谱分析等测试手段研究了PbSe薄膜的生长过程以及沉积时间对薄膜相结构、表面形貌和红外透光性能的影响。研究结果表明:随着沉积时间的增加,薄膜致密度增大,Se/Pb原子比增加,都为表面富Se的PbSe薄膜;在不同沉积时间下薄膜都为完全晶化的立方结构,各衍射峰清晰;薄膜厚度对其光学性质也有影响,随着沉积时间增加薄膜红外吸光度增大。
乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性研究
李斌太, 邢丽英, 赵彤, 刘锋, 陈祥宝
2011, 31(2): 37-42.
[摘要](20) [PDF 1433KB](0)
摘要:
采用差示扫描量热(DSC)和原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性进行了研究。利用原位动态和等温条件下的FTIR可以区分树脂单体中异酰亚胺-酰亚胺异构转变和乙炔基交联固化反应并确定各自的温度范围。异酰亚胺-酰亚胺的异构转变的反应温度低于乙炔基交联反应,原因是乙炔基交联固化反应的活化能为106.469kJ/mol,大于异酰亚胺的异构转变的活化能79.635kJ/mol。在200~220℃,乙炔封端聚异酰亚胺树脂可以实现预固化,后处理温度范围为300~350℃。
T700S/QY8911复合材料界面匹配研究
彭公秋, 杨进军, 曹正华, 谢富原
2011, 31(2): 43-48.
[摘要](23) [PDF 1344KB](0)
摘要:
利用热熔法预浸料,采用热压罐固化工艺制备了T700S/QY8911复合材料。首先考察了QY8911双马树脂的黏温特性,然后通过表面张力与接触角测定、界面剪切强度测试、吸湿前后玻璃化转变温度测定、复合材料基本力学性能测试及断口形貌分析等方法综合考察了T700S/QY8911复合材料的界面匹配性。结果表明:QY8911树脂在较长的温度和时间范围内具有较低黏度,T700S/QY8911预浸料具有优异的预浸料工艺适用性,其最佳制备温度为90~110℃。T700S/QY8911复合材料界面剪切强度在高温下具有较高的保持率,浸泡360h后的Tg仅比干态下降了19℃,干态/150℃,湿态/20℃及湿态/150℃下层间剪切强度、弯曲强度及弯曲模量保持率均大于50%,且层剪破坏试样纤维与树脂结合紧密。实验结果表明,T700S/QY8911复合材料具有良好的界面匹配性。
C/SiC复合材料微结构的显微CT表征分析
冯炎建, 冯祖德, 李思维, 张伟华, 栾新刚, 刘永胜, 成来飞
2011, 31(2): 49-54.
[摘要](18) [PDF 1469KB](0)
摘要:
利用显微CT表征了采用化学气相渗透法(CVI)制备的3D C/SiC复合材料的三维结构,评价了显微CT的微结构表征能力。结果表明:显微CT能够有效地分辨C/SiC复合材料的织构形貌、材料内部缺陷(孔隙和SiC基体密度差异)。通过重构孔隙的三维结构,揭示了CVI过程预制体内部存在沉积气体滞留;通过重构孔隙壁的形貌,揭示了CVI SiC基体表面为球状颗粒形貌,并与化学气相沉积(CVD)SiC涂层表面SEM形貌进行对比,阐明了预制体内外在气相沉积过程中存在压差的本质。
注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能对比与分析
陈宇宏, 袁渊, 刘小艳, 郭丹丹, 白一峰
2011, 31(2): 55-60.
[摘要](19) [PDF 1411KB](0)
摘要:
通过测试注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能以及内应力分布和厚度分布,并结合两种成型方式的技术特点,对注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能进行了详细的比较和分析,结果表明:注射成型和注射压缩成型透明件具有良好的表观光学质量,透光率和雾度接近,这与两者在成型材料和表面粗糙度一致有关。但与注射成型透明件相比,注射压缩成型透明件具有更低的双折射、光学畸变和角偏差。注射压缩成型透明件的低双折射源于内部大分子取向程度低,从而取向应力低;低光学畸变和低角偏差光学性能特点除了与低残余应力有关,还与注射压缩成型具有更均匀的收缩率有关。
蜂窝体胞尺寸对夹芯板性能的影响研究
孙士平, 赖余东
2011, 31(2): 61-66.
[摘要](20) [PDF 1433KB](0)
摘要:
研究了周期性夹芯蜂窝体胞尺寸对夹芯板刚度性能、一阶频率的影响规律。以夹芯均匀化等效的夹芯板模型为基准,定义无量纲尺寸影响因子,描述不同蜂窝尺寸夹芯板性能相对均匀化等效模型基准值的变化趋势,量化蜂窝尺寸的影响程度。采用有限元数值方法,开展了不同尺寸、不同构型以及不同边界条件下蜂窝夹芯板性能的比较分析。计算结果表明:夹芯板的刚度性能与频率具有尺寸效应,当夹芯尺寸与蜂窝尺寸比值大于12,蜂窝尺寸的影响程度趋于平缓减弱,当蜂窝尺寸与夹芯尺寸相当时,蜂窝尺寸的影响非常明显,其影响程度与边界条件及蜂窝构型显著相关。
钇铝石榴石对氧化铝基陶瓷型芯高温性能的影响
徐东阳, 李涤尘, 吴海华, 邢建东, 孙博
2011, 31(2): 67-71.
[摘要](24) [PDF 1491KB](0)
摘要:
开发了一种钇溶胶为强化剂、通过真空压力浸渍强化处理改善氧化铝基陶瓷型芯高温性能的新工艺。研究了浸渍工艺对陶瓷型芯高温性能的影响,利用X射线衍射和SEM分析了陶瓷型芯相组成及其断口形貌。实验结果表明高温性能随着浸渍次数的增加而得到明显地改善。三次浸渍强化后,高温挠度从7.38 mm降低至0.72 mm,高温抗弯强度(1550℃)从0.95MPa提高至4.61MPa,而显气孔率仍保持在40%以上,保证了脱芯工艺性。X射线衍射分析表明真空压力浸渍之后增加了陶瓷型芯中耐高温强化相——钇铝石榴石的含量S,EM观察也证实了这一点。
Fe3Si金属间化合物高温抗氧化性能研究
周琦, 贾建刚, 赵红顺, 刘建军, 吴海涛
2011, 31(2): 72-78.
[摘要](18) [PDF 1586KB](0)
摘要:
采用电弧熔炼法制备了Fe3Si金属间化合物。选用AISI304不锈钢作对比,研究了Fe3Si在800℃和900℃空气环境中的高温抗氧化性能,利用XRD,SEM,EPMA等测试设备对Fe3Si金属间化合物进行了表征。结果表明:在800℃,900℃下,Fe3Si金属间化合物都表现出较AISI 304不锈钢更好的高温抗氧化性能。其在800℃的氧化动力学近似表现为抛物线、线性复合规律9,00℃下则转变为单一的二次抛物线规律。800℃下,Fe3Si初始的氧化膜生长机制受Si的扩散过程控制,而后因氧化膜剥落严重而转变为Si的氧化反应控制;900℃下,Fe3Si的氧化动力学过程主要受扩散过程控制,Si的扩散是氧化膜生长机制的主因,辅有Fe从SiO2膜向外扩散的传质过程。
Nano-TiO2/BMI/CE共聚物固化动力学及介电性能的研究
吴广磊, 寇开昌, 晁敏, 蒋洋, 张冬娜, 张教强
2011, 31(2): 79-84.
[摘要](19) [PDF 1483KB](0)
摘要:
通过非等温差示扫描量热法(DSC)对纳米二氧化钛/双马来酰亚胺/氰酸酯(nano-TiO2/BMI/CE)树脂进行了动力学研究。通过Kissinger法、Ozawa法和Crane法求得了改性氰酸酯树脂体系的固化动力学参数。进而研究了不同固化工艺和后处理温度对nano-TiO2/BMI/CE共聚物介电性能的影响。结果表明:在同等组分下,nano-TiO2/BMI/CE共聚物微波固化树脂比传统热固化树脂的介电性能优良;在后处理温度一定的条件下,控制后处理时间,微波固化树脂的介电性能又进一步得到提高。
提高6063铝合金表面耐蚀性能的途径研究
张建新, 高爱华
2011, 31(2): 85-88.
[摘要](26) [PDF 1310KB](0)
摘要:
研究了提高6063铝合金表面耐蚀性能的途径,并从理论上分析了改善耐蚀性能的作用机理。结果表明:合理调整合金的化学成分有利于提高材料的耐蚀性能,Mg,Si元素的质量比值在1.55附近时性能较佳;对铸锭进行必要的均匀化处理有助于型材耐蚀性能的提高,均匀化后铸锭适宜采取快速冷却;挤压工艺对材料的腐蚀性能有重要影响,型材的出口温度在510℃左右时具有较好的耐蚀性能。
A206/1%Al2O3铝基纳米复合材料的热裂行为
李克, 王倩, 周耐根, 高挺
2011, 31(2): 89-94.
[摘要](22) [PDF 1520KB](0)
摘要:
A206铝合金在金属型浇铸过程中具有高热裂倾向,难以用来制造重要铸件。采用超声分散法制备A206/1%Al2O3(质量分数,下同)纳米复合材料,在钢模中浇铸受限杆铸件来评价其热裂敏感性,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对微观组织进行分析。结果表明:加入的Al2O3纳米粒子在凝固过程中成为有效的异质形核核心,不仅使α-Al初晶从粗大枝晶转变为细小等轴晶,平均晶粒尺寸从164μm降至26μm,而且在剩余液相中诱发形成大量富Fe,Mn的薄片状中间相,消除了粗大CuAl2相,从而显著降低了A206铝合金的热裂敏感性。
C/C和C/SiC复合材料的夏比冲击性能研究
严科飞, 张程煜, 乔生儒, 韩栋, 李玫
2011, 31(2): 95-98.
[摘要](21) [PDF 1336KB](0)
摘要:
使用夏比摆锤冲击试验机对C/C和C/SiC两种复合材料进行了冲击试验,打击瞬时线速率为2.9 m/s,刀刃半径为2 mm。使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了试样断口形貌。结果表明:C/C和C/SiC两种复合材料的夏比冲击能量随着材料密度的增加而减小,冲击能量与密度基本呈线性关系。密度低的C/C和C/SiC复合材料冲击后的断口参差不齐,有大量纤维束和纤维拔出,夏比冲击韧度较高;高密度试样的宏观断口较为平整,仅有少量的纤维拔出,具有脆性断裂特征。
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