2012年32卷2期

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论文
Ti-48(at%)Al包晶合金中β/α相的过冷形核
李曼, 薛祥义, 胡锐, 张铁邦, 钟宏, 李金山
2012, 32(2): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.001
[摘要](1181) [PDF 2134KB](521)
摘要:
采用电磁悬浮熔炼的深过冷凝固技术实现了Ti48(at%)Al合金的深过冷,获得的最大过冷度为295K。采用红外测温仪记录实验过程的温度变化数据,OM技术观察不同过冷度下凝固合金的显微组织,结合深过冷凝固过程中的再辉行为分析了该合金的非平衡凝固路径。运用负熵模型、经典形核理论及瞬态形核理论,研究了Ti48(at%)Al包晶合金中初生相与次生相的形核与过冷度之间的关系。通过对该合金熔体的(bcc)相和(hcp)相的临界形核功、稳态形核率、形核孕育时间和瞬态形核率的计算,并结合实验结果对,两相的形核进行了综合分析。结果表明,在~10K/s的较低冷速情况下,在整个过冷度(295K)范围内(bcc)相总能作为初生相首先形核。
抽拉速率对DD6单晶高温合金650℃低周疲劳性能的影响
刘维维, 唐定中, 李嘉荣, 刘世忠, 熊继春
2012, 32(2): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.002
[摘要](762) [PDF 3728KB](359)
摘要:
采用2mm/min,4.5mm/min和7mm/min的抽拉速率制备了DD6单晶高温合金试棒。研究了抽拉速率对合金650℃低周疲劳性能的影响。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了疲劳试样的断口形貌和微观组织。研究结果表明:随抽拉速率的增大,相尺寸减小,一次枝晶间距差异不大,二次枝晶呈发达的趋势。抽拉速率4.5mm/min的合金650℃低周疲劳寿命最长。DD6合金表现为基本稳定的循环应力响应行为。疲劳裂纹主要萌生于试样亚表面,随应变量降低,裂纹扩展第一阶段断裂特征由类解理断裂面向锯齿状断面转变。疲劳裂纹沿一个或者多个{111}滑移面扩展。
热等静压温度对K447A高温合金显微组织及性能的影响
李爱兰, 汤鑫, 曹腊梅, 盖其东
2012, 32(2): 13-19. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.003
[摘要](626) [PDF 7063KB](367)
摘要:
研究了热等静压温度对K447A合金显微组织及性能的影响。测试了合金的持久性能和室温拉伸性能。利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SUM)观察了合金显微组织。结果表明, 1185~1210℃/180MPa/4h(+1185℃/2h,AC+1100℃/4h,AC+870℃/20h,AC)下,随热等静压温度的提高,合金中显微疏松逐步闭合,碳化物逐步细化和球化;共晶相尺寸和数量逐步减小,共晶特征趋于不明显;晶界呈不连续颗粒状;存在大、小两种尺寸的相。经1185~1210℃HIP处理的合金980℃/200MPa持久性能大幅提高;经1195℃HIP的合金760℃/724MPa持久性能达到最高。经1210℃HIP处理的合金980℃/200MPa持久性能达到最高。180MPa/4h条件下,K447A合金合适的热等静压温度为1185~1210℃。
B93铝合金热加工特性模拟研究
李金龙, 姜锋, 蹇海根, 陈宜钊, 徐燕萍
2012, 32(2): 20-25. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.004
[摘要](660) [PDF 3042KB](440)
摘要:
在Gleeble1500热模拟机上采用轴对称等温压缩实验,研究了B93铝合金在热加工中变形温度和应变速率对合金组织的影响,基于动态模型计算出B93铝合金加工图,分析合金热加工的流变失稳区并确定了合金热加工的最佳工艺参数。结果表明:变形速率和变形温度对B93铝合金的微观组织有影响;合金的峰值应力随变形温度的升高而降低,随变形速率的提高而增大;B93铝合金最佳的热加工制度为:变形温度420℃左右,应变速率0.001 s-1。
6005铝合金型材等温转变曲线绘制及其应用
王岗, 尹志民, 周向, 商宝川
2012, 32(2): 26-31. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.005
[摘要](674) [PDF 1580KB](291)
摘要:
检测6005铝合金型材不同等温工艺后的硬度和电导率,绘制了等温转变TTT曲线和TTP曲线。利用XRD,TEM等设备对合金经不同等温处理后的物相和微观组织进行了研究,结果表明:6005铝合金的TTT曲线和TTP曲线的鼻尖温度均为340℃,淬火敏感温度区间为280~420℃;等温过程中过饱和固溶体中分解析出相,随等温时间的延长,逐步转变为相及相;6005铝合金在不同温度下进行等温处理的相变动力学方程也不同。6005铝合金的相变动力学及其淬火敏感特性研究结果表明,在制订6005铝合金现场在线挤压淬火工艺时,有必要在淬火敏感区间加大冷却速率,而在低于或高于敏感区间时可适当减小冷却速率,这样型材在获得较高的力学性能同时又能减少合金内部残余应力。
新型Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效制度研究
冯朝辉, 王少华, 臧金鑫, 张显峰, 孙刚, 陆政, 龚彭
2012, 32(2): 32-37. doi: 10.3969/j.issn.1005.5053.2012.2.006
[摘要](729) [PDF 2622KB](292)
摘要:
采用硬度法测定了一种新型AlZnMgCu合金挤压带板的GP区临界形核温度TV(GP区在此温度下形核不依靠空位浓度)和TC(GP区在此温度以上不能形核)。他们的温度区间分别为130~140℃和170~180℃。依据实验结果确定了合金的一级时效温度为120℃,二级时效温度为165℃。合金在120℃/4h+165℃/8h制度下热处理后,L向的抗拉强度、屈服强度、伸长率、断裂韧度和电导率分别为617MPa,590MPa,13.5%,41.6MPam和39.1%IACS,是一种综合性能优良的双级时效600MPa级铝合金
低温球磨制备纳米晶纯铝粉体李炯利
李炯利, 厉沙沙, 李伟, 熊艳才
2012, 32(2): 38-42.
[摘要](614) [PDF 1962KB](378)
摘要:
采用低温球磨的方法制备了纳米晶纯铝粉体。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对经低温球磨前后的纯铝粉体的化学成分、颗粒形貌及尺寸、微观组织进行研究。结果表明,随着球磨时间的增加,纯铝粉体的颗粒尺寸分布呈现出宽窄宽式演化规律,这与存在于整个球磨过程中的破碎焊合综合作用密切相关。低温球磨早期,位错胞演化机理主导纯铝粉体的晶粒细化;低温球磨后期,断裂冷焊机理则为纯铝粉体晶粒细化的主要机制。
基于甲基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯的聚碳酸酯耐磨涂层
陈宇宏, 柳沥翔, 詹茂盛, 周克斌
2012, 32(2): 43-48. doi: 10.3969/j.issn.1005.5053.2012.2.007
[摘要](961) [PDF 2122KB](379)
摘要:
以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)水解聚合产物作为主要成膜物质,引入正硅酸乙酯(TEOS)水解产物硅溶胶作为无机增强物,采用溶胶凝胶法在聚碳酸酯(PC)表面形成耐磨涂层。结果表明:PC表面形成了SiOSi的交联网络结构。通过测试耐磨实验前后光学性能的变化研究表面涂覆涂层的聚碳酸酯的耐磨性能与涂层组分之间的关系。当涂层原料MTMS和TEOS的摩尔比为2∶1时,聚碳酸酯的耐磨性能达到最优,500次摩擦后雾度为13.22%,为纯PC的56.21%。
固化温度对苎麻纤维增强复合材料性能的影响
刘燕峰, 包建文, 李艳亮, 益小苏
2012, 32(2): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1005.5053.2012.2.009
[摘要](604) [PDF 860KB](372)
摘要:
研究了固化温度对苎麻纤维增强复合材料力学性能的影响,同时对比研究了平纹苎麻织物、单向苎麻纤维和单向玻璃纤维增强复合材料的力学性能。结果表明:环氧树脂3233分别在120℃,140℃和180℃固化2h后,其拉伸性能和弯曲性能没有明显的变化;而基于环氧树脂3233的苎麻纤维增强复合材料在120℃和140℃固化2h后力学性能相当,但是在180 ℃固化2h后,强度明显减小,模量变化不大;单向苎麻纤维增强复合材料的力学性能要远远大于平纹苎麻织物增强复合材料的力学性能,如单向苎麻复合材料uRamie3233120的压缩强度和压缩模量分别为154.0 MPa和35.6 GPa,而苎麻织物增强复合材料fRamie3233120分别为95.0 MPa和9.2 GPa;玻璃纤维增强复合材料的强度也会高明显高于苎麻纤维增强复合材料的强度。
丁腈橡胶/酚醛树脂/受阻酚AO80阻尼橡胶贮存稳定性研究
赵云峰, 张继华, 游少雄
2012, 32(2): 54-58. doi: 10.3969/j.issn.1005.5053.2012.1.010
[摘要](628) [PDF 1321KB](292)
摘要:
在丁腈橡胶(NBR)中添加酚醛树脂(PR)和受阻酚AO80,制备共混橡胶,采用示差扫描量热(DSC),傅立叶红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)和粘弹谱仪(DMTA)等方法表征其结构,研究其阻尼机理。研究结果表明:在共混橡胶中,除NBR硫化交联网络外, 还包含NBR/AO80的超分子氢键网络、NBR/PR的络合作用、AO80与PR分子间作用、AO80分子聚集体及在AO80相中的NBR分子等多种微观作用形式。复杂的分子作用形式使硫化胶分子间摩擦增大,提高了阻尼性能。但随贮存时间延长,AO80聚集结晶,造成硫化橡胶阻尼性能的不稳定。
T700/9916复合材料层合板恒温吸湿行为研究
曹素, 王波, 矫桂琼
2012, 32(2): 59-64. doi: 10.3969/j.issn.1005.5053.2012.2.011
[摘要](731) [PDF 1884KB](328)
摘要:
研究T700/9916碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板在湿热环境下的吸湿行为。通过测试CFRP层合板在T=70℃恒温水浴和T=70℃相对湿度为98%,91%和84%的环境下的吸湿性能,获得吸湿曲线。结果表明水浸试样相对质量增量趋于平衡时,其他各组试样的相对质量仍线性增加。使用一维Fick模型对实验结果进行分析,得到材料的理论吸湿数据比实验结果整体偏小。通过实验和有限元模拟相结合的方法计算获得材料的扩散率和溶解度,并对不同条件下的吸湿行为进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,说明通过模拟能够获得材料的长期吸湿动力学曲线和试样内部的水分分布情况。
PAN基碳纤维表面液相氧化改性研究
袁华, 王成国, 卢文博, 张珊, 陈旸, 于美杰
2012, 32(2): 65-68. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.2.012
[摘要](699) [PDF 952KB](376)
摘要:
利用拉曼光谱(Raman),红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)对经过KClO3/H2SO4液相改性处理的碳纤维(CF)表面结构进行了研究,并初步讨论了微观结构对碳纤维单丝力学性能的影响。结果表明:纤维表面的沟槽随改性处理时间增加逐渐加深;表面处理的刻蚀作用会使晶粒边界活性增大,石墨微晶变小;改性处理能够增加CF表面活性官能团(羧酸(C=O)和酚羟基(OH)),降低碳纤维表面惰性;表面处理后纤维的力学性能均有所下降,液相氧化处理60min和 120min后,拉伸强度分别降低约15%和50%。
2D C/SiC-ZrB2复合材料的烧蚀性能
童长青, 成来飞, 刘永胜, 张立同
2012, 32(2): 69-74. doi: 103969/j.issn.1005-5053.2012.2.013
[摘要](630) [PDF 7022KB](291)
摘要:
用ZrB2微粉对2D C/SiC基体进行改性,研究了化学气相渗透结合浆料浸渍及先驱体浸渍裂解工艺制备2D C/SiC-ZrB2复合材料在氧乙炔焰和1800℃甲烷风洞环境中的烧蚀行为。结果表明:在氧-乙炔环境中,2D C/SiC-ZrB2的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为6.110-2mm/s和1.010-2g/s,相对2D C/SiC复合材料而言,ZrB2微粉并没有提高C/SiC复合材料的抗烧蚀性能。在1800℃甲烷风洞环境中,涂层致密度起主要作用,涂层致密度相同时,复合材料的开气孔率越大,质量烧蚀率越大,ZrB2微粉的渗入对C/SiC复合材料的烧蚀性能影响不大。
温度对溶剂热改性C/C复合材料显微结构和氧化性能的影响
朱佳, 黄剑锋, 曹丽云, 王雅琴, 吴建鹏, 弭群, 王妮娜
2012, 32(2): 75-81. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.02.014
[摘要](616) [PDF 3920KB](302)
摘要:
以硼酸三正丁酯、乙酸、B2O3粉体为原料,无水乙醇为溶剂,采用一种新颖的溶胶/凝胶结合溶剂热法对C/C复合材料基体进行了抗氧化改性。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)对改性后试样进行了表征。重点研究了溶剂热反应温度对改性后试样的物相组成、微观结构和氧化性能的影响。结果表明:经过溶剂热改性处理后,C/C复合材料表面缺陷被玻璃相B2O3组成的涂层所覆盖,材料内部一部分孔隙也被B2O3相填充,且随着溶剂热温度的上升,试样表面的微裂纹逐渐消失,B2O3涂层的致密度上升;C/C基体的抗氧化性能随着溶剂热改性温度(范围353~433 K)的升高而提高;经433 K溶剂热改性后的C/C复合材料在873 K的空气中氧化16 h后的质量损失仅为4.09%。
TiO2基紫外探测器的制备及退火工艺对光电性能的影响
祁洪飞, 刘大博
2012, 32(2): 82-86. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012-2.015
[摘要](548) [PDF 1696KB](262)
摘要:
采用磁控溅射方法,通过不同工艺的退火处理,制备了光电性能优良的TiO2基紫外探测器。通过紫外光电性能测试、扫描电子显微镜(SEM)观察及X射线衍射(XRD)分析,研究了退火工艺对探测器光电性能的影响规律。结果表明:随着退火温度的增加,TiO2晶粒尺寸显著增大,晶界和缺陷数量的变化是导致TiO2基紫外探测器的光电性能随退火工艺变化的根本原因。经500℃/2h退火后,紫外探测器的光电流高出暗电流近2.5个数量级,紫外波段的光响应高出可见光波段近2个数量级,所制备紫外探测器达到了高辐射灵敏度和可见盲特性的要求。
一维钡铁氧体纳米线的制备及操控
苗璐, 黄英, 苏武
2012, 32(2): 87-92. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012.02.016
[摘要](512) [PDF 2669KB](262)
摘要:
采用Sol-gel法,以自制的AAO模板制备了直径40~60nm,长度为150~200nm的一维BaFe12O19纳米线。利用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),振动样品磁强计(VSM)对BaFe12O19纳米线的组成、形貌与磁性能进行了研究。在外磁场的驱动下,对一维BaFe12O19纳米线进行操控。研究发现:BaFe12O19纳米线的易磁化方向平行其轴线方向,且操控后,BaFe12O19纳米线定向连接成链,当磁场与BaFe12O19纳米链阵列平行(∥)时,纳米链的剩余磁化强度(Mr)、饱和磁化强度(Ms)和最大磁能积(BH)m都得到增强。矫顽力(Hc)由3.98105A/m增大至5.01105A/m,矩形比为0.9,可成为优异的高密度垂直磁记录材料。
LY12铝合金疲劳损伤的非线性超声检测
颜丙生, 张士雄
2012, 32(2): 93-98. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2012..02.017
[摘要](722) [PDF 3294KB](255)
摘要:
针对LY12铝合金材料的早期疲劳损伤问题,研究发展了一套可靠的超声非线性系数测量实验系统,利用该系统离线测量了LY12铝合金疲劳试件的超声非线性系数。实验结果表明,在未达到60%左右疲劳寿命时,超声非线性系数对LY12铝合金材料的早期疲劳损伤有很高的灵敏度。同时利用浸蚀法观察了LY12硬铝疲劳试件的位错密度变化,超声非线性系数和位错密度随疲劳周次的变化近似一致,表明超声非线性效应与晶体中的位错有关,超声非线性系数可以表征晶体材料内部位错的变化,进而预测金属材料的疲劳寿命。
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