2014年34卷2期

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《航空材料学报》2014年第2期目次
2014, 34(2): 0-0.
[摘要](30) [PDF 274KB](0)
摘要:
论文
持久应力对DD10单晶高温合金1100℃组织稳定性的影响
谷怀鹏, 曹腊梅, 薛明, 周志军
2014, 34(2): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.001
[摘要](79) [PDF 2816KB](1)
摘要:
通过对DD10单晶高温合金1100℃长时时效组织以及在1100℃/140MPa下持久试样断裂后不同部位的组织进行观察分析,研究应力对该合金组织稳定性的影响。结果表明:DD10单晶高温合金经1100℃/253h长时时效和1100℃/140MPa持久断裂后析出的TCP相均为富集Re,W,Cr和Mo元素的μ相。1100℃/140MPa持久条件下,应力的引入促进μ相的析出,且μ相的析出量随着应力的增大而增大,但应力未改变TCP相的析出种类和形貌。此外,应力促进γ’相的筏排化过程。
55%Al-Zn合金熔体结构的从头算研究
邢文国, 孟宪兴, 冯维春, 张长桥
2014, 34(2): 6-10. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.002
[摘要](64) [PDF 1454KB](0)
摘要:
采用第一性原理分子动力学模拟对高温55%Al-Zn合金熔体进行研究,给出熔体的结构和动力学性质。结果表明:计算得到的Al-Zn合金熔体的结构因子与实验结果符合较好。在加入Zn原子后,熔体中Al原子的分布变化不大,而Zn原子是随机均匀分布的;熔体中Al-Al配位数与Al-Zn配位数之比约为3:1,与熔体中原子含量的比值基本一致。同时研究表明,Al原子周围的第一近邻原子形成的笼体对Al原子运动的阻碍作用较强。
溶液组分对电铸镍组织和力学性能的影响
钱建刚, 李彭瑞, 李海婷
2014, 34(2): 11-16. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.003
[摘要](62) [PDF 2052KB](0)
摘要:
在氨基磺酸盐溶液体系中电铸获得综合性能优异的铸镍层。利用金相显微镜、薄片阴极弯曲法和万能拉伸试验机评价测试溶液组分氨基磺酸镍和氯化镍对铸镍层的微观组织结构、内应力和力学性能的影响。结果表明:溶液经净化处理后,随着体系中氨基磺酸镍含量的逐渐增大,铸镍层的柱状组织越来越粗大,内应力和抗拉强度逐渐减小,而相应的伸长率则呈逐渐增大的趋势;随着体系中氯化镍含量的不断增大,铸镍层的柱状组织先逐渐粗化后再逐渐细化,内应力逐渐增大,抗拉强度先降低后升高,而相应的伸长率逐渐减小;当体系中氨基磺酸镍为300g/L、氯化镍为3g/L时,铸镍层的综合性能优异,此时铸镍层的内应力为60.7MPa,抗拉强度为811.7MPa,伸长率为23.5%。
电流类型对氨基磺酸盐型电铸Ni-Co合金组织及性能的影响
裴和中, 李雪, 黄攀, 陆峰, 张俊, 张国亮
2014, 34(2): 17-21. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.004
[摘要](75) [PDF 2159KB](0)
摘要:
采用脉冲和直流电流制备Ni-Co合金电铸层。采用显微硬度计、能谱仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪测试并观察铸层的显微硬度、钴含量和微观结构。结果表明:利用脉冲电流和直流电流制备的铸层显微硬度均较高,且铸层的显微硬度随电流密度(Dk)增大而呈下降趋势。但脉冲电流制备的铸层硬度下降趋势较直流电流制备的铸层下降缓慢。铸层钴含量随着电流密度(Dk)的增大而减少,脉冲电流制备的铸层钴含量下降较缓。电源类型对铸层表面形貌影响较大。采用脉冲电流,铸层晶包均匀,呈菜花包状;采用直流电流,铸层晶粒分布不均匀,呈块状。与直流电流相比,脉冲电流对铸层微观结构影响不大。
时效处理对2124铝合金预拉伸厚板微观组织与腐蚀行为的影响
聂辉文, 潘清林, 聂俊红
2014, 34(2): 22-28. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.005
[摘要](73) [PDF 2897KB](0)
摘要:
采用透射电镜、晶间腐蚀、剥落腐蚀实验和极化曲线测试等手段,研究经不同温度和时间时效处理后的2124铝合金预拉伸厚板的微观组织演变,并分析时效处理对合金腐蚀性能的影响。结果表明,随着时效温度的升高或时效时间的延长,合金晶内析出相由S’相向S相转变,析出相数量相逐渐增多,尺寸增大,合金晶界析出相呈链状分布且发生粗化,晶界附近出现无沉淀析出带并宽化;合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀能力减弱,腐蚀敏感性提高,合金的腐蚀倾向增大,腐蚀速率也呈增大的趋势。在时效过程中S’析出相、晶界析出相和无沉淀析出带的变化是影响合金预拉伸厚板腐蚀行为的主因。
TA15和TA2钛合金富氧α层生成机制
于浩, 张晓清, 吴睿, 刘勇, 侯丽华, 周易, 宋体杰
2014, 34(2): 29-34. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.006
[摘要](109) [PDF 5356KB](0)
摘要:
研究TA15和TA2两种α型钛合金不同热处理条件下富氧α层的形成。讨论合金中富氧α层的生成动力学和热力学。利用光学显微镜观察富氧α层并测量其厚度。结果表明,加热温度和保温时间均影响钛合金中富氧α层的形成,且温度为主要因素。富氧α层的厚度生长动力学曲线呈抛物线型,受氧扩散控制。计算出TA15和TA2钛合金富氧α层的生成激活能,分别为146.48 kJ/mol和59.97kJ/mol,说明TA2钛合金更易生成富氧α相。产生这种差异的主要原因是TA15的合金类型及合金元素的添加有助于阻止氧元素在α相中的扩散。建立TA15钛合金富氧层厚度-温度-时间的关系曲线。
搅拌头材质对搅拌摩擦焊温度场的影响
赵阳阳, 李敬勇, 李兴学
2014, 34(2): 35-39. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.007
[摘要](92) [PDF 12613KB](0)
摘要:
测定焊接试板及搅拌头自身的温度分布曲线,分析搅拌头材质对搅拌摩擦焊温度场的影响。结果表明,采用不同材质搅拌头,焊接试板及搅拌头自身温度场分布规律相同。焊接试板温度及温度梯度随测温点远离焊缝中心逐渐降低,焊接方向测温点的峰值温度依次升高,前进侧温度高于后退侧。稳定焊接阶段,摩擦产热传递至搅拌头的热量与通过其散失的热量保持动态平衡,搅拌头温度波动很小。采用比热容小、热传导系数大的材料制作搅拌头焊接时,一方面可以向焊接试板输入更多的热量,另一方面其自身散失的热量也更多,焊接试板及搅拌头自身的温度均较高。因此,搅拌头材质的选择应综合评定其热物理特性,以获得摩擦偶之间更高的热效率。
极化电位对7050铝合金应力腐蚀敏感性和膜致应力的影响
祁星, 宋仁国, 祁文娟, 金骥戎, 王超, 李海, 熊缨
2014, 34(2): 40-45. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.008
[摘要](64) [PDF 2198KB](0)
摘要:
用流变应力差值法测量了不同极化电位下7050铝合金在3.5%NaCl 水溶液(pH=10)腐蚀过程中表面钝化膜形成的拉应力,并用慢应变速率拉伸法测量了不同极化电位下的应力腐蚀敏感性。结果表明:7050铝合金在溶液中自然腐蚀时,表面钝化膜会产生一定的拉应力;阳极极化使表层拉应力明显上升,且随着电位升高应力增大;阴极极化时,当电位E≥-1100mV时表层拉应力随着电位的升高而降低,当电位E<-1100mV时拉应力随着电位升高而升高。应力腐蚀敏感性与外加电位变化规律和钝化膜引起的附加拉应力变化完全一致。
MWNT/PEK-C导电薄膜的制备及其性能研究
黑艳伟, 张宝艳, 周正刚, 许新光
2014, 34(2): 46-50. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.009
[摘要](82) [PDF 2088KB](0)
摘要:
利用WD-01分散剂辅助球磨分散法和涂布技术,制备多壁碳纳米管(MWNT)/改性聚醚酮(PEK-C)复合薄膜,考察树脂浓度、球磨时间、涂布液放置时间及MWNT含量等因素对薄膜导电性能的影响,研究MWNT含量及残留溶剂对薄膜储能模量及玻璃化转变温度(Tg)的影响。结果表明,由WD-01分散剂辅助球磨分散法可以剪短并有效分散MWNT;涂布液黏度增大能有效抑制MWNT的再团聚;在MWNT含量在8%~33.3%的范围内,薄膜电导率随MWNT含量的增加呈线性升高,在MWNT含量为33.3%时,薄膜电导率达7.2S/cm;碳纳米管吸附溶剂使薄膜的玻璃化转变温度降低。
热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构
孙凯, 晏冬秀, 孔娇月, 魏冉, 刘卫平
2014, 34(2): 51-57. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.010
[摘要](145) [PDF 3675KB](0)
摘要:
利用热补仪进行复合材料蜂窝夹层结构的挖补修理实验研究。利用热电偶测试热补仪修补复合材料蜂窝夹层结构的面内及厚度方向的温度分布;采用光学显微镜观察不同修补层数下的HTS/977-2与HTS/MTM44-1两种预浸料在热补仪固化下的内部质量;并测试不同损伤程度下蜂窝夹层试验件修补后的侧压性能及弯曲性能。结果表明:使用热补仪修补蜂窝夹层结构时在厚度方向上温度分布不均匀,因此在面板及芯子损伤、穿透损伤情况下,应采用分步修理;热补仪对单次修补层数具有局限性,修补材料特性不同,单次修补固化层数上限不同,对HTS/977-2,热补仪最佳单次固化层数为4层或5层,对HTS/MTM44-1,热补仪最佳单次固化层数为10层以上;试验中不同损伤程度的蜂窝夹层结构试验件进行热补仪修补后,侧压强度达到完好状态的79.9%以上,弯曲强度达到完好状态的89.4%以上,验证了热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构的可行性。
阻尼硅橡胶/丁苯橡胶共混胶动态性能
涂春潮, 王珊, 任玉柱, 蒋洪罡, 黄艳华
2014, 34(2): 58-62. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.011
[摘要](87) [PDF 1375KB](0)
摘要:
通过热捏合方法制备SE2045/SBR共混胶并利用RPA2000分析共混胶在不同温度、频率、应变下的性能。结果表明,在SE2045阻尼硅橡胶中并入10%的SBR,可以将SE2045阻尼硅橡胶的拉伸强度提高28.4%,达到10.58MPa,撕裂强度提高260%,达到51.6 kN/m;但共混胶的工艺性能不如SE2045阻尼硅橡胶。加入10%的SBR后,SE2045阻尼硅橡胶的模量及阻尼性能提高,但材料性能随温度、频率的变化趋势不变;在应变为1%~20%范围内,SE2045/SBR共混胶阻尼性能tanδ随应变的增加先降低后升高,而SE2045的阻尼性能先降低后趋于平稳。
用于连接Al2O3陶瓷的耐高温胶黏剂的制备与研究
秦岩, 饶志龙, 黄志雄
2014, 34(2): 63-68. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.012
[摘要](76) [PDF 2152KB](1)
摘要:
以陶瓷先驱体硅树脂胶黏剂作为基体,TiB2和低熔点玻璃粉为活性填料制备用于连接Al2O3陶瓷的耐高温胶黏剂。利用傅里叶红外(FTIR)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和剪切强度测试对胶黏剂的固化交联、耐热性、裂解产物的物相组成、连接层的微观形貌及连接性能进行了表征。结果表明,先驱体硅树脂在加热条件下能通过缩合反应进行固化交联,加入的活性填料TiB2和玻璃粉能与先驱体硅树脂的裂解产物发生化学反应,大幅度提高胶黏剂耐热性和高温连接性能。
纤维热处理对C/C-SiC复合材料断裂韧度的影响
代吉祥, 沙建军, 张兆甫, 李建, 韦志强
2014, 34(2): 69-76. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.013
[摘要](69) [PDF 2970KB](1)
摘要:
对未处理和不同温度(600℃,900℃,1200℃和1500℃)热处理的纤维增强树脂基复合材料(CFRP)进行裂解,获得不同微裂纹和孔隙分布的C/C预制体,用液硅熔渗法(LSI)制备C/C-SiC复合材料。采用单边切口梁法(SENB)测试C/C-SiC复合材料的断裂韧度,分析纤维热处理温度对C/C-SiC复合材料微观形貌和断裂韧度的影响机理。结果表明:对碳纤维进行热处理能够有效改变C/C预制体的裂纹和孔隙分布,通过液Si熔渗可以制备不同微观组织结构的C/C-SiC复合材料,经热处理纤维增强的C/C-SiC复合材料中SiC基体增多,包裹在C纤维表面且分布较为均匀,同时C/C-SiC复合材料的断裂韧度提高,经1200℃热处理的碳纤维增强的C/C-SiC复合材料断裂韧度达到7.9MPa·m1/2,与未处理的相比,断裂韧度提高了53%。
细节疲劳额定强度形状参数取值
郭翔, 刘建中, 胡本润, 黄啸
2014, 34(2): 77-83. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.014
[摘要](130) [PDF 843KB](0)
摘要:
为了得到DFR方法中更准确可靠的α值,对头两序数估计法进行说明并验证,并通过蒙特卡洛模拟对多种估计方法合理性评价。运用头两序数估计方法处理实测的大量数据,对钛合金、铝合金、钢等多种航空国产材料的α值进行系统的参数估计,并对影响疲劳寿命分散性的因素进行分析。给出了常用国产航空材料α的取值范围为4.85到6.71,并对腐蚀环境下各类材料以及新型航空材料铝锂合金、金属纤维层板提出了新的α估计值。
基于疲劳裂纹萌生机理的铝合金疲劳寿命可靠性评估方法
谭晓明, 张丹峰, 陈跃良, 金平
2014, 34(2): 84-89. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.015
[摘要](75) [PDF 2350KB](1)
摘要:
借助扫描电镜(SEM)对2B06铝合金薄板料疲劳断口进行分析,揭示疲劳裂纹萌生机理;借助金相显微镜测量2B06铝合金第二相尺寸,通过统计分析获得最佳分布形式及拟合的概率密度函数;建立基于裂纹萌生微观机理的疲劳寿命的可靠性评估方法,分别计算不同可靠度条件下(90%,95%,99%和99.9%)的理论计算寿命。对比分析理论计算和试验结果,对评估方法进行试验验证。结果表明,基于疲劳微观机制的可靠性评估方法较好地模拟疲劳寿命随机分散性,经验证是合理可行的。
双向预拉伸对新淬火态2024薄铝板残余应力的影响
郭瑞超, 吴建军, 张深, 李浩
2014, 34(2): 90-97. doi: 10.3969/j.issn.1005-5053.2014.2.016
[摘要](57) [PDF 3147KB](0)
摘要:
采用局部浅拉深成形实验模拟双向预拉伸,基于ABAQUS有限元软件建立双向预拉伸模型,分析应力比、主拉伸量对残余应力的影响,得到仿真模拟双向预拉伸的相对优化的参数。通过平面应变实验,确定了实验拉伸消除淬火残余应力的参数;通过ARAMIS测量应变,用X射线衍射仪测量残余应力,验证了有限元模拟的有效性。结果表明在主预拉伸量为2.0%,应力比为0.45时,对淬火后残余应力的消减最好。
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