2014年34卷3期

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《航空材料学报》2014年第3期目次
2014, 34(3): 0-0.
[摘要](29) [PDF 261KB](0)
摘要:
论文
不同冷速作用下K424镍基高温合金相变及组织形成规律
余欢, 李炼, 周珍珍, 夏卫, 杨伟, 胡啸
2014, 34(3): 1-7. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.001
[摘要](92) [PDF 3737KB](1)
摘要:
使用差示扫描量热仪,研究了不同冷却速率作用下K424镍基高温合金的相变过程。使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)对K424合金二次枝晶间距及成分偏析随冷速的变化规律进行了分析。结果表明,提高冷却速率使合金二次枝晶间距及碳化物的尺寸减小。枝晶组织的细化及相变速率的加快,导致空间上残余液相的分散分布及时间上初生相的不充分生长,从而减弱了枝晶间Ti,Nb等正偏析元素的富集,降低了碳化物的析出温度及转变程度,甚至可抑制其二次析出。
TC4-DT合金应变诱发最大m值超塑性变形研究
喻淼真, 王高潮, 郑漫庆, 徐雪峰
2014, 34(3): 15-20. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.003
[摘要](60) [PDF 1652KB](0)
摘要:
采用基于最大m值法的应变诱发超塑性工艺,研究了TC4-DT钛合金在850~900℃和预应变量为1.0~2.0时的超塑性变形行为特征,确定了其最佳工艺参数。结果表明:在预应变量相同的条件下,随着温度的升高,合金的伸长率先增后减,在温度相同的条件下,随着预应变量的增加,合金的伸长率先增后减。超塑性变形后其内部发生了明显的动态再结晶,应变诱发最大m值超塑性的主要变形机制是晶界滑移,动态回复和动态再结晶为变形机制的辅助机制。最佳的工艺参数为变形温度870℃、预应变量1.5,最大伸长率1033%。
SAE9310钢动态再结晶临界条件的研究
黄顺喆, 厉勇, 王春旭, 韩顺, 刘宪民, 田志凌
2014, 34(3): 21-27. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.004
[摘要](68) [PDF 2556KB](0)
摘要:
应用加工硬化理论探讨了SAE9310钢在大应变条件下的加工硬化率曲线及动态再结晶的拐点判据,根据在变形温度为900~1200℃、应变速率为0.01~10s-1条件下的等温恒应变速率压缩实验,采用拐点判据方法和金相观察手段,研究了SAE9310钢发生动态再结晶的临界条件,建立了该钢的动态再结晶状态图。结果表明,在本实验条件下,SAE9310钢的流变曲线呈现两种特征类型;发生动态再结晶的临界应变εc和临界应力αc均随应变速率的增大和变形温度的降低而增加;临界应变与峰值应变之间满足εc/εp=0.30~0.42;随着Z参数的增加,临界变形量增大,材料发生动态再结晶变得困难。
平衡相对Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金性能影响:第一性原理研究
黄元春, 肖政兵, 张欢欢, 刘宇
2014, 34(3): 28-34. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.005
[摘要](116) [PDF 1118KB](0)
摘要:
采用基于热力学相图计算软件Thermo-Calc、JMatPro对典型成分7085合金的平衡相种类及含量进行了计算分析,并结合基于第一性原理的赝势平面波方法和广义梯度近似方法采用CASTEP软件包系统计算了各平衡相的形成热、结合能、费米能以及弹性常数,并根据计算结果探讨了平衡相对合金耐蚀性能以及强韧性能的影响。计算结果表明:合金中除α-Al基体外,主要为MgZn2,Al2Cu,Al3Zr。所有平衡相的形成均为自发反应的放热过程。其中,MgZn2与α-Al费米能值相差最大,最易与α-Al形成微腐蚀电池而导致合金耐蚀性能下降,而Al2Cu相与α-Al基体的费米能差值最小,相对不易形成微腐蚀电池。弹性模量计算结果同时表明:Al3Zr在所有相中具有最大的体模量、剪切模量、弹性模量以及杨氏模量,对合金强韧性能提升最大。
固溶热处理对7136铝合金组织性能的影响
孙文会, 张永安, 李锡武, 李志辉, 王峰, 刘红伟, 熊柏青
2014, 34(3): 35-41. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.006
[摘要](64) [PDF 4035KB](0)
摘要:
通过OM,SEM,DSC差热分析和室温拉伸性能测试,研究了固溶热处理对7136铝合金挤压板带组织及性能的影响。结果表明:挤压态合金中残留相以AlZnMgCu四元相和Al2CuMg相为主;合金适宜的单级固溶温度为470℃,随固溶温度由450℃升至480℃,残留相的尺寸及数量减少,再结晶比例增加;固溶温度达到475℃及以上,合金会发生过烧;经450℃/4h+470℃/8h双级固溶后,合金在保持较低再结晶比例的同时残留相回溶较充分,合金T6态的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为701MPa,645MPa和12.2%;进一步提高温度对合金进行三级固溶处理,合金可以获得更理想的回溶效果,但易发生过烧。
Q-P工艺下超高强度300M钢的单轴拉伸规律研究
马少海, 厉勇, 王春旭, 黄顺喆, 韩顺, 刘宪民
2014, 34(3): 42-47. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.007
[摘要](71) [PDF 1796KB](0)
摘要:
将Q-P工艺应用于300M钢,得到300M钢的单轴拉伸曲线,对拉伸各阶段规律进行分析,并采用TEM、SEM和XRD等方法,研究了Q-P工艺对300M钢性能和组织的影响。结果表明:与传统工艺相比,Q-P工艺下超高强度300M钢的强度大幅降低,弹性变形能Ee降低,均匀塑性变形能Ep和裂纹形成能Ee+Ep则大幅提高;残余奥氏体含量可提高至15.62%,并以薄膜状存在于板条间或以小块状存在于原奥氏体晶界、板条束界;其相组成为先形成的板条状马氏体+新鲜马氏体+残余奥氏体+ε-碳化物。Q-P工艺明显提高了300M钢抗裂纹形成和扩展的能力,延长了材料的均匀塑形变形阶段,推迟缩颈发生。
磷酸三乙酯对铝合金阳极氧化膜溶胶凝胶封闭性能的影响
王强, 孙志华, 詹中伟, 王志申
2014, 34(3): 48-56. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.008
[摘要](62) [PDF 3115KB](0)
摘要:
制备适用于铝合金阳极氧化封闭的溶胶凝胶封闭液,并研究磷酸三乙酯(TEP)对氧化膜层形貌、耐蚀性和漆膜结合力的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察膜层的微观结构,应用电化学和盐雾试验方法研究了TEP浓度对于膜层耐蚀性能的影响;使用划格法测试膜层的漆膜结合力。探讨了TEP对溶胶凝胶封闭液的缓释机理和封闭机理。结果显示封闭液中TEP的最佳浓度为2%(质量分数),封闭后阳极氧化膜层均匀致密,具有优于传统重铬酸盐封闭的耐蚀性。
贫胶预浸料-RTM成型工艺及其复合材料力学性能研究
李伟东, 刘刚, 包建文, 胡晓兰, 益小苏
2014, 34(3): 57-62. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.009
[摘要](62) [PDF 2786KB](0)
摘要:
针对RTM成型工艺中的定型、预制问题,提出了一种新型的贫胶预浸料-RTM成型工艺。采用湿法预浸工艺制备了贫胶预浸料及正常胶含量的预浸料,对比了贫胶预浸料-RTM工艺成型的复合材料及预浸料模压工艺成型的复合材料的力学性能。实验结果表明,RTM工艺过程中,树脂的流动充模过程可以有效排除附着于贫胶预浸料中的气体,减少孔隙等缺陷出现的概率,复合材料的内部质量能够得到有效地保证。同时,力学性能测试表明,贫胶预浸料-RTM工艺成型的复合材料的层间剪切性能及冲击后压缩性能优于预浸料模压工艺成型的复合材料。
单体引入方式对聚苯乙烯微球粒径分布的影响
李子凡, 祁洪飞, 刘大博
2014, 34(3): 63-68. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.010
[摘要](37) [PDF 2590KB](0)
摘要:
利用分散聚合技术,采用单体滴加法合成了具有优良单分散性的3.8~7.1μm聚苯乙烯微球。研究了不同单体引入方式对所制备微球的形貌、粒径及粒径分布的影响。发现在最佳滴加速率下,单体滴加法所制备微球的分散系数均小于4.8%,单分散性远高于一次引入法所制备的微球。结合聚合反应动力学研究,阐明了单体滴加法的反应机理及滴加速率的影响规律。结果表明单体滴加法是制备高单分散性的3.8~7.1μm聚苯乙烯微球的有效方法。
ZrC/SiC多组元改性C/C复合材料的制备及性能研究
李秀倩, 焦健, 邱海鹏, 王宇, 陈明伟, 谢巍杰
2014, 34(3): 69-73. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.011
[摘要](66) [PDF 2178KB](1)
摘要:
以炭毡作为纤维增强体,采用化学气相渗透工艺研制出低密度的C/C复合材料,进而以低密度炭/炭复合材料为预制体,采用聚碳硅烷和有机锆前驱体作为复相陶瓷前驱体,采用先驱体浸渍裂解工艺成功制备出ZrC/SiC多组元改性C/C复合材料试样。借助万能电子试验机和扫描电镜进行材料的力学性能和微观结构分析。结果表明:包含ZrC颗粒的SiC相双组元弥散分布在C/C 复合材料基体中,且随着前驱体中有机锆含量的增加,力学性能出现先升后降的趋势,当有机锆前驱体质量分数为25%时,改性C/C复合材料弯曲强度和弯曲模量较优,分别为240.61MPa和17.25GPa。
应力比和腐蚀环境对超高强度钢AerMet100疲劳裂纹扩展的影响
李松梅, 吴凌飞, 刘建华, 于美, 文陈
2014, 34(3): 74-80. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.012
[摘要](65) [PDF 2135KB](0)
摘要:
采用载荷控制与应力强度因子控制两种方法研究超高强度钢AerMet100在不同裂纹扩展速率区域受到应力比和腐蚀环境影响的疲劳裂纹扩展行为。利用扫描电子显微镜(SEM)对断口进行观察。结果表明:疲劳裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5mm/cycle时,当应力比R≤0.5,疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth随着应力比R增加而减小,当应力比R≥0.5,疲劳裂纹扩展门槛值变化趋于平缓;在da/dN≥1×10-5mm/cycle时,疲劳裂纹扩展速率出现不受应力比影响的收敛现象。在da/dN≥1×10-5mm/cycle时,腐蚀环境会加速疲劳裂纹扩展;在裂纹扩展速率da/dN≤1×10-5mm/cycle时,由于氧化致裂纹尖端闭合效应,腐蚀环境导致裂纹扩展变慢,并使裂纹扩展门槛值增大。
振动对7055铝合金蠕变时效成形的影响
王宇, 邓运来, 康建可, 张劲
2014, 34(3): 81-85. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.013
[摘要](74) [PDF 2171KB](0)
摘要:
采用自制单曲率蠕变成形模具和振动试验平台,在淬火态7055铝合金板材蠕变时效成形过程中引入振动作用。研究了成形曲率、温度与振动方式对试样回弹量、力学性能和微观组织的影响。结果表明:在一定时间范围内,振动蠕变成形加速应力松弛,降低回弹量;促进铝合金的强化相析出且分布更加弥散;提高强度。在本文的试验条件下(120℃/24h),引入振动使峰值时效试样的强度提高7%,回弹量降低12.3%。
LY12CZ铝合金在多轴两级阶梯谱下疲劳累积损伤理论的对比研究
夏天翔, 姚卫星, 许力蒲
2014, 34(3): 86-92. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.014
[摘要](60) [PDF 793KB](0)
摘要:
选用六种常用或最新的多轴累积损伤模型,对不同种类阶梯谱下的LY12CZ铝合金试验数据进行损伤计算,统计了各模型总损伤计算值的准确率。统计结果表明,对于LY12CZ铝合金,六种模型在不同谱型下对两级阶梯谱的寿命预测能力有一定差别;没有一种累积损伤模型能同时对所有类型的两级阶梯谱具有最好的计算结果。
2024合金极低温度下蠕变特性
关春龙, 何伟春, 赵志伟, 王改民
2014, 34(3): 93-96. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.015
[摘要](83) [PDF 1100KB](0)
摘要:
研究了190℃时效12h后的2024合金在77~150K温度范围内蠕变行为。结果表明,2024合金低温下存在蠕变现象,并且所有温度下蠕变第Ⅰ阶段的蠕变应变量与蠕变时间均满足对数规律。100K和150K时蠕变曲线的第Ⅰ阶段持续500h以上,77K时试样经过1000h后仍未出现蠕变的稳态阶段。利用透射电镜观察了合金低温蠕变前后的位错组态,表明在定载条件下,随温度的升高蠕变后试样的位错密度上升,位错交互作用增强。在温度为150K时,看到位错的长程滑移,表明极低温度下2024合金的蠕变机制为位错机制。
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