2016年36卷6期

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2016-06-目录
2016, 36(6): 0-0.
[摘要](16) [PDF 883KB](0)
摘要:
论文
高强铝合金中间相Al2Cu,Al2CuMg和MgZn2性能的第一性原理计算
廖飞, 范世通, 邓运来, 张劲
2016, 36(6): 1-8. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.001
[摘要](422) [HTML全文] (48) [PDF 1295KB](4)
摘要:
采用第一性原理平面波赝势方法,计算Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金主要中间相Al2Cu,Al2CuMg和MgZn2的结合能、形成焓、弹性常数及态密度。计算结果表明:3相结合能按MgZn2 > Al2CuMg > Al2Cu顺序递减;形成焓按MgZn2 > Al2Cu > Al2CuMg顺序递减;Al2Cu具有很高的弹性模量,同时具有一定的塑性,可以作为合金的强化相;Al2CuMg是典型的脆性相,并表现出明显的各向异性,容易诱导产生裂纹;MgZn2具有良好的塑性,同时熔点较低,是合金的主要强化相;3相中均存在离子键的相互作用,提高了结构稳定性;通过适当降低Cu,Mg含量,提高Zn的含量,有利于生成MgZn2相,进一步提高合金的综合性能。
氩气雾化FGH95合金的热模拟实验
王旭青, 张敏聪, 罗俊鹏, 彭子超, 盛俊英, 言建
2016, 36(6): 9-14. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.002
[摘要](122) [HTML全文] (25) [PDF 4079KB](1)
摘要:
采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行氩气雾化FGH95合金的热压缩实验,在不同的温度和应变速率下,获得FGH95合金的变形应力应变曲线,根据变形数据,建立FGH95合金的变形本构方程,并基于动态材料模型,绘制合金的热加工图。计算得到氩气雾化FGH95合金的变形激活能Q=695.78 kJ/mol,通过建立的本构方程计算得出的峰值应力与实验值符合较好,平均误差范围约6%;根据热加工图,确定FGH95合金安全的热加工区域如下:1070~1100℃,0.01~0.001 s-1,当温度增加到1100℃以上后,应变速率可以增大到0.5 s-1
7085-T651铝合金特厚板组织性能的不均匀性
李承波, 何克准, 宋丰轩, 刘胜胆, 曹盛强, 张新明
2016, 36(6): 15-22. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.003
[摘要](112) [HTML全文] (20) [PDF 15967KB](2)
摘要:
采用拉伸实验、剥落腐蚀实验、显微组织、化学成分、扫描电镜以及透射电镜和差示扫描量热法分析等手段,研究7085-T651铝合金特厚板组织性能的不均匀性。结果表明:110 mm厚7085-T651特厚板不同厚度层显微组织、力学性能和剥落腐蚀性能存在明显的不均匀性;1/4厚度层抗拉强度最低,为540 MPa,抗剥落腐蚀性能最差,腐蚀等级为EB级;心层抗拉强度最高,为580 MPa;表层抗剥落腐蚀性能最好,腐蚀等级为EA级;1/4层再结晶分数最多,约为47.7%,尺寸较大,约为105 μm,晶界及晶内均有平衡相析出,时效析出相尺寸较小,因而力学性能及抗剥落腐蚀性能均最差;中心层再结晶分数最少,约为14.8%,存在大量亚晶,残余的Al7Cu2Fe相最多,约为1.43%,晶界平衡相尺寸、时效析出相尺寸及PFZ宽度均较大,因而力学性能较好而抗剥落腐蚀性能较差。
TC6钛合金超塑性变形
丁凌, 王志录, 孙前江, 陈建, 王高潮
2016, 36(6): 23-28. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.004
[摘要](90) [HTML全文] (18) [PDF 15105KB](0)
摘要:
对TC6钛合金在800~900℃温度区间内,分别进行应变速率为0.0001~0.1 s-1的恒应变速率法拉伸实验和最大m值法超塑性拉伸实验,获得拉伸过程应力-应变曲线,并采用金相显微镜对拉伸后断口附近显微组织进行分析。结果表明:TC6合金表现出良好的超塑性性能,随着应变速率或温度的升高,伸长率先增大后减小,恒应变速率拉伸时,在温度850℃、应变速率0.001 s-1条件下伸长率可达到993%;在同一变形温度下最大m值法拉伸能获得比恒应变速率法更好的超塑性,850℃时伸长率达到1353%;TC6合金在超塑性变形过程中发生了明显的动态再结晶,并随着应变速率和温度的升高动态再结晶行为增强。
纯钛搅拌摩擦焊晶粒细化机制
高福洋, 郁炎, 刘志颖, 蒋鹏, 郭宇凡
2016, 36(6): 29-34. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.005
[摘要](82) [HTML全文] (20) [PDF 10691KB](2)
摘要:
通过搅拌摩擦焊实现了5 mm纯钛的可靠连接,并对焊接接头组织进行了细致研究。通过光学、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对纯钛搅拌摩擦焊组织进行了精细表征,对焊接过程中的再结晶机制进行了研究。结果表明:采用搅拌摩擦焊可以得到成型良好,组织致密的焊缝;焊缝组织可以分为焊核区(NZ)、热机影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)和母材区(BM);根据各区组织形态和结构特点对纯钛搅拌摩擦焊动态再结晶过程进行了分析,揭示了纯钛搅拌摩擦焊焊缝细化机制;钛的层错能较大,搅拌摩擦产生的位错不能完全分解,遇到阻碍时,只能通过滑移和攀移继续运动,在多次搅拌摩擦作用下,位错缠结堆积,位错密度不断上升,产生新的晶界,从而形成细小晶粒,实现晶粒细化。
热处理对9Cr13Mo3Co3Nb2V组织与硬度的影响
霍登平, 梁志凯
2016, 36(6): 35-39. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.006
[摘要](98) [HTML全文] (16) [PDF 19030KB](1)
摘要:
采用金相分析、硬度测试等技术手段,研究热处理对马氏体不锈钢9Cr13Mo3Co3Nb2V组织和硬度的影响。结果表明:9Cr13Mo3Co3Nb2V经淬火、冰冷处理及多次回火后,残余奥氏体充分转变为回火马氏体,并产生较强的二次硬化效果,进而获得稳定的组织和高的硬度;在350℃以上回火时,由于组织中二次碳化物的析出,开始出现二次硬化倾向,至480~520℃时,回火硬度达到了最大值。
高速电弧喷涂FeNiCrAl涂层制备工艺对涂层性能影响
田浩亮, 王长亮, 汤智慧, 魏世丞, 徐滨士, 阙民红
2016, 36(6): 40-47. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.007
[摘要](109) [HTML全文] (17) [PDF 7597KB](1)
摘要:
FeNiCrAl涂层是一种用作轴类零部件的表面耐磨防护材料,为深入研究高速电弧喷涂工艺对FeNiCrAl涂层性能的影响机理,对不同喷涂参数下制备的涂层的组织结构、结合强度、物相组成和显微硬度等性能进行分析表征,探究“喷涂电流-涂层组织结构-结合强度”之间的关系。结果表明:喷涂电流对涂层的组织致密性及结合强度影响较大;喷涂电流200 A、电压34 V、喷涂距离160 mm的工艺参数下制备的FeNiCrAl涂层组织致密,孔隙率约8.76%,结合强度52.3 MPa,涂层硬度约626 HV0.1,约为基体硬度的1.6倍;影响机理与Fe-Al金属间化合物和Cr0.19Fe0.1Ni0.11固溶体在涂层内部均匀弥散分布有关。
表面涂层破损对7B04铝合金点蚀的影响及仿真研究
王晨光, 陈跃良, 张勇, 卞贵学
2016, 36(6): 48-53. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.008
[摘要](100) [HTML全文] (14) [PDF 1216KB](0)
摘要:
模拟7B04铝合金表面涂层破损,采用电化学试验研究7B04铝合金在不同环境条件下的自腐蚀与点蚀行为,基于电偶腐蚀数学模型,通过有限元法分析7B04铝合金与TA15钛合金接触后发生点蚀的条件。结果表明:7B04铝合金点蚀电位受Cl-浓度和pH值的影响,在NaCl质量分数>10%的中性溶液及NaCl质量分数为3.5%的酸性溶液中,自腐蚀状态下7B04铝合金即可发生点蚀;7B04铝合金与TA15钛合金接触后,电位升高,增加了发生点蚀的可能性,在NaCl质量分数为3.5%的中性溶液中,当阴阳极面积比≥40时,7B04铝合金发生点蚀的萌生并进一步扩展;7B04铝合金电位随阴阳极距离的增大而下降,但幅度有限,在10 m的距离内下降不超过2 mV。
酸腐蚀对化学强化铝硅酸盐玻璃表面润湿性的影响
李晓宇, 姜良宝, 厉蕾, 颜悦
2016, 36(6): 54-60. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.009
[摘要](93) [HTML全文] (23) [PDF 6296KB](1)
摘要:
以质量比3:1的HF/H2SO4混合液作为腐蚀液,研究酸腐蚀对化学强化铝硅酸盐玻璃表面润湿性的影响。采用接触角测量仪研究酸腐蚀前后玻璃空气面、锡面润湿性的变化,采用原子力显微镜、X射线光电子能谱分析造成润湿性变化的原因。结果表明:玻璃表面水接触角随酸腐蚀时间的延长先增大,后减小,在腐蚀7 min时达到最大值,主要原因在于玻璃表面粗糙度和氟元素含量的变化;玻璃锡面水接触角在酸腐蚀过程中一直大于空气面,这是由于锡面含有的锡离子极化率大,有降低表面能的作用导致的。
干滑动摩擦下SiC/Al复合材料摩擦磨损性能
戴礼权, 何国球, 吕世泉, 叶赟, 刘晓山, 卢棋
2016, 36(6): 61-67. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.010
[摘要](73) [HTML全文] (16) [PDF 4058KB](0)
摘要:
采用摩擦磨损试验机研究不同滑动距离下的SiC颗粒增强铝基复合材料(SiC体积含量为9%)的摩擦磨损性能。在载荷45 N(5 MPa)、转速200 r/min、转动距离分别为5000 r、10000 r以及20000 r条件下,进行连续干滑动摩擦实验。结果表明:在长程连续干滑动下,其摩擦系数变化可分为磨合区、缓慢上升区、加速上升区3个阶段;随着摩擦距离的增加,基体表面的温度急剧升高,进而发生黏着磨损,产生塑性流变区,多种摩擦方式并存使得该条件下摩擦系数与磨损量均增加。
二次孔挤压强化对Ti1023钛合金孔疲劳性能影响
杨广勇, 李萌, 宋颖刚, 卢国鑫, 黄利军
2016, 36(6): 68-73. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.011
[摘要](84) [HTML全文] (18) [PDF 19322KB](0)
摘要:
采用X射线应力仪、粗糙度检测仪和透射电镜等对Ti1023钛合金孔挤压表面层性能进行对比分析,讨论带衬套孔的强化机理。结果表明:孔挤压(过盈量1%~3%)强化改善了孔壁表面粗糙度(Ra从1.722 μm降低到了0.349 μm),增加了钛合金表面硬度(Hv值从32提高到了38),引入了残余应力场分布,从而改善了钛合金的微动疲劳性能(极限值从385 MPa提高到了619 MPa)。
Ag/TiO2/ITO紫外探测器的制备及其光电性能
戴松喦, 祁洪飞, 刘大博, 滕乐金, 罗飞, 田野, 陈冬生
2016, 36(6): 74-78. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.012
[摘要](124) [HTML全文] (17) [PDF 6221KB](1)
摘要:
采用胶体晶体模板技术,结合磁控溅射工艺,制备出光电性能较为优异的Ag反点阵列/TiO2/ITO三明治结构紫外探测器。通过扫描电子显微镜(SEM)、XRD、四探针测试仪及半导体参数测试仪对探测器的微观结构和光电性能进行了测试与表征。结果表明:反点阵列孔径对探测器光电性能影响较为显著;随着孔径增大,探测器的暗电流逐渐增大,光电流先增大后减小,响应时间逐渐延长;孔径为4.2 μm时,探测器的光电性能达到最佳;孔径较大的反点阵列电极,具有较高的电导率、较低的紫外光透过率以及较大的光生电子-空穴的复合概率。
电子辐照对聚乙烯热缩套管力学性能的影响
刘宇明, 赵春晴, 李蔓, 张凯, 沈自才
2016, 36(6): 79-85. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.013
[摘要](90) [HTML全文] (12) [PDF 6736KB](1)
摘要:
利用45 keV,1 MeV和2 MeV电子分别对聚乙烯热缩套管进行辐照实验,研究不同能量电子辐照对聚乙烯热缩套管力学性能的影响,并分析电子辐照下材料的损伤效应机理,建立力学性能退化规律。结果表明:实验选定的3种能量电子辐照都会造成聚乙烯的降解,材料脆化产生裂纹,从而导致其力学性能下降;但是由于这3种能量电子穿透深度不同,45 keV电子只能造成聚乙烯热缩套管表层材料损伤,力学性能最大下降量只有30%~40%,而1 MeV和2 MeV电子却会导致套管力学性能完全丧失,力学性能下降接近100%。
淀粉对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响
李风光, 唐世艳, 刘富初, 樊自田
2016, 36(6): 86-91. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.014
[摘要](102) [HTML全文] (21) [PDF 3163KB](0)
摘要:
为了解决氧化铝基陶瓷型芯不易脱芯的难题,加入一定量的淀粉作为成孔剂。以白刚玉粉为基体材料、石蜡和蜂蜡为增塑剂、二氧化硅粉和氧化镁粉为矿化剂,采用热压注法制备氧化铝基陶瓷型芯;制备工艺参数如下:浆料温度为90℃、热压注压力为0.5 MPa、保压时间为25 s;研究不同淀粉加入量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:在烧结过程中,样品中淀粉的烧失,增大了氧化铝基陶瓷型芯内部的孔隙率;随着淀粉加入量的增加,氧化铝基陶瓷型芯的室温抗弯强度降低、显气孔率增大、溶失性增大、体积密度减小;经1560℃烧结2.5 h后,淀粉加入量为8%的氧化铝基陶瓷型芯综合性能最好,其室温抗弯强度为24.8 MPa、显气孔率为47.98%、溶失性为1.92 g/h、体积密度为1.88 g/cm3
GH4169高温合金涡轮盘表面径轴向裂纹的渗透检测可行性
乔海燕, 任学冬, 史亦韦, 陶春虎
2016, 36(6): 92-96. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.6.015
[摘要](67) [HTML全文] (16) [PDF 6286KB](0)
摘要:
分别选用ZL-27A与ZL67渗透液对GH4169涡轮盘表面径轴向裂纹进行高灵敏度后乳化型与高灵敏度水洗型荧光渗透检测,超声波预清洗30 min后,渗透液浸渍与滴落60 min。利用体式镜和扫描电镜研究径轴向裂纹的宏观与微观特征。研究结果表明:GH4169高温合金涡轮盘在锻造过程中造成的表面径轴向裂纹,在高温下被表面氧化形成Cr2O3为主的复杂氧化物层堵塞开口,使得渗透检测方法对其检出并不十分有效。
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