2017年37卷3期

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2017-03-目录
2017, 37(3): 0-0.
[摘要](22) [PDF 875KB](0)
摘要:
论文
Cu含量对2219铝合金锻件及其焊接接头组织与性能的影响
邢军, 陈康华, 陈送义, 陈运强, 余芳, 刘德博
2017, 37(3): 1-8. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000226
[摘要](79) [HTML全文] (23) [PDF 5090KB](2)
摘要:
采用力学拉伸实验、焊接实验、电化学阻抗谱(EIS)、循环阳极极化曲线(Tafel)以及金相和扫描电镜(SEM)等分析测试方法,研究Cu含量对2219铝合金锻件组织与性能的影响。结果表明:降低Cu含量,有利于减少2219铝合金基体内的残余结晶相,并有效抑制在合金焊接过程中粗大Al2Cu相的析出,使基材和焊件的伸长率显著提高,强度略有下降;Cu在铝基体中形成Al2Cu相诱导合金发生局部腐蚀,使材料的耐腐蚀性能变差,降低Cu含量能够减小合金的腐蚀倾向,改善合金的耐腐蚀性能。
C含量对第二代单晶高温合金组织的影响
刘世忠, 史振学, 李嘉荣
2017, 37(3): 9-15. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000126
[摘要](66) [HTML全文] (22) [PDF 5817KB](2)
摘要:
在高温度梯度真空定向凝固炉中,制备不同C含量的单晶高温合金,研究不同C含量对第二代单晶高温合金显微组织的影响。结果表明:C含量对合金枝晶间距的影响较小;随着C含量增加,共晶含量和尺寸减小,碳化物含量增加,其形貌由块状向骨架状、汉字状转变;随着C含量增加,Ta元素枝晶偏析减轻,Re,W,Mo,Nb元素枝晶偏析加重;C含量对铸态和热处理γ'相尺寸和形貌影响较小;热处理后碳化物的形貌无明显变化。
TiAl合金粉末射频等离子体球化过程数值模拟
朱郎平, 路新, 刘程程, 李建崇, 南海
2017, 37(3): 16-23. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000144
[摘要](61) [HTML全文] (20) [PDF 7207KB](0)
摘要:
采用数值模拟的方法对TiAl合金粉末的射频(radio frequency)等离子体球化过程进行研究,分析速度场和温度场对不同粒径TiAl合金粉末的运动轨迹及质量变化的影响。结果表明:粉体颗粒在等离子体的高温作用下温度急剧升高,表面蒸发导致粒径降低,太小的颗粒很快蒸发消失掉;在冷却塔下端,不同粒径颗粒的运动轨迹存在较大差异,小颗粒倾向于随气流进入气流出口,大颗粒落到冷却塔底部被收集;增大气流量会提高球化系统中的气流速度,导致在气流出口能被气流带走的颗粒粒径变大,收粉率降低;模拟得到TiAl合金粉末球化后的粉末粒径分布、平均粒径及收粉率等参数与实验结果比较接近,模型能够较好地符合实际球化过程。
小角度晶界对DD5镍基单晶高温合金力学性能的影响
秦健朝, 崔仁杰, 黄朝晖, 赵金乾, 张毅鹏, 宗毳, 陈升平
2017, 37(3): 24-29. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000127
[摘要](102) [HTML全文] (33) [PDF 4742KB](4)
摘要:
采用籽晶法制备了二代镍基单晶高温合金DD5小角度晶界试样,研究小角度晶界对DD5合金力学性能的影响。结果表明:在870 ℃中温拉伸中,晶界角度小于16.1°时,合金抗拉强度和屈服强度无明显变化;晶界角度小于11.4°时,伸长率维持在15%以上;晶界角度大于11.4°后,伸长率开始快速下降;在980 ℃/250 MPa持久条件下,当晶界角度小于5.1°时,持久寿命维持在140 h以上;当晶界角度大于5.1°时,持久寿命随晶界角度增大开始缓慢下降,至14.8°时,持久寿命仍保持为原来的85%;当晶界角度大于14.8°后持久寿命开始快速下降;在1093 ℃/158 MPa持久条件下,当晶界角度小于5.1°时,持久寿命维持在30 h以上;当晶界角度大于5.1°时,持久寿命随晶界角度增大而下降。
AZ31B镁合金双道次热变形过程流变应力特征模拟研究
邓小虎, 胡小东, 赵红阳, 巨东英
2017, 37(3): 30-36. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000232
[摘要](158) [HTML全文] (20) [PDF 2857KB](0)
摘要:
建立了一类镁合金双道次热变形过程的二维元胞自动机模型。考虑到镁合金具有六重对称的密排六方晶体结构,模型采用了六边形元胞网格。另外,通过计算位错密度演变和设定晶粒形核长大规则,模型将热变形过程中动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大等单个物理过程耦合到一起。为了验证模型,将其应用到AZ31B镁合金单道次和双道次热压缩过程。探讨了不同变形温度、应变速率、道次间隔和预应变对应力-应变曲线的影响。将计算结果和实验结果进行了对比,吻合较好。
温度对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金静态回复力学行为的影响
张坤, 赵晓东, 陈慧琴, 王亮
2017, 37(3): 37-43. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2017.000006
[摘要](134) [HTML全文] (24) [PDF 4671KB](3)
摘要:
采用双道次热压缩实验,研究了新型Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金铸态试样在温度300~400 ℃,应变速率0.01~0.1 s-1,变形程度33%+20%,保温0~900 s静态回复过程中的流变应力行为。结果表明:温度对该合金静态回复力学行为影响显著;(1)300 ℃和330 ℃温度较低时,变形过程中回复较慢,存储的变形能较高,保温期间的回复和再结晶使第二道次流变应力降低,表现为流变应力软化现象,且随着道次间保温时间的延长应力的软化程度增大;保温过程中析出相的出现减缓了应力软化速率;(2)温度升高到360 ℃和400 ℃时,变形过程中回复充分,存储的变形能低;变形保温后基体的固溶度高,第二道次流变应力升高,表现为流变应力硬化现象;360 ℃变形保温期间的回复/再结晶使得随着道次间保温时间的延长应力又逐渐降低软化,析出相减缓了应力的软化速率;而400 ℃变形保温期间没有回复/再结晶和析出相,所以硬化后的应力并不随着道次间保温时间的延长而发生变化。
脉冲电流辅助粉末夹层TLP连接SiCp/Al接头微观组织和力学性能
王博, 赖小明, 易卓勋, 张凯锋
2017, 37(3): 44-49. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000142
[摘要](67) [HTML全文] (18) [PDF 2514KB](1)
摘要:
研究脉冲电流辅助瞬间液相(Transient Liquid Phase,TLP)扩散连接技术,采用粉末中间层,利用低压高强脉冲电流通过铝基复合材料搭接面与中间层,从而实现对SiCp/2024Al复合材料板材的TLP扩散连接。分析不同工艺参数下连接试样的微观组织和力学性能,探索脉冲电流对铝基复合材料连接的影响机理。结果表明:采用真空压强为1×10-3 Pa,平均电流密度115 A/mm2,连接预紧压力为0.5 MPa,连接时间60 min条件下,连接接头形成了良好的冶金连接界面,无缺陷产生;通过对连接接头微观组织观察发现,在脉冲电流作用下,接头原位生成弥散的高强度高硬度金属间化合物增强相,有效地提高了接头的力学性能。
钴基钎料钎焊K465合金大间隙接头组织与性能
潘晖, 赵海生
2017, 37(3): 50-55. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000205
[摘要](64) [HTML全文] (17) [PDF 2578KB](0)
摘要:
采用Co45NiCrWB钴基钎料,预填FGH95镍基合金粉,在1220 ℃不同保温时间下对K465高温合金进行0.5 mm大间隙真空钎焊实验,研究钎缝组织构成及不同保温时间对钎缝组织与接头性能的影响。结果表明:钎缝组织由合金粉颗粒及颗粒间硼化物相构成,颗粒内为γ和γ'双相组织和少量小块状硼化相,颗粒间是高Cr,W和Nb的硼化物相;钎焊时随保温时间延长合金粉长大,化合物相合并长大;合金粉比例高、保温时间适当获得钎缝中化合物相细小弥散分布,对接头性能有利;钎焊保温30~60 min时接头持久性能较高。
脉冲激光辐射下VO2薄膜的光限幅性能
田野, 罗飞, 刘大博, 祁洪飞, 陈冬生, 罗炳威, 周海涛, 麦克瓦尔·里兹柯夫
2017, 37(3): 56-60. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000211
[摘要](62) [HTML全文] (15) [PDF 1931KB](0)
摘要:
采用反应溅射和后续退火工艺,在石英衬底上制备具有热致相变特性的VO2薄膜,并对薄膜的光学性能进行表征。研究发现:在弱光辐射下,随着温度的改变,薄膜的透射率在可见及近红外光区会发生显著变化,具有良好的相变光开关特性;在强光辐射下,制备的VO2薄膜同样具有良好的红外光调制深度;当脉冲激光波长为1064 nm时,随着脉冲能量的逐渐增强,薄膜的表面反射率逐渐降低,光限幅性能呈现出先升高再降低的趋势,其透射率最低可降至7%,薄膜的脉冲激光损伤阈值约为50 mJ/cm2
激光熔化沉积TA15+Ti2AlNb合金的组织与力学性能
刘彦涛, 张永忠, 陈以强, 唐杨杰
2017, 37(3): 61-67. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.00052
[摘要](119) [HTML全文] (24) [PDF 3494KB](1)
摘要:
将TA15和Ti2AlNb合金粉末以不同比例预混,采用激光熔化沉积工艺,制备出40%TA15+60%Ti2AlNb,50%TA15+50%Ti2AlNb,60%TA15+40%Ti2AlNb(质量分数)3种比例的合金薄壁,分析了薄壁的成分、组织及力学性能。结果表明:3种沉积薄壁的成分分布均匀,合金由α相、α2相及β/B2相组成,针状α相和α2相呈网篮状分布在初生β/B2晶粒内部;3种合金的抗拉强度分别为1108 MPa,1071 MPa,1105 MPa,断裂伸长率分别为3.0%,2.2%,3.8%;拉伸断口可见沿α2相撕裂产生的撕裂棱,断裂方式均为准解理断裂。
激光熔覆制备TC4基复合药型罩材料的力学性能
闫春洋, 王琳, 王东源, 张永忠
2017, 37(3): 68-72. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2015.000243
[摘要](86) [HTML全文] (24) [PDF 2872KB](0)
摘要:
为了提高TC4药型罩的侵彻性能,将激光熔覆制备工艺用于TC4复合药型罩材料的制备。选用TA15+30 %(质量分数,下同)TiC粉、TA15+20 %Cr3C2粉和TA15+15 %B4C粉作为TC4基体的熔覆材料。采用XRD、扫描电镜和显微硬度测试、准静态压缩实验、SHPB动态压缩实验以及3点弯曲实验方法,研究熔覆层与基体界面处微观形貌、熔覆层硬度变化情况以及3种复合材料的力学性能。结果表明:TC4基体与3种材料都能形成完全冶金结合,TC4-(TA15+TiC),TC4-(TA15+Cr3C2)和TC4-(TA15+B4C)材料的强度均高于TC4基体材料,塑性略差;TC4-(TA15+TiC),TC4-(TA15+Cr3C2)材料的抗弯强度分别为168 MPa,101 MPa,均高于TC4基体材料的45 MPa。
热压烧结Ti2AlN金属陶瓷材料的物相及显微结构
梁苏莹, 康举, 赵霞, 战再吉
2017, 37(3): 73-77. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000167
[摘要](54) [HTML全文] (23) [PDF 2239KB](1)
摘要:
以TiN,Ti和Al粉末为原料,按1:1:1.03的配比,经机械球磨混合后,采用热压烧结的方法制备Ti2AlN块体陶瓷材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段,分析烧结产物的相组成和微观结构特征。研究表明:在烧结温度为1300 ℃、保温2.5 h下,可获得物相比较单一的Ti2AlN陶瓷材料,所得Ti2AlN为六方晶系层片状结构,组织呈现出各向异性,晶体中存在孪晶;烧结产物中残存少量的纳米级TiN颗粒。
新型结构粘接材料对航空有机玻璃性能的影响
李志生, 张洪峰, 厉蕾, 颜悦
2017, 37(3): 78-83. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000188
[摘要](59) [HTML全文] (22) [PDF 1691KB](0)
摘要:
选用新型结构粘接材料中低温固化环氧结构胶膜J-351和改性丙烯酸酯液体胶胶黏剂SY-50s,表征胶黏剂对有机玻璃的粘接性能以及应力-溶剂银纹性能,并研究胶黏剂对有机玻璃力学性能的影响。结果表明:两种胶黏剂对有机玻璃具有良好的粘接性能,J-351抗应力溶剂银纹性能优于SY-50s;有机玻璃表面施胶后力学性能下降,与定向有机玻璃相比,浇注有机玻璃力学性能下降更为明显。通过对拉伸试样断口形貌分析发现,拉伸试样带有胶黏剂的一侧首先发生破坏。因SY-50s与有机玻璃界面结合紧密,导致带有SY-50s胶黏剂的有机玻璃力学性能下降程度较大;而J-351环氧胶膜与有机玻璃界面清晰,对有机玻璃力学性能影响相对较小。因胶黏剂对有机玻璃性能的影响,导致采用SY-50s胶黏剂粘接的试样边缘连接强度低于J-351胶黏剂粘接的试样,新型结构粘接材料J-351环氧胶膜在有机玻璃粘接中应用性能良好。
TA11钛合金超高周疲劳行为
焦泽辉, 于慧臣, 钟斌, 李旭东, 周静怡
2017, 37(3): 84-90. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000113
[摘要](65) [HTML全文] (19) [PDF 2782KB](0)
摘要:
利用常规疲劳试验方法获得TA11合金在不同温度,不同应力比下的3×107及1×108超高周疲劳极限,并采用三参数幂函数法获得合金超高周疲劳中值S-N曲线及其描述方程。研究发现:与传统1×107疲劳极限相比,TA11合金的超高周(3×107及1×108)疲劳强度表现出继续降低的趋势,这一趋势在负应力比(R=-1)下不太明显,在正应力比(R=0.1,0.5)下十分显著,并且室温下的降低幅度大于高温下的降低幅度;断口分析表明,室温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹均萌生于表面,高温下TA11合金试样的超高周疲劳裂纹萌生方式与应力比有关,R=-1和0.1时疲劳裂纹萌生于表面,R=0.5时疲劳裂纹萌生于内部;TA11合金试样的表面状态是导致其疲劳寿命分散的主要原因。
飞机隔热结构热桥效应分析与实验
夏甜, 许平, 尚磊, 王奡
2017, 37(3): 91-96. doi: 10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000147
[摘要](77) [HTML全文] (24) [PDF 2807KB](0)
摘要:
针对飞机隔热结构中金属筋条的热桥问题,设计了两类典型飞机隔热结构构型。为了研究分析热桥效应对隔热性能的影响,对各构型进行瞬态热传导有限元分析,得到在热面温度分别为100 ℃,200 ℃,300 ℃,424 ℃时考核点的温度,并通过隔热性能实验验证了有限元方法的有效性。结果表明:热桥对隔热结构的隔热性能有较大影响,设计隔热结构时应充分考虑热桥现象;提出了热桥阻断的方法。
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