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• 2016年, 36卷, 第1期
  刊出日期：2016-02-01

    

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  过渡金属元素X(X=W,Mo,Cr)对RuAl合金抗氧化性影响的机理

  袁江, 宋新华, 孙甲尧, 龚航

  2016, 36(1): 1-6. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.001

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  袁江, 宋新华, 孙甲尧, 龚航. 过渡金属元素X(X=W,Mo,Cr)对RuAl合金抗氧化性影响的机理[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 1-6.
  Jiang YUAN, Xinhua SONG, Jiayao SUN, Hang GONG. Transition Metal Elements X(X=W,Mo,Cr) Performance Impact Mechanism RuAl Antioxidant Study[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 1-6.

  基于密度泛函理论的第一性原理,通过计算RuAl合金氧化物Al₂O₃和RuO₂的氧化能,考察过渡金属元素X(X=W,Mo,、Cr)加入到RuAl合金后的占位及对氧化物Al₂O₃和RuO₂的结构稳定性影响。研究表明:经过渡金属元素X合金化后,Al₂O₃和RuO₂的氧化能均有所增大,增大Al₂O₃氧化能的顺序为:W> Mo> Cr;增大RuO₂氧化能的顺序为:Mo> Cr> W,且RuO₂氧化能增大幅度大于Al₂O₃。通过态密度、电荷密度等因素的分析,阐明了W对提高RuAl抗氧化性能的根本原因是降低了Al-O和Ru-O的共价键特性,增加了Al-O和Ru-O的离子键特性;金属元素X(X=W,Mo,Cr)可阻碍RuAl金属化合物发生内氧化过程,有利于在RuAl表面层的横向方向上形成连续性致密的Al₂O₃氧化层。

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  定向层片组织铸造TiAl合金的热等静压温度选择

  朱春雷, 王红卫, 韩波, 张熹雯, 易健宏

  2016, 36(1): 7-11. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.002

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  朱春雷, 王红卫, 韩波, 张熹雯, 易健宏. 定向层片组织铸造TiAl合金的热等静压温度选择[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 7-11.
  Chunlei ZHU, Hongwei WANG, Bo HAN, Xiwen ZHANG, Jianhong YI. Optimization of Hot Isostatic Pressing Temperature for Cast TiAl Based Alloy with Directional Lamellar Microstructure[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 7-11.

  研究热等静压温度对定向层片组织常规铸造TiAl合金层片分解程度和室温拉伸性能的影响,以期优选出适于定向层片组织的热等静压温度。结果表明:在1250℃热等静压处理,析出过多的等轴γ晶粒,降低了该合金的室温拉伸强度;在1290℃热等静压处理,发生层片粗化和生成随机取向二次层片,破坏了取向一致性,降低了室温拉伸性能的稳定性。在1270℃等静压处理,等轴γ晶粒析出量较少,且未见明显的层片粗化和二次层片,所得组织保持较好的层片组织完整性和取向一致性,并表现出最佳的室温强度、塑性和性能稳定性。确定适于定向层片组织铸造TiAl合金的热等静压温度是1270℃。

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  GH4169合金反挤压成形模具磨损

  李伟伟, 余心宏

  2016, 36(1): 12-17. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.003

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  李伟伟, 余心宏. GH4169合金反挤压成形模具磨损[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 12-17.
  Weiwei LI, Xinhong YU. Die Wear during Backward Extrusion of GH4169 Profiles[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 12-17.

  基于修正Archard磨损模型,采用数值模拟方法系统分析了GH4169合金反挤压成形过程中各挤压工艺参数对模具磨损的影响规律。结果表明:在选取的参数范围内,挤压凸模最易产生磨损失效的区域为凸模圆角处,模具最大磨损深度随凸模圆角半径及坯料预热温度的增大而降低,随摩擦系数的增大而增大;当挤压速率小于100 mm/s时,模具最大磨损深度随挤压速率的增大而减小,当挤压速率大于100mm/s时,模具最大磨损深度随挤压速率的增大先增大后减小。最佳工艺参数坯料预热温度1020℃,摩擦系数0.05,变形速率100mm/s,模具预热温度300℃时模具磨损量最小,为9.28×10^-3mm。

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  喷射成形7055铝合金热变形行为模拟

  祝令状, 李忠华, 张桢, 周小军

  2016, 36(1): 18-25. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.004

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  祝令状, 李忠华, 张桢, 周小军. 喷射成形7055铝合金热变形行为模拟[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 18-25.
  Lingzhuang ZHU, Zhonghua LI, Zhen ZHANG, Xiaojun ZHOU. Hot Deformation Simulation of Spray Formed 7055 Aluminum Alloy[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 18-25.

  为研究喷射成形7055铝合金的热变形行为,在应变速率为0.001~5 s^-1、变形温度为300~450℃、工程应变量为50 %条件下,在Gleeble-3500热-力模拟试验机上进行热压缩实验。结果表明:喷射成形7055铝合金的流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度升高而减小。在应变速率为5s^-1时由变形热引起的温升达25℃,经修正流变应力比实测值增高20 MPa。采用包含Z参数的Arrhenius双曲线正弦本构方程可准确描述喷射成形7055铝合金的热变形流变应力行为,变形激活能为146.91 kJ·mol^-1。所建本构方程的平均相对误差(E_r)为2.89%,说明可准确预测喷射成形7055铝合金的热变形流变应力。

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  2219铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷补焊

  周利, 韩柯, 刘朝磊, 黄诚, 常志龙, 吴会强, 冯吉才, 孟凡新

  2016, 36(1): 26-32. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.005

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  周利, 韩柯, 刘朝磊, 黄诚, 常志龙, 吴会强, 冯吉才, 孟凡新. 2219铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷补焊[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 26-32.
  Li ZHOU, Ke HAN, Chaolei LIU, Cheng HUANG, Zhilong CHANG, Huiqiang WU, Jicai FENG, Fanxin MENG. Repair Welding of Defects in 2219 Al Alloy Friction Stir Welded Joints[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 26-32.

  对2219铝合金搅拌摩擦焊接头中出现的未焊透和孔洞缺陷进行一次、二次搅拌摩擦补焊实验。结果表明:在合适的补焊工艺参数下,可有效消除接头原有缺陷,获得成形美观,性能良好的接头;随补焊次数的增加,接头软化区域显著增加;含有上述两种缺陷接头一次补焊后拉伸性能显著提高,二次补焊接头相比于一次补焊接头拉伸性能有所降低;含有缺陷的原始接头拉伸时均于缺陷处起裂导致接头塑性较低,补焊后接头都断裂于后退侧热影响区与热机影响区交界处,呈韧性断裂模式。

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  不同冷却介质下多道次搅拌摩擦加工对AZ91镁合金组织和性能影响

  鲁志龙, 张大童, 张文, 邱诚

  2016, 36(1): 33-38. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.006

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  鲁志龙, 张大童, 张文, 邱诚. 不同冷却介质下多道次搅拌摩擦加工对AZ91镁合金组织和性能影响[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 33-38.
  Zhilong LU, Datong ZHANG, Wen ZHANG, Cheng QIU. Microstructure and Properties of AZ91 Magnesium Alloy Prepared by Multi-pass Friction Stir Processing under Different Cooling Conditions[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 33-38.

  对铸态AZ91镁合金板进行了三种不同冷却条件下的多道次搅拌摩擦加工,即两次空气、一次空气和一次水下、两次水下的搅拌摩擦加工,并对其组织和力学性能进行了研究。研究结果表明:在多道次搅拌摩擦加工过程中,剧烈的塑性变形使搅拌区内呈网状的第二相β-Mg₁₇Al₁₂显著破碎变成细小颗粒状,搅拌区的微观组织均得到了显著细化,三种不同冷却条件下样品的平均晶粒尺寸分别为5.8 μm,1.4 μm和0.8~1 μm;两次水下加工的组织更为细小,其显微硬度、抗拉强度和延伸率较其他两种冷却条件下多道次搅拌摩擦加工样品的高,分别为94.7 HV,355.5 MPa和31.5%。

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  表面深滚处理对纯镍组织性能及残余应力分布的影响

  黄卓笑, 张显程, 涂善东, 张洋, 王一宁, 钱夏夷

  2016, 36(1): 39-47. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.007

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  黄卓笑, 张显程, 涂善东, 张洋, 王一宁, 钱夏夷. 表面深滚处理对纯镍组织性能及残余应力分布的影响[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 39-47.
  Zhuoxiao HUANG, Xiancheng ZHANG, Shandung TU, Yang ZHANG, Yining WANG, Xiayi QIAN. Effects of Surface Deep Rolling treatment on Mechanical Properties and Residual Stress Field in Pure Nickel[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 39-47.

  通过一种新型表面自纳米化方法——表面深滚处理,在纯镍(N4)表面制备出晶粒尺寸小于500nm的梯度超细晶结构,并对材料次表面微观组织结构、残余应力分布及力学性能进行了研究。结果表明:N4经过表面深滚处理,表面形成织构;由于剧烈塑性变形,位错大量产生,并出现胞状组织和高密度位错墙,这些组织经过演化形成超细晶,并在表面形成具有一定厚度的残余压应力场;与原始材料相比,经过表面深滚处理后表面组织硬度提高近一倍;通过合理选择滚压参数,其细化层厚度、硬度、表面粗糙度及残余应力分布均得到不同程度改善。

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  La³⁺掺杂Ni_0.35Co_0.15Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的制备及微波吸收性能

  刘勇, 程艳奎, 胡洋, 刘光虎, 任小虎

  2016, 36(1): 48-52. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.008

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  刘勇, 程艳奎, 胡洋, 刘光虎, 任小虎. La³⁺掺杂Ni_0.35Co_0.15Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的制备及微波吸收性能[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 48-52.
  Yong LIU, Yankui CHENG, Yang HU, Guanghu LIU, Xiaohu REN. Preparation and Microwave Absorbing Properties of La³⁺ Doped Ni_0.35Co_0.15Zn_0.5Fe₂O₄ Ferrites[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 48-52.

  采用溶胶-凝胶自蔓延法制备 La³⁺掺杂Ni_0.35Co_0.15Zn_0.5Fe₂O₄,并研究不同掺杂量对样品微观结构、电磁参数及微波吸收性能的影响。通过X射线衍射仪、扫描电镜研究了样品的相结构和微观形貌,使用振动样品磁强计与矢量网络分析仪分别对样品的静态磁性能及在1~12GHz的电磁参数进行了研究,并计算了不同厚度(3 mm、5 mm、8 mm)下材料的反射损耗。研究表明,适量掺杂La³⁺能够提高Ni_0.35Co_0.15Zn_0.5Fe₂O₄铁氧体的吸波性能,并使吸收频带向高频移动。其中样品Ni_0.35Co_0.15Zn_0.5La_0.04Fe₂O₄与石蜡混合厚度为5mm时,最小反射损耗为-28.4dB,小于-10dB带宽为3.7GHz。

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  无机粒子对石墨烯微片/环氧树脂复合材料导电性能的影响

  陈婷, 季铁正, 刘欢, 张教强, 冯玄圣

  2016, 36(1): 53-56. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.009

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  陈婷, 季铁正, 刘欢, 张教强, 冯玄圣. 无机粒子对石墨烯微片/环氧树脂复合材料导电性能的影响[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 53-56.
  Ting CHEN, Tiezheng JI, Huan LIU, Jiaoqiang ZHANG, Xuansheng FENG. Effect of Nonconductive Inorganic Fillers on Electrical Properties of Epoxy/Graphene Nanoplatelets Composites[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 53-56.

  以KNG-CZ030石墨烯(graphene nanoplatelets, GNPs)为导电填料,环氧树脂(E-54)为聚合物基体,2-乙基-4甲基咪唑(2,4-EMI)为固化剂,采用溶液混合和超声分散的方法制备导电复合材料。通过添加无机粒子(NaCl,TiO₂),研究了无机粒子对石墨烯微片分散均匀性的影响以及对GNPs/E-54复合材料导电性能的影响。实验结果表明:加入NaCl和TiO₂提高了石墨烯微片在基体中的分散性,降低了复合材料室温体积电阻率,即提高了导电性能;NaCl/GNPs/E-54和TiO₂/GNPs/E-54复合材料室温体积电阻率为10⁶Ω·m时,石墨烯质量分数分别为0.75%和0.73%,与未添加无机粒子的GNPs/E-54复合材料质量分数0.97%相比有所降低。

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  球料比对羰基铁粉片型化演变和电磁性能的影响

  赵立英, 刘平安

  2016, 36(1): 57-61. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.010

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  赵立英, 刘平安. 球料比对羰基铁粉片型化演变和电磁性能的影响[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 57-61.
  Liying ZHAO, Pingan LIU. Influence of Weight Ratio of Ball-to-Powder on Flake-Shaped Process and Electromagnetic Properties of Carbonyl Iron Powders[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 57-61.

  以无水乙醇为隔离剂,通过湿法球磨制备了片型羰基铁粉,研究了球料比对片型化过程、电磁性能的影响。结果表明:增加球料比,羰基铁粉片型化更充分,晶粒尺寸减小;粒子的各向异性提高了片型羰基铁粉的微波电磁性能。以环氧树脂为基体树脂,填充体积分数30%的吸波剂制备了1.0mm单层吸波涂层,在X-Ku波段反射率小于-7.5dB的带宽大于10GHz,涂层最小面密度为2.96kg/m²。

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  周期换向脉冲法快速电沉积Al₂O₃/Ni复合镀层

  陈居田, 费敬银, 史芳芳, 李倍, 张闫

  2016, 36(1): 62-68. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.011

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  陈居田, 费敬银, 史芳芳, 李倍, 张闫. 周期换向脉冲法快速电沉积Al₂O₃/Ni复合镀层[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 62-68.
  Jutian CHEN, Jingyin FEI, Fangfang SHI, Bei LI, Yan ZHANG. Periodic Reversal Pulse Fast Electrodeposition of Al₂O₃/Ni Composite Coatings[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 62-68.

  以Al₂O₃微粒为分散相,进行了周期换向脉冲复合电沉积工艺研究,快速电沉积出了Al₂O₃/Ni复合镀层。利用扫描电镜及能谱分析技术对Al₂O₃/Ni复合镀层的微观形貌及组成进行了表征,考察了脉冲参数对复合镀层中Al₂O₃含量及镀层微观形貌的影响;并就周期换向脉冲电沉积与直流电沉积复合镀层的微观形貌、镀层应力及沉积速率进行比较。结果表明:采用周期换向脉冲法快速电沉积可以得到组织致密、内应力小、沉积速率高的Al₂O₃/Ni复合镀层。

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  硫化压力对橡胶/金属热硫化粘接剥离强度的影响

  王鹏, 苏正涛, 赖亮庆, 薛磊, 冯林兆, 王景鹤

  2016, 36(1): 69-74. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.012

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  王鹏, 苏正涛, 赖亮庆, 薛磊, 冯林兆, 王景鹤. 硫化压力对橡胶/金属热硫化粘接剥离强度的影响[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 69-74.
  Peng WANG, Zhengtao SU, Liangqing LAI, Lei XUE, Linzhao FENG, Jinghe WANG. Impact of Curing Pressure on Peel Strength of Hot-curing Metal/rubber Adhesive Joint[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 69-74.

  研究NR1155天然橡胶在不同硫化压力下热硫化后的物理力学性能。基于90°粘合剥离强度测试方法分别测量了不同硫化压力下制备的橡胶/金属复合结构试样的粘合剥离强度,并采用低场NMR橡胶交联密度测定仪分析试样中橡胶部分的交联密度,同时采用冷场发射电子扫描显微镜(SEM)研究剥离破坏表面。结果表明:NR1155天然橡胶胶料与Chemlok205/Chemlok220热硫化胶粘体系具有很好的相容性和协同硫化作用。随着硫化压力的提高,橡胶/金属的粘合剥离强度呈现先降低后增加的规律,且最大剥离力呈现对硫化压力的函数依赖关系,而硫化胶的交联密度则呈现相反的趋势。

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  树脂交联结构特征对复合材料纵向压缩性能的影响

  刘巍, 张天骄, 包建文, 张代军, 钟翔屿, 李伟东, 李晔

  2016, 36(1): 75-80. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.013

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  刘巍, 张天骄, 包建文, 张代军, 钟翔屿, 李伟东, 李晔. 树脂交联结构特征对复合材料纵向压缩性能的影响[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 75-80.
  Wei LIU, Tianjiao ZHANG, Jianwen BAO, Daijun ZHANG, Xiangyu ZHONG, Weidong LI, Ye LIU. Effects of Epoxy Resin Cross-Linked Structure Characteristics on Longitudinal Compressive Performance of Carbon Fiber Reinforced Composites[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 75-80.

  通过选择不同官能度的环氧树脂,调节树脂单体配比,获得了不同固化交联结构的环氧树脂基体,并与国产T800级碳纤维复合制备成碳纤维复合材料;研究不同交联结构的环氧树脂基体对其T800级碳纤维复合材料纵向压缩性能的影响。研究结果表明,随着三官能团树脂含量升高,树脂基体的交联密度增大,树脂基体模量增大,其对应碳纤维复合材料单向层合板泊松比降低;碳纤维复合材料的纵向压缩强度随着树脂基体交联密度的增大而增大;树脂基体交联密度对单向复合材料层合板纵向压缩模量的影响不明显。

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  利用小尺寸缺口试样测定延性材料的单轴本构关系

  尹涛, 蔡力勋, 陈辉, 包陈

  2016, 36(1): 81-86. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.014

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  尹涛, 蔡力勋, 陈辉, 包陈. 利用小尺寸缺口试样测定延性材料的单轴本构关系[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 81-86.
  Tao YIN, Lixun CAI, Hui CHEN, Chen BAO. Obtaining Uniaxial Constitutive Relationships of Ductile Materials by Using Small-scale Notched Bending Specimens[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 81-86.

  提出了一种利用三点弯曲试样获取延性材料本构关系的测试方法:针对小尺寸缺口试样的三点弯曲线载荷-位移曲线,采用有限元辅助测试 (Finite-element-analysis aided tests,FAT) 方法,迭代获得材料代表性体积单元(Representative volume element,RVE)本构关系。研究表明,两种延性材料的有限元迭代反求结果和单轴拉伸试验结果吻合较好。应用该方法,可以采用小尺寸缺口试样来获取延性材料的本构关系。

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  TiAl合金择优取向层片组织的高周疲劳行为

  万文娟, 韩波, 韩伟, 张继

  2016, 36(1): 87-92. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.015

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  万文娟, 韩波, 韩伟, 张继. TiAl合金择优取向层片组织的高周疲劳行为[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 87-92.
  Wenjuan WAN, Bo HAN, Wei HAN, Ji ZHANG. High-cycle Fatigue Behavior of TiAl Alloy Containing Preferentially Oriented Lamellar Microstructures[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 87-92.

  采用旋转弯曲的加载方式,评价了Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr-0.2Zr (原子分数/%)合金择优取向层片组织的高温高周疲劳性能,并对疲劳断口进行了扫描电镜分析。结果表明:该合金表现出符合Basquin方程的平直S-N曲线,750℃条件疲劳极限相当于其抗拉强度的60%;断口观察发现,所有试样中的疲劳裂纹均以穿层片方式扩展,表明该种组织的界面对疲劳裂纹扩展具有较高的抗力。

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  DZ408合金低周疲劳行为

  张仕朝

  2016, 36(1): 93-97. https://doi.org/10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.016

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  张仕朝. DZ408合金低周疲劳行为[J]. 航空材料学报, 2016, 36(1): 93-97.
  Shichao ZHANG. Low-cycle Fatigue of Directionally Solidified Superalloy DZ408[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2016, 36(1): 93-97.

  研究了DZ408合金在950℃,1000℃和1050℃,应变比为0.05条件下的低周疲劳性能。结果表明:平均应变为正时,非对称循环应变控制会产生平均应力松弛现象,且随着温度与应变幅的增大,平均应力松弛速率增大;在950℃,1000℃和1050℃时,材料具有Massing特性,采用修正的SWT模型能很好地预测不同温度下应变比为0.05的低周疲劳寿命, 且给出了修正SWT模型参数随温度变化的关系式Δε_t/2σ_max=(-38.9+0.101T)N^{(0.96-0.0014T)}。