双级时效对含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金组织与性能的影响

通过慢应变速率拉伸实验(SSR_T)、晶间腐蚀试验、剥落腐蚀实验、室温力学性能测试、电导率测试、维氏硬度测量和透射电子显微分析等手段对2.5 mm厚Al-5.4Zn-2.0Mg-0.25Sc-0.1Zr合金板材在双级时效下的抗应力腐蚀性能(SCC)、抗晶间腐蚀性能(IGC)、抗剥落腐蚀性能(EC)、力学性能、电学性能、显微组织结构及其演变规律进行研究。研究结果表明:合金较适宜的双级时效工艺为120℃/6 h+140℃/20 h,在此工艺条件下合金的抗拉强度R_m、屈服强度R_p、伸长率A和电导率γ分别为553 MPa,534 MPa,12.0%和22.3 MS/m,双级时效后合金晶内为弥散分布的亚稳定强化相η′-MgZn_2,晶界出现粗大不连续分布的平衡相η-MgZn_2,还伴有明显宽化的无沉淀析出带。与单级峰值时效(120℃/24 h)相比,合金晶间腐蚀倾向减小,具有良好的抗剥落腐蚀性能,剥蚀等级为中等剥落腐蚀(EB)级,具有良好的抗应力腐蚀性能。     

成型受压方向对方镁石-尖晶石-碳砖性能的影响

研究了成型受压方向对方镁石 尖晶石 碳砖热膨胀率、抗渣等性能的影响 ,实验研究结果表明 :平行受压方向上的热膨胀率大于垂直受压方向上的热膨胀率 ,平行受压方向上的抗渣性优于垂直受压方向上的抗渣性 ,并从显微镜观察到了含石墨耐火砖石墨的趋向分布情况     

AZ31镁合金轧制板材各向异性力学性能研究

在几种厚度的AZ31镁合金轧制板材上沿不同方向取样进行常温单向拉伸和压缩实验,研究了AZ31镁合金轧制板材的各向异性力学性能。基于晶体塑性理论,探讨了织构对金属板材宏观各向异性的影响。分析表明,轧制镁合金板材具有明显的各向异性力学性能及拉压不对称性。在轧制(RD)方向的抗压及抗拉屈服强度明显小于横向(TD),各个方向的抗拉屈服强度明显大于抗压屈服强度。不同轧制工艺对板材的力学性能影响较显著,主要表现在屈服应力不同和延伸率不同。基于实验结果与晶体塑性理论,本文从多角度分析了轧制工艺对AZ31镁合金各向异性力学性能及拉压不对称性行为的影响。     

7A55铝合金厚板的微观组织和性能不均匀性

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、织构分析、硬度、电导率、拉伸测试等实验手段研究7A55铝合金厚板T6态微观组织与性能沿厚度方向的演变规律。研究结果表明:在板材的厚度方向上,板材的微观组织和硬度、电导率、强度、织构等存在不均匀性。从板材表层到心部,其再结晶分数依次降低,残余第2相体积分数、电导率和强度依次升高,表层硬度比心部的高,1/4层的硬度最高。心部含有最多的轧制型织构为铜织构{112}?111?,黄铜织构{011}?211?和S织构{123}?634?,表层含有最多的再结晶织构为{001}?100?。轧制型织构具有更大的泰勒因子M,对强度贡献更大,表层的再结晶严重削弱了其力学性能,影响各层力学性能差异的主要因素是再结晶及织构。     

复合纤维对混凝土抗裂性能的影响

由于复合纤维具有良好的力学性能,通过掺入一定比例的多壁碳纳米管/聚丙烯腈复合纤维制备具有抗裂性能的混凝土,使用WA-1000B型液压式万能试验机和PTS-E0系统分别对试件的力学性能和抗裂性能进行测试,并结合混凝土综合抗裂模型,对掺加量为1.2~2.1 kg/m3的4组混凝土的力学性能和抗裂性能进行研究.实验结果表明:复合纤维的掺入可以提高水泥混凝土强度40%左右,同时减少了表面裂缝的出现,混凝土的力学性能和抗裂性能随着复合纤维掺加量的增加呈现增强趋势,但复合纤维的工程用量需要综合考虑.     

纤维体积分数对炭/炭复合材料力学性能的影响

以40%,30%和25%3种不同纤维体积分数的针刺整体毡为坯体,经3次化学气相浸渗后制备C/C复合材料;测定其未经热处理与经不同温度热处理后的石墨化度,抗弯、抗剪、垂直与平行抗压强度;在偏光下观察其微观结构;采用扫描电子显微镜对其断口形貌进行观察;研究纤维体积分数与C/C复合材料的力学性能的关系及不同热处理条件下C/C复合材料的断裂机理.研究结果表明:在不同热处理状态下,当纤维体积分数为30%时炭/炭复合材料的抗弯、抗压和抗剪强度均最高;经热处理后的试样,其力学性能降低,断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂;热处理温度越高,其力学性能降低的程度越大.     

PZT在机电疲劳作用下的微裂纹和畸变

通过对PZT铁电陶瓷试样在交变力四点弯、交变电场及机电耦合疲劳作用前后的微裂纹和电畴的观察研究发现：电畴畴壁垂直于硬度痕边界排列;裂纹附近畴壁趋于转向与裂纹平行的方向;极化试样中的微裂纹萌生和扩展显示出强烈的各向异性。另外,还试图解释实验实验观察到的在外加极化电场方向平行的初始试样表面内存在大量微观畴带的现象。     

固溶后降温预析出对7A55铝合金力学及腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试及透射电镜研究固溶后降温预析出处理对7A55铝合金板材力学和腐蚀性能的影响。研究结果表明:随着预析出处理温度降低,基体析出相粗化且密度变小,导致合金时效后硬度和强度降低;晶界析出的平衡相由连续链状分布逐渐变为不连续分布,连续网状的腐蚀通道转变为断续的腐蚀点,7A55铝合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能提高。     

均匀化工艺对Al-4.46Mg合金腐蚀和疲劳性能的影响

研究480℃/20 h,430℃/2 h+490℃/12 h和500℃/16 h这3种均匀化工艺对Al-Mg合金腐蚀性能和疲劳性能的影响;通过晶间腐蚀(IGC)和慢应变速率拉伸(SSRT)腐蚀研究这3种工艺对Al-Mg合金O态板材的腐蚀性能的影响;通过疲劳裂纹扩展速率和Kahn撕裂实验研究这3种工艺对Al-Mg合金O态板材疲劳性能的影响。研究结果表明:与其他2种工艺相比,经430℃/2 h+490℃/12 h均匀化后得到的板材抗晶间腐蚀性能最佳,腐蚀速率为2.287 8 mg/cm~2,应力腐蚀敏感指数ISSRT最小,为0.068;经430℃/2 h+490℃/12 h均匀化后得到的板材在高应力强度因子范围下抗裂纹扩展性能最佳,其单位面积裂纹形核功与经500℃/16h处理得到的板材的形核功接近。     

RRA处理对1973铝合金晶间腐蚀与剥蚀的影响

采用维氏硬度、室温拉伸、极化曲线测试和晶间腐蚀、剥落腐蚀试验等方法,并结合金相(OM)和透射电镜(TEM)分析,研究回归再时效(RRA)过程对1973铝合金力学性能及晶间腐蚀和剥落腐蚀的影响。研究结果表明:1973铝合金经不同时效处理后晶间腐蚀和剥落腐蚀趋势相同,耐蚀性能由大到小的RRA工艺顺序为:200℃,60 min;180℃,60 min;180℃,40 min;180℃,20 min;T6。RRA 180℃处理适量时间可提高1973铝合金的强度和抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能,并且随着回归时间的延长耐蚀性能提高,但强度有所下降。而RRA 200℃,60 min处理与180℃处理相比,虽然有更好耐蚀性能,但是强度损失太大。因此,1973铝合金经RRA 180℃,60 min处理后具有较好的综合性能。     

纤维金属3维复合材料力学性能研究

研究不同排列方式的纤维金属3维复合材料在不同方向上的力学性能和失效模式,对复合材料试样进行拉伸试验、三点弯曲试验及静态压入试验.拉伸试验表明[0°/0°]排列的复合材料在纤维方向上具有最高的拉伸模量、屈服强度及拉伸强度,而在垂直于纤维方向上具有很低的力学性能.[0°/90°]排列的复合材料由于其仅一侧纤维受拉,其力学性能相对较弱,且变形模式表现为试样的弯曲变形.[0°/0°]和[0°/90°]两种方式排列的复合材料的拉伸剪切性能差别较小.弯曲试验表明[0°/0°]排列方式的复合材料在纤维方向上的抗弯能力最高.静态压入试验表明,[0°/0°]和[0°/90°]的复合板具有近似的抗压入破坏能力.试样破坏模式显示,纤维金属3维复合材料未出现界面失效等结构性破坏,具有优良的界面强度.      

应力对纤维增强塑料排烟内筒耐腐蚀性能的影响

针对燃煤电厂烟囱纤维增强塑料排烟内筒工程中应用的纤维增强复合材料试样S-1设置了5种实验条件,即条件A（静态浸泡）、条件B（Ⅰ型应变,应变4.61%）、条件C（Ⅰ型应变+静态浸泡）、条件D（Ⅱ型应变,应变5.89%）、条件E（Ⅱ型应变+静态浸泡）,以探究不同实验条件下试样性能的变化。力学性能测试结果表明：不同实验条件下,试样力学性能出现了不同程度的下降,相对于条件B,试样在条件D下弯曲强度保留率、拉伸强度保留率分别下降了2.98%、9.52%;相对于条件C,试样在条件E下弯曲强度保留率、拉伸强度保留率分别下降了5.92%、4.42%。扫描电子显微镜（SEM）研究发现,试样S-1在条件E下经90 d的实验周期后,表面破坏较为严重,有明显的纤维拔出现象,巴氏硬度测试也表明试样在不同条件下的表面状态发生了变化。红外图谱结果表明,试样在条件E下的水解程度大于条件C。     

回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响

采用硬度、电导率测试、金相及透射电镜观察等手段,研究回归处理工艺对7050铝合金力学和晶间腐蚀性能的影响.研究结果表明:T6态合金硬度和强度很高,但抗晶间腐蚀能力较弱;与T6态相比,合金经较低温度长时间回归并再时效后,强度和抗晶间腐蚀性能都得到改善;合金经120 ℃/20 h预时效 190 ℃/60 min回归 120 ℃/24 h再时效处理后,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和晶间腐蚀最大深度分别为593 MPa,571 MPa,10.5%和0.05 mm,具有最佳的综合性能;经190 ℃/60 min回归和再时效处理后,合金晶内组织与T6态的组织相似,晶界析出相粗大且不连续分布,因此,合金强度最高,抗晶间腐蚀能力最强.     

缝纫复合材料层合板面内性能的分析模型

提出了一种分析缝纫复合材料层合板面内力学性能的模型即纤维弯曲模型（FBM）。认为在缝纫孔周围纤维的弯曲变形是影响缝纫复合材料层合板面内力学性能的主要原因。从分析缝孔单胞的纤维弯曲几何特征入手，最终得到层合板面内的弹性应力应变关系。以缝纫复合材料层合板[0/45/0/-45/90/45/0/-45]2S为例，计算了缝纫复合材料层合板面内拉伸强度。计算结果表明，理论预测与实验结果吻合良好，证实了该模型的正确性。     

冷却条件对非晶合金连续激光焊接接头的影响

使用连续激光对2 mm厚的锆基非晶合金板材进行焊接,在相同的焊接功率、焊接速度下使用不同的冷却条件制备焊接件试样,对试样焊接接头的微观组织和力学性能进行探究。研究结果表明,随着冷却夹具温度的降低,焊接接头热影响区范围逐步减小;冷却夹具温度为10℃时,焊接接头力学性能最佳;冷却夹具温度为-30℃时,焊接接头的晶化率最低。通过显微硬度检测发现,各试样的显微硬度差距不大,热影响区的平均硬度为525 HV_0.2,母材平均硬度为470 HV_0.2,熔化区的平均硬度为490 HV_0.2。     

混杂防弹复合材料的结构优化及弹道机理分析

根据芳纶纤维、高强玻璃纤维和碳纤维力学性能的各向异性和靶板破坏特征,制备单一组分织物及混杂增强复合材料,同时以靶板对弹体的动能吸收能力为研究对象,对复合材料中树脂质量分数和织物铺层顺序进行试验研究及优化,以提高其防弹性能.研究表明:在复合材料靶板面密度接近的情况下,树脂质量分数为20%左右,复合材料的弹道性能最佳;结构优化后,抗压和抗剪切性能好的无机纤维织物放置在着弹面,抗拉性能好的有机纤维织物放置在背弹面,这种混杂复合材料的防弹性能高于单一织物增强复合材料;当混杂复合材料从着弹面到背弹面按照碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维织物的顺序铺层时,得到的靶板具有更佳的防弹性能.     

7050超高强铝合金蠕变时效成形行为与性能研究

对7050超高强铝合金进行蠕变时效处理,采用维氏硬度、晶间腐蚀和剥落腐蚀等试验对其力学性能与腐蚀行为进行研究,采用光学显微镜和透射电子显微镜对微观组织进行观察,研究蠕变时效对合金微观组织与性能的影响。结果表明：合金的稳态蠕变速率随温度的升高和应力的增大而逐渐升高,时效温度是影响合金蠕变速率和抗腐蚀性能的主要因素。7050超高强铝合金的稳态蠕变速率与蠕变应力和蠕变温度的关系可以表示为：$ \dot \varepsilon = {e^{12.226}}{\sigma ^{1.66}}{\rm{exp}}( - 120\;536/RT) $。蠕变时效处理后,合金的维氏硬度、抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能均得到提高。合金在120 ℃和140 ℃下蠕变时效后,维氏硬度和抗腐蚀性能都保持在较高的水平,160 ℃下合金的维氏硬度和抗腐蚀性能均较低。人工时效后,7050超高强铝合金中的主要强化相为大量弥散分布的η′相,蠕变时效后,晶内和晶界析出相尺寸略有减小,晶界析出相分布不连续,电化学腐蚀速率减小,合金抗腐蚀性能提高。     

形变时效组合工艺与Al-1.0Mg-0.5Si-0.8Cu合金腐蚀行为和微观结构的关系

采用硬度测试、晶间腐蚀实验、慢应变速率拉伸实验和TEM表征等手段,选取自然时效、欠人工时效和峰值人工时效3种预时效系统研究了预时效对形变时效组合工艺制备的Al-Mg-Si-Cu合金抗腐蚀性能和微观结构的影响.结果表明:预时效可以调控合金的硬度和抗腐蚀性能,3种预时效处理中峰值人工时效预处理使合金获得了硬度(159 HV)和抗腐蚀性能(最大晶间腐蚀深度为55μm,应力腐蚀敏感指数I_δ为8.3%)的最优结合. TEM结果显示,冷轧引入的高密度位错有效提高了合金的硬度;晶内析出大量纳米级富Cu的板条状Q"相或弯曲连续状析出相,消除了晶界析出相的形成,并大大降低了基体与PFZ之间的电位差,因此显著提高了合金的抗腐蚀性能.自然时效、欠人工时效和峰值人工时效预处理的合金晶内析出程度依次增大,基体与PFZ之间的电位差依次减小,合金的抗腐蚀性能依次升高.     

冷轧材料的各向异性对断裂性能的影响

为研究材料在冷轧过程中产生各向异性现象对断裂性能的影响,本文通过Ⅰ,Ⅱ型复合到纯Ⅱ型加载及有限元计算,研究了冷轧材料的各向异性对裂纹初始扩展规律和断裂性能的影响。结果表明,这种弱各向异性确实会影响材料的断裂形态。在垂直和平行于轧制的方向上,材料具有不同的断裂力学性状,且当K_I/K_I>1时,2种不同取向的试样大致沿τ_(max)方向开裂;当K_I/K_I<1时,裂纹会发生尖锐转折并呈Ⅰ型方式断裂。文中也给出了利用复合加载下的P-CMOD曲线确定裂纹临界开裂点的一种简单实验方法。     

固溶后冷轧变形量对2195铝锂合金组织和力学性能的影响

对固溶后的2195铝锂合金挤压板材进行5%～25%的冷轧变形，并对变形后的板材进行了人工时效处理，通过组织分析和拉伸实验，研究了固溶后冷轧对2195铝锂合金挤压板材组织和性能的影响.结果表明：当冷轧变形量增加到20%时，板材厚度方向局部纤维状组织之间呈45°剪切带；当冷轧变形量继续增大到25%时，剪切带出现在板材整个厚度方向上.冷轧板材经过时效处理(155℃保温28 h)后，屈服强度、抗拉强度和延伸率随冷轧变形量的增加均先升高后降低.冷轧变形量为10%时，试样时效后的屈服强度、抗拉强度和延伸率达最大值，分别为575,604 MPa和13.7%.时效试样的屈强比先由未冷轧变形的90.8%增加到20%冷轧变形量的97.4%,再略降至25%冷轧变形量的97.1%.综合分析组织和力学性能，认为2195铝锂合金挤压板材固溶后的冷轧变形量应控制在10%左右.