航空材料学报

郭加林, 尹志民, 商宝川, 聂波, 何振波

2009, 29(1): 1-6.

[摘要](4366) [PDF 676KB](1202)

摘要:
采用室温拉伸性能测试、金相组织观察、XRD反极图测定和透射电子显微分析等方法研究了冷轧态和T3态2mm厚2524铝合金薄板不同取向条件下的显微组织和拉伸力学性能.以{110}单组分织构模型为基础,研究了织构与平面各向异性的关系.结果表明,2524冷轧态和T3态铝合金薄板在与轧制方向成45°和60°方向上的强度较0°、30°和90°方向上的强度低,延伸率则是45°方向上最高;轧向力学性能优于横向力学性能;冷轧态合金薄板的平面各向异性高于T3态合金板材;2524冷轧态合金薄板的主要织构为{110},次要织构为{311};2524-T3态铝合金成品薄板的主要织构为{110};2524铝合金薄板的平面各向异性与合金的晶粒结构以及晶体学织构密切有关,其中晶体学织构是造成合金板材平面各向异性的主要原因.

振动时效对NiTi记忆合金双程记忆应变的影响

王志刚, 姜大强, 崔立山

2009, 29(1): 7-10.

[摘要](1226) [PDF 809KB](160)

摘要:
研究了振动时效对NiTi形状记忆合金双程记忆效应的影响.结果表明,当预应变较小或较大时,经过振动时效后NiTi合金的双程应变量增加;当预应变适中时,振动时效后NiTi合金的双程应变量减小.这可能是由于振动时效在NiTi合金中产生了微观塑性变形,改变了合金中的双程应力场而导致的.

Ni-Al-Ta/Mo合金的层错能及影响因素

于兴福, 田素贵, 卢旭冬, 尚丽娟, 王铁军, 孟辉, 崔树森

2009, 29(1): 11-15.

[摘要](1204) [PDF 502KB](199)

摘要:
采用置换原子的热力学模型,计算了Ni-Al-Ta/Mo合金的层错能.分析了Ni-Al-Ta/Mo合金中各元素浓度及温度对层错能的影响.结果表明:Ni-Al-Ta/Mo合金的层错能随Al含量的增加而明显降低,其中,随Al浓度提高,合金中原子偏聚自由能(ΔGsγ→ε)降低,可促进γ'有序相的形成是使合金层错能降低的主要原因.随Mo/Ta含量的提高,可引起置换原子自由能(ΔGbγ→ε)降低,原子偏聚自由能(ΔGbγ→ε)升高;随温度提高,Ni-Al-Ta/Mo合金中的置换原子自由能(ΔGbγ→ε)增加,表明合金中发生原子置换需要外部供给能量,而引起原子偏聚自由能(ΔGsγ→ε)升高,表明高温不利于溶质原子的偏聚.

高能球磨与无压烧结制备高铌TiAl合金

路新, 何新波, 曲选辉

2009, 29(1): 16-21.

[摘要](1265) [PDF 1598KB](183)

摘要:
以大粒度Ti-45Al-8.5Nb-0.2B-0.2W-0.1Y预合金粉末为原料,研究了高能球磨与无压烧结制备高铌TiAl合金工艺.结果表明高能球磨可显著改善合金粉末的压制性能,并对粉末的烧结致密化有促进作用;高能球磨60min的预合金粉末经过1500℃,2h无压烧结后,可获得高致密度、具有细小全层片组织的高铌TiAl合金,其抗压强度为3150MPa,相对压缩率为25.2%,显示出较好的室温压缩性能.

α相尺寸对等轴TC4合金两相区热变形行为的影响

程明, 赵建国, 宋鸿武, 张士宏

2009, 29(1): 22-26.

[摘要](1298) [PDF 639KB](255)

摘要:
对α相平均尺寸分别为6μm,12μm,20μm的等轴TC4合金在890~950℃,应变速率0.1~10s-1范围进行等温热压缩实验,并研究了初始α相尺寸对合金高温变形行为的影响.微观组织和动力学分析表明,等轴TC4合金变形的热激活过程受相变和晶粒长大作用的综合影响,计算获得的激活能偏大.在初始α相尺寸较小(6μm)的情况下变形,晶粒易于吞并长大,使变形后的组织粗化;在初始α相尺寸增大(12μm)的情况下会促进相变过程的进行,获得的变形组织中α相尺寸较细小;初始α相尺寸进一步增大(20μm),则变形组织的晶粒尺寸基本不再发生变化.

含Nd钛合金中富Nd第二相颗粒在电子束焊接过程中的演化及其对拉伸断裂行为的影响

蔡建明, 袁鸿, 李臻熙, 黄旭, 马济民, 曹春晓

2009, 29(1): 27-31.

[摘要](1211) [PDF 684KB](158)

摘要:
采用光学金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了一种含稀土元素Nd的Ti60钛合金在电子束焊接过程中富Nd第二相颗粒的演化及室温拉伸时的断裂特征.经过电子束焊接过程的快速熔化和凝固,Ti60钛合金中富Nd第二相颗粒经历了回溶和重新形核析出的过程,由原来的分散分布变为与凝固方向平行的断续串状分布,尺寸由原来的约10μm细化至约0.3μm.电子束焊接的焊缝及焊缝与母材的连接部位在室温拉伸时表现出了明显的沿晶脆性断裂特征.

电子束物理气相沉积La₂Zr₂O₇热障涂层研究

牟仁德, 许振华, 贺世美, 何利民

2009, 29(1): 32-36.

[摘要](1395) [PDF 1377KB](254)

摘要:
为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足,以ZrO2和La2O3为原料,采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7,用电子束物理气相沉积(EB-PVD)法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层,分析了涂层的成分,并对其显微结构、热物理性能与传统YSZ热障涂层进行了对比研究.结果表明,La2Zr2O7涂层成分处于P结构范围内,呈典型的柱状晶结构,柱状晶头部呈明显的金字塔形状.与传统YSZ柱状晶相比,La2Zr2O7涂层的柱状晶紊乱度更大,尺寸更加细小,并且柱状晶上的树枝状亚晶更多.在25~1200℃范围内,La2Zr2O7涂层的热导率最大为0.985W/(m.K),最小为0.796W/(m.K),大大低于同条件下的YSZ涂层.低本征热导率、小柱状晶直径、大紊乱度、密度轻及高孔隙率是造成La2.Zr2O7涂层低热导率的主要因素.

TC11钛合金片层组织热变形球化动力学过程

陈慧琴, 曹春晓, 郭灵, 林海

2009, 29(1): 37-42.

[摘要](1254) [PDF 775KB](232)

摘要:
通过热压缩试验研究了TC11钛合金退火态片层组织在两相区980℃,950℃,850℃,应变速率0.001s-1,0.01s-1条件下,变形程度30%~70%范围内的热变形过程.分析了热变形参数对变形行为和片层组织球化过程的影响,并根据片层组织球化分数演变特征,建立了修正的Avrami片层组织球化动力学方程,与试验数据吻合较好.

定向凝固高温合金DZ4的动态再结晶行为研究

贾波, 李春光, 李运菊, 陶春虎

2009, 29(1): 43-46.

[摘要](1208) [PDF 1005KB](205)

摘要:
研究了定向凝固DZ4合金在高温静拉伸应力作用下的动态再结晶行为,重点研究了温度、应力及表面氧化等因素对DZ4合金动态再结晶行为的影响.结果表明,在一定大小的应力作用下,不带涂层的DZ4合金试样表面在800~950℃范围内会发生动态再结晶,且再结晶层厚度随着温度和应力的增高而增大;动态再结晶层均位于表面氧化层内.分析表明,表面氧化是DZ4合金发生表面动态再结晶的主要原因.试验结果同时表明,表面采用Al-Si渗层保护的定向凝固DZ4合金叶片在正常服役条件下不会发生再结晶.

时效时间对ZL210A铸造铝合金力学性能和微观组织的影响

贾泮江, 陈邦峰

2009, 29(1): 47-50.

[摘要](1285) [PDF 1449KB](329)

摘要:
研究了170℃时效温度下不同时效时间对ZL210A砂型试样力学性能、微观组织和断口形貌的影响.结果表明:当时效4h时,合金试样抗拉强度、屈服强度和硬度达最大值500MPa,435MPa和150HBS,延伸率达最小值5%,其后随着时效时间的延长,抗拉强度、屈服强度、硬度和延伸率趋于稳定.时效时间对合金显微组织有显著的影响,其主要表现为G.P.I→G.P.II(θ")→θ'→θ的转变过程,对试样断口形貌未有明显影响,断口呈现韧性断裂.

SiC颗粒增强铝基复合材料的热变形本构方程及其优化

张鹏, 李付国, 李惠曲

2009, 29(1): 51-56.

[摘要](1172) [PDF 884KB](258)

摘要:
通过热压缩试验研究了SiC颗粒增强铝基复合材料在应变速率为0.001~1s-1,变形温度为713~773K时的热成形性能,并在试验数据分析的基础上,引入Zener-Hollomon参数建立了用于描述复合材料高温变形行为的本构关系模型,通过分析比较和对本构方程的进一步优化,提高了颗粒增强型铝基复合材料本构方程的拟合精度,使得计算值更接近于试验值.

Nb+Ni中间层对Ti₂AlNb与GH4169扩散连接接头组织与性能影响

钱锦文, 李京龙, 侯金保, 熊江涛, 张赋升, 韩增产

2009, 29(1): 57-62.

[摘要](1278) [PDF 1480KB](339)

摘要:
在950~1100℃,20MPa,20~120min的工艺条件下,添加厚度均为10μm的Ni+Nb为中间层,对Ti2AlNb与GH4169真空扩散连接工艺进行了研究.利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)对接头截面和断口的成分和相组成进行了分析.结果表明,添加Ni+Nb做中间层能实现Ti2AlNb与GH4169良好的连接.在GH4169与Ti2AlNb之间生成6层反应层,自GH4169侧依次为:Fe-Ni-Cr固溶体,Ni3Nb,Ni6Nb7,残留Nb层、Ti-Nb固溶体、高铌O相.在剪切试验中,接头沿Ni3Nb层与Nb层之间的Ni6Nb7层断裂.在1050℃,20MPa,40min工艺条件下,剪切强度达到最高,为460MPa.

铝青铜表面激光熔覆层组织与性能研究

徐建林, 杨波, 高威, 王智平, 龙大伟, 居春艳, 于涛

2009, 29(1): 63-67.

[摘要](1151) [PDF 1264KB](258)

摘要:
采用激光熔覆技术在QAl9-4铝青铜表面熔覆了一层Ni基合金层,以提高QAl9-4铝青铜的耐磨性.为了提高QAl9-4铝青铜对激光的吸收率,实验采用少量自制的粘结剂并配合压力机将合金粉末预置在QAl9-4铝青铜表面,然后激光重熔.通过对QAl9-4铝青铜表面熔覆层组织研究分析表明:熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,无裂纹缺陷的存在;熔覆层组织受凝固速度的影响较大,其表面组织为胞状晶,中部为发达的树枝晶,结合区上部由于基体的激冷作用而呈细晶区,细晶区以下又以树枝晶和胞状晶为主.激光熔覆层的平均硬度是QAl9-4铝青铜基体硬度的3倍多.

SiC晶须增韧SiCmini复合材料的制备与性能分析

王景, 张立同, 成来飞, 华云峰

2009, 29(1): 68-71.

[摘要](1192) [PDF 417KB](209)

摘要:
采用CVI工艺制备了SiC晶须增韧SiC(SiCW/SiC)mini复合材料,研究了其微观结构和力学性能.实验结果表明:SiC晶须的体积分数达到45%~50%,SiCW/SiCmini复合材料的维氏显微硬度平均值为19.04GPa,断裂韧度平均值达到6.51MPa.m1/2.微观结构观察证实SiC晶须的引入在mini复合材料中产生了晶须桥联、晶须拔出、晶须断裂和裂纹偏转等增韧机制,为后续SiCW/SiC复合材料的制备奠定了基础.

RTM用M-3193不饱和聚酯的工艺性能研究

何州文, 成来飞, 张立同

2009, 29(1): 72-76.

[摘要](1124) [PDF 684KB](218)

摘要:
对树脂传递模塑用M-3193不饱和聚酯进行了系统的研究,分析了温度、边缘效应以及SiC纳米粉填料对树脂流动性和材料力学性能的影响.结果表明,该体系在80℃以上存在低于60mPa.s的低粘度平台,满足RTM工艺对树脂粘度的要求;较大的边缘效应导致树脂在预制体内流动不充分,复合材料强度降低;添加SiC填料使材料的硬度提高了30%,而对材料的强度影响不大.通过对预制体进行真空浸渍前处理,提高了复合材料的强度,测得的材料弯曲强度达到325MPa.

C/C复合材料抗烧蚀HfC涂层的制备

侯根良, 苏勋家, 王延斌, 周晓波

2009, 29(1): 77-80.

[摘要](1249) [PDF 590KB](279)

摘要:
采用液相先驱体转化法在C/C复合材料表面制备了抗烧蚀HfC涂层.用红外光谱分析先驱体溶液的结构,用XRD、SEM和EDS对涂层进行了分析和表征.结果表明:先驱体溶液中主要存在Hf-O-Hf结构和Hf-O-C链式结构,有利于HfC涂层的形成;经过1800℃热处理后多层膜被转变为HfC涂层,形成的涂层中主要为HfC和HfO2;单次涂覆不能有效的覆盖C/C复合材料,多次涂覆能够生成致密的HfC涂层;涂层的厚度约为几十微米,涂层界面不明显,在涂层和基体间有较大过渡层能够缓解界面应力和提高与基体间的结合强度,有效延长寿命.

纳米二氧化钛对纳米纤维增强透光复合材料性能的影响

陈卢松, 黄争鸣, 薛聪

2009, 29(1): 81-86.

[摘要](1219) [PDF 1466KB](215)

摘要:
对纳米二氧化钛粒子改性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)透光复合材料的性能进行研究.通过将二氧化钛纳米粒子分别加在同轴共纺复合纳米纤维的壳/芯结构中,分析了相同含量二氧化钛粒子在不同结构中的分布状况以及对纳米纤维增强透光复合材料透光性和紫外光吸收性的影响.研究结果表明:分布在芯层中的纳米二氧化钛粒子对纳米纤维增强透光复合材料的透光性能影响较小,且能在200~400nm-1的紫外光区域产生明显的吸收峰.

超声干涉法薄层厚度测量声阻抗匹配判据及其应用

陈秀明, 林莉, 李喜孟, 郭广平

2009, 29(1): 87-91.

[摘要](1211) [PDF 477KB](273)

摘要:
针对超声干涉法测量薄层厚度的原理,讨论了薄层及与其相邻介质声阻抗匹配分别满足界面声压反射系数|R1|2或|R1|>1/√2时回波信号的选取原则,并以薄层声压反射系数谱为依据,分析了上述两种声阻抗匹配条件下谱线分别出现次生极大或极小值的规律,在此基础上提出了薄层厚度测量时谱线极值的选择方法.以航空雷达罩蒙皮GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic)层板外表面复合涂层以及钢基体表面ZrO2陶瓷涂层样品为例进行了薄层厚度测量实验研究及信号分析.研究表明,超声干涉法薄层厚度实验结果与SEM(Scanning Electron Mi-croscope)测量结果相符.由此可知,薄层及与其相邻介质声阻抗匹配判据对于超声干涉法薄层厚度测量具有很强的理论指导意义及工程应用价值.

ZnO纳米颗粒薄膜的制备与光致发光特性研究

程兴旺, 李祥, 翟斐斐, 于宙, 龙雪, 蔺鹏婷

2009, 29(1): 92-95.

[摘要](1155) [PDF 1038KB](298)

摘要:
利用高分子包覆法(Polymer Capping Method)在Si衬底上生长了颗粒分布均匀、致密的纳米ZnO薄膜.样品的形貌和光学性能分别使用SEM,AFM和PL谱进行表征.实验发现,前驱体溶液的pH值对纳米颗粒的分散性和尺寸有很大影响,进而影响紫外发光峰位.在本实验条件下,随纳米颗粒尺寸增大,PL谱的紫外发光峰红移,符合量子尺寸效应.

高强铝合金疲劳特性研究

杜凤山, 闫亮, 戴圣龙, 杨守杰

2009, 29(1): 96-100.

[摘要](1130) [PDF 1314KB](443)

摘要:
研究了室温大气环境下不同应力比R和不同应力集中系数Kt条件下2E12高强铝合金的高周疲劳性能,并利用扫描电镜及透射电镜对合金疲劳断口附近的微观组织及疲劳断口进行了分析.研究结果表明,在同一应力水平下,2E12高强铝合金的疲劳寿命随着应力比R的增大而提高;Kt=1时合金的疲劳寿命远远大于Kt=3时合金的疲劳寿命,表明此合金具有明显的缺口效应.疲劳断口由疲劳源区、裂纹扩展区及瞬断区组成.第二相对疲劳裂纹的萌生起着重要的作用,并且初步讨论了有关的疲劳断裂机理.

2009年 第29卷 第1期

2009年第29卷第1期