Cu-0.54Al2O3弥散强化铜合金的拉伸变形和断裂行为

对Cu-0.54%Al2O3弥散强化复合材料的拉伸变形和断裂行为进行了研究.结果表明,经挤压比为30∶1 的热挤压后,复合材料的σb、σ0.2、δ和σ0.2/σb分别高达340 MPa、250 MPa、24%和74%.冷加工后合金的强度随退火温度的升高而逐渐下降,但σ 0.2/σb仍保持较高的值.挤压态合金的加工硬化指数n为0.256,明显低于纯铜.铜基体中均匀弥散分布着平均尺寸为18 nm,间距为100 nm的Al2O3纳米粒子,提高了铜基体的强度,阻碍了高温退火时再结晶的发生,降低了合金的加工硬化速率.挤压态合金的拉伸断口宏观上为杯锥状,微观上表现为明显的韧性断裂特征.     

激光熔化沉积TiCp/Ti60复合材料的研究

通过激光熔化沉积工艺制备出TiCp(5wt％ )/Ti60复合材料薄壁材料,分析了材料的显微组织及600℃下的拉伸性能.结果表明,TiCp/Ti60复合材料熔化析出的TiC相呈断续链状,均匀分布于基体中,TiC与钛合金基体的界面结合良好,但是TiCP,/Ti60复合材料中存在少量未完全熔化的TiC颗粒.采用同轴输送球磨混合粉末的工艺可以很好地解决未熔TiC颗粒的难题.TiCp/Ti60复合材料在600℃下的最大抗拉强度为775MPa.TiCp/Ti60复合材料在600℃下的断口特征比较复杂,既有沿晶断裂和准解理断裂也有局部的韧性断裂.     

Cu-0．54A12O3弥散强化铜合金的拉伸变形和断裂行为

对Cu—0．54％Al2O3弥散强化复合材料的拉伸变形和断裂行为进行了研究。结果表明，经挤压比为30：1的热挤压后，复合材料的σb、σ0.2、δ和σ0.2／σb分别高达40MPa、250MPa、24％和74％。冷加工后合金的强度随退火温度的升高而逐渐下降，但σ0.2／σb仍保持较高的值。挤压态合金的加工硬化指数n为0．256，明显低于纯铜。铜基体中均匀弥散分布着平均尺寸为18nm，间距为100nm的Al2O3纳米粒子，提高了铜基体的强度，阻碍了高温退火时再结晶的发生，降低了合金的加工硬化速率。挤压态合金的拉伸断口宏观上为杯锥状，微观上表现为明显的韧性断裂特征。     

长纤维增韧Ti-48Al-2Cr-2Nb基复合材料的基础性研究

采用粉末—热压 (1 2 50℃ /2 .5h,2 0 MPa)成型工艺 ,制备了 Nb和 Nb Ti纤维增韧Ti-4 8Al-2 Cr-2 Nb(TACN)金属间化合物基复合材料。测试了该复合材料的弯曲性能、断裂韧性、高温拉伸性能以及界面层的显微硬度分布情况。研究结果表明 :复合材料的性能较基体有较大提高。其中 Ti Nb/TACN复合材料的综合性能较好 :K1c=1 9.2 MPa× m1/ 2 ,σbb=70 0 .2 MPa,σ80 0℃b =4 71 MPa,δ80 0℃ =1 8.3 %。     

基体合金种类对SiCw／Al复合材料拉伸性能的影响

对SiCw/LD2、SiCw/LC9复合材料进行了热挤压加工并沿其纵向进行了拉伸对比试验。结果表明:SiCw/LD2的抗拉强度为590MPa,而SiCw/LC9复合材料的抗拉强度高达750MPa。SEM分析发现,上述两种复合材料均为切应力作用下的韧窝形断口,但SiCw/LD2的断口有明显的晶须拔出。低于临界长径比的晶须被拔出是SiCw/LD2断裂的主要形式;高于临界长径比的晶须被拉断是SiCw/LC9断裂的主要形式;基体合金的不同导致了复合材料具有不同的晶须临界长径比,这也是SiCw/LC9复合材料较SiCw/LD2复合材料有更高抗拉强度的根本原因。     

原位反应渗透法TiCp/Mg复合材料的制备和性能

利用Ti和C元素粉末间的原位放热反应合成TiCp,结合Mg熔体的自发渗透技术制备了TiCp/Mg以及TiCp/AZ91D两种镁基复合材料,观测了复合材料的相组成和原位反应生成物TiCp的形貌,研究了这两种镁基复合材料的常温压缩性能.结果表明,原位反应自发渗透技术制备的Mg基复合材料组织致密,增强相呈细小的颗粒状和互穿网片状,分布均匀.这是材料的压缩强度得到提高的原因.在常温以及应变速率为0.01 s-1的条件下,TiCp/Mg和TiCp/AZ91D镁基复合材料的压缩强度分别达到598和650 MPa.     

TSCR工艺制备600MPa级TRIP钢的组织与力学性能

在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧工艺试制了600MPa级C-Si-Mn系TRIP钢,拉伸实验检测表明,试验钢的力学性能为σb=630MPa,σs=460MPa,δ=29.1%;组织观察发现,试样组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体,彩色金相定量分析结果表明残余奥氏体的体积分数为6.6%.     

钢板力学性能对FLD0影响的试验研究

对上海宝钢公司生产的15种冷轧冲压用钢进行了力学和FLD试验,探讨了σs/σb、δ、n值、r值对成形极限平面应变特征点(FLD0)的影响.研究表明:FLD0随σs/σb上升而下降,随着δ、n值、r值的上升而提高.在板材力学性能指标中,n值对FLD0的影响最为显著.     

Mg-3Zn-2Gd合金轧制态和退火态的组织与力学性能

利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了热轧态及退火态Mg-3Zn-2Gd合金的组织,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明:合金板材经应变为23%~67%的轧制后组织得到细化,平均晶粒尺寸由10μm减至轧制应变为67%时的4μm。初始组织中的大量孪晶和剪切带逐渐减少;随着轧制应变增至67%,剪切带消失,组织由动态再结晶晶粒和少量孪晶组成。拉伸力学性能显著提高,抗拉强度σb和屈服强度σ0.2分别由未轧制时的255 MPa和215 MPa提高至轧制应变为67%时的305 MPa和300 MPa,而伸长率δ先提高后降低。再经573 K退火处理1 h后,合金组织发生静态再结晶,变形不均匀区域消失,由细小均匀等轴晶组成;σb和σ0.2分别降至265 MPa和235 MPa,δ提高至19.0%;拉伸断口呈现大量韧窝,表现为韧性断裂。     

自生TiCp/2024复合材料熔体挤压组织与力学性能

对自生ＴｉＣｐ／２０２４复合材料采用Ｔ４和Ｔ６两种热处理制度,测试了该材料的σｂ、σｓ、Ｅ和δ。通过ＳＥＭ观察和分析了熔体挤压ＴｉＣｐ／２０２４复合材料的显微组织和断口形貌。结果表明：在Ｔ６状态下ＴｉＣｐ含量为１５ｗｔ％的复合材料的σｂ、σｓ、Ｅ分别达到５４０ＭＰａ、４３０ＭＰａ、９２ＧＰａ,δ为３．２％,断裂形式为韧性断裂,由此可以认为自生ＴｉＣｐ／２０２４复合材料具有优良的综合力学性能。     

In-situ TiCP/Al Composites Prepared by TE/QP Method

1.IntroductionThermal explosion/quick pressure(TE/QP)tech-nique,a self-reaction process initiated and supported bythe chemical reaction heat between different elementsin a system,is an advanced method for synthesis ofmaterials[1~4].This technique was classified into twodifferent routes:self-propagating reaction synthesis andthermal explosion synthesis[5,6].The advantages of thistechnique are characterized as simple process,no spe-cial equipment requirement,economic energy,lower cost,high syn…     

原位自生TiB_2/A356复合材料拉伸行为的细观分析

采用原位自生法制备了TiB2/A356复合材料,并对该材料的拉伸性能进行了研究。结果表明,随着颗粒体积分数的增加,复合材料的弹性模量、屈服强度和抗拉强度增大,而延性稍有下降。断口观察表明,其主要断裂机制为颗粒与基体界面脱粘和颗粒团聚内部疏松引起的脆性开裂。针对此种复合材料提出一种弹性模量简化计算模型,同时对其屈服强度也进行了细观分析。     

SiC含量对SiCw/Cu复合材料组织与力学性能的影响

为了研究SiCw/Cu复合材料的制备工艺、形成机理,进一步研究SiC含量对材料的组织结构、力学性能的影响.采用热压法和热等静压法制备了不同SiCw含量的SiCw/Cu复合材料,并对复合材料的致密度、显微组织和物相组成、维氏硬度、拉伸和压缩性能进行了研究,对拉伸断口进行分析.结果表明:SiCw有效阻碍Cu基体晶粒的长大,随着SiCw含量的增加,热压制备的SiCw/Cu复合材料的致密度、断后伸长率、拉伸屈服强度下降,而气孔率、维氏硬度与压缩屈服强度显著增加,抗拉强度先增加后降低.热压制备得到的1wt%SiCw/Cu复合材料,具有相对最优的综合力学性能:抗拉强度为156.9 MPa,拉伸屈服强度为112.5 MPa.采用热等静压法制备的3wt%SiCw/Cu复合材料,各方面性能都要优于相同组分的热压材料,抗拉强度达到175.6 Mpa,拉伸屈服强度达到123.2 MPa,维氏硬度达到101.8 HV.复合材料的强度是SiCw的增强作用与孔隙的弱化作用共同作用的结果,SiCw/Cu复合材料的断裂行为既表现出一定的韧性特征,又表现出一定的脆性特征.     

电子束快速成形TC4合金的组织与断裂性能

利用超景深显微镜和扫描电镜对电子束选区熔化快速成形的沉积态TC4试样组织与断口形貌进行观察和分析,研究不同几何成形和加载方向对断裂性能的影响。结果表明,断裂性能在垂直试样中受到柱状晶组织的影响,具有各向异性,在沉积方向上的断裂韧度为94.94MPa·m^1/2,大于电子束扫描方向的断裂韧度85.33MPa·m^1/2,而伸长率很小,仅为3%;α相形态对断裂性能有影响:水平试样片层状的α集束组织伸长率及断裂韧度优于垂直试样相互交错的针状α组织,最大值为14.5%和101.45MPa·m^1/2,而抗拉强度和屈服强度较小;电子束选区熔化制备的TC4试样断口由许多不同尺寸的韧窝和弯曲的撕裂棱组成,断裂方式以延性韧窝状沿晶断裂为主,水平试样的断口撕裂棱曲折程度、韧窝尺寸和深度大于垂直试样。     

原位自生法制备石墨烯增强镁基复合材料的工艺和性能

采用原位自生法制备石墨烯增强的镁基复合材料,并使用Raman、XPS、XRD、SEM和TEM以及电子万能拉伸试验机等手段表征了原位生成的石墨烯的微观形貌和复合材料的力学性能。结果表明:进行原位反应可制备石墨烯增强的镁基复合材料,反应温度越高原位生成的石墨烯的质量越好,制备出的复合材料的性能越高。反应温度为780℃时复合材料的力学性能达到最大值,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为245 MPa、340 MPa和6.7%,比基体的力学性能分别提高了40%、21.4%和48.8%。     

稀土元素钇对Al-30wt% Mg_2Si复合材料组织和力学性能的影响

利用原位内生工艺制备了Al-30wt%Mg2Si复合材料,并加入不同含量的稀土元素钇(Y)对其进行细化改性,以研究Y对复合材料显微组织和力学性能的影响,及Y对Al-30wt%Mg2Si复合材料的细化机制。结果表明:Y的加入量由0增加至0.8wt%时,初生相Mg2Si的平均晶粒尺寸先减小后变大,而强度、布氏硬度和伸长率先提高后降低;当Y的加入量为0.6wt%时,Al-30wt%Mg2Si复合材料的细化效果最明显,力学性能提高最为显著,抗拉强度由145.5 MPa提高到175.2 MPa;屈服强度由128.8 MPa提高到152.0 MPa,布氏硬度由HB101.4提高到HB129.4;伸长率由2.4%提高到3.3%。     

Compressive fracture behavior of 3D needle-punched carbon/carbon composites

Compressive fracture behavior under transverse and longitudinal compressive loading are determined for 3D needle-punched carbon/carbon (C/C) composites with single rough laminar (RL) pyrocarbon matrix or dual matrix of RL pyrocarbon and resin carbon. The results of Weibull statistics analysis indicate that scale parameter σ₀ of transverse and longitudinal compression of the composites with single matrix are 153.41 and 94.26 MPa, and σ₀ of the composites with dual matrix are 205.16 and 105.33 MPa, respectively. The mean compressive strength of both composites is nearly equal to σ₀ under each experimental condition. Failure modes of both composites under transverse and longitudinal compressive loading are shear and extension, respectively. Both composites exhibit quasi-ductile fracture behavior under transverse compression. Many small fragments of fibers and matrix carbon on the fracture surface of the composites are observed for single matrix composites. And the fiber bundle breakage with extensive debonding occurs for dual matrix composites. Under longitudinal loading, the composites with single matrix show quasi-ductile fracture behavior and delamination and splitting of non-woven long carbon fiber cloth layers are observed. The composites with dual matrix exhibit catastrophic failure behavior and crack runs through the composites along compressive loading direction.     

Measurement of interface strength in Al/SiC particulate composites

Fracture in particulate-reinforced metal-matrix composites is initiated by particulate cracking and interface decohesion, and crack propagation occurs through the matrix, particulate and interface. A ‘critical stress partition’ model is described which considers the proportions of matrix, particulate and interface for which the fracture stress is exceeded. Tensile tests and microhardness measurements are reported for SiC/Al metal-matrix composites having particulate volume fractions of 0–20%. Measurements of the fractions of cracked and interface-debonded particulate before and after final fracture are combined with the fracture model to calculate the interface strength, σ_int′. The values of σ_int′ obtained are 469 MPa for uncoated SiC particulate and 438 MPa for particulate coated with a thin layer of Al₂O₃ to prevent interface reaction. The tensile results indicate that the weaker interfaces promote interface debonding and increase percent elongation.     

亚微米级Al2O3颗粒增强LD2铝合金复合材料的拉伸性能与强化机制

为克服颗粒增强铝基复合材料的强度低、脆性大、机械加工难等问题, 选用平均直径为0.15Lm, 细小且接近圆形的Al₂O₃颗粒增强LD2铝合金, 对其铸态材料和挤压材料的室温及高温拉伸性能进行了考察和组织分析, 结果发现: 颗粒尺寸小到亚微米级之后, 材料的组织中极难观察到位错, 增强机制也有所变化。在30～ 40% 体积率的挤压材上得到了640～ 760M Pa 拉伸强度和8. 6～2% 的延伸率, 增强率达到了212% , 获得了高强度、高塑性、易加工性的复合材料。