含碳增强体镁基复合材料的制备和界面调控的研究现状及发展趋势

镁基复合材料具有极强的设计性,有望满足航空航天、军工产品制造以及电子封装等领域对低密度、高强度和高刚度材料的需求。但是,现在镁基复合材料的性能还有许多问题需要解决,最突出的是增强体的均匀分散和界面问题。本文综述了镁基复合材料的组成及其各自的作用,分析了制约高性能镁基复合材料的增强体分散和界面优化以及目前镁基复合材料力学性能的局限性,展望了镁基复合材料的设计新思路和发展趋势。     

VW63Z铸造镁合金线型分离性能及切割机理研究

针对航天飞行器领域对镁合金线型分离特性的需求,开展了VW63Z镁合金聚能切割性能研究。对不同力学性能的VW63Z镁合金试板进行线型分离切割试验,研究了抗拉强度和伸长率对聚能切割性能的影响,并分析了线型聚能切割机理。研究表明,力学性能通过影响试样的侵彻深度来影响材料的线型分离性能。镁合金伸长率小于6%时,抗拉强度对线型分离性能的影响较弱,而伸长率严重影响着线型分离性能。随着伸长率增加,切割分离试板的侵彻深度逐渐降低,不利于材料的线型聚能切割分离。当材料伸长率小于6.5%,抗拉强度小于352MPa时能稳定实现7.2mm切割厚度镁合金试板的线型切割分离。     

SiC泡沫陶瓷增强ZL205A铝合金复合材料的制备与性能研究

本实验通过挤压浸渗工艺成功制备了SiC泡沫陶瓷增强ZL205A铝合金复合材料,并研究了不同孔隙率的泡沫陶瓷增强相对复合材料性能的影响。通过微观结构分析,制备的复合材料两相间结合紧密,没有裂纹及其他缺陷产生。多孔陶瓷作为增强相可以有效地细化ZL205A合金的晶粒,多孔陶瓷孔隙率的降低,孔结构越小,合金晶粒越细小。对制备的复合材料进行力学性能测试,复合材料的硬度和抗弯强度最高能够达到127.6HV和415MPa。对制备的复合材料进行摩擦磨损测试,结果表明,连续陶瓷相的存在将铝基体严重的粘着磨损和剥落磨损转变为较轻的磨粒磨损,极大提升了复合材料的摩擦磨损性能,为其用于耐磨领域提供了理论依据。     

选区激光熔化Ti6Al4V合金的各向异性

采用金相分析和拉伸测试等方法,分析了激光熔化成形Ti6Al4V试样在不同沉积高度、不同方向截面的组织和性能。结果表明,平行于沉积方向的截面其组织类似柱状晶,具有较弱的织构特征;垂直于沉积方向的截面其组织为块状结构,具有较强的织构特征。选区激光熔化成形Ti6Al4V合金在沉积高度方向上的力学性能受柱状晶尺寸的影响,随着沉积高度的增大其抗拉强度和屈服强度先降低后升高而延伸率先提高后降低。织构和熔合不良等缺陷,使试样垂直于沉积方向上的强度和塑性都比平行于沉积方向的试样高。     

高Nb-TiAl合金的高温变形行为及其板材的性能

对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变速率低于0.5 s-1、道次变形量前期应不高于25%、变形温度高于1150℃。选用上述工艺对其其进行5道次大变形量轧制,制备出表面质量良好、无缺陷的高Nb-TiAl合金板材,其尺寸为600 mm×85 mm×3 mm。这种板材具有双态组织,平均晶粒尺寸小于5μm,其室温屈服强度、抗拉强度和塑性分别为948 MPa、1084 MPa和0.94%,800℃下抗拉强度为758 MPa。