腐蚀环境下2E12航空铝合金疲劳裂纹扩展行为研究

采用SEM,TEM及疲劳性能测试等分析测试手段,系统地研究了2E12铝合金在室温空气、潮湿气体及盐雾环境下的疲劳裂纹扩展速率。结果发现2E12合金具有良好的疲劳性能,疲劳裂纹扩展速率优于国外的2524铝合金。利用修正的Paris公式分析腐蚀介质对合金的疲劳裂纹扩展性能影响轻重程度依次为;室温空气〈潮湿气体〈盐雾环境。不同环境条件下合金的疲劳裂纹形貌均表现微观裂纹扩展的晶界小平面、宏观裂纹扩展的疲劳条纹以及剪切撕裂的微观结构。在腐蚀环境下,宏观裂纹扩展表现出更多的脆性裂纹扩展特征,氢脆导致塑性区脆化及腐蚀诱导的阳极溶解是导致裂纹扩展性能降低的原因。     

电场对2E12铝合金中S相析出动力学的影响

采用示差扫描量热法(DSC),研究2E12铝合金在190℃时效过程中施加强电场(±9kV/cm)对合金析出的动力学的影响,并探讨电场影响合金时效过程的微观机理。结果表明:时效时施加强电场促进了合金中Ⅰ型S相向Ⅱ型S相的转变,使得析出峰提前;未施加电场的合金样品具有更高的过饱和度、析出焓、析出相体积分数及析出速率;强电场作用降低合金中空位与溶质原子之间的结合能,进而降低S相析出激活能。根据DSC结果对S相析出激活能进行Kissinger方法和普适积分法计算发现,时效过程中施加电场与未施加电场相比,S相激活能分别降低7.9～12.7kJ/mol和6.8～22.6kJ/mol。     

Mg-6.3Zn-0.7Zr-0.9Y-0.3Nd镁合金的高温塑性变形行为的热压缩模拟

采用Gleeble-1500热压缩模拟试验机进行压缩实验,研究ZK60(0.9Y+0.3Nd)镁合金在变形温度623～773K、应变速率0.001～1s-1的范围内的变形行为,计算应力指数和变形激活能,并采用Zener-Hollomon参数法构建合金高温塑性变形的本构关系。结果表明:在实验变形条件下,合金的真应力—真应变曲线为动态再结晶型;在实验温度范围内,应力指数随着变形温度的升高而增大,变形激活能随着变形温度和应变速率的增加而增大。对比ZK60合金,ZK60(0.9Y+0.3Nd)合金的变形激活能提高38%。     

表面机械处理对5×××铝合金/涂层体系的结合强度和晶间腐蚀性能的影响

采用金相显微镜、电化学交流阻抗和扫描电镜研究表面机械处理(喷砂和打磨)对5×××铝合金/涂层体系的结合强度及晶间腐蚀性能的影响。结果表明:试样经表面机械处理后,基体表面的清洁度提高,粗糙度增大,涂层与基体的结合强度显著提高;其中表面喷砂后,基体与涂层结合强度提高198.7%;表面打磨后,基体与涂层结合强度提高167.4%;表面机械处理后,基体的耐晶间腐蚀能力明显降低,但合金/涂层体系的耐晶间腐蚀能力显著提高;表面喷砂后,合金/涂层体系与基体的耐蚀性都强于表面打磨后的耐蚀性。     

热处理对镁合金负极材料组织和性能的影响

采用金相观察、X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、结合能谱(EDS)研究了分级退火工艺对镁合金显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;采用化学浸泡和电化学方法研究了该镁合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀行为和电化学性能.结果表明,热处理可以改变镁合金的组织结构和成分分布,进而影响镁合金的电极电位和自腐蚀速度,经350℃分级退火工艺得到的镁合金晶粒尺寸均匀细致、成分分布均匀.在晶界形成Mg2Sn、Mg2Pb和Ga2Mg5网状的疏松多孔相,使镁合金负极的工作电极电位负而且稳定,自腐蚀速度很低且腐蚀产物更易于剥离从而促进电池反应深入进行.     

7075铝合金的梯度时效及其温度场模拟

设计一种梯度时效方法及装置,采用不同的时效工艺参数,对7075铝合金棒材进行梯度时效处理,测试合金棒材沿轴向的温度以及抗拉强度与伸长率,通过FLUENT软件模拟,获得梯度时效温度场并建立等温云图和抗拉强度云图。结果表明:7075铝合金棒材梯度时效处理时,其温度沿轴向的分布近似于一维稳态分布;当时效温度从66℃升高到121℃时,合金的抗拉强度从517 MPa提高至599 MPa,伸长率从12%降低至8%。FLUENT模拟不同时效工艺参数下7075铝合金的温度场分布,模拟温度与实测温度的误差ε(K)2%,等温云图和抗拉强度云图与实验结果误差较小,可为梯度时效传热参数的选择提供有力的依据。     

Si3N4颗粒及SiC晶须强韧化MoSi2复合材料的低温氧化行为

对Si₃N₄颗粒及SiC晶须强韧化MoSi₂复合材料在773K下的氧化行为进行了研究.通过热重量分析法（TG）分析了MoSi2及其复合材料MoSi₂-Si₃N_4(p)和MoSi₂-Si₃N_4(P)SiC_(w)在773K下的氧化性能, 采用SEM和X射线衍射测定其表面形貌和氧化物相组成.结果发现：在773K下, 纯MoSi₂和MoSi₂+20vol%Si₃N₄均发生了“Pesting”氧化, 氧化过程服从直线规律, 氧化产物层疏松, 氧化产物主要为MoO₃; MoSi₂+40vol%Si₃N₄氧化服从抛物线规律, 速率常数K_p为0.04mg²/(cm⁴·h), 氧化层致密, 成分主要为SiO₂、Si₂N₂O, 增加Si₃N₄的含量可显著提高MoSi₂的抗“Pesting”氧化能力; MoSi₂+20vol%Si₃N₄+20vol%SiC发生了严重的粉化现象, 氧化产物主要为短针状MoO₃.     

ZK60镁合金高温动态再结晶行为的研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行压缩实验,研究了ZK60镁合金在变形温度为473～723K、应变速率为0.001～1s~(-1)范围内变形过程中的组织演变.分析了变形程度、变形温度、变形速率对其动态再结晶行为的影响,探讨了其动态再结晶的形核机制.结果表明:ZK60合金高温塑性变形时的主要软化机制为动态再结晶,变形温度623K,应变量超过0.24时,在原晶界处出现大量的动态再结晶晶粒,并形成易延展的剪切区.变形温度是影响ZK60合金动态再结晶晶粒尺寸的主要因素,变形温度高于623K时,动态再结晶晶粒超过25μm.ZK60合金动态再结晶晶核在晶界弓弯处形成,随着应变量增加,出现亚晶界合并长大,长条状亚晶快速长大以及在剪切带变形区形核等.     

超高强度钢TRm80的深冷处理

研究了深冷处理对超高强度钢TRm80的力学性能的影响.结果表明:深冷处理对该钢的力学及疲劳性能影响很大;该钢淬火后经510 ℃×2 h 回火+深冷处理获得较佳的综合性能.这可能与深冷处理过程中发生的马氏体分解、超微细碳化物析出以及组织细化有关.     

镁合金环保型阳极氧化工艺研究

通过环保型阳极氧化工艺在MB2镁合金表面获得了表面质量良好的银灰色氧化膜层,用金相显微硬度计、扫描电镜和X射线衍射等表面分析手段,研究了氧化膜层的显微硬度、截面形貌和相结构,并采用动电位扫描的电化学方法考察了氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明：氧化膜层的主要成分为MgO、MgAl2O4、Al2O3;膜层具有多孔结构,孔径较为均匀,分为内外两层,外层为疏松层,内层为与基体结合牢固的致密层;阳极氧化电流密度和电解液中铝盐浓度是影响阳极氧化膜层性能的主要因素;所得膜层的显微硬度值高达558.4 HV,同时其耐蚀性能也远优于传统含铬DOW17工艺所成的防护膜,且所用电解液无铬无磷更为环保经济.