复杂应力状态下超细晶材料的塑性

本工作通过三维非接触全场应变测量系统(DIC)和有限元模拟(FEM)对比研究了超细晶铜和粗晶铜在拉伸过程中颈缩处的应变和应力分布,比较了在颈缩后的复杂应力状态下超细晶铜和粗晶铜延伸率的差异,实验发现虽然超细晶铜与粗晶铜在工程应力-应变曲线上的断裂延伸率相差较大,但两者颈缩区域的延伸率相当。有限元模拟揭示颈缩区域为三向应力状态,实验设计的缺口试样进一步验证复杂应力状态下超细晶材料的塑性变形能力与粗晶材料相当。复杂应力状态下,超细晶铜内部更多的滑移系被激发,使得超细晶铜的塑性变形能力与粗晶铜相当。     

退火态TC4/TC11异种钛合金电子束焊接头组织和力学性能研究

采用真空电子束焊接对10 mm厚的TC4/TC11异种钛合金板进行了连接,并对接头进行了退火处理,工艺为700℃保温2 h空冷。采用扫描电镜观察退火态TC4/TC11接头不同区域的组织,对接头的拉伸性能和疲劳性能进行了测试,对疲劳断口进行了观察。结果表明:退火后接头各区域组织没有发生明显变化,TC4侧的热影响区及焊缝仍然是马氏体,TC11侧热影响区仍是残余的α相和马氏体。与焊态接头相比,退火态接头的伸长率提高约41.3%,强度下降约7%,其疲劳寿命变化不大。退火态TC4/TC11接头疲劳试样大部分断裂于TC4母材。疲劳源起始于试样表面,裂纹扩展区面积较大。     

高强高导Cu-Cr-X合金退火态组织性能

采用扫描电镜、透射电镜、涡流金属电导仪及显微硬度计等研究了退火温度对Cu-Cr-X合金带材硬度、导电率、抗拉强度以及微观组织的影响规律。结果表明:原始冷轧态合金带材经过370℃退火处理后,在保持高的导电率情况下,合金带材硬度由152.6 HV0.1升高到164.5 HV0.1、强度由532 MPa升高到544 MPa。随着退火温度升高到420℃,合金导电率变化不大,但强度和硬度明显降低,其中强度下降到519 MPa,硬度下降到154.8 HV0.1。微观组织分析表明:经过370℃退火后合金中出现了亚晶组织,晶界增多,增加对位错阻碍作用,有利于力学性能的提升。     

新型增压器涡轮的应力和模态共振分析

针对传统的熔模铸造法生产涡轮,存在惯性较大和晶粒粗大等弊端,采用新兴的金属注射成型工艺来制造涡轮零件并作结构改进。使用Blade Gen软件进行涡轮叶片的造型,并用Pro/E软件重新设计涡轮结构和其他零件的连接方式。为确保涡轮能够安全工作,应用有限元软件ANSYS进行了离心力计算以确定其应力和整体变形在安全的范围内;并对涡轮叶片在0、50 000、80 000和100 000 r/min的条件下进行了模态分析,发现不存在共振时的激振频率。     

三元稀土硅化物Gd_2PdSi_3单晶生长(英文)

采用光悬浮区熔法以3 mm/h的生长速度制备Gd2PdSi3单晶。该化合物表现为同成分熔融,其熔点在1700°C左右。与Gd2PdSi3化学计量成分相比,制备的晶体中Pd含量略低,导致了熔区内Pd的富集以及实验过程中熔区温度的降低。采用标准成分给料棒制备的单晶内含有少量定向的GdSi沉淀,可以通过退火热处理减少其含量但并不能完全消除。采用给料棒成分微调的方法制备出不含GdSi沉淀的高质量Gd2PdSi3单晶。     

O2/Ar气体流量比对射频磁控溅射HfO2薄膜的影响

采用射频磁控溅射法,以HfO2陶瓷作为靶材,在石英衬底上制备了HfO2薄膜.通过椭圆偏振光谱仪(SE)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究了不同O2/Ar气体流量比对薄膜沉积速率、结构、形貌等的影响.结果表明,随着O2/Ar气体流量比从0增加到0.50,薄膜的沉积速率逐渐下降.O2/Ar气体...     

钛合金铸件精密成形理论与技术研究进展

由于航空、航天用零部件对材料比强度有很高的要求,因此钛合金作为一种高比强合金在航空、航天领域的应用越来越多,而且这类零部件常采用薄壁复杂结构。若采用水冷坩埚方式熔炼钛合金,会导致钛合金熔体流动性差,因此,离心铸造方法已成为钛合金薄壁复杂铸件精密成形的主要方法。介绍了离心场下钛合金铸件精密铸造成形理论及技术的发展过程,在此基础上总结了离心场下钛合金熔体的充型、凝固行为及铸件缺陷形成规律,提出了立式离心铸造技术改进方案,并对未来离心场下成型理论与技术的发展提出了展望。     

碳/碳复合材料SiC/W-Al-Si涂层微观结构及抗氧化性能

分别采用包埋法、料浆法在碳/碳（C/C）复合材料表面制备了碳化硅（SiC）内涂层、W-Al-Si合金外涂层,借助XRD和SEM分析了所得涂层的物相组成和微观结构,并测试了带有单一SiC涂层、SiC/W-Al-Si双涂层碳/碳复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能。结果表明：富Si的SiC内涂层结构疏松,仅能为碳/碳基体提供数小时的防氧化保护;W-Al-Si合金外涂层主要由WSi2和W（Si,Al）2两相组成;SiC/W-Al-Si双涂层厚度约为100μm,其抗氧化性能明显优于单一SiC涂层,氧化19 h后涂层试样的质量损失未超过5%;有望进一步通过优化W-Al-Si外涂层料浆比例,避免因为与SiC内涂层热膨胀不匹配而产生透性裂纹,从而发挥出超过19 h后SiC/W-Al-Si双涂层的氧化防护潜力。     

羰基铁粉-碳纤维水泥基复合材料的吸波性能

采用海军研究实验室反射率测试系统,研究了单掺碳纤维和复掺羰基铁粉碳纤维水泥基复合材料在2～18GHz频率段的吸波性能.利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了复合材料微观结构和组成成分的变化.结果表明:单掺碳纤维时,在2～8GHz低频率段,反射率随碳纤维掺量增加逐渐增强;在8～18 GHz高频率段,随碳纤维掺量增加.复合材料吸...     

筒形件旋压有限元分析中芯模和旋轮相对运动的处理方法

以ABAQUS仿真软件为平台,建立芯模自转与旋轮公转的两种筒形件正旋有限元模型,介绍了2种不同模型分析边界条件的设定。采用Python语言开发子程序提取模拟结果的三维坐标值,然后导入逆向工程软件Geomagic中还原为云图的方法,分析了2种模型模拟结果的贴模性、壁厚均匀性、径向应力应变,并比较了2种模型的计算时间。结果表明：芯模自转模型的模拟计算时间明显小于旋轮公转模型,芯模自转模型的贴模性与壁厚均匀性较旋轮公转模型更均匀,因此芯模自转模型较旋轮公转模型更适合于筒形件流动旋压的模拟分析。