基于弹性模量变化的3D-C/SiC复合材料疲劳损伤演化

三维碳纤维编织体增强碳化硅陶瓷基复合材料(简称3D-C/SiC)是一种新型的超高温结构材料,但对其疲劳损伤演化规律尚不清楚。采用应力比为0.1、频率为60 Hz的正弦波,在室温下对3D-C/SiC复合材料进行拉—拉疲劳试验,用共振法测试试样在疲劳过程中的弹性模量,并以En/E0为损伤参量,对3D-C/SiC复合材料的疲劳损伤进行表征。结果表明,En/E0随循环周次的变化可分为迅速降低、缓慢降低和陡然下降三个阶段,弹性模量的大部分衰减发生在第一阶段。不同疲劳应力下,以En/E0表征的损伤临界值约为0.72。提出以En/E0表征的疲劳损伤演化模型及疲劳寿命表达式,同时得到实验验证。     

镁铜扩散偶界面扩散层显微组织研究

采用铆钉法制备了Mg/Cu二元扩散偶,并将其置于管式气氛炉中进行扩散反应,利用SEM和EDS分析研究了扩散层的显微组织特征。结果表明,在430~450℃之间,Mg/Cu二元扩散偶的界面反应层组织包括Mg基体扩散区、Cu_2Mg化合物区和Cu基体扩散区,其中Mg基体扩散区由α-Mg及沿其晶界分布的颗粒状Mg_2Cu组成。485℃热扩散4 h后,Mg/Cu扩散偶的界面反应层组织由Mg基体扩散区、(α-Mg+Mg_2Cu)共晶层和Cu基体扩散层。金属间化合物的厚度随保温时间的增大呈抛物线增长。扩散区硬度明显高于两侧母材,485℃以下时,硬度最大值出现在靠近铜基体一侧,485℃时,扩散区硬度的最大值出现在共晶组织区。     

AZ31B镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

探讨了2 mm厚的AZ31B镁合金钨极交流氩弧焊焊接的工艺特点, 利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等手段对焊接接头显微组织、焊缝相组成、接头力学性能、断口形貌特征等进行了分析。结果表明: 焊接电流为50 A时,外观成型良好, 焊缝质量高, 内部几乎无气孔和裂纹等缺陷, 焊接接头的抗拉强度达到210 MPa, 约为母材强度的87%, 断裂发生在焊缝区, 表现为韧-脆混合断裂。 焊缝区组织呈细小的等轴晶, 主要存在α-Mg和Mg₁₇Al₁₂两种相, 热影响区组织较粗大。硬度测试结果显示, 焊缝区域的硬度高于母材。     

预热对27SiMn钢激光熔覆热影响区显微组织和力学性能的影响

采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了铁基熔覆层,考察了预热对27SiMn钢热影响区显微组织及力学性能的影响。结果表明,激光熔覆27SiMn钢热影响区出现大量马氏体组织;拉伸断裂断口由河流状解理面、撕裂棱及韧窝组成,表现为准解理断裂;预热处理有效减少了马氏体含量,且出现珠光体组织。预热温度100℃时,淬火层硬度下降25.4%、延伸率提升11.5%、抗拉强度下降14.3%。预热温度升高至300℃时,拉伸断裂方式转变为韧性断裂。适当的预热可有效减少27SiMn钢热影响区的马氏体组织,缓解淬冷导致27SiMn钢的韧性下降问题,提升激光熔覆27SiMn钢液压油缸的服役安全性。     

电站锅炉水冷壁管的泄漏原因及应对措施

某电站锅炉水冷壁管在运行过程中发生数次泄漏,利用化学成分分析、显微组织观察、硬度检测等方法对泄漏原因进行了分析.结果表明:失效管段化学成分、硬度满足标准要求,显微组织为铁素体+珠光体,珠光体轻度球化.泄漏点位于同一根管的多处横向裂纹处,裂纹起裂于向火侧内壁中部位置的螺旋附近.水冷壁管内壁存在垢层,炉水在氧化铁垢下方和螺...     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。     

基于电阻变化的3D C/SiC复合材料疲劳损伤演化

为了研究三维碳纤维编织体增强碳化硅陶瓷基复合材料(3D C/SiC)在疲劳过程中的损伤演化并建立其电阻变化率(ΔR/R₀)随疲劳周次变化的模型, 对其进行了应力比为0.1、 频率为20 Hz、 最大疲劳应力为250、 255、 260 MPa的拉-拉疲劳试验, 通过电阻增量仪器测量了连续3D C/SiC在疲劳中的电阻变化率。实验结果表明, ΔR/R₀除首次循环降低外, 随着疲劳周次的增加呈缓慢增加、 台阶式增加和急剧增加3个阶段。根据损伤力学理论, 以ΔR/R₀为损伤参量, 得到了ΔR/R₀随疲劳周次变化的模型, 该模型结果与实验结果吻合较好。      

Ni元素对等离子喷涂铁基涂层组织和摩擦磨损性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Ni含量的铁基涂层(XPT-512-Ni),系统研究金属Ni对铁基涂层组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响。结果表明: XPT-512-Ni系铁基涂层组织主要由铁素体(F)、渗碳体(Fe₃C)以及少量FeO和Ni相组成; 涂层与铝基体形成良好的机械咬合,且涂层孔隙率随着金属Ni的加入而降低; 铁基涂层的硬度随着Ni含量增加而降低; 与XPT-512涂层相比,载荷30 N时XPT-512-30Ni涂层的油润滑磨损率降低了88.41%,10 N时XPT-512-10Ni涂层的干摩擦磨损率降低了81.32%,金属Ni的加入有效改善了等离子喷涂铁基涂层的服役性能,为发动机的轻量化发展提供了借鉴。     

3D-Cf/SiC复合材料在1500℃的拉-拉疲劳行为

在1500℃,10<'-4>Pa真空中,采用应力比0.1和0.5,频率60Hz和20Hz的正弦波对三维编织炭纤维增强碳化硅基复合材料(3D-C<,f>/SiC)进行了拉-拉疲劳实验,利用SEM和HRTEM分别观察了疲劳试样的断口形貌和热解炭界面相的微结构.结果表明:若取循环基数为10<'6>次,当应力比为0.1时,20...     

AZ31镁合金扩散钎焊界面区域的组织结构及性能

以50μm厚的纯铜箔作为中间层对AZ31镁合金进行了真空扩散钎焊工艺试验;利用金相显微镜、X射线衍射及显微硬度计对接头扩散区的显微组织及硬度进行了测试与分析。结果表明,在加热温度为520℃、压力为1MPa、保温时间为10～30 min时能得到良好的扩散钎焊接头,扩散钎焊界面区形成了Mg2Cu新相;接头扩散区的显微硬度范围为100～550HV,高于AZ31母材的显微硬度;扩散区靠近镁合金基体的两侧区域的硬度较扩散区中心的硬度高,随着保温时间的延长,扩散区的显微硬度和宽度也相应增大。