超厚板TC4钛合金电子束焊接接头应力腐蚀敏感性

针对100 mm超厚板TC4钛合金电子束焊接接头，采用慢应变速率拉伸方法评价接头在人造海水中的应力腐蚀敏感性，分析接头的显微组织和断口形貌，对接头的腐蚀机制进行研究. 结果表明，室温条件下应变速率为ε=1×10-6 s-1时，母材在海水中未表现出应力腐蚀敏感性；焊缝上部、中部和下部具有轻微应力腐蚀敏感性. 焊缝在海水中发生阳极溶解，产生氢吸附，导致裂纹的萌生. 同时氢扩散诱导α'相界及α'相内发生位错塞积，进而使裂纹在更低的应力水平下发生扩展.     

大尺寸单晶叶片中小角度晶界的形成与演化

通过EBSD和XCT等方法研究了大尺寸单晶叶片制备过程中小角度晶界的形成与演化过程。结果表明,在大尺寸单晶叶片生长过程中,沿单晶叶片生长方向,随叶片高度的增加,其横截面枝晶排列的规则程度越来越恶化;叶片出现小角度晶界,其取向差与产生频率随距离初始位置高度的增加而显著增加;晶体取向测试表明,扩展区枝晶取向分布较为集中,而叶身枝晶取向分散度增大,但仍分布在扩展区取向附近。小角度晶界产生的原因可能与模壳阻碍熔体收缩产生应力,进而导致二次枝晶转动有关。表面较大尺寸的孔洞有利于小角晶界的产生。此外,还发现取向相近、且靠近[001]取向的枝晶淘汰它们之间的杂晶后相撞而形成小角度晶界。     

石墨烯改性涂层防护性能研究

为减少团聚，提高石墨烯在涂层中的分散性，研究采用纳米分散技术预先制备了石墨烯分散液，再将其分散至环氧树脂中获得石墨烯改性复合涂层。通过对石墨烯含量为 0、0.3%、0.6%的复合涂层进行盐水浸泡、盐雾、阴极剥离实验及电化学性能测试，证明石墨烯的加入显著增强了涂层的防护性能。石墨烯复合涂层在 3.5%盐水中浸泡 1 008 h后，涂层低频阻抗仍大于 106 Ω·cm²比未添加石墨烯的涂层提高了 3个数量级，且盐雾实验 6 000 h后涂层表面仍保持完好；含 0.6%石墨烯，的涂层耐蚀行为劣于石墨烯含量为 0.3%的涂层。     

某型航空发动机单晶涡轮叶片热冲击疲劳行为研究

研究了1 000次热冲击疲劳循环对某型航空发动机单晶高温合金涡轮叶片损伤行为的影响。结果发现,在叶片尾缘排气窗间隔墙与叶片盆侧过渡的转角处形成热疲劳裂纹,裂纹长度较小。通过对叶片不同位置γ′相的显微观察和定量表征发现,叶片尾缘部分γ′相形貌退化较为明显,其余γ′相尚未发生明显退化,仍保持规则的立方状,表明1 000次热冲击疲劳循环对叶片的抗冷热性能影响较小。     

W含量对一种高W镍基高温合金显微组织的影响

通过OM、SEM和XRD对高W镍基高温合金进行组织观察与分析,研究了W含量对镍基高温合金凝固组织的影响规律。结果表明,当W含量为14%(质量分数,下同)时,镍基合金中无α-W相析出。当W含量高于16%时,合金凝固期间可析出α-W,并且随W含量提高,合金的晶粒尺寸由1.04 mm减小至0.17 mm,共晶含量由6%增至10%;W含量对在枝晶间/枝晶干内的γ'相尺寸及形态无明显影响。由于α-W的析出温度较高,在凝固期间首先析出,并在残余液相收缩作用下,α-W向液相核心处发生转移并长大;同时α-W可作为异质形核的核心,降低枝晶形核的临界形核功,使18%W合金获得较小的晶粒尺寸。此外,在不同取向枝晶汇聚生长的作用下,残余液相中Al、Ti等元素形成较高的浓度梯度而发生共晶转变,这是18%W合金中共晶含量较高的主要原因。     

Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金的包套热挤压组织与拉伸性能

采用包套近等温热挤压工艺制备了Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B合金方形棒材,通过OM、SEM、XRD、TEM和拉伸等实验方法研究了方棒不同状态和位置的组织及拉伸性能。结果表明,方棒材的挤压态组织较为均匀,不同位置的微观组织无明显差异;挤压变形使铸锭组织片层取向趋于一致,趋向平行于挤压方向;晶界处γ相存在颗粒状、块状和长条状3种形态;β相在挤压过程中碎化和被拉长呈平行挤压方向纤维状。在TEM下观察,棒材边部位置片层完全碎化,而心部位置片层断裂后呈长条状。β_0相中生成大量ω_0相,两者位相关系遵循:■。方棒材的室温拉伸强度达到1000 MPa以上,室温延伸率为0.5%左右;800℃拉伸屈服强度达到400 MPa以上,表现明显塑性。热挤压合金经时效热处理后在β_0相中生成大量透镜状γ相,时效处理提高了合金的高温拉伸性能,但无法消除ω_0相。     

中子吸收用B4C/6061Al复合材料在硼酸水溶液中的腐蚀行为

对B_4C/6061Al复合材料分别进行酸洗、阳极化和喷丸处理,研究了其在硼酸水溶液(90℃)中的均匀腐蚀、缝隙腐蚀和包覆腐蚀行为。结果表明:酸洗、阳极化、喷丸处理试样腐蚀不同时间后的质量、厚度、密度均变化不大;阳极化和喷丸处理试样均匀腐蚀后未呈现明显腐蚀现象,酸洗处理复合材料表面颜色随腐蚀时间延长而加深;缝隙腐蚀后,不同表面处理试样非模拟缝隙腐蚀区表面状态良好,而模拟缝隙腐蚀区的腐蚀程度较为严重;包覆腐蚀后,不同表面处理试样均发生局部腐蚀,生成了絮状的铝氧化物,阳极化处理试样的阳极化膜局部脱落。     

7075铝合金热变形连接接头的组织与性能

应用Gleeble-3500热模拟机对7075铝合金进行了热变形连接试验,利用金相显微镜和扫描电镜对不同温度和保温时间的接头界面组织进行了观察和分析,并对接头进行了拉伸性能测试。结果表明:当连接温度为460 ℃,保温时间为24 h时,对界面进行EDS分析,界面处已经没有氧化物的偏聚,此时的力学性能最佳,抗拉强度达到444 MPa,屈服强度为265 MPa。     

选区激光熔化316L不锈钢的拉伸性能

对选区激光熔化(selective laser melting,SLM) 316L不锈钢的拉伸性能及断裂机制进行了研究,并对拉伸断裂后的试样进行显微组织表征与分析,探究了拉伸变形过程中微观组织的演化规律。结果表明:采用选区激光熔化技术制备的316L不锈钢具有较好的强塑性匹配,其中晶粒内部纳米尺度胞状结构有助于强度的提升;其拉伸性能明显优于传统手段制备的316L不锈钢。选区激光熔化316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体晶粒内部产生形变孪晶,并且形变孪晶的出现存在取向相关,在取向接近001的晶粒中不易出现,而在取向接近110-111的晶粒中较易出现。     

铸态Ti-20Zr-20Al钛合金动态压缩力学性能与断裂机制研究

采用X射线衍射仪、金相显微镜、分离式霍普金森杆和扫描电镜等手段研究了Ti-20Zr-20Al钛合金在动态压缩条件下的微观结构、力学性能和断裂机制。结果表明,Ti-20Zr-20Al铸态合金由Zr基体相和TiAl/Ti₃Al针状相组成; 随着应变率增加,合金的抗压强度增加,失效应变显著增加; Ti-20Zr-20Al合金的断裂机制为解理断裂; 随着应变率增加,试验压缩断裂后碎片总数增大,平均粒径减小。采用DID模型模拟的材料碎片尺度与实验结果比较吻合,Grady模型与实验结果的偏差较大。