Ti-22Al-25Nb合金B2相在α_2+B2相区长大行为的研究

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α_2+B2两相区不同加热温度和不同保温时间下,B2相晶粒的长大行为。结果表明,Ti-22Al-25Nb合金在α_2+B2两相区加热时,基体B2相的晶粒尺寸随着加热温度的升高而增大,α_2相颗粒对B2相晶界迁移具有钉扎和阻碍作用,从而抑制了B2相基体晶粒的长大;随着保温时间的延长,基体B2相晶粒尺寸长大速度呈现先快后慢的规律,这主要是由于当加热时间较短时,B2相晶粒尺寸较小,晶界扩散的驱动力较大,晶粒长大速度快,而随着加热时间的延长,B2相晶粒尺寸不断增大,晶界迁移驱动力减小,晶粒长大速度放缓。     

α_2＋B2相区等温锻造及热处理对Ti-22Al-25Nb合金组织和性能的影响

研究了Ti-22Al-25Nb合金在α2＋B2相区等温锻造及不同制度热处理,其显微组织演变规律和室温、高温拉伸性能变化。结果表明：在α2＋B2相区等温锻造后显微组织仍由等轴α2相颗粒、O相包裹着的等轴α2相、细小板条状O相与B2基体组成,与原始锻棒组织的区别在于等轴α2相颗粒发生溶解,数量减少,尺寸下降;等温锻造后再在O＋B2相区固溶处理的,组织中等轴α2相颗粒分解,由等轴α2/O相颗粒、板条O相和B2基体组成,且随固溶温度升高,板条O相溶解,变粗、变短;等温锻造后经固溶加时效处理时,B2基体中析出二次针状O相,且随时效温度升高,二次针状O相变粗、变短,室温及650℃高温拉伸性能也随时效温度升高,表现为强度降低而塑性提高。     

Ti-22Al-25Nb合金大规格棒材组织与力学性能研究

本文研究了通过逐步降温锻造工艺制备的Ti₂AlNb基合金大规格(Ф300 mm)棒材的组织均匀性,分析了热处理前后棒材不同部位显微组织的变化,并进行了力学性能测试。结果表明：采用逐步降温锻造工艺制备的Ф300 mm棒材靠近外表面区域变形比较充分,显微组织均匀性较好,而靠近心部区域的显微组织均匀性较差,小区域存在未完全破碎的晶界,这种差别会遗传到后续热处理态的显微组织中。通过对比棒材不同部位经热处理后的力学性能,发现不同部位性能差异不大,而心部区域的强度低于表面区域,而塑性则呈现相反的变化趋势,这可能与不同区域由于变形程度不均匀导致了α相尺寸及含量的差异所造成。     

等温变形对异种钛合金焊缝组织性能的影响

通过改变等温变形工艺参数探讨了焊缝显微组织的变化机理与焊件的室温拉伸性能。结果表明:在较低应变速率下,以较大变形量变形时,焊接界面晶粒细化与位错切过晶界和晶内的O/α2相条及O/α2发生拉长、颈缩而断开的机制有关,变形量小时则主要以位错切断晶界及晶内O/α2条为主。应变速率低(10-4s-1)和高(10-2s-1)时,出现的粗细不同条状O/α2相是与动态再结晶的响应速率有关。在980℃,以10-2～10-4s-1应变速率和30%～50%变形Ti2AlNb/TC11双合金焊接接头,可得到高于TC11合金的室温强度。     

电子封装中Cu/Sn/Cu焊点组织演变及温度对IMC立体形貌影响

通过电镀的方法在抛磨好的铜基体沉积4 μm的锡层,并组合成一个Cu/Sn/Cu结构.分别选择240℃、1 N作为钎焊温度和钎焊压力,在不同的钎焊时间下制备焊点,分析了Cu/Sn/Cu焊点组织演变规律.分别制备了不同钎焊温度下（240,270,300℃） Cu₆Sn₅和Cu₃Sn的立体形貌,分析了温度对Cu₆Sn₅和Cu₃Sn立体形貌的影响规律.结果表明,钎焊30 min后Cu₆Sn₅为平面状,随着钎焊时间的增加逐渐转变成扇贝状.在扇贝底部的Cu₃Sn要比扇贝两侧底部的Cu₃Sn厚.增加钎焊时间锡不断被反应,上下两侧Cu₆Sn₅连成一个整体.继续增加钎焊时间Cu₆Sn₅不断转变成为Cu₃Sn.随着钎焊温度的升高Cu₆Sn₅的立体形貌逐渐由多面体状转变成匍匐状,而Cu₃Sn晶粒随着钎焊温度上升不断减小.     

Ti-23Al-17Nb合金双态组织的控制

研究Ti-23Al-17Nb(at%,下同)合金在不同热处理条件下形成的双态组织的微观细节特征及其形成规律,分析双态组织细节特征对力学性能的影响,探讨综合改善合金拉伸性能和高温持久性能的途径。结果表明,经α2+B2两相区温度变形的该合金,通过固溶处理/连续冷却和固溶快冷+时效两种方式的热处理均可形成双态组织。其中固溶快冷+时效方式可以实现O相板条数量、尺寸、分布及排列更有效的控制,时效温度的降低有助于板条的细化和混乱排列。在α2相等轴颗粒形貌及体积分数基本一致(约15%～20%)的情况下,O相板条体积分数的增加有利于合金高温持久性能的显著提高,但会造成合金室温拉伸延伸率的下降;O相板条的细化有利于合金室温和高温拉伸性能的同时改善,但使高温持久性能有所降低;通过1060℃固溶处理/油淬+850℃时效处理获得的双态组织具有强度、塑性和高温长时性能的最好匹配。     

弯曲载荷下机织复合材料T型接头渐进失效分析

根据树脂传递模塑(RTM)成型的缎纹机织复合材料T型接头的结构特征和纤维布局特点,基于ANSYS有限元数值分析平台,建立符合其真实结构的几何模型和有限元分析模型。基于渐进失效强度预测方法的基本思想,使用有限元计算软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)开发相应的程序,实现改进形式的Hashin失效准则。采用合适的最终失效评价方法,建立二维机织结构复合材料T型接头受弯曲载荷时的渐进失效预测方法,能够有效地模拟从初始加载到最终失效过程中机织复合材料T型接头结构的力学响应及损伤的萌生与发展,并预测结构的静强度。     

基于脉冲热流激励的戈登式热流传感器动态测试

由于薄膜热流传感器耐温上限高、体积小且响应速度快,传统方法无法满足其动态测试需求,因此提出了一种以激光器为热源的动态测试方法,该方法具有功耗低、响应速度快以及能够提供高热流等优点。设计搭建了基于高功率光纤输出半导体激光器的热流传感器动态测试系统,主要由激光器、微透镜光斑均匀化系统、热流传感器和数据采集系统组成。为了研究在不同脉冲宽度条件下传感器的时间常数的变化,选用了具有能够直接测量辐射热流、吸收全光谱范围的能量以及响应时间短等优点的戈登式热流传感器(Gardon计)对热流传感器动态测试系统进行了测试。利用系统完成了GD-B4-200K型Gardon计在脉冲热流激励信号下的动态测试,分析了5 ms、10 ms、15 ms、20 ms和30 ms脉冲宽度条件下传感器的时间常数的变化。最终得出在脉冲激励下,脉冲激励信号的脉冲宽度应小于传感器时间常数一个数量级的结论,因此需要对脉冲宽度进行严格精确的控制。未来,系统可有效解决航空、航天等诸多领域内的高速辐射热流传感器动态测试问题。     

基于正交光纤光栅阵列的负载感知系统研究

为了避免在装配中夹持力过大损坏产品或太小产生滑落的问题,采用了光纤传感智能感知的方法,设计了一种基于正交光纤光栅阵列的负载感知系统。感知模块采用光纤光栅两两相互垂直的方式排布,获取夹持平面两个正交方向的横向剪切力,从而分析夹持状态。实验中采用两个5.0cm×5.0cm的橡胶块制成负载感知模块,通过仿真定量分析了不同参量对夹持控制的影响程度,得到了光纤光栅的有效长度与敏感度成正比、与空间分辨率成反比的规律。结果表明,垂向灵敏度为31.4pm/N,水平灵敏度为29.9pm/N, 该系统可实时获取被夹持物的受力变化。该结果对智能调节控制是有帮助的。     

中子辐照SiC晶格肿胀及退火回复机理研究

为研究辐照缺陷产生及其热稳定性,对SiC晶体实施了不同通量中子辐照.利用高分辨X射线衍射和单晶X射线衍射研究了中子辐照6 H-SiC晶体的肿胀效应以及退火对肿胀的回复作用.研究结果表明,SiC晶体经中子辐照后产生的主要缺陷是点缺陷,中子辐照通量越大,SiC晶体肿胀效应越显著.在2.85×1024 n/m2辐照通量下,SiC晶体未出现非晶化.高温退火可使肿胀的SiC晶格回复,1450℃退火275 min晶胞参数回复至辐照前水平.退火过程晶胞体积回复符合一级反应方程,利用等温退火方法计算分析迁移能分布.实验发现不同缺陷迁移能分别对应不同退火温度阶段:0.16 eV对应200～500℃退火;0.24 eV对应600～1100℃退火;1.15 eV对应1200～1400℃退火.200～500℃温度区间主要是C的Frenkel缺陷复合;600～1100℃温度区间主要是Si的Frenkel缺陷复合;更高温度区间1200～1400℃则对应C、Si间隙原子复合.实验结论对全面掌握晶体测温技术、提高测温精度具有一定的指导意义.