低压铸造ZL114A铝合金舱段壳体铸件工艺研究

以ZL114A合金舱段壳体铸件为研究对象,对其铸造工艺进行设计,并通过相关的数值模拟和工艺试验分析,确定了局部激冷及较高压差下凝固的舱段壳体低压铸件工艺方案和工艺参数。对低压铸造成形ZL114A合金舱段壳体铸件的窗口部位进行剖切取样测试分析,发现经固溶和双级时效处理后,其抗拉强度为349 MPa,屈服强度为288 MPa,伸长率为7.7%,达到了设计要求。     

3D-Cf/Al复合材料的微观组织与剪切性能

研究了真空压力浸渗法制备的两种3D-Cf/Al复合材料的微观组织,测试了在25、350及400℃时的剪切性能并分析了剪切失效机制.结果表明,三维五向与三维正交Cf/Al复合材料的致密度分别为97.8％和99.2％,两种复合材料都存在少量微孔缺陷,由于三维五向较三维正交结构而言,纤维束间的交织点数量多、纤维丝间的间隙小以及浸渗过程中铝液受到多个方向纤维束作用而导致的微孔缺陷要多;三维五向Cf/Al复合材料25、350和400℃的剪切强度分别为90.8、55.1和43.6 MPa,三维正交Cf/Al复合材料的则为27.3、33.7和25.2 MPa.造成两者复合材料剪切强度差异的原因主要是由于两者预制体中纤维承载方式不一样.其中,两种复合材料剪切破坏产生于"V"型口铝合金与碳纤维界面损伤处,剪切断口呈近似45°破坏,纤维束的受力变形导致两种复合材料剪切行为失效.     

深冷保温时间对三维正交Cf/Al复合材料显微组织与力学性能的影响

采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为50%的三维正交Cf/Al复合材料,主要研究了深冷保温时间对复合材料残余应力、致密度、组织及力学性能的影响,并分析了其影响机理。结果表明,深冷处理改善了三维正交Cf/Al复合材料的显微组织,提高了其致密度,且对三维正交Cf/Al复合材料的残余应力、力学性能有显著的影响。经过深冷处理后,三维正交Cf/Al复合材料的残余应力降低,且随深冷保温时间的增加,残余应力值不断降低。而且深冷处理显著提高了三维正交Cf/Al复合材料的抗拉强度和弹性模量,经36h深冷处理的三维正交Cf/Al复合材料的抗拉强度和弹性模量达到841.33 MPa、132.19GPa,较铸态下的738.85 MPa、105.80GPa分别提高了13.9%、24.9%。经过深冷处理后,显微组织的改善及残余应力的释放是三维正交Cf/Al复合材料力学性能提高的主要原因。