HT9钢的高温蠕变性能研究

以HT9钢为研究对象,进行了700和800℃不同应力水平下的拉伸蠕变试验,利用幂律关系拟合出应力指数n,利用M-G关系和修正M-G关系对蠕变数据进行拟合,并使用SEM、TEM和XRD观察了蠕变断裂后断口的微观组织以及研究其蠕变机理及损伤机制。结果表明,双对数坐标下,HT9钢的最小蠕变速率和蠕变断裂时间均与应力呈线性关系,满足M-G关系和修正M-G关系。应力指数n随着温度的升高而增大。蠕变过程中位错按照Orowan机制绕过第二相。断口具有明显的韧窝结构,部分出现第二相粒子粗化现象。HT9钢800℃蠕变过程中氧化现象比较明显,高温蠕变析出相主要是M23C6型化合物,且呈现出不同的形态,析出相大小差别显著。HT9钢的损伤机制有外截面积损失、材料微观组织劣化、环境损伤等,也可能存在内截面积损失。     

CuCr25纳米晶化对真空电弧阴极斑点扩散的影响

采用氩气保护气氛高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98％的纳米晶CuCr25合金，并在真空室内进行击穿试验。采用扫描电镜对纳米晶和粗晶CuCr25合金阴极斑点蚀坑形貌进行观察。结果表明：粗晶CuCr25合金真空电弧阴极斑点扩散表现为原地重复燃烧或整体的跳跃式移动，且有选择地分布在Cr相。而纳米晶CuCr25合金由于晶粒细化（〈50nm），为电子发射提供了优越条件，阴极斑点的扩散表现为次级斑点的此起彼伏的准连续移动，击穿相均匀分布在整个阴极表面。     

Cansas-Ⅱ SiCf/SiC复合材料的高温拉伸蠕变行为

连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC_f/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料,航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-Ⅱ碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_f/SiC)在空气中的高温蠕变行为,蠕变温度为1200～1400℃,应力水平为80～140MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiC_f/SiC复合材料的微观组织和断口形貌,使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明:当蠕变应力低于比例极限应力(σ_PLS)时, 2D-SiC_f/SiC的蠕变断裂时间超过500h,稳态蠕变速率为1×10^–10～5×10^–10/s,蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σ_PLS时,复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化,蠕变断裂时间显著降低,稳态蠕变速率提高一个数量级,蠕变行为主要由纤维控制。     

W-4Re-0.27HfC合金的1500~1700℃拉伸蠕变性能及损伤机理

本文研究了粉末冶金制备的W-4Re-0.27HfC合金的拉伸蠕变行为,测试环境为真空,蠕变温度为1500~1700℃,蠕变应力为40~60MPa。采用SEM、EBSD和TEM观察其微观组织,表征晶粒尺寸和位错等组织在蠕变过程中的演变规律。结果表明,W-4Re-0.27HfC合金的稳态蠕变速率范围为1′10-7~5′10-6,较纯钨(W)低两个数量级。W-4Re-0.27HfC合金抗蠕变性能优于纯W主要原因是弥散分布的HfC颗粒钉扎位错和Re取代W原子产生晶格畸变阻碍位错运动,降低位错迁移率。蠕变温度为1500℃时,W-4Re-0.27HfC的蠕变机制以位错滑移为主,伴随有晶界滑动。随着温度升高,位错攀移成为主要蠕变机制。HfC颗粒塞积位错,导致HfC/基体界面结合变差,HfC颗粒剥落出现孔洞,合金蠕变性能下降。     

Fatigue Life of 6061 Aluminium Alloy Welding Samples both in Atmosphere and Water

名义厚度为0.04英寸（1.02 mm）的6061-O和6061-T4铝合金板材在航空工业里广泛使用。将这些板材在氩弧焊后淬火时效热处理至T62态后制成标准试样。在频率为60 Hz、应力比为0.1条件下,分别在大气和潮湿环境中进行疲劳试验,且施加载荷方向垂直于焊缝。断裂形貌通过扫描电子显微镜（SEM）观察。结果表明：与大气环境中相比,焊缝在潮湿环境下疲劳性能急剧下降,而且疲劳带也不是很明显。焊缝在潮湿环境下断裂表面含氧量比在大气中高是可能的原因。     

SiC沉积的机理研究

在石墨基底上采用低压化学气相沉积法沉积SiC,沉积室是热壁.H2载气通过鼓泡法将三氯甲基硅烷(methyltrichlorosilane,MTS)送入沉积室,沉积基底的面积和沉积室的体积比为1×10-2mm-1.沉积参数为:压力5kPa,温度1 100℃,H2的流量为150mL/min,气相成分中H2和MTS的流量比为10.结果表明:较大的液态聚基体表面能低,小液滴在大液滴表面沉积.H2流量小时,小液滴沿大液滴的生长锥顶部环状沉积,各生长锥问有间隙.H2流量增加时,小液滴无序的分散在大液滴的表面上.据此提出了一种可能的SiC的沉积和生长机理.     

碳纤维增强碳氮化硅复合材料的基体在真空中的热稳定性

以六甲基二硅氮烷为先驱体,采用电热裂解化学气相沉积技术制备了以热解碳为界面的连续碳纤维增强SiCN陶瓷基复合材料(C/SiCN,并在不同温度和时间下进行了真空热处理.用扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜、X衍射仪和光电分析天平分别进行微观观察、相变分析和质量测量.结果表明:热处理温度对基体晶化程度的影响要比增加热处理时间的影响更明显;非晶SiCN基体经1 100℃热处理30 h后已有微量β-SiC晶粒产生:在1100℃,30h;1300℃,30h; 1 500℃,30h和1 700℃,2h熟处理后,部分SiCN转变为SiC,没有发现Si3N4;1700℃热处理2h后,晶粒间的非晶SiCN内出现层状石墨;1900℃热处理0.5h后,SiCN基体几乎全部晶化,并明显出现sj3N4晶体;在1100℃到1300℃真空热处理30h后,质量损失主要是H-的损失;在1500℃到1900℃处理后,除了H-损失之外,还有部分N-损失.     

HT9钢的高温蠕变性能研究

??The tensile creep of HT9 steel was measured at 700 and 800?? with different stress levels. Stress exponent was fitted by power law relation. Rupture time vs. minimum creep rate of HT9 steel was fitted by M- G relationship and modified M- G relationship. The fracture morphology after creeping and the creep mechanism and damage mechanism were analyzed by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X- ray diffraction. The results showed that the minimum creep rate and creep rupture time of HT9 steel obeyed a linear relationship with the stress in double logarithmic coordinates, which could be described by M- G and modified M- G relationship. The stress exponent increased with the temperature. The dislocations bypassed the second phase particles during the creep process according to the Orowan mechanism. The fracture had a distinct dimple structure, and some of the second phase particles coarsened. The oxidation of HT9 steel was obvious during the creep at 800??. The main precipitates were M23C6 during the creep, which showed different forms, with significant differences in the size of the precipitated phases. The damage mechanism of HT9 steel included external cross- sectional area loss, material microstructure degradation, environmental damage, etc. There may also be internal sectional area loss.     

化学气相渗透2D-SiCf/SiC复合材料的蠕变性能及损伤机理

研究了采用化学气相渗透工艺制备2D-SiC_f/SiC复合材料的真空蠕变性能, 蠕变温度为 1200、1300和1400 ℃, 应力水平范围为100~140 MPa。用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM)分别观察分析了2D-SiC_f/SiC复合材料的蠕变断口形貌和微观结构。结果表明, 2D-SiC_f/SiC复合材料的主要蠕变损伤模式包括基体开裂、界面脱粘和纤维蠕变。桥接裂纹的纤维发生蠕变并促进了基体裂纹的张开、位移增大, 进一步导致复合材料蠕变断裂, 在复合材料蠕变过程中起决定性作用。2D-SiC_f/SiC复合材料的蠕变性能与SiC纤维微观结构的稳定性密切相关。在1200 ℃/100 MPa时, 纤维晶粒没有长大, 复合材料的蠕变断裂时间大于200 h; 蠕变温度为1400 ℃时, 纤维晶粒明显长大, 2D-SiC_f/SiC复合材料蠕变断裂时间缩短至8.6 h, 稳态蠕变速率增大了三个数量级。     

2D-SiCf/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征

二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_f/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC_f/SiC的层间裂纹驱动的加载数据,得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程,通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程,探究了2D-SiC_f/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiC_f/SiC的层间断面特征,揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明:W-DCB方法测量的2D-SiC_f/SiC层间Ⅰ型初始能量释放率与DCB方法等效;2D-SiC_f/SiC层间Ⅰ型断裂过程中,裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征,反映了2D-SiC_f/SiC层间约束关系的复杂性...