溶胶-喷雾干燥超细/纳米晶W-20Cu复合粉末的烧结行为

采用喷雾干燥-氢气还原法制备超细/纳米晶W-20Cu(质量分数,%)复合粉末,粉末压坯直接从室温推入高温区烧结不同时间后直接取出水淬,研究其烧结致密化和显微组织的变化。结果表明,超细/纳米晶W-20Cu粉末在1000～1200℃烧结时发生迅速致密化。粉末压坯在1200℃烧结60min,其材料致密度已达到96.4%。1420℃烧结90min时致密度达到99%以上。1100～1420℃烧结时其烧结致密化活化能不断减小,从1100℃时的276.3kJ/mol减小到1420℃时的29.1kJ/mol。当温度低于1200℃时,W晶粒长大不明显,当温度超过1300℃时,W晶粒开始有明显长大。随温度的升高W晶粒发生显著球形化,1420℃烧结时发现其晶粒长大符合G3=kt的Ostwald机制,此时晶粒长大动力学系数K仅为0.024μm3/min。     

高性能细晶钨基复合材料制备关键技术及开发应用

钨基复合材料具有密度高、熔点高、强度高、热膨胀系数小、热导率高、抗辐射能力强、耐腐蚀性强等优点,在电子信息、机械加工、航天航空、国防军工和核工业等领域可广泛用作穿破甲材料、电子封装材料、电极材料以及核辐射屏蔽材料等。采用传统方法制备的钨基复合材料由于晶粒粗大、组织均匀性差、性能低或致密度低等缺陷,已经难以满足尖端技术领域的发展需要。采用纳米复合技术制备的细晶钨基复合材料具有致密度高、组织细小且均匀、性能好等优点,成为钨基复合材料发展的重要方向。概述了高性能细晶钨基复合材料的制备关键技术与开发应用,并对高性能细晶钨基复合材料的应用前景作出了展望。     

细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金动态压缩下绝热剪切带的形成及其特征

利用分离式Hopkinson动态压缩装置对添加0.03%Y2O3(质量分数, 下同)的细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金试样进行动态力学性能测试,观察分析了动态压缩后合金试样的显微组织。结果表明：在应变速率为1900 s-1下,合金沿着与冲击方向成45o的方向形成了明显的绝热剪切带,宽度10~25 μm。说明该合金对局部绝热剪切的敏感性大大提高且能在相对较低的应变速率下发生绝热剪切。同时位于剪切带中心区域的钨颗粒沿着其扩展方向被剧烈拉长成纤维状,表现出塑性流动局域失稳的特征     

一种铅基快堆用高硅不锈钢的热处理工艺优化及铅铋相容性研究

针对自行制备的11Cr?1Si铁素体/马氏体不锈钢开展了热处理制度探索,及力学性能、铅铋环境静态腐蚀和应力腐蚀行为研究。热处理研究结果表明,11Cr?1Si不锈钢在经过调质热处理后（950 ℃/60 min+750 ℃/120 min）能够在保证较高强度的同时获得良好的韧性。500 ℃静态腐蚀结果表明,11Cr?1Si在经过3368 h腐蚀后表面形成的氧化膜致密且连续,没有出现开裂和脱落,并且整体氧化速率较缓慢,没有观察到铅铋向材料基体内的渗透,表现出良好的抗腐蚀性能。应力腐蚀实验发现,11Cr?1Si不锈钢在350 ℃和400 ℃下存在本征脆化,但是在450 ℃下没有观察到铅铋致脆现象。      

水泥固化淤泥废弃土作为填土材料的试验研究

现阶段的基坑工程会产生大量的废弃土,为实现固体废弃物的资源化,本文以淤泥废弃土作为研究对象,根据击实特性设置不同的击实度,基于无侧限抗压强度试验和水稳定性试验探讨淤泥废弃土经水泥固化后作为填土材料的可行性。结果表明,在淤泥废弃土中加入水泥后,最大干密度会降低,而最优含水质量分数则相反。水泥固化淤泥废弃土的强度会随着水泥质量分数和压实度的增加而增加。在水泥质量分数低于5%时,水泥固化淤泥废弃土的强度对压实度的降低和浸水条件均比较敏感,会出现明显下降。压实度的提高能明显改善水稳定性,但随着水泥质量分数和龄期的增加,压实度对水稳定性的改善效果会趋于平缓甚至减弱。     

快速-热挤压工艺对细晶和传统钨合金组织与性能的影响

研究了快速-热挤压工艺对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe、细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y以及传统粗晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:经过快速热挤压后,合金的综合力学性能较烧结态合金显著提高,而且初始晶粒尺寸对挤压后合金性能影响非常显著,在相同的挤压条件下,挤压态细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y的抗拉强度达到1570MPa,延伸率为6.5%,硬度HRC45.2;而挤压态传统93W-4.9Ni-2.1Fe合金的抗拉强度、延伸率和硬度分别只有1260MPa、5.6%和39.1。显微组织观察分析表明,与传统钨合金相比,在相同变形量的情况下,细晶93W-4.9Ni-2.1Fe+0.03%Y钨合金的纤维化程度更高,钨颗粒长细比达到6.8。TEM观察表明挤压后细晶钨合金的钨相形成了亚晶组织,而传统钨合金有大量位错缠结于钨相中;此外,由于充分的动态回复-再结晶,细晶和传统钨合金的粘结相位错密度很低。     

掺预处理垃圾焚烧飞灰水泥土的抗剪强度和浸出毒性试验研究

对垃圾焚烧飞灰进行水洗和硫酸亚铁预处理,将其掺入水泥固化软土中,通过三轴固结不排水试验和浸出毒性试验研究不同飞灰/水泥配比下所制得试样的抗剪强度和重金属浸出毒性,通过电镜扫描试验分析了掺垃圾焚烧飞灰的水泥土的微观特性,讨论了垃圾焚烧飞灰作为水泥土外掺剂的可行性.试验结果表明:相同水泥掺量下,随着飞灰含量增加,水泥土的抗剪强度增加,致密性和整体性增强.当水泥和飞灰掺量均为10％时,水泥土抗剪强度提高最显著.掺入垃圾焚烧飞灰的水泥土重金属浸出浓度符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007).研究成果可为垃圾焚烧飞灰的工程应用提供理论依据和参数支持.     

细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金动态本构关系的研究

采用随机顺序吸附法建立了Csf/Mg复合材料周期性体胞模型,对Csf/Mg复合材料的拉伸性能进行了有限元模拟.对比拉伸试验结果,验证了该周期性体胞模型的有效性.模拟结果显示:随着Csf/Mg复合材料中纤维体积分数的提高,其拉伸性能不断提高,弹性模量、屈服强度和抗拉强度均随之增加;平行于外载方向的纤维承载了最大的应力,而与外载方向约呈60°角的纤维承受的应力最小;平行于外载方向的纤维,其端面附近的基体也承受了较大应力;在拉伸变形的过程中,基体的塑性变形由纤维附近区域向基体其他区域扩展.     

95W-3.5Ni-1.5Fe合金高温性能、组织及断裂机制

研究了95W-3.5Ni-1.5Fe合金在400～1100℃范围内的高温拉伸力学性能及其断口特征,并分析了其断裂机制.结果表明:合金的抗拉强度及屈服强度均随温度升高而降低,延伸率和断面收缩率随温度升高呈现先增加后降低的关系,600℃时延伸率和断面收缩率达到最大值.对其断口分析结果表明:在400～600℃范围内,由于钨相发生了塑脆转变,钨颗粒塑性提高使得两相协调变形能力增强,合金塑性提高.而当温度升高到700℃以上,粘结相发生动态再结晶软化,钨相和粘结相界面结合强度大幅度下降,外加应力不能由粘接相传递到钨颗粒,其两相协调变形能力变差,导致合金强韧性急剧下降.     

高应变率下热挤压态细晶钨合金的动态力学性能及失效行为

采用快速热挤压技术对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe-0.03Y%进行变形强化,研究了高应变率下挤压态细晶钨合金动态力学性能及失效行为。结果表明:在较低应变速率下的挤压态细晶钨合金的屈服强度相近,约2000 MPa;断面上的钨颗粒被严重拉长直至破碎,破碎的细小钨颗粒粘附在软化的粘结相中,随着应变率的增加钨颗粒变形更加明显;剖面观察发现:沿着断裂面的钨颗粒发生了高度的剪切变形,而内部区域则基本没有变形,表现出了剪切局域化迹象。实验结果证明了挤压态细晶钨合金在动态加载条件下的失效方式是绝热剪切失效。