焊前热处理状态对SiC_p/Al-Cu-Mg复合材料搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响

在工具转速800 r/min,焊接速度100 mm/min的工艺参数下,对6 mm厚的15%SiCp/2009Al(体积分数)板材在软态(固溶态)和硬态(自然时效态)下进行搅拌摩擦焊接,均获得致密无缺陷的接头.结果表明,样品原始状态对焊核区的晶粒尺寸、析出相(Al2Cu)分布和硬度均影响不大.2种样品的热影响区均存在2个低硬度区.靠近焊核区的低硬度区在焊接热循环过程中温度较高,2种样品均发生Al2Cu相的粗化,硬度值相同;但在远离焊核区的低硬度区,固溶态样品不发生固溶原子团簇回溶,该区域的硬度略高于自然时效态样品,并且位置更靠近焊核中心.2种接头横向拉伸时均断裂在靠近焊核的低硬度区,强度基本相同,可达母材强度的83%.这表明,固溶软态下进行15%SiCp/2009Al板材的搅拌摩擦焊接,可以取得常规时效硬态下焊接的效果,有助于扩大焊接工艺窗口,减少焊接工具磨损.     

SiC/2009Al复合材料的变形加工参数的优化仿真研究

对粉末冶金法制备的15%SiC (体积分数)/2009Al复合材料热变形参数的仿真优化方法进行了探讨。通过热压缩实验获得复合材料的动态真应力-真应变曲线,由此建立了最大应变量下应变速率敏感指数(m)分布图。在不同m值对应的变形参数下,对复合材料的热压缩过程进行有限元模拟,分析了热压缩样品的流变应力、应变、危险系数分布等,结合微观组织验证了以m作为评价复合材料加工参数依据的可靠性,并由此确定15%SiC/2009Al复合材料的最佳热变形参数所对应的变形温度和应变速率分别为500℃和0.01 s~(-1)。     

超细晶WC-10Co硬质合金制备的主要影响因素

利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及力学性能测试分析,研究了不同粒度的WC和Co原始粉末经不同时间球磨后的微观形貌;并对球磨后的复合粉末添加不同配比的晶粒抑制剂,进行真空热压烧结制备了超细晶硬质合金,考察了不同配比的晶粒抑制剂对超细晶硬质合金组织和力学性能的影响。结果表明,使用原始细颗粒粉末,经较短时间的球磨处理就可以达到较好的细化效果;复合添加VC＋Cr3C2或VC＋TaC晶粒抑制剂对硬质合金晶粒的细化效果明显好于单一添加VC的细化效果;添加Cr3C2后WC晶粒呈近圆形,且硬质合金抗弯强度有明显提高;添加TaC后的WC晶粒呈三角形或四边形,促进了硬质合金的硬度提高。     

B4C/6061Al复合材料中子吸收板在高温和 装卸料模拟工况下的老化行为

对B_4C质量分数分别为26%和31%的B_4C/6061铝合金(6061Al)复合材料中子吸收板在高温(400℃)和装卸料模拟工况(硼酸水浸泡→去离子水清洗→高温干式运输过程)下进行老化试验,通过拉伸性能、尺寸、质量、密度等变化分析了其老化行为。结果表明:2种复合材料中子吸收板在高温老化过程中的性能稳定,尺寸、质量、密度、B_4C含量及10B面密度均无明显变化,高温老化后375℃及室温拉伸性能随老化时间的延长未发生明显变化;模拟工况试验后矩形试样表面无明显的局部腐蚀现象,包覆试样表面局部腐蚀形成氧化膜,试验前后试样的厚度、质量、密度和~(10)B面密度无明显变化。     

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。     

31％B4Cp/6061Al复合材料的热变形及加工图的研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对粉末冶金法制备的31%B_4Cp/6061Al(体积分数)复合材料进行热压缩行为研究,实验温度和应变速率分别为375～525℃和0.001～10 s~(-1)。基于改进的动态材料模型(MDMM)建立了功率耗散率图和热加工图,确定了热加工的稳定区和失稳区,分析了热压缩过程中的微观组织变化。结果表明,31%B_4Cp/6061Al复合材料的变形温度和应变速率对流变应力的影响十分显著,流变应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加。确定了31%B_4Cp/6061Al复合材料的最优热加工参数所对应的变形温度和应变速率分别为480～525℃和0.01～0.04 s~(-1)。加工失稳区主要集中在低温高应变速率区域,并且该区域随应变的增大而增大。热压过程中应变、温度和应变速率对显微组织的变化都有显著影响,应变越大,则晶粒变形越严重,随着变形温度的升高或应变速率的降低,基体内动态再结晶晶粒尺寸明显增大。     

高性能铝基复合材料的设计与加工技术

从铝基复合材料微观结构特征与性能关系角度,回顾了承载结构用典型铝基复合材料在体系设计、制备与成型加工研究方面的成果与进展,同时简要介绍了近期铝基复合材料为实现性能突破所开展的研究探索,最后根据铝基复合材料的发展历程与现有研究的特点对铝基复合材料今后的研究应用进行了展望。     

粉末冶金制备SiC_P/2009Al复合材料的相组成和元素分布

采用粉末冶金法制备SiCp/2009AI复合材料热压锭,并对热压锭进行了热挤压,分析了热压态和挤压态复合材料的相组成和元素分布.结果表明:热压锭存在轻微的元素偏析,下部Cu和Mg含量略高于上部.热压态复合材料组成相主要为Al,SiC,Al2Cu和Mg2Si,另外还含有少量的Al7Cu2Fe和Mg的氧化物.经固溶处理后,Al₂Cu和Mg₂Si溶解,Cu在基体中均匀分布,但Mg仍偏聚于原始铝颗粒边界和SiC团聚处.挤压变形不改变复合材料的相组成,但使SiC分布更均匀并破碎了铝颗粒表面的氧化膜.挤压态复合材料经固溶处理后,Cu和Mg均在基体中均实现了均匀分布.     

B4C/6061Al复合材料热压缩断裂行为的多尺度研究

运用实验和模拟仿真相结合的方法研究了B_4C/6061Al复合材料的热压缩断裂行为,确定了损伤模型及损伤参数。建立了单向多尺度有限元模型,分析了B_4C/6061Al复合材料的细观损伤机理。结果表明,由于B_4C/6061Al复合材料内部不均匀的细观结构,剪切损伤模型不能预测其断裂行为,而GTN损伤模型能准确预测B_4C/6061Al复合材料的热压缩断裂行为。通过与实验结果的比较,确定了31% B_4C/6061Al (质量分数)复合材料的GTN模型损伤参数,从而使模拟和实验获得的裂纹深度和载荷-位移曲线高度一致。此外,利用单向多尺度有限元法准确地分析了B_4C/6061Al复合材料热压缩过程的细观损伤机理,即热压缩过程中出现的宏观裂纹是由颗粒的脆性断裂、基体和界面的脱黏以及基体的延性损伤导致的。     

硬质合金深冷处理技术及其发展概况

介绍了国内外硬质合金深冷处理的发展概况和硬质合金的深冷工艺,深冷效果及其强化机理。硬质合金深冷处理后主要提高了材料的耐磨损性能;对硬度、抗弯强度、密度、磁性能等其它物理性能和微观组织的影响不显著但是硬质合金深冷处理后,ε-Co含量和表面残余应力增加,其强化机理主要是相变强化和表面残余应力强化。