镁铝层合板单轴拉伸的界面结合性能研究

针对由镁合金Mg(AZ31B)和铝合金Al(5052)板热轧而成的复合板,进行了单轴拉伸时的界面结合性能层间变形行为和界面的剪切结合强度的测试,并进行了相应的理论分析.通过对比连接前组元单板的力学性能和连接后层合板的力学性能定性分析了其界面处变形不一致产生的机理,并且提出了一种新的测试方法来准确获得界面剪切结合强度,推导出了适合计算薄壁层合结构界面结合强度的公式.结果表明,界面变形不一致产生的机理是由于各组元板具有不同的力学性能.     

不锈钢复铝板结合强度和延伸率的实验研究

实验研究了N2 气保护下加热轧制复合和辊板轧制工艺对不锈钢和铝复合板材界面结合强度及复合板深加工性能的影响。结果表明 ,N2 气保护下加热轧制复合和辊板轧制可有效提高复合板界面结合强度 ,同时使达到界面良好结合的临界变形率明显降低 ;这两种轧制工艺不仅在小变形的条件下即可实现不锈钢和铝复合界面的良好结合 ,而且能明显降低复合过程中不锈钢的变形率分配 ,有利于改善复合板的深加工性能     

不锈钢复铝板结合强度和延伸率的实验研究

实验研究了N2气保护下加热轧制复合和轧板轧制工艺对不锈钢和铝复合板材界面结合强度及复合板深加工性能的影响。结果表明，N2气保护下加热轧制复合和辊板轧制可有效提高复合板界面结合强度，同时使达到界面良好结合的临界变形率明显降低，这两种轧制工艺不仅在小变形的条件下即可实现不锈钢和铝复合界面的良好结合，而且能明显降低复合过程中不锈钢的变形率分配，有利于改善复合板的深加工性能。     

宽厚复合板热轧成形轧制力模型

为了有效提高宽厚复合板热轧成形质量, 以不锈钢与低合金钢层状复合结构材料为研究对象, 针对宽厚复合板结构复合及加工协同变形的技术要求, 制定宽厚复合板热轧成形工艺路线, 并对热轧宽厚不锈钢复合板成形轧制力模型进行研究.将热轧复合变形区分成Ⅰ、Ⅱ两个区段, 并依据热轧过程中轧制区间内金属流动变形规律, 确定各界面上摩擦切应力τ的方向, 进而推导出热轧不锈钢复合板成形轧制力计算公式.研究结果表明:该轧制力模型可准确预测轧制力的大小, 有效提高轧制力的计算精度.经轧制成形制造的不锈钢复合板满足设计技术要求, 制定工艺路线合理, 可用以指导生产实践.     

Ti微合金化450-550MPa级耐候钢组织性能研究

设计了屈服强度达450-550MPa级高强耐候钢化学成分,在实验室进行冶炼和热轧试验,测试和观察了试验钢的力学性能和显微组织,分析了Ti含量对Ti微合金化耐候钢性能的影响。结果表明,试验钢的金相组织主要为在多边形铁素体基体上分布少量的珠光体;Ti微合金化耐候钢具有足够的强度和塑性,随着W（Ti）从0．025％增加到0．07％,试验钢的屈服强度从360MPa增加到550MPa;采用传统控轧控冷工艺可生产出屈服强度达450～550MPa级高强耐候钢。     

铁对 C/Cu 复合材料界面特性影响的研究

利用电子显微及X射线衍射仪分析研究了C/Cu复合材料的界面特性及合金元素铁对C/Cu复合材料界面特性的影响.研究表明复合材料界面既无化学反应也无扩散发生,C/Cu界面是物理结合.试验表明,合金元素Fe与碳纤维发生化学反应,使C-Cu界面结合强度明显提高,因此使C/Cu复合材料的强度从592MPa提高到696MPa,横向剪切强度从64MPa提高到84MPa.化学结合型界面是提高复合材料强度的途径之一.     

铁对C／Cu复合材料界面特性影响的研究

利用电子显微及X射线衍射仪分析研究了C／Cu复合材料的界面特性及合金元素铁对C／Cu复合材料界面特性的影响，研究表明复合材料界面既无化学反应也无扩散发生，C／Cu界面是物理结合，试验表明，合金元素Fe与碳纤维发生化学反应，使C-Cu界面结合强度明显提高，因此使C／Cu复合材料的强度从592MPa提高到696MPa，横向剪切强度从64MPa提高到84MPa，化学结合型界面是提高复合材料强度的途径之一。     

7．9Mn－1．4Si－0．07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7．9Mn－1．4Si－0．07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异．奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高．当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15％增加到28％,拉伸强度由1150MPa提高到1340MPa,塑性由21％提高至27％．实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性．基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素．     

加铺碳纤维桥面板与桥面铺装结构层间粘结性能研究

为了评价加铺碳纤维桥面板与桥面铺装结构层间的粘结性能,利用拉拔试验和剪切试验,研究了3种界面形式对层间粘结强度的影响,以及3种界面形式层间粘结强度随不同因素作用的变化规律,建立了层间粘结强度与剪切强度的关系。结果表明:在加铺碳纤维的桥面板上撒布机械砂,界面层间粘结强度较高;温度、加载速率、浸水、冻融、轮碾等对层间粘结强度都有一定的影响,其中浸水对粘结性能影响显著,碳纤维加铺在桥面板上,必须处理好桥面的排水、防水问题;界面层间粘结强度与剪切强度成线性关系,常温时粘结强度约为无垂直压力剪切强度的1/5,约为0.7 MPa垂直压力剪切强度的1/7～1/9。     

碳纤维上电聚合噻吩对复合材料性能的影响

为了改善碳纤维与树脂基体之间的界面性能,以噻吩为单体,采用循环伏安法对碳纤维进行电化学聚合改性.利用扫描电子显微镜研究了电化学聚合改性前后碳纤维的表面结构变化,采用电脑伺服控制材料试验机测试了碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能.结果表明,当噻吩浓度为0. 4 mol/L时,峰值电流增加幅度最大,电聚合效果最佳.当循环次数达到60次时,碳纤维表面电化学聚合反应完全,碳纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度可由13. 46 MPa增加到23. 79 M Pa,提高约76. 75%.电化学聚合后大量片层状聚噻吩聚合物在碳纤维表面聚集,碳纤维与环氧树脂基体紧密结合,界面性能明显提高.     

耐热铸钢GX12的组织与力学性能分析

对耐热铸钢GX12的组织性能进行分析研究,为该材料的推广和应用提供一些基础参数。文中对耐热铸钢C-X12进行热处理、常温拉伸和高温托伸试验,常温下GX12钢的抗拉强度807MPa,在550℃、600℃、650℃、700℃下GX12钢抗托强度分别为565MPa、505MPa、410MPa、315MPa,研究结果表明：经正火＋高温回火获得的组织为吲火板条马氏体组织;通过与不锈钢（ZG0Cr13Ni4Mo）和碳素钢（ZG20MnSi）的对比,GX12耐热铸钢具有良好的高温力学性能,对高温断口扫描分析,GX12钢在高温下的断裂方式为韧性断裂,随温度升高其塑性提高。     

不锈钢筋混凝土柱小偏心受压性能

为了解决氯盐环境下混凝土结构中钢筋的锈蚀问题,采用新型的不锈钢代替传统碳素钢筋,开展不锈钢筋小偏压柱试验研究,探讨不锈钢筋混凝土柱小偏心受压的破坏过程以及各阶段的变形与裂缝发展规律,分析不锈钢筋的本构模型,开展小偏心受压构件极限承载能力的理论计算.结果表明：不锈钢筋混凝土小偏压柱跨中截面应变分布符合平截面假定,受力过程可以分为弹性、开裂、破坏3个阶段;不锈钢筋混凝土柱小偏心受压破坏模式与碳素钢筋小偏压柱相同,但变形较大,与碳素钢筋偏压柱相比具有更好的延性;不锈钢筋本构模型采用双斜线模型时与试验结果符合较好,且具有一定的安全储备,建议受压设计时予以采用;提升混凝土强度能够提高柱子受压极限承载能力,针对本文的不锈钢筋C70左右的混凝土提升效果较好.     

添加Cu粉对Ni-Cr合金真空钎焊金刚石磨粒界面组织的影响

为降低金刚石高温钎焊后的热损伤,采用添加5%、10%、15%（wt%）Cu粉的Ni-Cr-B-Si钎料对金刚石磨粒进行了真空钎焊试验,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.采用SEM对金刚石与钎料界面及碳化物形貌进行了观察分析。结果表明：添加5%Cu的Ni-Cr-B-Si钎料在1 050℃时钎焊能够实现金刚石与钎料的高强度连接,不仅对金刚石润湿较好,也能在一定程度上减少金刚石的热损伤。     

钛微合金化高强度耐候钢成分设计及熔炼

在普通耐候钢Q450NQR1成分的基础上,通过理论计算,设计出一种钛含量为0.04%～0.10%、屈服强度为520～750 MPa的高强度耐候钢。按照成分设计要求,采用高频真空感应炉在1 873 K条件下熔炼钢样,并对不同钛加入量的钢样进行成分和组织结构分析。结果表明,熔炼的钢样中氧含量为（17～26）×10-6,氮含量为（12～66）×10-6,钛含量为0.006 1%～0.059 0%;钢样组织主要由铁素体和珠光体构成,随着钢中钛含量的增加,晶粒明显细化,钢组织渐趋均匀。SEM分析表明,钢中长方体的TiN夹杂,是以球形的Al2O3、MgO和钛氧化物夹杂为核心生长的,必要时在微合金化处理之前将钢中的氧含量降低到一定程度。     

碳含量对帘线钢凝固析出TiN夹杂的影响

对含碳量（质量分数）分别为0．72％、0．82％和0．95％的帘线钢凝固析出TiN夹杂进行热力学研究,结果表明：碳含量对于不同强度级别的帘线钢中TiN夹杂的析出有着明显的影响．随着帘线钢碳含量增加,凝固前沿温度逐渐降低,析出TiN夹杂所需的氮钛活度积也逐渐下降．在相同的钢液初始Ti、N含量条件下,较高碳含量的帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸会大于较低碳含量帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸．为了控制超高强度级别的过共析帘线钢中TiN夹杂的析出对帘线钢加工性能的有害影响,必须通过冶炼工艺进一步降低钢液中的钛、氮含量．     

几种填料对偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的增强改性

为提高地质聚合物（GP）的力学强度,制备了含钛酸钾晶须、磷酸钙（β-TCP）、羟基磷灰石（HAP）和碳纳米管（CNTs）增强填料的偏高岭土-粉煤灰基GP复合材料,对其进行了抗压强度测试,并且采用了扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪以及热重分析仪分别表征了其微观形貌、结晶形态、化学组成以及耐热性能。研究结果表明,由钛酸钾晶须、β-TCP、HAP和CNTs增强的GP的最大抗压强度分别可达71.97,65.10,70.98,67.02 MPa。比纯GP的最大抗压强度（56.91 MPa）分别提高了26.46%,14.39%,24.72%,17.76%。SEM表征显示,加入增强填料后,GP试样断面裂缝大大减少,结构也比纯GP更密实,这有利于提高GP的抗压强度。此外,2%质量分数的钛酸钾晶须能使GP的热失重率降低22.7%,有效地提高了GP的耐热性能。     

700MPa级超低碳高强度贝氏体厚钢板的晶粒细化机制研究

根据超低碳微合金化的成分设计意图,采用控制轧制和控制冷却工艺得到细化的贝氏体组织,利用光学显微镜、FE-SEM和TEM对各类微观组织和析出物进行了研究和分析。结果表明,700MPa级超低碳贝氏体厚钢板为细小均匀的粒状贝氏体和少量针状铁素体与多边形铁素体的复合组织,其屈服强度不小于580MPa,抗拉强度不小于700MPa,低温冲击韧性为-20℃,Akv不小于150J。钢板具有强度高、韧性好和焊接性能良好的特点,其强度和韧性的良好匹配主要是由于在粒状贝氏体相变前形成了少量的针状铁素体分割奥氏体晶粒,从而细化了最终的复合组织。     

纳米Ag^＋／TiO2对PLA薄膜性能的影响

在聚乳酸（PLA）体系中添加无机抗菌剂纳米二氧化钛银交换体（Ag^＋／TiO2）,研究纳米Ag^＋／TiO2含量对PLA薄膜力学性能、透氧透湿性能及抗菌性能的影响．结果表明：随着纳米Ag^＋／TiO2含量的增加,所制备的PLA薄膜的拉伸强度先增大后减小,而断裂伸长率逐渐下降;在含量为1份时,薄膜的拉伸强度为38．8MPa、断裂伸长率为263．5％、透湿系数为3．8×10^13g·cm／（cm^2·s·Pa）、透氧系数为38×10^15cm^3·cm／（cm^2·s·Pa）,薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌的抗菌率达到95％以上．     

纳米复合材料超声波焊接制备下剪切强度及组织研究

采用超声波焊接方法制备碳纳米管增强铝基复合材料,研究试件表面处理状态、焊接时间和焊接压力等工艺参数对焊接接头剪切强度的影响规律。试验结果表明:碳纳米管的加入具有较好的增强效果,提高了复合材料的力学性能;试件表面加乙醇处理、焊接时间120 ms及焊接压力17.5 MPa时,复合材料的接头剪切强度最高为11.12 MPa,相比基体材料提高28.6%;通过金相观察、扫描电镜(SEM)分析,发现碳纳米管很好地嵌入到了铝合金基体中,起到增强效果。