SiC_p/6061铝基复合材料的高温蠕变行为

采用搅拌铸造法制备了体积分数为6%的SiCp/6061复合材料。通过高温蠕变试验、金相观察(OM)、断口形貌扫描(SEM)及能谱分析(EDS),研究其不同温度下的蠕变性能并分析蠕变断裂机制。结果表明:温度对SiCp/6061铝基复合材料的高温蠕变性能有很显著的影响,温度越高,蠕变性能越差;在250℃、80 MPa的应力下,SiCp/6061铝基复合材料的蠕变寿命约为14 h,而6061铝合金经280 min即发生断裂。由此可以认为,SiCp/6061铝基复合材料比基体合金具有更好的抗高温蠕变能力;复合材料的蠕变断裂机制是首先沿SiCp/Al界面产生塑性撕裂的裂纹源,微裂纹沿晶界扩展,最终发生断裂。     

The High Temperature Creep Behavior of Dispersion Strengthened Pt5Rh Composite

采用大塑性变形法制备氧化物弥散强化铂铑 (Pt5Rh ODS)复合材料,对材料进行了高温蠕变试验。结果表明,复合材料在高温低应力条件下,表现出的名义应力指数随温度变化较小,名义激活能高于纯Pt和Pt10Rh合金,而且比常规合金材料具有更好的高温蠕变性能。复合材料的高温蠕变性能用晶界反应控制来解释,说明复合材料的蠕变受到扩散蠕变机制控制。复合材料的蠕变断裂行为符合连续蠕变损伤中的内截面损伤模型,蠕变断裂特征为沿晶断裂。     

原位自生Mg2Si/Mg基复合材料的高温蠕变行为

采用原位自生技术制备出不同Mg2Si含量的Mg2Si/Mg复合材料,利用光学显微镜观察其铸态组织,进一步研究了原位自生Mg2Si/Mg复合材料在不同温度和应力下的高温蠕变行为。结果表明,随着Si含量的增加,初生Mg2Si相从原来的块状向树枝状和花瓣状转变,分布在α-Mg和汉字状的共晶Mg2Si之间。原位自生Mg2Si/Mg复合材料的高温蠕变性能随着Mg2Si含量的增加而得到明显地提高,根据蠕变幂率方程,可求得材料的蠕变应力指数和表观激活能。该材料的蠕变表观应力指数均大于5,蠕变表观激活能大于纯Mg的蠕变激活能,且这2个参数在一定的条件下随着Mg2Si含量的增加而变大。该复合材料的蠕变机制主要是由位错攀移和第二相增强机制控制。     

原位 TiB_2亚微米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变性能

运用盐-金属反应法制备了亚微米TiB_2 颗粒增强铝基复合材料(TiB_2/AC8A)。TiB_2 颗粒通过钛盐和硼盐与铝合金反应原位生成。对复合材料进行了显微组织观察和高温蠕变性能实验。原位TiB2颗粒的尺寸约为0.5 μm,近似呈球形。TiB_2/AC8A 复合材料具有优异的高温蠕变性能。10 ω/% TiB2原位颗粒(~0.5 μm)增强AC8A 复合材料的蠕变抗力比10 φ/% SiCp(1.7 μm)外加颗粒增强Al 复合材料至少要高两个数量级。10 ω/% TiB_2/AC8A 复合材料表现出高的名义应力指数(11.7~12.5)和名义激活能(265 kJ/mol),其稳态蠕变数据能够用应力指数为8 的亚结构不变模型和门槛应力来解释。TiB_2/AC8A 复合材料的蠕变断裂行为符合Monkman-Grant 关系式。     

ZnA127合金基复合材料高温蠕变性能的研究

利用HBE-750型高低温硬度仪和H-800型TEM研究了SiCp/ZA27,Al2O3p/ZA27复合材料和ZA27合金的高温蠕变性能，结果表明：随着温度升高，材料的抗蠕变性能下降，在不同温度下，SiCp/ZA27和Al2O3p/ZA27复合材料的抗蠕变性能均明显高于ZA27合金。     

喷射沉积7075Al/SiCp铝基复合材料板材的高温拉伸变形行为

当温度为300～450℃,应变速率为0.001～0.1 s-1时,在WDW-E200拉伸机上采用单向拉伸实验研究喷射沉积7075Al/SiCp复合材料板材的高温变形行为;分析板材的变形激活能以及流变应力、变形温度和应变速率之间的关系.结果表明:随着变形温度升高和应变速率降低,7075Al/SiCp复合材料板材拉伸流变应力减小;其最大拉伸断裂伸长率由5.03%增加到71.07%;7075Al/SiCp复合材料板材应变速率敏感系数的最大值仅为0.22,在温度为623、673和723 K时其变形激活能分别为380.49、323.42和434.56 kJ/mol,均高于铝的晶格自扩散激活能(142 kJ/mol).     

Ti-600合金的高温蠕变行为

研究了Ti-600合金在550～650℃下的高温蠕变行为,实验应力为150～300 MPa.计算了合金在不同应力、不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及蠕变激活能,并在此基础上研究了其蠕变强化机制.蠕变应力为300 MPa时,Ti-600合金的蠕变激活能Q=490.1 kJ/mol;650 ℃,合金的蠕变应力指数n值在6.5～8.5之间变化,表明在实验温度范围内合金的蠕变变形以位错攀移为主,以位错的滑移为辅.     

碳纤维长度对C_f/2024Sc铝基复合材料蠕变性能的影响

研究了不同长度(2、3、4、5mm)3%的镀铜短碳纤维增强含Sc的2024铝基复合材料的高温蠕变性能和微观结构。结果表明,在200℃、300MPa的蠕变条件下,添加了2mm碳纤维的复合材料的蠕变性能最优,其蠕变断裂时间为21.16h,稳态蠕变速率为1.05×10~(-5)s~(-1)。在不同温度(150～190℃)和不同应力(200～400MPa)蠕变条件下,复合材料的门槛应力随温度的升高而线性下降,其中添加2mm碳纤维增强复合材料的蠕变激活能最高,为83.9kJ/mol。碳纤维增强铝基复合材料的主要蠕变机制为位错攀移。     

原位TiB2亚微米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变性能

运用盐-金属反应法制备了亚微米TiB2颗粒增强铝基复合材料（TiB2/AC8A）.TiB2颗粒通过钛盐和硼盐与铝合金反应原位生成.对复合材料进行了显微组织观察和高温蠕变性能实验.原位TiB2颗粒的尺寸约为0.5μm,近似呈球形。TiB2／AC8A复合材料具有优异的高温蠕变性能。10ω／％TiB2原位颗粒（～0．5μm）增强AC8A复合材料的蠕变抗力比10φ／％SiCp（1．7μm）外加颗粒增强AI复合材料至少要高两个数最级。10ω／％TiB2／AC8A复合材料表现出高的名义应力指数（11．7～12．5）和名义激活能（265kJ／mol），其稳态蠕变数据能够用廊力指数为8的亚结构不变模型和门槛应力来解释。TiB2／AC8A复合材料的蠕变断裂行为符合Monkman-Grant关系式。     

Nd对Al2O3f/AZ91D复合材料高温蠕变性能的影响

利用高温压缩蠕变实验研究了Nd对复合材料的高温蠕变性能以及压应力对濡变应力指数的影响.结果表明稀土元素Nd的加入可以明显改善复合材料的高温蠕变性能,试验中添加0.8％Nd的Al2O3f/AZ91D复合材料的抗高温蠕变性能最好;当应力为60～90 MPa与156～180MPa时复合材料的蠕变机理为基体和增强体之间的载荷传递,纤维的开裂和破断是其失效的主要机制;应力为90～156 MPa时复合材料的蠕变机理为位错滑移与位错攀移共同作用.     

镍基铸造合金稳态蠕变行为的研究

本文研究了一种高粒子含量镍基铸造合金稳态蠕变行为。通过对不同温度(800,850,900℃),不同应力(22,24,28kgf/mm~2)蠕变变形测量,得出稳态蠕变速率表达式分别为: ε_s=8.01×10~(15)exp(-53170/T) ε_s=2.01×10~(18)σ~(9.58) ε_s=1.06×10~2σ~(9.58)exp(-53170/T) 蠕变速率与应力满足乘方关系,应力指数n=9.58;蠕变速率与温度满足指数函数关系,蠕变激活能Qc=445千焦耳/克原子。本文初步探讨了合金稳态蠕变过程的机制。薄膜透射电镜和蠕变过程分析指出,带割阶位错通过间隙原子扩散由位错攀移粒子控制蠕变过程。     

稳定化处理对ZA27合金压蠕变的影响

采用自制的试验装置研究了稳定化处理对ZA2 7合金在常温及高温时的压蠕变行为的影响。研究表明 ,在试验温度为2 0℃到 16 0℃和压应力为 5 0MPa到 137 5MPa的范围内 ,合金在稳定化处理及铸态下的压蠕变量均随着温度和应力的升高而增大 ,稳定化处理状态下的压蠕变速率大于铸态下的蠕变速率。稳定化处理后 ,合金在压蠕变过程中的负蠕变量及出现负蠕变的温度和应力范围减小。两种状态下的稳态蠕变速率均符合于半经验公式ε·s=Aσnexp(-Qa/RT)。但在不同的温度稳定化处理后 ,合金的应力指数n和表观激活能Qa 均低于铸态时的应力指数和表观激活能 ,而合金的材料结构常数 (A =0 0 7)高于铸态时的材料结构常数 (A =0 0 0 2 )。在两种状态下 ,合金的稳态蠕变速率均是由锌的点阵自扩散和位错的攀移所控制     

纳米SiCp/Al复合材料的热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟机上对纳米SiCp/Al复合材料试样进行了单向热压缩试验,研究其在变形温度为460～520℃、应变速率为0.1～5 s~(-1)条件下的高温变形行为。根据实验数据绘制出纳米SiCp/Al复合材料的真应力-真应变曲线,利用双曲正弦函数模型构建纳米SiCp/Al复合材料的应变补偿本构方程,并通过误差分析对该应变补偿本构方程的准确性进行验证。结果表明:纳米SiCp/Al复合材料的流变应力曲线均呈现出先升高至峰值随后缓慢下降的趋势,流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;在本文试验条件下纳米SiCp/Al热变形激活能的平均值为278.79 kJ/mol;通过应变补偿本构方程得到的流变应力预测值与试验值的线性相关系数为0.991,平均相对误差为2.05%。     

TC6钛合金的高温拉伸蠕变行为研究

通过高温拉伸蠕变实验,获得了TC6合金的蠕变应变-时间曲线,并计算了其不同应力与不同温度下的稳态蠕变速率、应力指数及在350～450℃范围内的蠕变激活能,借助OM、TEM等手段对合金蠕变前后的显微组织进行了观察和分析,并在此基础上研究了其蠕变变形机制.结果表明:TC6合金的稳态蠕变速率随温度或恒应力的增加而增大,该合金在此温度范围内的蠕变受位错和扩散双重机制的控制,晶界滑动对蠕变也有一定的作用.     

原位TiC颗粒增强Fe—Cr—Ni基复合材料的高温蠕变行为

在973－1123K和40－160MPa条件下研究了含5％,10％,16％（体积分数,下同）原位TiC颗粒增强的Fe-26Cr-14Ni基复合材料的高温蠕变性能,原位TiC颗粒明显改善了Fe-26Cr-14Ni基复合材料的高温蠕变性,含5％和10％TiC复合材料的抗蠕变能力比基础合金增强,随着TiC颗粒体积分数的增高,复合材料的蠕变速率降而蠕变激活能和临界应力提高,TEM显微组织观察表明,复合材料的蠕变主要是以局部位错攀移机制进行的,因此,所有蠕变速率可以由应力指数为5的指数方程经归一化处理得到。     

Sn-3.5Ag-2Bi-1.5In无铅焊料压入蠕变性能的研究

研究得出了Sn-3.5Ag-2Bi-1.5In无铅焊料压入蠕变的应力指数n=3.246,蠕变激活能Q=59.74kJ/mol和材料的结构常数A=0.307,从而导出了Sn-3.5Ag-2Bi-1.5In无铅焊料的压入蠕变的稳态蠕变速率的本构方程■=0.307σ3.246exp(-59740/RT)。与此同时还绘制出了压入蠕变的位移量与加载时间变化关系的曲线和压入蠕变速率图,总结了Sn-3.5Ag-2Bi-1.5In无铅焊料的压入蠕变随温度和应力的变化规律。通过对其蠕变前后的微观结构和组织的变化分析,探讨了蠕变塑性变形机制。     

固溶时效处理Ti-600合金的蠕变行为研究

研究了经α+β两相区固溶+时效处理的Ti-600合金3种温度(550、600、650℃)、3种应力(250、300、350 MPa)下的蠕变性能,通过合金的稳态蠕变速率数值求解了合金的蠕变激活能和蠕变应力指数n,并引入临界应力σ0获得合金的真实应力指数p,最后对合金的蠕变机制进行了分析。结果表明,蠕变温度升高、蠕变应力增加时,Ti-600合金的稳态蠕变速率增大,稳态蠕变时间缩短。Ti-600合金的名义蠕变激活能为473.5 k J/mol。600和650℃下,合金的临界应力σ0值分别为103.1和42.1 MPa;应力指数n分别为6.5和4.9;真实应力指数p值分别为4.23和4.22。同时构建了该合金600和650℃下的稳态蠕变速率本构方程。本实验条件下合金的蠕变均为位错攀移机制。     

火电汽轮机用镍基合金的组织与性能

对火电汽轮机用Ni-6Al-7Ta-4W-4Co-4.6Re-2.8Ru合金进行了固溶和时效热处理,研究了不同温度和外加应力作用下的镍基单晶合金在高温蠕变过程中的蠕变性能和组织演变特征,并分析了其作用机理。结果表明:在外加应力一定条件下,镍基合金的蠕变寿命随着温度的提高而逐渐降低,当温度高于1100℃时表现出了明显的温度敏感性;在温度一定条件下,镍基合金的蠕变寿命随着外加应力的提高而逐渐降低,当外加应力大于156 MPa时表现出了明显的应力敏感性。镍基单晶合金在温度为1075~1125℃、应力为136~176 MPa范围内稳态蠕变阶段的蠕变激活能Q=493.7 k J/mol,应力指数n=4.9;高温蠕变过程中γ'相不断发生扭曲和粗化,在蠕变后期的外加应力作用下,显微裂纹会在γ基体和γ'相界面的显微孔洞处萌生和扩展,并造成镍基合金的蠕变断裂是高温、低应力条件下合金的蠕变断裂机制。     

SiC_p/2024Al基复合材料蠕变时效幂律本构方程的建立

在时效温度423～463 K、实验应力150、175和200 MPa的条件下,采用电子蠕变机对SiC_p/2024Al基复合材料蠕变时效行为进行研究。采用幂律本构方程,通过对实验数据的线性回归分析,建立SiC_p/2024Al基复合材料稳态蠕变速率与实验应力及时效温度之间的本构模型。研究表明,随着实验应力增大和时效温度的升高,SiC_p/2024Al基复合材料的稳态蠕变速率增大,且蠕变曲线在第二阶段的持续时间缩短;根据本构模型计算得到的稳态蠕变速率的计算值与实验值基本吻合,表明该本构模型能准确的描述SiC_p/2024Al基复合材料蠕变时效行为。     

弥散质点和SiC颗粒复合强化铝基复合材料蠕变形变与断裂

对弥散质点和SiC颗粒复合强化铝基复合材料的拉伸蠕变研究表明,复合强化铝基复合材料比单纯弥散强化的基体合金的蠕变速率低2—4个数量级：复合材料和基体合金的蠕变应力指数和蠕变激活能比纯Al的大.用门槛应力的概念对蠕变数据进行分析表明、这种复合材料蠕变是由基体晶格扩散控制的