碳化硼-泡沫铝双层复合材料的制备及其防弹性能

采用热压烧结制备的碳化硼陶瓷和发泡法制备的泡沫铝,经环氧树脂黏结后制备得到碳化硼-泡沫铝双层复合材料.通过对材料靶板进行实弹靶试试验,着重研究和分析了该双层复合材料的防弹性能.靶试试验中,使用口径分别为7.62mm和12.7 mm的穿甲燃烧弹,冲击速度约820 m·s^-1,射击距离为10m.试验结果表明：碳化硼-泡沫铝双层复合材料对7.62mm口径穿甲燃烧弹具有较好的防护能力,其防护系数范围为5.06-5.12.     

钛会论文 高强度低成本Ti5322钛合金的抗弹性能及其抗弹机理研究

本文开展了高强度低成本Ti5322钛合金的抗弹性能及其抗弹机理研究,通过采用底推105长杆形穿甲模拟弹丸,对厚度为45mm的均质Ti5322钛合金靶板开展终点弹道侵彻实验,研究了高强度低成本Ti5322钛合金在长杆形穿甲弹丸侵彻条件下的抗弹性能及其抗弹机理,并探究了该低成本钛合金的典型抗弹效应：倾角效应。结果表明,高强度低成本Ti5322钛合金的质量防护系数高达1.80,和均质装甲钢相比提高了80％；其空间防护系数和均质装甲钢相当,约为1.02。结合损伤后靶板的宏微观损伤分析,发现：在长杆形穿甲弹丸的侵彻条件下,高强度低成本Ti5322钛合金的损伤机制和抗弹机理是通过自身的绝热剪切局域化行为实现的；这种Ti5322钛合金靶板的绝热剪切局域化行为,一方面,通过靶板的变形破碎协调了弹体侵入过程的挤凿作用；另一方面,弹靶作用过程中发生的弹靶互侵蚀行为有效的消耗了弹体动能。对高强度低成本Ti5322钛合金倾角效应的研究发现,在长杆形穿甲弹丸的侵彻条件下,Ti5322钛合金的倾角效应表现为正效应,这是因为,随着弹丸侵彻角度的增大,在弹靶作用初期就发生了严重的弹靶互侵蚀行为。     

热处理对TC21合金显微组织和室温拉伸性能的影响

研究在不同热处理制度下，高强高韧TC21钛合金西20mm轧制棒材的组织和室温拉伸性能的变化规律。结果表明，在Tβ(—20～50℃)/1hAC 600℃/4hAC处理制度下，TC21合金西20mm棒材的室温拉伸强度和塑性分别为：抗拉强度≥1105MPa，屈服强度(1000MPa，延伸率≥15％，断面收缩率≥43％。当合金的显微组织为双态组织时，其室温拉伸性能得到良好的匹配。     

可在400～500℃使用的TC4-B钛合金棒材研制

通过在TC4钛合金中添加Si、O、Mo、Zr、Sn合金元素,研制出名义化学成分为Ti-6Al-4V-0.3Si-0.3Mo-0.3Zr-0.3Sn-0.15O的TC4-B钛合金。并采用两种镦拔组合变形工艺,制备尺寸为?75 mm圆棒和51 mm×85.6 mm扁方棒。结果表明:经"三三一"工艺锻制的TC4-B钛合金棒材显微组织更为均匀;力学性能明显优于经常规工艺锻制的棒材,其室温拉伸强度可达1 000 MPa以上,500℃时拉伸强度可达636 MPa,伸长率为18%,断面收缩率为61%,可在400~500℃高温条件下使用。     

大规格TC11钛合金棒材热处理后组织与性能分布规律性研究

对规格为?200 mm×1300 mm的TC11钛合金棒材进行970℃/120 min/AC+530℃/360 min/AC热处理,分析了棒材沿长度和直径方向不同位置显微组织、拉伸性能和冲击韧性的变化规律。结果表明：大规格TC11钛合金棒材热处理后,不同位置的显微组织差异较大,沿长度和直径方向由边部至心部,显微组织中α相含量逐渐增加,晶粒长大,同时β相含量降低。大规格TC11钛合金棒材组织差异对材料的综合性能影响显著,沿不同方向由边部至心部,室温、高温拉伸强度及冲击韧性均降低。     

超高速碰撞AZ31镁合金和纯铁靶板弹坑底部超细晶形成机制

采用二级轻气炮将2017A1球弹丸加速至3 km.s-1后,分别撞击AZ31靶板和纯铁靶板,通过扫描电镜、EBSD和透射电镜对两种靶板弹坑底部的微观组织进行观察,发现两种材料在弹坑底部形成不同特征的细晶组织.AZ31弹坑底部发生了动态再结晶,形成随机取向的细小等轴晶粒,具有较低硬度和较强的固态流动能力,对超高速碰撞下弹...     

TC21钛合金组织与性能的关系

研究TC21钛合金φ350mm棒材的等轴、网篮和魏氏三种显微组织与性能的关系,结果表明:三种显微组织的强度差异不大。室温拉伸强度为1090～1095MPa,延伸率为7.5～10.5%,三种组织中等轴组织塑性最高;魏氏组织塑性最低;网篮组织室温强度与塑性均介于两种组织之间。400℃的高温时,拉伸强度为820～     

热处理对TC19钛合金β晶粒尺寸和拉伸性能的影响

以TC19钛合金棒材为研究对象,研究了该合金在β相区的晶粒长大特征和机制,并分析了其对拉伸性能的影响规律。结果表明,在975～1 005℃,TC19钛合金的β晶粒长大规律可用Beck方程描述,其在975、990、1 005℃的晶粒长大动力学指数分别为0.517、0.521、0.536。利用Arrhenius公式计算得到TC19钛合金β晶粒长大的表观激活能Q为226.9 kJ/mol。拉伸实验结果表明,TC19钛合金的室温强度对原始β晶粒尺寸不敏感,其断口形貌为典型的准解理断裂。     

热处理对TC11钛合金薄壁环材室温力学性能的影响

制备出规格为φ630mm/φ530mm×300mm的TC11钛合金薄壁环材.分别选用不同的固溶温度、固溶冷却方式和时效温度对环材试样进行热处理,研究热处理制度对环材室温拉伸性能的影响.结果表明:经过950℃×1h/AC+930℃×1.5h/WC+580℃×6h/AC三重热处理,可以得到室温拉伸性能满足Rm≥1100Mpa、RpO.2≥1000MPa、A≥10％、Z≥20％要求的TC11合金薄壁环材.     

高强度低成本Ti5322合金的抗弹性能及其抗弹机理研究

采用底推式105 mm长杆穿甲模拟弹,对厚度为45 mm的高强度低成本Ti5322合金靶板开展了终点弹道侵彻实验,研究了该合金的抗弹性能与抗弹机理,并探究了合金的典型抗弹效应——倾角效应。结果表明,Ti5322合金的质量防护系数为1.80,空间防护系数为1.02。Ti5322合金的损伤机制和抗弹机理是通过自身的绝热剪切局域化行为实现的。这种绝热剪切局域化行为,一方面通过靶板的变形破碎协调了弹体侵入过程的挤凿作用;另一方面,弹靶作用过程中发生的弹靶互侵蚀行为有效地消耗了弹体动能。     

TC11钛合金经电脉冲处理后疲劳性能的变化研究

分析了TC11钛合金材料在脉冲电流处理前后疲劳性能的变化及其机制。采用升降法和成组实验法测试TC11钛合金材料经脉冲电流处理前后两种状态下的疲劳性能,并分别拟合疲劳S-N曲线。用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分别进行金相分析和断口分析,用电阻率测试仪和显微硬度计分别测量脉冲电流处理前后TC11钛合金材料电阻率和α相的显微硬度值。结果表明,经脉冲电流处理的TC11钛合金试样的S-N曲线相对于未处理的试样的S-N曲线整体上移,处理后试样的疲劳强度极限提高了19.3 MPa。脉冲电流处理后试样的电阻率减小了0.433 mΩ·mm,试样中α相的显微硬度提高了HV 14.9,试样内部产生的局部温度差会引起合金局部产生细小再结晶晶粒。脉冲电流提高TC11钛合金的疲劳寿命是通过脉冲电流作用于材料内部的显微缺陷,使应力集中区域发生局部应力松弛,进而使材料的微观组织更加均匀和稳定来实现的。     

硬度对装甲钢板抗弹性能的影响

借助用53式7．62mm WO-109C穿甲燃烧弹垂直撞击10mm厚、硬度为HRC44－56的Cr-Ni-Mo装甲钢板的穿甲试验研究了高硬度及超高硬度状态下硬度对装甲钢板抗弹性能的影响。观察分析弹坑形貌发现,装甲钢板材料力学性能的改变导致了穿甲机理的变化。一方面,硬度升高,增加弹丸开坑所消耗的能量,提高弹丸消耗的塑性扩孔功,且当硬度超过一定值时,弹丸可能发生破碎,从而有利于抗弹性能的提高。另一方面,硬度升高,导致绝热剪切临界失稳应变降低,易诱发冲塞破坏,而且塑性与韧性降低,可能导致背面盘状崩落破坏,从而使抗弹性能下降。在本试验弹靶体系下,上述两方面相反作用的结果导致装甲钢板背面强度极限基本上不随硬度变化而改变。     

TB6与TC4钛合金高周疲劳性能对比研究

采用热模锻造方式制备出TB6与TC4钛合金行星齿轮架毛坯,并对毛坯进行热处理,然后切取试样,测试其高周疲劳性能,对比分析疲劳断口形貌。研究表明：TB6钛合金试样疲劳强度平均值为723.0 MPa,其在存活率90%、置信度95%条件下的疲劳强度下极限为677.1 MPa; TC4钛合金试样疲劳强度平均值为437.7 MPa,其在存活率90%、置信度95%条件下的疲劳强度下极限为405.8 MPa。从疲劳断口形貌上来看,TB6与TC4钛合金均以解理断裂为主,且二者均具有一定的韧性。TB6钛合金锻件疲劳强度的波动性小于TC4钛合金锻件,且高周疲劳性能更好,可以作为行星齿轮架的备选材料。     

固溶热处理对TC17棒材组织与性能的影响

针对TC17钛合金Φ500mm棒材进行固溶热处理实验,研究不同固溶热处理时间对TC17钛合金大规格棒材组织和性能的影响,结果表明:高温固溶热处理的保温时间与固溶热处理的温度高低对TC17钛合金棒材的组织与性能都有较为明显的影响。当高温固溶时间大于1h时,随着保温时间的增加,TC17钛合金棒材强度降低,塑性提高;随着固溶温度的升高,棒材显微组织中初生α相含量减少,生成的β转变组织逐渐增多,其拉伸强度提升,塑性下降。     

钨合金空心弹体垂直侵彻过程研究

进行了钨合金空心弹体垂直侵彻钢靶板和混凝土靶板的实验。通过对回收空心弹体的分析，指出钨合金空心弹体破坏的典型宏观特征和主要微观机制分别为：空心弹体危险区域的塑性大变形及断裂和危险截面处材料的绝热剪切失效。通过自行设计的弹载存储测试系统，成功地获得钨合金空心弹体危险截面处应变的时间历程。应变历程曲线真实地反映出侵彻目标过程中应力波效应致使弹体受到动态压缩和动态拉伸载荷的反复作用，压应力远高于拉应力，而且应力水平与目标靶板的材料性能密切相关。研究结果不仅有助于空心弹体侵彻模型的建立，而且为空心弹体的结构设计与选材提供理论依据。     

WSTi3515S阻燃钛合金的工程化制备及力学性能研究

WSTi3515S合金作为一种新型阻燃钛合金,关于其工程化应用的研究刚刚开始。对比分析了由西部超导材料科技股份有限公司生产的WSTi3515S合金?300 mm大规格棒材以及55 mm×270 mm×1 200 mm板坯不同方向的显微组织、室温及高温性能等。结果表明:WSTi3515S阻燃钛合金的可探性好,具有1 000 MPa级的室温强度,且540℃高温拉伸、高温蠕变、高温持久以及热稳定性等性能良好,均可满足工程化应用标准的要求。     

热穿轧工艺制备大口径TC4钛合金无缝管

采用热穿轧工艺试制大口径TC4钛合金无缝管,测试分析了试制的160 mm×8 mm TC4钛合金无缝管的加工精度、表面质量、显微组织与力学性能。结果表明:热穿轧TC4钛合金无缝管的表面质量、尺寸精度和力学性能均合格;管材的加工态组织主要由变形魏氏组织和少量网篮状组织构成,其冲击韧性好,延伸率达到16%以上,无需热处理就可进行冷轧加工,以获得更高精度和表面质量的钛合金无缝管;热穿轧工艺可用来制备大口径TC4钛合金无缝管,具有金属利用率高、流程短、能耗低等优点,能够满足工业生产要求。     

飞机钛合金结构激光焊接工艺优化研究

瞄准钛合金修复技术发展需要,针对飞机钛合金结构修复质量较差的问题,该项目选用使用最广泛的TC4材料作为试验材料,对其进行激光焊接,利用OM和SEM等测试手段对初步选择后的试样各层组织形态和晶粒尺寸进行测试,分析焊接过程的组织演变规律,并利用万能试验机测试拉伸强度,与微观组织对比论证分析,研究激光焊接热影响区的组织演变与工艺参数之间的关系。该项目成果可用于解决飞机钛合金结构多发性疲劳损伤问题,为提升钛合金结构修复质量提供理论依据和技术支撑。     

TC4钛合金薄板轧制的工业化试验研究

为开发出组织性能达到GJB2505A要求的优质细晶TC4钛合金薄板,分别采用普通TC4钛合金与TC4 ELI钛合金进行了幅宽为1 400 mm的薄板轧制工业试验。两种合金板坯首先在两相区进行变形量为79%的第一火轧制,经β淬火后进行变形量为58%的第二火轧制,最后再以包覆叠轧方式进行变形量为70%的第三火轧制。对比分析了不同轧制变形量下的金相组织和性能,以及间隙元素对TC4钛合金变形机理的影响。研究结果表明:在相同热轧工艺下,普通TC4钛合金比TC4 ELI钛合金更易发生动态再结晶;TC4钛合金在经过总变形量为95%的的热轧后,组织已得到充分破碎,但普通TC4钛合金的强度、塑性仍明显高于TC4 ELI钛合金。     

应变量对TC17钛合金高温性能及片状α相演变的影响

在两相区对TC17钛合金进行了变形量分别为0、20%、40%、60%、80%的等温变形,同一制度热处理(820℃×4 h/WQ+630℃×8 h/AC)后,测试了400℃拉伸性能,观察了显微组织,研究α+β两相区应变量对TC17钛合金高温拉伸性能和片状α相演变影响研究。结果表明:TC17钛合金在两相区经历不同的应变量变形和同一热处理后,组织演变的主要特征是片状α相球化,球化分数随应变量的提高而增加;400℃拉伸强度和塑性则随着应变量提高而提高;定量分析α相球化分数与400℃拉伸性能的关系发现两者之间符合线性关系,通过数据拟合建立了抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率与α相球化分数关系的数学表达式。