鼓泡法薄膜力学性能测试的研究现状

对鼓泡法薄膜力学性能测试的现状做了评述,重点分析了该实验方法所用力学模型的最新进展,剖析了所涉及的制样方法和力学模型的特点及所存在的问题;对该方法的未来发展作了展望。     

微/纳米尺度硬度测量技术及研究

硬度综合反映了材料的弹性、塑性等一系列物理性能,是材料力学性能的一个重要参数。传统硬度测试技术在微纳米尺度已不再适用。本文介绍了微纳米尺度硬度的静态和动态测试机理,分析了纳米硬度计的测试特点,并对测量误差产生的可能原因做了说明。最后简要分析了微纳米硬度测试技术的发展趋势。     

微焊点纳米压痕循环力学行为与承受载荷的关联性

通过对Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu和Sn-0.3Ag-0.7Cu/Cu微焊点进行循环加载-卸载方式的纳米压痕试验,研究了焊点循环力学行为与承受最大载荷的关联性.结果表明,循环F-h曲线在闭合前表现为1个迟滞回环,随着最大载荷的增加,焊点迟滞回环的面积和残余压痕深度增大;当最大载荷一定时,迟滞回环的面积及残余压痕深度增量随着加载次数的增加逐渐减小;微焊点的压痕蠕变C随最大载荷的增大而不断降低,同时随加载次数的增加先急剧减小而后逐渐趋于平稳.Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的压痕蠕变低于Sn-0.3Ag-0.7Cu/Cu焊点的蠕变量.     

焊接接头微区力学性能测试装置

介绍一种自主设计制作,用于在线评价焊接接头微区力学性能的测试装置.该装置由步进电机驱动模块、位移-载荷测试模块、装置及试样固定模块、半自动控制模块四部分组成.使用该装置对焊接接头试样进行微压剪试验,测得焊接接头母材区域的剪切强度及工程剪切应力-应变曲线,并将其扩展至接头各个区域,从而获得接头各微区力学性能曲线,实现对接...     

纳米压入技术表征薄膜（涂层）的力学性能

采用纳米压入技术测试薄膜（涂层）的力学性能日益受到关注。测试过程中可自动记录载荷－压深曲线,能够获取薄膜（涂层）的硬度、弹性模量、薄膜（涂层）自身结合强度、膜基界面结合强度、残留应力、屈服强度以及应变硬化率等力学性能数据。本文扼要介绍了纳米压入技术表征薄膜（涂层）力学性能的测试原理。     

纳米WC和纳米PTFE的复合镀层微拉伸研究

采用电刷镀技术在高速钢W6M05Cr4V2材料上制备了纳米WC和纳米PTFE复合镀层。采用S-2700型扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪和显微硬度计分析了不同纳米PTFE含量的纳米复合镀层的表面形貌、组织结构和显微硬度。同时，通过在扫描电镜下的微拉伸试验来测定不同含量纳米PTFE和WC的纳米复合镀层的应力一应变曲线。试验结果表明：随着纳米PTFE的加入含量增加，纳米复合镀层的组织逐渐细化和致密；当纳米PTFE含量超过5g／L后，组织致密度开始下降。显维硬度也反映了先升高再下降的过程。纳米复合镀层的抗拉强度随着纳米WC和纳米PTFE含量的增加而增加，但其作用影响有逐渐减弱的作用。纳米复合镀层的组织主要由纳米颗粒和镍基体相组成。     

建筑用316L不锈钢微纳米双峰尺度组织及力学性能研究

研究了建筑用316L不锈钢在冷变形前后的显微组织和力学性能。结果表明,316L不锈钢的硬度和应变诱导马氏体体积分数均随冷变形量的增加而增加。当冷变形量为90%、退火温度为815~860℃时,316L不锈钢的综合力学性能最佳,并且此退火温度范围对应材料的微纳米双峰尺度晶粒所占比例较高。     

纳米孪晶铜力学性能和尺度效应的研究

采用基于机制的应变梯度塑性的传统理论(CMSG),对具有不同尺寸的铜纳米晶粒及孪晶的应力-应变关系进行了有限元模拟.在分析中提出了孪晶薄层强化带的概念并用粘聚力模型模拟晶界的滑移和分离现象,给出了在单向拉伸条件下不同厚度孪晶薄层和不同材料参数对孪晶铜总体应力-应变关系的影响,同时也给出了晶粒中孪晶薄层取向分布对孪晶铜应力-应变关系的影响.数值模拟结果显示:随着晶粒尺寸和孪晶薄层间距的减小,应变梯度效应逐渐增强,材料强化效果越明显;孪晶薄层的取向分布对材料整体的力学性能有较大影响,并且随着晶粒及孪晶薄层间距的减小,孪晶薄层取向的影响也越来越小.最后,有限元计算结果与实验数据进行了对比分析.     

不同体积无铅微尺度焊点的蠕变力学性能

采用基于动态力学分析仪的精密蠕变试验方法,对比研究了5.34×107 μm3与7.07×106 μm3两种体积相差近一个数量级的无铅Sn-3.0Ag-0.5Cu微尺度焊点的高温蠕变力学行为与蠕变性能.结果表明,所有微尺度焊点的蠕变曲线均呈现初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变阶段.虽然微尺度焊点的体积存在较大差异,但是它们的蠕变激活能与蠕变应力指数均非常接近.此外,在相同的试验温度与拉伸应力作用下,大体积微尺度焊点的稳态蠕变速率相对小体积焊点更大,而蠕变寿命则呈现完全相反的趋势.     

纳米SiO2/Ni基复合镀层的微拉伸特性研究

采用电刷镀技术在65Mn钢材上制备了纳米SiO2/Ni基复合镀层.通过在扫描电镜下的微拉伸试验来测定纳米复合镀层的应力-应变曲线,同时获得纳米复合镀层的裂纹形成和扩展的动态数据,并对裂纹扩展表现进行观察.结果表明,与普通镍镀层相比,纳米SiO2/Ni基复合镀层在表面组织细化的同时,改善了与基体的结合力.纳米SiO2复合镀层的抗拉强度明显高于普通镀层.300℃回火时的纳米复合镀层的抗拉强度增加幅度最大可以达到100%.纳米SiO2有效阻碍了裂纹的扩展,裂纹的扩展速度明显下降.这些性能改善的主要原因是纳米SiO2颗粒在复合镀层中的强化作用.     

Mechanical behavior of nanoscale Cu/PdSi multilayers

Berkovich nanoindentation and uniaxial microcompression tests have been performed on sputter-deposited crystalline Cu/amorphous Pd_0.77Si_0.23 multilayered films with individual layer thicknesses ranging from 10 to 120 nm. Elastic moduli, strengths and deformation morphologies have been compared for all samples to identify trends with layer thicknesses and volume fractions. The multilayer films have strengths on the order of 2 GPa, from which Cu layer strengths on the order of 2 GPa can be inferred. The high strength is attributed to extraordinarily high strain hardening in the polycrystalline Cu layers through the inhibition of dislocation annihilation or transmission at the crystalline/amorphous interfaces. Cross-sectional microscopy shows uniform deformation within the layers, the absence of delamination at the interfaces, and folding and rotation of layers to form interlayer shear bands. Shear bands form where shear stresses are present parallel to the interfaces and involve tensile plastic strains as large as 85% without rupture of the layers. The homogeneous deformation and high strains to failure are attributed to load sharing between the amorphous and polycrystalline layers and the inhibition of strain localization within the layers.     

含硅量及等温时间对奥贝球墨铸铁机械性能的影响

探讨了含硅量及等温时间对奥贝球铁冰冷处理前后机械性能及低温冲击韧性的影响。试验表明,随着含硅量的增加,不但冷处理前常温机械性能提高,而且冰冷处理后的机械性能及低温冲击韧性也提高。而含硅3.39％和3.68％的机械性能已趋一致,等温时间为120分钟的试样,冰冷处理前后的机械性能和低温冲击韧性均最高。     

采用声发射技术测试电镀氧化铝涂层力学性能

采用声发射(AE)技术实现动态监测4043铝合金/氧化铝涂层系统的拉伸实验过程。通过SDAEA信号分析系统对拉伸过程中AE信号幅度、能量、振铃计数、撞击速率以及波形和其傅里叶变换(FFT)进行了分析。揭示出4043铝合金/氧化铝涂层系统拉伸过程中涂层裂纹萌生和扩展过程,并且通过分析AE信号随时间的变化规律得出涂层材料的面内拉伸强度和涂层结合强度。     

原位增强TiB2/Al-4.5Cu复合材料的组织与力学性能

通过不同配比的混合盐体系(K2TiF6-KBF4-Na3AlF6-Al-4.5Cu )制备原位增强TiB2/Al-4.5Cu复合材料,分析该复合材料的凝固组织,测试其力学性能,并与基体合金进行对比.结果表明:K2TiF6-KBF4-Na3AlF6在Al-4.5Cu合金熔体中能够反应生成弥散分布的TiB2颗粒,从而起到细化和强化基体的作用.当K2TiF6和KBF4混合物加入量w为基体的20%时,复合材料的力学性能最优,抗拉强度σb达到414.3 MPa,伸长率δ为4.2%,硬度HB为132,分别比基体提高54%,35%,40%.     

等温温度对低合金复相钢力学性能的影响

研究了质量分数为0．4％C、1．5％Si、1．5％Mn、0．95％Cr、添加微量稀土的试验钢的力学性能，试验钢由真空感应炉熔炼，经扩散退火、等温淬火处理后，利用扫描电子显微镜进行组织观察分析和XRD定量分析。结果表明，试验铸钢经适当的等温淬火处理后，可获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体复相组织，该复相钢残余奥氏体含量约为8％，具有良好力学性能，硬度值为46．5HRC，冲击韧度值αk=162．843J／cm^2。     

Microstructure and Mechanical Properties of Department of Materials

ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌ／Ａｌ４Ｃ３／Ａｌ２Ｏ３ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＪｉａＤｅｃｈａｎｇ,ＺｈｏｕＹｕａｎｄＬｅｉＴｉｎｇｑｕａｎ（贾德昌）（周玉）（雷廷权）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉ...     

喷射沉积Al-10Si合金的力学性能

采用喷射沉积和热挤压方法制备Al-10Si合金,实验研究了合金力学性能。结果表明,喷射沉积和热挤压,可以使Al-10Si合金获得2～4μm均匀分布的共晶Si,极大改善了合金的塑性(δ5=25.2%)。合金试样的轴向拉伸断口呈现大量的细小韧窝,断口上少有Si出现,裂纹主要沿铝基体扩展。合金的屈服强度和极限强度分别为148 MPa和197.5 MPa。     

微纳分级结构超疏水金属表面的电沉积构筑及性能∗

表面粗糙度和表面自由能是影响材料超疏水特性的两个主要因素。 为了获得同时具有微纳分级结构和低表面能的超疏水金属镀层,在低共熔溶剂中采用先构筑微米尺度结构,再构筑低表面能纳米尺度结构的两步电沉积策略。 利用 SEM、EDS 和 FTIR 观察不同沉积时间(t = 0、0. 5、1 和 2 min)下沉积样品(分别命名为 Zn、Zn / Zn myristate-0. 5、Zn / Zn myristate-1 和 Zn / Zn myristate-2)的表面形貌和成分。 利用接触角测量仪和电化学工作站分析样品的超疏水性、耐腐蚀性、自清洁性及化学稳定性。 结果表明,Zn / Zn myristate 镀层表面呈现由微米尺度的纯锌多面体和纳米尺度的十四酸锌薄片构筑而成的微纳分级结构;随着沉积时间增加,十四酸锌纳米薄片逐渐长大、交联并形成网状结构。 得益于其特殊的表面微纳结构和表面组成,Zn / Zn myristate-2 镀层表现出优异的超疏水(CA = 156. 7±1. 5°、SA = 2. 5±0. 3°)、耐腐蚀和自清洁特性。 稳定性测试表明,Zn / Zn myristate-2 镀层在空气(12 周)和 3. 5 wt. %的 NaCl 溶液(6 d)中表现出优异的超疏水稳定性。     

Microstructure and Mechanical Properties of Galvanized Steel/AA6061 Joints by Laser Fusion Brazing Welding

Laser fusion brazing welding was proposed.Galvanized steel/AA6061 lapped joint was obtained by laser fusion brazing welding technique using the laser-induced aluminium molten pool spreading and wetting the solid steel surface.Wide joint interface was formed using the rectangular laser beam coupled with the synchronous powder feeding.The result showed that the tiny structure with the composition of a-Al and Al–Si eutectic was formed in the weld close to the Al side.And close to the steel side,a layer of compact Fe–Al–Si intermetallics,including the Al-rich FeAl3,Fe2Al5 phases and Al–Fe–Si s1 phase,was generated with the thickness of about 10–20 lm.Transverse tensile shows the brittlefractured characteristic along to the seam/steel interface with the maximum yield strength of 152.5 MPa due to the existence of hardening phases s1 and Al–Fe intermetallics.     

新型四级锚链钢的力学性能

本文对两种新型四级锚链钢的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:经950℃淬火后,使20SiMnCrNiMo钢及22SiMnCrNiMoNb钢分别在600℃、660℃回火,可获得最佳强韧性。试验钢的主要强化机制是由于回火时析出分散性细微碳化物而产生的沉淀强化,基体的高回复与再结晶抗力也作出了重要贡献。因此,选用合适的调质工艺是提高试验钢强韧性的一条有效途径。