铝铁复合铸造界面金相研究

为用铸造方法得到铝铁复合线材,降低铝包钢芯铝绞线的生产成本而设计试验。自行设计复合铸造模具,在洁净的铁丝表面预先进行渗铝处理300 s,用出炉温度在800℃的铝液浇注试样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察发现:铝和铁的界面处形成宽度为10～30μm的结合区域,能谱分析结果表明其中铝的质量分数为50.37%,原子分数为67.75%。由元素质量分数和相关热力学数据判定结合区主要由Fe2Al5和FeAl构成,其显微硬度值在250 HV以上。相同浇注温度下未经渗铝处理得到的试样,通过金相观察、能谱分析和显微硬度测试,证实铝和铁间形成宽度为10μm的缝隙。试验结果说明,采用预先浸镀后浇注的工艺可以实现铝和铁的冶金结合,为实现铸造工艺得到铝铁复合线材的构想提供初步的支持。     

液固结合双金属复合材料界面研究

采用改进镶铸法制备了高碳高钒系高速钢/45钢双金属复合材料,研究了不同工艺参数下复合材料的界面组织和结构。试验结构表明,控制适当工艺参数可以获得结合良好的界面。双金属复合材料界面结合形式主要为扩散结合,镶铸比和保持时间对复合材料结合界面结构均有明显影响。     

压力容器用爆炸焊接复合板界面剪切强度标准研究

JB4733-1996规定压力容器用爆炸焊接不锈钢复合钢板τb≥200MPa（B3级）和τb≥210MPa（B1级和B2级）。但通过试验测试证明，达到此剪切强度标准的复合板界面仍可能存在“缝隙”、“空洞物”、“过渡区域”等几种微观缺陷，使得复合板在后续热处理、轧、校、卷以及使用过程中易出现开裂失效。运用爆炸焊接工艺获得的复合板界面的剪切强度应该介于基材和复材两种材料基体强度之间。为了提高界面剪切强度，消除这些微观缺陷和后续加工失效，本文通过研究两类不同的界面剪切强度的特点，从而重新定义了复合板界面剪切强度，并建议压力容器用爆炸焊接不锈钢复合钢板的剪切强度标准。     

压力容器用爆炸焊接复合板界面缺陷测试分析

通过SA2 6 6 - 30 4压力容器用爆炸焊接复合板界面测试分析 ,发现符合国家标准的复合板由于界面仍存在“缝隙”、“空洞物”、“过渡区域”等几种微观缺陷 ,使得复合板在后续热处理、轧、校、卷以及使用过程中易出现开裂失效。为了消除这种失效 ,可采用一种特殊的爆炸焊接工艺获得的微小波状界面复合板 ,大大减少了这些微观缺陷 ,提高了界面结合强度。     

爆炸焊接的界面结合及成波机理研究现状

简介了爆炸焊接的过程,综述了以往国内外研究爆炸焊接界面结合机理以及成波机理取得的研究成果,阐述了各种爆炸焊接机理及成波机理的特点,同时对爆炸焊接机理的研究进行了展望。     

钛/铝爆炸焊接复合板界面表征及冶金连接机制

钛/铝爆炸焊接界面是钛/铝层状复合材料成分、组织、性能的过渡区,决定着钛铝层状复合材料使役可靠性,爆炸焊接界面微观组织与结合机理有待深入研究.借助先进的材料分析手段,表征钛/铝爆炸焊接结合区微观特征,探讨爆炸焊接冶金连接机制.研究表明,沿着爆炸复合方向,钛铝结合界面由平直状向波状转变,波状结合处存在TiAl3金属间化合...     

旋转超声铣削C/SiC界面结合强度研究

针对C/SiC复合材料零件机加工后疲劳强度大幅降低问题,提出基于旋转超声铣削的抗疲劳加工方法。基于剪切滞后理论构建了超声振幅与C/Si C复合材料界面结合强度的理论模型,阐明了超声振动对界面结合强度的弱化机理。通过静拉伸试验、残余应力检测、疲劳试验和断口观测验证了旋转超声铣削疲劳强化效应。实验结果表明,高频冲击作用使得C/SiC抗拉强度和表面残余压应力显著提高,纤维基体脱黏应力与界面结合强度有效降低,纤维增韧效应显著,抗拉强度和疲劳强度相较传统铣削分别提升了17.5%和9.4%。     

TA2/316L爆炸复合板结合界面的微观结构研究

针对TA2/316L爆炸复合板界面,采用金相显微镜、扫描电镜及EDS能谱仪等手段,研究了结合界面微观组织结构的特征及分层规律。结果表明:基板侧结合界面依次由3个层次构成,即厚度为3~5μm的由熔化块和熔化层构成的熔化界面、厚度为100~200μm变形较大的纤维区、厚度为180~200μm变形较小的扭转区;爆炸后消应力处理并未完全消除由于较大变形而在纤维区形成的形变马氏体α',其原因在于该退火条件并未导致马氏体回复和再结晶的完全可逆过程。     

ZChSnSb11-6/20钢复合材料不同结合界面结合强度仿真与试验

针对巴氏合金与钢体组成的复合材料,建立了不同结合界面(不同的生产工艺条件)下工件结合强度理论计算模型。以微小单元作为模型构建的基础,利用COMSOL Multiphysics软件对其结合界面进行了有限元应力场仿真模拟,得到了不同生产工艺条件下界面应力分布情况。仿真结果表明：三种结合界面下提出的理论计算公式与模拟计算值之间的相对误差值在15%内。采用电弧喷涂技术制备了不同结合界面和不同表面粗糙度的ZChSnSb11-6/20钢复合材料,得到了不同结合界面许用结合强度。试验结果表明：对于同一表面粗糙度,其结合强度随结合界面接触面积的增大而增大,圆弧面（B型）和截球面（C型）两种结合界面的结合强度值较接近,差值在2MPa之内;光面（A型）结合界面的结合强度最小,约为B型、C型两种结合界面结合强度的60%。通过对比分析,对所构建模型进行了模型评价,得到了模型评价对照表。     

钛钢爆炸焊接结合界面组织及力学性能不均匀性研究

针对爆炸焊接钛钢复合板,通过金相显微镜(OM)、电子显微镜(SEM/EDS)、超微载荷硬度仪、纳米压痕仪、电液伺服万能试验机等表征手段,研究复合板结合界面的层次、结构、硬度、弹性模量的不均匀性以及对平行和垂直爆轰方向含结合界面复合板试样的拉伸性能.结果表明,结合界面由钛覆板过渡到钢基板的层次分别为覆板侧组织变形区、局部...     

Mg/Al合金爆炸焊连接及其界面接合机制

采用爆炸焊接技术制备以AZ31B镁合金为基板,以6061铝合金为覆板的AZ31B/6061合金的层状复合板。对复合板界面的宏观形貌、微观组织、界面元素扩散行为及界面接合性能进行测试、分析。结果表明:AZ31B/6061合金爆炸复合板接合界面呈波状接合;靠近接合界面处的塑性变形程度最大,以孪晶和再结晶形式为主;在AZ31B一侧靠近界面处出现与界面呈45°的绝热剪切带组织,带内为动态再结晶形成的细晶粒组织;接合界面两侧的显微硬度分布为:随着距离接合界面的增大,AZ31B和6061侧的显微硬度值递减趋势;复合板的拉-剪试验结果表明,界面接合强度达193.3 MPa;复合板界面接合机制为压力焊、扩散焊及局部熔化焊综合作用的结果。     

超高强7090/SiCP复合材料的组织和性能

对喷射共沉积7090/SiCP复合材料坯经过挤压及不同热处理后棒材的微观组织和力学性能进行了研究,对其热处理工艺进行了确定.结果表明复合材料坯经挤压后组织细小均匀,SiC颗粒均匀分布;采用470℃×1 h+490℃×1 h的双级固溶处理及120℃×28 h时效后,挤压棒材的抗拉强度可达785 MPa,弹性模量超过100GPa;双级固溶+时效复合材料的力学性能明显优于单级固溶+时效态的力学性能;复合材料的断裂主要是由SiC颗粒断裂和界面脱粘引起.     

机械合金化合成TiB2/Fe3Al纳米复合粉体

采用铁、铝、钛、硼四元粉体机械合金化与后续热处理的方法合成纳米TiB_2／Fe_3Al复合粉体,并利用XRD、DSC、SEM和TEM等对粉体进行了表征。结果表明：在球磨过程中,四元粉体形成了Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体,有序度不断降低,逐渐向非晶态转变,同时粉体晶粒尺寸逐渐细化,球磨40h后Fe(Al,Ti,B)的晶粒尺寸为9．6nm;并在热处理过程中Fe(Al,Ti,B)分解生成纳米Fe_3Al和TiB_2复合粉体,同时发生组成相晶粒生长,结构有序度提高等转变。     

真空压力浸渗法制备金刚石/铝复合材料及其热性能

采用真空压力浸渗法制备了金刚石/铝复合材料,研究了金刚石颗粒尺寸、品级等对复合材料热性能的影响。结果表明:在金刚石体积分数相同情况下,普通研磨级金刚石颗粒的尺寸越小,复合材料的热膨胀系数越低;用MBD4等级金刚石颗粒制备的金刚石/铝复合材料具有最小的热膨胀系数,为6.8×10-6 K-1,其热导率最高;MBD4等级的金刚石颗粒与铝基体存在选择性粘附现象,金刚石的(100)面更容易与铝结合。     

Ni/Al复合涂层的显微组织及其强化机理

Ni/Al复合涂层由30层平均厚度为900nm的Ni和200nm的Al层交替组合而成,涂层总厚度约为15μm.试验结果表明,由于复合涂层能在Ni层和Al层之间形成一亚稳相(Al9Ni2)过滤层,使涂层的强度、硬度有了较大幅度的提高.     

端焊式套管换热器的强度计算及稳定性校核

运用材料力学理论,给出了端焊式套管换热器的计算方法,包括考虑热应力时内管、外管的轴向应力计算。根据应力性质,确定了轴向应力的强度及稳定性控制条件,并通过有限元算例验证了理论公式的正确性。     

直接金属氧化法制备SiCp/Al2O3-Al复合材料

利用直接金属氧化法制备了SiC颗粒增强Al2O3-Al基复合材料，借助于XRD和光学显微镜对该复合材料的组成及微观结构进行了观察，分析了SiO2层、合金成分和制备温度对复合材料性能的影响。结果表明：该复合材料结构致密且渗透完全，微观结构由三种相互穿插相组成：SiC预制体、连续的Al2O3基体及呈网状结构分布的未被氧化的残余铝合金。     

Al2O3短纤维增强铝基复合材料的抗拉强度及影响因素

用挤压铸造法制备了Al2O3短纤维增强不同成分的铝基复合材料,测定了它们的抗拉强度.用SEM、TEM等观察了复合材料的断裂过程与界面状态.结果表明,复合材料中存在纤维断裂型、界面脱粘型与纤维断裂+界面脱粘混合型三种断裂类型.三种断裂类型对应三种不同的界面状态轻微反应型、细小化合物析出型和粗大化合物析出型.在此基础上分析了基体成分与断裂机制、界面及强度间的关系.     

Al-Sn-Si/Al/steel层状复合材料的变形复合行为及机理

通过室温轧制和压缩变形法，研究了坯料厚度、变形率、表面状态等工艺因素对Al-Sn-Si/Al/steel层状复合材料粘结行为的影响，提出了变形复合模型。结果表明：压缩变形法难以复合该层状复合材料，而当轧制变形率达到45%时，Al-Sn-Si/Al/steel就能获得良好的粘结效果，随坯料厚度的减小及变形率的增加，粘结强度亦增加；表面多向抛磨有利于改善粘结状态。粘结界面形貌表明，硬质Si粒子明显阻碍表面粘结，两接触表面塑性变形和流动是导致粘结的主要机制。     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fiek第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al／18—8异种材料扩散焊界而元素的浓度分布进行了数值计算。分析了加热温度和保温时间对界面附近元索扩散距离及形成的中间过渡层的影响，并与实际试验测定值进行了比较。实测和计算结果表明，在加热温度1333K和保温时问45～60min条件下，Fe3Al／18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层，从而满足整个焊接接头的使用要求。