高体积比SiCp/6063Al复合材料真空钎焊工艺研究

采用Al-25Cu-8.5Si-0.3Y(质量分数/%)急冷钎料对镀镍高体积比SiC_p/6063Al复合材料进行真空钎焊,利用扫描电镜并结合EDS能谱分析对接头组织及断口形貌进行观察和分析,通过剪切试验探讨保温时间对接头剪切强度的影响。结果表明:镀镍层中的Ni元素与钎料中的Al、Cu发生化学反应并生成Al_3Ni_2和Al_3(CuNi)_2金属间化合物,说明6063Al合金/镀镍层/钎料箔三者之间通过相互扩散和溶解形成良好的冶金结合;在温度为550℃、保温30 min的条件下,获得最大的抗剪强度为121.34 MPa;断裂主要发生镀镍层与钎料的结合处,断口整体呈脆性断裂形式。     

离心力场制备高硅铝合金材料的组织特征研究

采用高加速离心力场制备技术与金相分析手段,结合离心力场数学模型的建立与分析,揭示高硅铝合金材料的组织特征。结果表明:重度小的初晶硅颗粒向筒形件内侧迁移,大颗粒分布在最内侧,小颗粒分布在次内侧;重度大的含铁、镍等化合物颗粒向筒形件外侧迁移,大颗粒分布在最外侧,小颗粒分布在次外侧。而重度小的Mg2Si颗粒受形成条件的制约其分布特征与初晶硅相比有所不同。     

高硅铝合金缸套研制

采用先进的喷射沉积技术,研制一种高硅铝合金发动机缸套材料,并经过挤压加工、热处理、成形加工、摩擦学性能测试与摩擦学机制分析,最后在单缸机上装机试验。结果表明,高硅铝合金缸套材料具有良好的摩擦学性能,这归功于高硅铝合金中比钢、铸铁还硬的硬质点;在所测试的油耗、废气压力、磨损量以及排温等指标数据方面,比相应的铸铁缸套更具有优越性。     

高硅铝合金缸套材料摩擦学性能研究

采用坦克专用机油润滑的往复式摩擦磨损试验方法,分别进行喷射沉积高硅铝合金缸套材料与发动机成品活塞环材料摩擦配副的油品试验、与各类成品活塞环材料的摩擦配副试验。摩擦配副的油品试验结果表明,低温型油品润滑比高温型及通用型油品润滑的磨损量、摩擦因数均小;活塞环摩擦配副试验结果表明,高硅铝合金磨损量及摩擦因数均较小,其中与准126激光陶瓷活塞环、磷化YH31活塞环摩擦配副效果更优。分析表明,高硅铝合金的摩擦学机制是软基体上分布的高硬度质点相起到耐磨与支撑作用,软基体磨下的凹坑具有储油与润滑作用。     

高硅铝合金缸套材料腐蚀加工技术研究

采用三维视频显微金相技术对高硅铝合金缸套材料的组织构成、颗粒尺寸以及碱腐蚀深度进行测试与评价;用激光共聚焦显微镜技术对碱腐蚀界面颗粒凹凸以及表面纹理进行观察与描述;用往复式摩擦磨损实验机对碱腐蚀试样进行摩擦学性能评价。结果表明:高硅铝合金组织中主要由硅颗粒及第二相硬质点颗粒构成,平均硅颗粒尺寸为4.00μm,平均第二相颗粒尺寸为3.05μm;随腐蚀时间、深度的增加,腐蚀界面区域增大,表面凸凹及纹理更加清晰,当碱的质量分数为5%,溶液温度为40℃,腐蚀时间为30~40 s,摩擦学性能最优越。     

高硅铝合金缸套材料摩擦磨损性能研究

采用坦克专用机油,分别加载100N、200N、800N,在不同时间条件下进行喷射沉积高硅铝合金与军用大功率发动机钢缸套材料的对比摩擦学性能试验、模拟发动机工况条件的摩擦配副试验．结果表明,高硅铝合金比钢缸套材料具有更优越的摩擦学性能．高硅铝合金的摩擦学机制分析表明,软基体上分布的高硬度质点相具有决定性作用,摩擦发生时高硬度质点相起到耐磨与支撑作用,软基体磨下的凹坑具有储油与润滑作用．磨痕分析表明,高硅铝合金中的高硬度质点能将42MnCr52钢基表面磨出划痕,证明了高硅铝合金中高硬度质点相的摩擦学作用．     

铝合金的搅拌摩擦焊工艺研究

搅拌摩擦焊是一种新型的固态连接技术.采用搅拌摩擦焊技术成功地实现了厚度为3mm铝合金板材的对接、角接及园筒纵缝的焊接.分析研究了试验过程中搅拌焊头的形状、尺寸及焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接头质量的影响.试验结果表明,对于厚度为3mm的铝合金板材,圆柱形搅拌焊头的最佳设计尺寸是:搅拌焊针的直径为3mm,肩部的直径为9mm.采用该焊头在旋转速度为1800～2000r/min,焊接速度为1.22～1.85mm/s的范围内,压力为218N时施焊,可获得质量良好的焊接接头.     

高硅铝与可伐合金异种材料的钎焊研究

针对高硅铝与可伐合金的异种材料焊接,采用真空钎焊方法探索温度对焊缝质量的影响。钎焊温度从560℃升高到600℃保温时间30 min,试验所用钎料为自制Al基钎料。结果表明:Al基复合材料接头的剪切强度随温度的升高而增加。在5个焊接温度下得到的焊接接头质量相差较大;焊接温度为560℃时接头剪切强度最低为9.5 MPa,焊接温度600℃时接头强度最高为94.6 MPa,焊接温度为560、570、580℃时断口为韧性断裂;焊接温度为590、600℃时断口为脆性断裂;随温度升高,钎料中的元素很好扩散到母材中,并且与母材中元素生成某些增强相,起到强化作用。     

喷射沉积高镁铝合金沉积态微观组织特征

为了探索喷射沉积高镁铝合金的组织特点,设计并制备了4种镁的质量分数分别为12%、14%、16.5%、18%的喷射沉积铝合金材料,采用X射线衍射仪、能谱仪、光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计研究了高镁铝合金的相组成、相的化学成分、组织结构和硬度。结果表明:喷射沉积工艺下,高镁铝合金由Al的固溶体和Al3Mg2化合物组成,室温时Al的固溶体中镁的溶解度最大可达15.4%(质量分数);合金晶粒为细小的等轴晶;合金镁含量越高,晶粒越细,Al3Mg2化合物越多,溶解度、合金硬度越大。     

喷射成形高镁铝合金的组织特征及其断裂行为

采用喷射成形技术制备了高镁铝合金,并挤压致密化与T4热处理强化。研究了高镁铝合金的显微组织特点和拉伸断裂方式。结果表明:喷射成形工艺可显著细化高镁铝合金的晶粒,无宏观偏析,显微组织为细小均匀的等轴晶,晶内均匀分布着细小的弥散相;断裂形式呈韧性断裂,断口以韧窝为主。     

镍基合金钎焊连接技术研究进展

综述了镍基合金扩散钎焊连接原理,讨论了扩散钎焊的优势和弊端;分析了钎料形态选择的依据、钎焊温度、保温时间、钎焊间隙等因素对接头质量的影响,以及新型钎料发展、液固转变的数值模拟、大间隙钎焊研究状况,并根据扩散钎焊研究现状对该技术的未来发展进行了展望.     

高铁化合物体积分数耐热铝合金研究

采用喷射沉积技术与挤压加工技术,制备质量分数为13.0%Fe,1.35%V,2.35%Si的高铁耐热铝合金样品,借助电子天平、金相显微镜与能谱仪,测试致密度、显微组织、高铁金属化合物体积分数、相分布以及相组成。结果表明:高铁耐热铝合金沉积致密度达到97.77%;沉积收得率达到81.3%;高铁金属化合物体积分数达到35.91%~36.97%;高铁金属化合物分布均匀,其尺寸≤3.22μm,组分近似为Fe∶V∶Si=10∶1∶5。     

高应变率下6061铝合金力学性能及本构模型研究

为研究6061铝合金在高应变率下的力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行87组应变率为(2 000～3 400)s-1的动态压缩试验,得到应力-应变曲线。提取动态试验中试件的流动应力和塑性应变的最大值,揭示峰值应力-应变与应变率间的相关性,并根据6061铝合金的特性对Johnson-Cook本构模型进行修正。结果表明:在高应变率下,6061铝合金为应变率较敏感材料,应变率和峰值应力、应变率和峰值应变间的线性相关性较强,且修正后的JohnsonCook本构模型可以较准确地描述6061铝合金的力学性能。     

冲击载荷下Al-Mg-Si-Cu铝合金的变形行为及本构模型

使用分离式霍普金森压杆(SHPB)对Al-0.59Mg-0.58Si-0.2Cu(质量分数/%)铝合金进行室温下、应变率为(800～5 200)s-1的高速冲击试验,分析其变形行为,并确定Johnson-Cook本构方程。结果表明:Al-Mg-Si-Cu铝合金在室温高速冲击变形过程中,应力不随应变率增加而增加;当应变率为800、2 500、3 100 s-1,应变为0.08时,随着应变率的增加,织构类型发生改变,平均斯密特因子和应力减小;确定Al-Mg-Si-Cu铝合金的J-C本构方程,本构拟合结果与试验结果吻合。     

铝基复合材料与电子玻璃的低温钎焊工艺研究

用PbO-SiO2-Al2O3系复合片状玻璃钎料,在大气环境下实现SiCp/6063Al复合材料与DM305电子玻璃的连接.用XRD、SEM、EDS和DSC等研究不同保温时间和温度下对焊接接头的影响.结果表明:在一定范围内焊接温度升高和保温时间延长可提高接头强度.SiCp/6063Al复合材料与DM305电子玻璃在钎焊温度为480℃保温30 min时,获得最大剪切强度为7.16 MPa的接头,且满足气密性使用要求.钎焊过程中,钎料中的元素能扩散到母材中,提高接头强度.     

采用Cu中间层的Ti6242钛合金接触反应钎焊

用Cu做中间层实现Ti6242钛合金的接触反应钎焊,通过扫描电镜和拉伸试验对接头界面组织和力学性能进行表征。结果表明：在940℃保温2 min即可使中间层与母材充分反应,完全转变成Ti-Cu共晶。随保温时间延长,Cu不断向基体扩散,保温10 min组织转变为Ti₂Cu金属间化合物和共析组织;保温至20 min时,主要由α-Ti和少量共析反应β-Ti分解产生的Ti₂Cu组成;保温20 min得到的接头强度与母材一致,实现了与母材的等强连接。     

真空磁动力装置在高强度变形铝合金熔炼和铸造中的应用

用真空磁动力装置和新型工艺制备高强度变形铝合金可以获得良好效果。与传统工艺相比,合金中氢含量降低65%~80%,从而提高了产品的内部质量和力学特性。应用真空磁动力装置半连续铸造 142 mm铸锭和二次АД31合金回炉料,其性能与采用新原材料制备的合金性能相当。