海水润滑条件下316L不锈钢与仿生非光滑表面CF/PEEK的摩擦学性能

为探讨高压海水轴向柱塞泵滑靴副的减阻抗磨机理,采用数控机床在CF/PEEK试样表面加工出不同形状仿生非光滑单元体,与316L不锈钢形成配副,对其在不同法向载荷下的摩擦因数、试样温度、磨损率等进行测试,并用激光共焦显微镜及扫描电子显微镜对磨损表面进行分析。结果表明:在海水润滑条件下,光滑表面配副以磨料磨损和粘着磨损为主,摩擦因数随时间稳定在0.05~0.09,试样温升大,磨损率大;非光滑表面配副可有效存储海水和磨屑,产生动压润滑效应、降低磨料磨损,摩擦以犁沟效应为主,摩擦因数稳定在0.02~0.06,试样温升小,磨损率小;随法向载荷的增加,由粘着效应所致CF/PEEK转移加快,摩擦因数和试样温度升高,磨损率降低且下降趋势逐渐减缓。     

热挤压和时效处理对SiCw/LD2复合材料拉伸性能的影响

对ＳｉＣｗ／ＬＤ２复合材料进行了热挤压,并对铸态和挤压态复合材料进行了时效处理。比较铸态、挤压态、时效态复合材料间的拉伸性能的结果表明,挤压变形可提高复合材料的强度和塑性;时效处理能够提高复合材料的强度,但却降低塑性。挤压变形后再时效处理可使复合材料达到最大的强度和模量。     

生理盐水润滑下PEEK/WK复合材料的摩擦学性能

为研究生理盐水润滑条件下碳酸钙晶须含量、载荷大小、滑动速度因素对PEEK/CaCO3复合材料摩擦学性能的影响规律,并考察复合材料的摩擦学稳定性,在自制改性偶联剂处理晶须表面的基础上制备了PEEK/CaCO3复合材料,利用MMW1A立式万能摩擦磨损试验机对复合材料的摩擦学性能进行测试,用扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面形貌进行扫描分析表征。结果表明,晶须含量对复合材料摩擦学性能影响明显,在0.9%的生理盐水润滑条件下PEEK/CaCO3复合材料随着晶须含量的增加,摩擦因数及比磨损率均呈现先减小后增大现象;当晶须质量分数为15%左右时,复合材料的摩擦因数达到最低值,同时比磨损量相对最低,复合材料与摩擦副的磨合过程相对平稳,具有较好的摩擦学性能,表现为粘着腐蚀磨损特征。外加载荷、滑动速度增大,材料的摩擦因数增大,比磨损率增加。     

基体碳对C/CF/Cu复合材料的影响

采用树脂碳化和碳气相沉积相结合的方法制备了碳/碳纤维(C/CF)先驱丝,用压力浸渗凝固成型方法制备了碳/碳纤维/铜(C/CF/Cu)复合材料,借助于扫描电镜下复合材料界面和相分布观察以及显微硬度和滑动摩擦磨损测试,探讨了基体碳(树脂碳化碳和沉积碳)对C/CF/Cu复合材料成型、显微硬度及摩擦磨损的影响.结果表明,碳化和碳气相沉积处理的C/CF先驱丝相对致密并阻碍铜液的压力浸渗成型,但该先驱丝硬度高于碳化处理的C/CF先驱丝.碳化和碳气相沉积处理的C/CF/Cu复合材料滑动摩擦磨损耐磨性高于纯铜,而且滑动摩擦系数也高于纯铜.C/CF/Cu复合材料是一种具有摩阻功能的复合材料.     

芳纶纤维复合材料制孔表面缺陷机理及工艺试验研究

目的 减少芳纶纤维复合材料制孔的表面缺陷.方法 通过对芳纶纤维复合材料进行钻削试验,研究钻削过程中刀具的作用机理.通过不同切削速度和进给速度对制孔入口表面缺陷和孔内壁表面粗糙度的影响,研究制孔过程中的缺陷损伤,并进行相关评定.通过改变装夹工艺方式,研究装夹工艺系统的刚度对制孔表面缺陷的影响.结果 切削速度与进给速度对制...     

SiC_p/Al合金基复合材料的室温拉伸性能

通过对采用半固态搅拌液态模锻工艺制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ 合金基复合材料室温拉伸性能的研究, 分析了这种复合材料屈服强度和极限强度提高的原因, 对颗粒增强复合材料的强化机理进行了探讨; 同时, 采用扫描电子显微镜对材料的拉伸断口进行了观察, 发现复合材料及未增强基体合金的断裂虽均属于塑性断裂与脆性断裂的混合型模式, 但随着ＳｉＣ 颗粒在复合材料中的体积分数的增加, 脆性断裂特征变得更为显著。     

液氮球磨5083合金和B4C/5083复合材料的拉伸性能

利用液氮球磨法制备了5083铝合金和B4C/5083复合材料,对该材料的微观结构和拉伸性能进行了研究.结果表明,液氮球磨5083合金和商业用5083、5083-H343材料相比,屈服强度分别提高了193%和35%;抗拉强度分别提高了72%和37%.加入增强相B4C后,B4C/5083复合材料的屈服强度和抗拉强度比5083合金提高,而伸长率降低,其原因是加载过程中载荷在基体和增强相间传递和高硬度的B4C所致.     

应变速率对TP-650钛基复合材料拉伸力学行为的影响

研究TiC颗粒增强钛基复合材料TP-650室温拉伸状态下的应变率效应。通过与基体材料对比的准静态和动态拉伸力学实验,并利用扫描电镜SEM观察断口形貌特征,分析TiC颗粒增强钛基复合材料的拉伸力学行为。结果表明:应变率对颗粒增强钛基复合材料的力学行为具有较复杂的影响。在准静态下,基体和复合材料都非常接近理想弹塑性材料,且由于TiC颗粒的加入,TP-650钛复合材料较基体表现出较好的增强效果;在高应变率下,复合材料的力学性能并不优于基体材料的,且表现出较高的脆性;复合材料和基体材料在不同应变率条件下都不呈现单调的应变率效应。     

横向压缩载荷下CF/Al复合材料微观损伤演化与断裂力学行为

针对真空压力浸渗制备的单向碳纤维增强铝基复合材料(CF/Al复合材料),采用细观力学数值模拟和实验相结合的手段研究了其在横向压缩载荷下的损伤演化与断裂力学行为,并分析了界面结合性能和纤维体积分数对复合材料横向压缩力学性能的影响。结果表明:基于纤维对角正方形分布RVE建立的细观力学有限元模型,可以较好地计算预测复合材料横向压缩变形力学行为。压缩变形初期界面首先发生损伤和失效现象,进而诱发界面附近基体合金的局部损伤;随压缩应变增加,界面和基体损伤逐渐发展并导致纤维的失效,复合材料横向压缩断口呈现出界面脱粘和纤维断裂共存的微观形貌。复合材料横向压缩弹性模量和极限强度随着界面强度增大而增大,而受界面刚度的影响较小;在相同界面性能条件下,复合材料横向压缩极限强度和弹性模量均随纤维体积分数的增大而减小。     

微弧氧化表面处理对铝合金拉伸性能的影响

研究了微弧氧化表面处理对ＬＹ１２ＣＺ铝合金拉伸性能的影响,并用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了拉伸断口及氧化膜形貌。结果表明,ＬＹ１２ＣＺ铝合金表面生长一层陶瓷氧化膜后拉伸性能变化不大。屈服强度,抗拉强度,弹性模量下降量都小于５％,伸长率也略有降低。试样表面氧化膜经过抛光过,拉伸性能有所改善,已拉伸试样的表面均匀地残留大量氧化膜碎片,显示氧化膜与基体结合状况良好。     

C/CF/Cu复合材料界面和抗拉强度研究

采用树脂碳化方法制备了碳/碳纤维(C/CF)先驱丝,用压力浸渗凝固成型方法制备了碳/碳纤维/铜(C/CF/Cu)复合材料,借助抗拉强度测试及扫描电镜下复合材料界面和相组成物分布观察,探讨了C、CF和Cu三组元复合界面特性以及碳纤维丝类型和C/CF先驱丝体积分数对C/CF/Cu复合材料抗拉强度的影响.结果表明,C/CF/Cu复合材料的微观界面是碳纤维单丝-树脂碳化碳-铜双复合界面,此界面属于无化学反应的弱复合界面,铜对C/CF先驱丝的机械锁紧力是提高界面强度和复合材料强度的关键因素.当凝固成型压力为28.5MPa时,1k碳纤维丝的C/CF先驱丝体积分数为25%和3k碳纤维丝的C/CF先驱丝体积分数为44.7%的复合材料的抗拉强度达到较高值,分别为595MPa和587MPa,均为纯铜抗拉强度的3倍以上.3k丝制成的一次C/CF先驱丝内碳纤维丝的数量较多,影响复合材料的界面强度,而选用1k碳纤维丝比较有利.     

导能筋形状对超声波焊接CF/PEEK接头组织和力学性能的影响

通过超声波焊接方法实现碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）试件的连接,重点研究了导能筋形状对接头组织和力学性能的影响. 结果表明,当使用矩形和三角形导能筋时,由于导能筋的粘弹性变形大,界面的升温速率快,且界面温度高,接头的热影响区（HAZ）较大,在热影响区由于碳纤维和树脂界面有较大的热应力,容易产生裂纹等缺陷,液态树脂流动方式很容易造成气孔缺陷,接头的力学性能较差. 使用平面导能筋,当超声作用时间为0.9 s时,界面形成了良好的连接,液态树脂流动方式优于三角形和矩形导能筋,接头中不会出现气孔缺陷,接头的抗剪强度可以达到28 MPa.     

Friction Stir Processed AA5182-O and AA6111-T4 Aluminum Alloys. Part 2: Tensile Properties and Strain Field Evolution

In this second part, a state-of-the-art digital image correlation (DIC) technique was used to compute true stress-true strain curves beyond diffuse necking for friction stir processed AA5182-O and AA6111-T4 aluminum alloys. Of particular interest were differences in key tensile properties, such as initial yield point, and ultimate tensile strength, between the base and friction stir processed materials. Tensile coupons cut from the same material used to investigate crystallographic texture via the electron backscatter diffraction technique in Part 1, were strained to failure in a miniature tensile stage. The evolution of two-dimensional strain fields in both the base and friction stir processed materials was explored with incremental and cumulative strain maps computed from digital grids superimposed on each image after testing was completed. The impact of friction stir processing on strain localization just prior to fracture was revealed through changes in incremental strain map contour profiles. It is suggested that grain size refinement due to friction stir processing has a prominent effect on strength, while texture plays a secondary role. This article was presented at Materials Science & Technology 2006, Innovations in Metal Forming symposium held in Cincinnati, OH, October 15-19, 2006.     

预变形对2E12铝合金拉伸性能和疲劳寿命的影响

采用拉伸性能及疲劳寿命测试、扫描电镜和透射电镜观察等方法研究了固溶处理后预拉伸变形量对2E12铝合金拉伸性能及疲劳寿命的影响。实验结果表明,随着固溶处理后预变形量的增加,合金强度增加,延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,但是抗拉强度的增幅要小于屈服强度;另外,随着预变形量的增加,2E12铝合金疲劳寿命呈逐渐下降趋势。这些结果主要是由于预变形增加了合金基体内位错密度,从而既提高了合金屈服强度,又提高了试样表面及内部微裂纹缺陷的形成数量。     

Mg含量对原位TiC/Al-4.5Cu复合材料微观组织与拉伸性能的影响

采用接触反应法制备了原位TiC/Al-4.5Cu复合材料,借助光学显微镜、透射电子显微镜研究了向基体合金中添加不同含量的Mg对复合材料微观组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Mg的添加量由0.8%(质量分数,下同)增加到2.0%,TiC/Al-4.5Cu复合材料的延伸率下降,而抗拉强度在1.5%Mg时,达到极值。与同等条件下制备的不含Mg的TiC/Al-4.5Cu复合材料相比,抗拉强度提高了17.7%,但延伸率下降了17.9%。TiC颗粒的细化有助于复合材料力学性能的提高,但针状Al2CuMg相的析出阻碍了复合材料塑性的进一步提高。TiC/Al-4.5Cu-Mg复合材料中TiC颗粒尺寸为100nm左右。     

不同拉伸速度下的碳布/环氧树脂复合材料声发射评价

采用电子万能实验机控制,分别以1、2、5 mm/min的加载速度对碳布/环氧树脂复合材料进行拉伸,在拉伸过程中用声发射检测设备采集拉伸过程中产生的声发射信号,建立采集的声发射信号特征与时间、载荷的相关图,通过对相关图的分析,判断碳布/环氧树脂材料在拉伸过程中的损伤情况,并结合相关图分析不同拉伸速度对碳布/环氧树脂复合材料的影响,判定碳布/环氧树脂复合材料的临界失效载荷。结果表明:声发射检测可用于评价复合材料加载过程中的损伤情况,可将最大承载载荷的70%～80%作为碳布/环氧复合材料的失效参考载荷。     

木质纤维表面改性对木塑复合材料力 学性能的影响

目的改善木质纤维与热塑性塑料的界面相容性,提高木塑复合材料的力学性能。方法采用毛细管上升法测定不同探测液在未改性玉米秸秆粉和硅烷偶联剂改性玉米秸秆粉表面的接触角,通过Owens法计算玉米秸秆粉改性前后的表面张力及其分量。结果未改性玉米秸秆粉的表面张力为28.88mN/m,极性分量为22.20 mN/m;而改性玉米秸秆粉的表面张力为35.69 mN/m,极性分量为3.51 mN/m。结论在与热塑性塑料复合时,改性玉米秸秆粉有更好的界面相容性,其制备的木塑复合材料有更好的力学强度。     

纳米SiC增强AZ91D复合材料高温拉伸及断裂行为

采用复合分散铸造法制备了纳米SiC颗粒(n-SiCp)增强AZ91D复合材料,研究了复合材料在高温下的拉伸及断裂行为。结果表明:n-SiCp的加入可以提高复合材料的高温拉伸强度,高温下n-SiCp对复合材料的增强效果比室温更加明显;n-SiCp的加入还显著提高了复合材料在高温下的断后伸长率,复合材料具有较好的高温塑性。断口分析表明,n-SiCp的加入使复合材料在高温下的断裂行为由室温的脆性断裂为主转化为典型的韧性断裂。     

热处理制度对6013和6061合金拉伸性能的影响

研究了自然时效（T4）、人工时效（T6）及室温停放对6013和6061合金常温拉伸性能的影响。结果表明：6013合金具有快速时效特性;经热处理后,6013合金的拉伸强度高于6061合金的且两者延伸率均大于10%。研究还表明：6013和6061合金常温拉伸性能的纵、横向差别很小,说明该合金拉伸性能各向异性不明显。文中还就不同热处理制度影响两种合金拉伸性能的原因进行了分析。