环氧树脂钢铅钢粘接工艺优化程度评价方法

为了改善环氧树脂钢-铅-钢粘接件的粘接可靠性,提高粘接性能,采取一套比较全面的综合评判方法,从粘接强度及其离散性、粘接的胶层粘附率、粘接断面的微观形貌及其表面分析五个角度的综合分析、评价钢-铅-钢环氧树脂粘接件的粘接工艺的优化程度.通过对粘接面的表面处理来改进粘接工艺,将试样的平均粘接强度从原来的4.2 MPa提高到10.9 MPa,同时强度离散性参数从19%下降到3.3%,总体胶层粘附率参数从50%提高到76%～97%,微观形貌下表面粗糙度有所改善,表面分析表明铅合金与环氧树脂胶层结合较为紧密.综合评判方法验证了改进后的粘接工艺具有较高的优化程度,该评价方法对评价粘接工艺是否优化具有较好的效果.     

电弧电流对AZ31B/DP980激光诱导电弧焊接接头成形及力学性能的影响

采用激光诱导钨极惰性气体保护(tungsten inert gas, TIG)电弧焊接技术,在未添加任何夹层和镀层的条件下,通过优化工艺,获得了AZ31B镁合金和DP980高强钢高质量搭接焊接头,重点研究TIG电弧电流对焊接接头成形和力学性能的影响规律。结果表明：电弧电流的增大会提高镁合金在高强钢的润湿铺展能力,提升焊缝宽度的同时减小润湿角。镁合金/钢焊接接头的最大拉伸载荷随着电弧电流的增大先升高后降低,接头断裂模式由沿界面断裂转变为沿焊缝断裂。当TIG电流为80 A、激光功率为350 W时,焊接接头最大平均拉伸载荷达到279 N/mm。焊缝宽度和界面层厚度的增大以及激光匙孔的钉扎作用共同提升了镁合金/钢的接头性能。     

氧化预处理提高钢硅烷处理效果的机理分析

对钢表面进行了氧化预处理,采用扫描电镜、能谱和红外光谱研究了钢/氧化层/硅烷层/环氧涂层体系的界面结合特征,通过与未经氧化预处理的体系进行比较,研究氧化层对硅烷聚合方式、界面构象以及成键方式的影响.结果表明:钢表面氧化后,拉伸剪切破坏主要发生在硅烷/涂层界面,而未经氧化预处理的试样,弱相界面位于钢/硅烷界面.氧化层可以抑制硅烷自身的缩聚,促进硅烷在钢表面的定向吸附,显著提高钢/涂层界面结合强度.     

电弧增材制造舰船用高强钢10CrNi_3MoV的组织及性能

采用电弧增材制造技术制备了舰船用高强钢10CrNi_3MoV试样。分析和评价了10CrNi_3MoV舰船用高强钢电弧增材制造试样的物相组成、显微组织结构、晶体结构和力学性能。通过对10CrNi_3MoV高强钢电弧增材制造试样的组织及性能研究发现:采用电弧增材制造技术制备的10CrNi_3MoV舰船高强钢试样成形质量良好,未出现较大的缺陷,试样内部冶金结合良好,金相组织主要为针状铁素体、块状铁素体和粒状贝氏体;试样截面显微硬度分布较均匀,平均显微硬度约为217HV_(0.2)。试样的力学性能优良,横向平均屈服强度为498MPa,平均抗拉强度为676MPa,平均伸长率为25.5%,-40℃时夏比冲击值为127J;纵向平均屈服强度为459MPa,平均抗拉强度为648MPa,平均伸长率为23.5%,-40℃夏比冲击值为109J。     

HT300/7CrMnSiMoV双金属复合铸造汽车模具组织性能的研究

采用扫描电镜、显微硬度计、Instron-3382型力学性能试验机等,对双液复合铸造铸件的界面结合情况、微观组织和力学性能进行研究。结果表明:采用合理的铸造生产工艺,成功制备了满足使用性能要求的HT300/7CrMnSiMoV双金属汽车模具铸件,其复合界面清晰、致密,无明显缩孔、缩松等铸造缺陷;复合界面由钢基体区、过渡区和铁基体区3个区域组成。过渡区呈犬牙状/锯齿形结构,过渡层厚度约为400μm,界面附近Cr和Si元素呈梯度分布,两种合金冶金结合状态良好;复合界面两侧显微硬度呈梯度分布,其抗拉强度达到339 MPa,断裂位置出现在灰铸铁一侧,双金属界面的结合强度高于灰铸铁。     

CMT电弧增材制造GH4169合金的组织和拉伸性能

目的研究冷金属过渡CMT电弧增材制造GH4169合金单道多层薄壁试样的组织和拉伸性能。方法利用CMT增材制造成形系统进行GH4169合金的单壁墙增材制造试验,分析了成形薄壁试样的组织演化和力学性能,讨论了柱状晶组织的各向异性以及均匀化处理对合金力学性能的影响。结果成形试样的显微组织主要为γ相和共晶(γ+Laves)相,试样沿沉积方向具有[100]择优取向。枝晶组织随着沉积层数的增加变得粗大,枝晶间距变大且二次枝晶臂变小,Laves相的取向特征越明显。从底部区域到顶部区域,试样枝晶臂间距λ_1从13.76μm增大到23.27μm。沿柱状晶生长方向的抗拉强度最大,约为774 MPa;而沿电弧行走方向的抗拉强度随沉积层数的增加逐渐减小,断后伸长率逐渐增大,最大抗拉强度约为763MPa。1170℃固溶+时效处理后,原粗大柱状晶形成较小的多边形晶粒,成形试样组织的均匀性提高,沉积方向最大抗拉强度为1222 MPa,沿电弧行走方向最大抗拉强度为1085 MPa。结论 CMT增材制造GH4169合金组织特征与激光增材制造的试样基本一致,热处理前后CMT成形GH4169合金试样抗拉强度均小于激光立体成形,但伸长率更大。     

高空低温环境对无人机复合材料及夹芯结构性能的影响

针对高空长航时无人机UAV面临的-82℃低温环境,开展低温温度对T700/LT-03A复合材料及夹芯结构的性能影响研究。研究结果表明,低温下复合材料及夹芯结构强度均随温度降低而升高,T700/LT-03A复合材料-82℃时的拉伸强度为2 500 MPa、层间剪切强度为115 MPa、冲击损伤强度CAI保持在150 MPa。其原因是低温下碳纤维的横向收缩比树脂基体小,界面摩擦力得到增强,从而获得高的界面粘接强度。-70℃低温循环后泡沫和蜂窝夹芯结构强度剪切数据分别为2.6 MPa、2.2MPa。低温试验结果表明T700/LT-03A复合材料及夹芯结构在低温下保持了较好的整体承载能力。     

轴类零件电弧熔丝轧制复合增材修复工艺研究

目的 针对电弧熔丝增材修复轴类零件时修复层出现柱状晶粒、修复质量不佳等问题,进行电弧熔丝和轧制复合的增材修复工艺研究。方法 研究了电弧熔丝和轧制复合的轴类零件修复工艺,即在焊枪后紧邻一个轧辊,对沉积层进行轧制,使材料在高温下发生塑性变形。开发、制造和测试了一种新型设备,并在316L不锈钢轴上进行了修复实验。研究了轧制对修复件拉伸性能、硬度和微观结构的影响,并对沉积层和结合界面进行了电子背散射衍射(EBSD)表征。结果 轧制导致了动态再结晶(DRX)形核从而细化了微观组织。与基体金属相比,修复层的硬度提高了20%~30%,屈服强度从220 MPa提高到432 MPa,极限抗拉强度从540 MPa提高到595 MPa。结论 采用电弧熔丝和轧制复合的修复工艺可以细化修复层微观组织,提高修复层的力学性能,该工艺可以有效解决轴类零件的修复问题。     

矿用双金属复合轴套烧结工艺及其性能研究

以45钢为基体、烧结6 6 3铜合金为轴套耐磨层,研究了双金属结合状态及影响双金属结合强度、铜合金层物理、力学性能的工艺因素。结果表明,采用400MPa压力压制不规则形状的6 3 3铜合金粉制作耐磨层,不仅有利于烧结后获得均匀组织,且与45钢基体有较高的结合强度,最高抗剪切强度达到95MPa。采用800MPa压力进行复压处理,可获得最好的耐磨损性能。     

芳纶Ⅲ纤维拉伸性能的实验研究

测试了芳纶Ⅲ纤维的拉伸性能等,并与F-12和Kevlar-49纤维进行了对比.对由芳纶Ⅲ纤维与环氧树脂基体复合成型的单向纤维增强环形试样,测试了其拉伸强度、弹性模量和层间剪切强度,结果表明:芳纶Ⅲ纤维单向纤维复合材料的拉伸强度和弹性模量与F-12纤维相当,分别比Kevlar-49纤维要高出约25.7%和24.7%;但早期的芳纶Ⅲ纤维与环氧树脂基体的界面结合性较差,层间剪切强度仅为32.0～35.2MPa.