Al-Li合金的短横向断裂和晶界脆性

一、引言 Al-Li合金因具有明显高于传统高强铝合金的比强度和比刚度而受到了人们的重视。许多国家已经投入大量人力、物力进行Al-Li合金的研究专题国际Al-Li合金会议已连续召开6次。目前,国外已有商业规模不同牌号、不同类型Al-Li合金半成品的生产能力和销售。 经过多年努力研究,当前Al-Li合金半成品(板材、挤压型材、锻件等)的纵向强韧配合已经达到或者超过了传统高强铝合金,尤其是纵向长裂纹疲劳扩展抗力明显高于传统合金。但是,几乎所有Al-Li合金半成品的短横向断裂性能都明显低于传统合金,短横向断裂韧度值通常只有纵向的1/3～1/2。这就大大地限制了Al-Li合金作为新一代结构材料的应用,成为当前研究与发展所必须要解决的关键问题之一。 Al-Li合金的短横向断裂均为沿晶断裂。短横向断裂性能差是由其晶界脆性所决定的。虽然,人们从一开始就已经认识到与晶内强烈的平面滑移一样,弱晶界也是Al-Li合金塑性低、韧性差的一个重要原因。但是,     

阳极氧化处理增强Al-Li合金胶接板剪切强度的机理

为揭示磷酸阳极氧化处理后Al-Li合金胶接接头剪切强度大幅度增强的机理,分别对其进行机械打磨和磷酸阳极化表面处理,并选用不同的分析仪器对表面处理后的Al-Li合金表面微观形貌、粗糙度、表面润湿性和表面自由能进行测试计算和分析。结果表明,机械打磨后仅在Al-Li合金表面留下纵横交错的沟槽,而磷酸阳极化处理后使得Al-Li合金表面产生了微观粗糙的多孔膜,增加了胶层与合金表面的接触面积,改善了胶质分布的均匀性;磷酸阳极化处理后Al-Li合金表面自由能明显提高,改善了粘接界面的润湿性能。两方面的共同作用,使得胶接界面的抗剪切能力大幅提高。     

钇(Y)对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金组织与性能的影响

一、前言 Al-Li合金和一般铝合金相比具有密度低、比强度和比刚度高等优点,是航空航天工业很有应用前途的新型材料,但Al-Li合金存在的韧塑性较低等问题,严重影响了它的推广应用。稀土元素化学性质活泼,加入合金中可改善合金的性能,在铝合金中已有广泛应用。但在Al-Li合金中的应用是近几年才在国内开展起来的,且加入的多为重稀土元素,如La,Ce和La+Ce混合稀土等。本工作是在Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的基础上,分别添加不同含量的低密度稀土元素Y(其密度在稀土中仅大于Sc),研究了Y对合金显微组织和室温拉伸性能的影响,以期深入了解稀土元素在Al-Li合金的作用机理。 二、实验方法 实验合金是在真空感应炉中熔炼、在氩气保护下精炼和浇铸的。铸锭先经490℃/18h+525℃/2h二级均匀化处理,然后热挤压成φ30mm的棒材(挤压比约为7:     

Al-Li合金的合金化及组织研究进展

综述了Al-Li合金的合金化及组织的研究进展,详细阐述了不同体系如Al-Li-Cu、Al-Li-Mg系合金的成分与微结构之关系,评述了Al-Li合金中微合金组元如Zr、Ag、RE等微合金化的发展趋势.     

Al—Li合金的晶界断裂

本文研究了两种晶粒组织的二元 Al-Li 合金拉伸性能与断裂行为。结果表明 Al-Li 合金力学性能与晶粒尺寸有关,其断裂行为决定于 PFZ 内平面滑移或晶界沉淀相与滑移的交互作用。     

高熵合金中的第二相强韧化

高熵合金是由多种元素以等原子比或近等原子比合金化所形成的一类新型金属材料。不同于传统的以一元或二元为主的合金设计思想,高熵合金颠覆性的合金设计理念使得其具有独特的原子结构特征,因而呈现出许多优异的力学、物理及化学性能。但其力学性能还有需继续提高之处,FCC结构的高熵合金通常塑性较好但强度偏低,而BCC结构的高熵合金强度较高但塑性较小。第二相强韧化已经被应用在高熵合金中以改善其强韧性,目前已经开发了大量高性能第二相强韧化高熵合金。然而,由于高熵合金独特的结构和性能特点,其强韧化行为特点和机制与传统合金并不完全相同。从高熵合金第二相强韧化的研究现状出发,简要介绍了高熵合金中的第二相种类及其强韧化机理,并对高熵合金第二相强韧化的研究进行了简单的展望。     

铝锂合金的发展及一种新型铝锂合金-X2A66

Al-Li合金是一种低密度、高比强度、高比刚度、高弹性模量、抗疲劳性能优良的航空航天材料,具有很好的应用前景。本文综述了Al-Li合金的发展历史,重点介绍了航空材料研究院结合飞机机身壁板整体挤压技术研发的一种新型的Al-Li合金(X2A66)。X2A66合金的整体挤压壁板结构能实现密度减重和结构减重,同时还提高了壁板的密封性。     

Al-Li合金的研究进展

Al-Li合金是一种综合性能好、具有巨大开发潜力的轻质合金,被认为是21世纪飞行器和舰船理想的结构材料.简要回顾了Al-Li合金的发展历史,重点介绍了铝锂合金的制备方法、微合金化、焊接等方面的研究进展.提出了对Al-Li合金研究今后的发展方向:组合优化现有制备工艺,提出新的制备技术;进一步探寻更有效的合金化途径,增加基体相与δ'相界面的错配度,引入新的时效强化相;不断改进焊接工艺,使合金的接头强度系数提高.     

Al-Li合金高温抗氧化性能的研究

一、前言 Al-Li合金具有密度低、比强度和比钢度高等优点,在航空航天等领域有着广泛应用的前景。但由于Al-Li合金中含有Li、Mg等活泼元素在有氧的环境,特别是在温度较高的情况下,表面会发生严重氧化,形成一表面脱锂层。表面氧化会引起表面敏感性能的变化,使合金的拉伸强度、疲劳强度和硬度下降。从而影响了合金在高温下的使用。Be,Ca,Bi等元素可改善一般铝合金的抗氧化性能,为改善Al-Li合金的抗氧化性能,有人尝试在Al-Li合金中添加以上元素和La+Ce等,但都未取得明显效果。稀土元素作为我国的一种富有资源,在铝合金中已广泛应用,在Al-Li中的应用近几年国内也有所开展。Y是稀土族中密度较小的元素,我们的工作表明,加Y可明显改善Al-Li合金的室温和高温性能。本工作是在Al-Li-Cu-Mg-Zr合金中,添加了不同量的轻稀土元素Y,并采用高温氧化法研究了Y对合金抗氧化性能的影响。 二、实验方法     

铝-锂合金平面应力断裂韧性的研究

一、前言 Al-Li合金因具有低密度、高弹性模量、高比强度等优点而引起宇航工业的广泛重视。但由于滑移局部化及无沉淀区的存在,导致Al-Li合金塑性较差。Sanders,Grig-son等人认为,共面滑移是导致Al-Li合金塑性较差的重要原因。加入某些合金元素如Cu、Mg、Zr等或改善热处理制度,形成非剪切沉淀相或促进均匀滑移可使合金的断裂韧性和塑性有较大提高,和Al-Li-Cu-Mg-Zr合金中存在的S’(Al_2CuMg),β’(Al_3Zr),T_1(Al_2LiCu)等析出相均可有效地提高合金的断裂韧性。所以,对Al-Li合金断裂韧性进行测试具有十分重要意义。通常能够反映材料本身属性的断裂韧性K_(IC)是对厚板的测试得到的,而实际应用的Al-Li合金多为薄板(厚为1～3mm),而通常情况下薄板的平面应力K_C估均高于厚板的平面应变K_(IC)值,因此,宇航工业的薄壁构件如用K_(IC)作依据则过于保守,于是Al-Li合金平面应力K_C值就显得更为重要,本文运用阻力曲线(R曲线)法对薄板8090Al-Li合金、LC4合金和LY12合金面应力K_C值进行测试。     

高强热轧双相钢中组织对性能的影响

采用低成本成分设计,应用超快冷技术为核心的新一代TMCP技术可以得到强韧性较好的高强热轧双相钢,本文研究了该试验钢组织对性能的影响。研究表明:铁素体晶粒尺寸在5μm处波动;条状马氏体比块状马氏体的n值要高;抗拉强度随马氏体体积分数的增加而增加;组织中小尺寸的铁素体和马氏体提高了裂纹弛豫能力,有利于试样的韧性和n值的提高。     

高钢级管线钢的特征参量及其与强韧性的关系

利用力学实验及EBSD等微观分析手段,研究表征高钢级管线钢的特征参数,并探讨其对强韧性的影响.结果表明:在X70,X80高钢级管线钢中,C,Cu,Mn对材料的强韧性有重要的影响;其组织特征为针状铁素体、粒状贝氏体和少量下贝氏体组成;有效晶粒尺寸、组织均匀性、贝氏体含量是表征高钢级管线钢组织特征的重要参数;随着有效晶粒尺寸的降低、贝氏体含量的增加及组织的均匀性的提高,高钢级管线钢表现出更加优异的强韧性匹配特征.     

α2合金含V、Nb、Mo相界面价电子结构计算及β相增韧机制分析

计算了含V、Nb、Mo的α2合金相界面的价电子结构.利用合金相界面价电子结构信息-界面结合因子,即异相界面共价电子密度ρ、共价电子密度差Δρ,使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ,分析了单相α2合金与多相α2合金相界面的价电子结构.发现α2合金相界面价电子结构与合金强韧性有密切关系;延性β相的引入,不仅引进了塑性相,而且改善了α2合金薄弱的相界面电子结构与键结合,增加了界面稳定性,进而钝化了裂纹源,阻碍了裂纹扩展,提高了合金的强韧性.     

微量稀土元素对Q235B钢组织和性能的影响

为研究微量稀土元素对Q235B钢的夹杂物形态转化和细晶化及钢材强韧性能的影响,用真空感应炉熔化、精炼、制备了不同微稀土质量分数的钢样,用成分、OM、SEM、EDS和图像分析仪等方法,分析研究了微量稀土元素对Q235B钢微观组织和力学性能的影响.结果表明：在本研究条件下,随稀土量的增加,铁素体晶粒由24μm减小至12μm...     

UP/GF/LCPU原位混杂复合材料的热性能和动态力学性能

利用自行合成的端基含有活性基团的热致性液晶聚合物(LCPU)对不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)复合材料改性。用DSC、TGA、热膨胀仪、DMA测试了共混物的热性能和动态力学性能并研究其结构与性能的关系,用扫描电镜(SEM)对材料断面的形态结构进行了研究。结果表明:当LCPU含量为2.5%~5%,材料的综合热性能较好,材料的玻璃化转变温度、热失重温度、维卡软化点温度都有所提高,热膨胀性能得到改善。SEM观察表明,LCPU的加入对提高材料的断裂能具有一定的作用。     

空间4R球面机构作为转动副的3RPS并联机构运动学分析

目的设计一种新型3RsPS并联机构,使得机构可以输出3个转动自由度与3个移动自由度耦合的运动。方法根据机构的几何关系,在4R空间机构连杆运动学分析的基础上,建立该机构的运动学方程,使用消元法对其运动学正、逆解进行了求解。使用空间4R机构替换3RPS并联机构的转动副,使得该机构在初始位形下的结构,与3RPS并联机构等效。结果使用Matlab计算得到了运动学方程消元后方程的最高次数,从而得到了运动学正解最多的个数。该机构具有3个自由度,3个移动输出和3个转动输出耦合,机构的运动学正解最多有16个,这与3RPS最多拥有的正解数目一致。结论得到了一种新型的3RsPS机构,该机构的特征为RS副的转动轴线是在空间变化的,该机构的输出为三维移动伴随三维转动,具有此类运动模式的并联机构在不规则形状的产品分拣筛选时,具有一定应用前景。     

枕形包装机旋转往复式横封机构的运动分析

目的针对横封机构热封时间不足的问题,提出一种横封轨迹为D形的旋转往复式横封机构,并分析该横封机构的运动特性。方法根据包装机横封机构的工艺要求,求出该机构伺服输入的运动学方程。在Adams中建立机构的简易模型,并将伺服输入的运动学方程作为驱动进行运动学仿真。结果旋转往复式横封机构能够实现设定的工艺要求,可以有效地延长横封时间。结论旋转往复式横封机构丰富了横封机构的种类,在一定程度上解决了旋转式横封机构和往复式横封机构存在的问题。     

拉伸机冲杆行星齿轮式驱动机构的设计与分析

目的介绍一种新型拉伸机冲杆行星齿轮式驱动机构。方法首先,对易拉罐成型拉伸动作进行概述;然后,简要分析了传统拉伸机冲杆驱动机构的结构组成及工作原理;其次,详尽分析新型拉伸机冲杆行星齿轮式驱动机构的结构组成及工作原理,并进行了受力分析;最后,对传统与新型拉伸机驱动机构进行比较分析,得出了新型拉伸机驱动机构的优异特点。结果传统的驱动机构实质上是曲柄滑块机构,冲杆会受到垂直水平方向变化的分力,从而影响冲杆的工作性能;新型的驱动机构实质上是行星齿轮式直线运动机构,冲杆不受到垂直水平方向的分力,不会影响冲杆的工作性能。结论新型拉伸机冲杆行星齿轮式直线运动驱动机构的特点是振动小,稳定性能好,能达到设计要求。     

基于 ADAMS 的 3-UPRP 并联机构的运动学分析及仿真

目的对3-UPRP并联机构进行运动学分析和仿真,验证其是否具有良好的运动学性能。方法运用修正的G-K公式计算出该机构的自由度,并且利用D-H法计算3-UPRP并联机构的位置解,利用虚设机构法求出3-UPRP并联机构的一阶影响系数,利用ADAMS对机构进行位移、速度、加速度的分析。结果得到了机构的位置解以及仿真后的速度、加速度等图像,图像曲线都呈现周期性、有规律的运动,曲线未出现突变点和断点,变化范围稳定。结论该机构具有较好的运动学性能,在包装机械等领域有很好的应用前景。     

玻璃杯自动封装机及流水线平衡控制

目的针对易碎品玻璃杯研究一种玻璃杯自动封装机,通过各工序之间的协调配合实现玻璃杯的快速封装,重点解决玻璃杯的高效封装问题。方法通过囤箱机构、撑箱机构、热熔机构、升降机构、推杯机构、折箱机构、封箱机构实现易碎品封箱动作。纸箱运到下一机构时,上一机构继续工作,实现流水线封装过程控制。结果样机能将外形尺寸直径为80 mm,高为80 mm的玻璃杯缠绕减振膜后,装入纸箱中,并对纸箱进行封装工作。结论该流水线具有体积小、功能全、造价成本低等特点,提高了包装业的机动性,降低了包装成本,缩短了周期。