激光沉积Ti65钛合金低周疲劳性能

对激光沉积制造的Ti65钛合金进行室温低周疲劳实验,对比研究了高、低功率试样的低周疲劳性能。结果表明,高、低功率试样均表现出循环软化的特征,随着应变幅的增加,试样的软化率在不断提高;相同应变幅下,高功率试样的软化率和疲劳寿命高于低功率试样。通过损伤演化模型对疲劳寿命进行预测,预测结果较为准确,均处于1.5倍分散带以内。低应变幅下,低功率试样疲劳源萌生于气孔缺陷,高功率试样疲劳源萌生于表面裂纹,低功率试样裂纹萌生速度明显快于高功率试样,疲劳寿命更低;高应变幅下,试样具有多疲劳源,疲劳寿命明显下降。不同功率试样的裂纹均以穿晶断裂的形式进行扩展。     

激光沉积修复不锈钢管道组织性能及断裂机理分析

选取316L不锈钢粉末以激光沉积方式对含预制裂纹的316L不锈钢核电管道进行不同工艺参数的沉积修复,通过光学显微镜观测修复区宏观形貌和显微组织,通过显微硬度计、拉伸试验机测定修复试样力学性能,利用疲劳试验机测试不同扫描速度下修复试样疲劳寿命,并用扫描电镜观察断口形貌特征。结果表明,修复区由熔合区和熔覆区组成,熔覆区由胞状晶、柱状晶、树枝晶组成,熔合区呈现网状晶体结构。显微硬度分布呈现熔合区>熔覆区>热影响区>基材。在一定范围内,随着激光功率的增加、扫描速度和送粉速率的减少,晶粒尺寸逐渐增大,修复区显微硬度呈下降趋势,热影响区硬度呈上升趋势。当激光功率为1 300 W、扫描速度9 mm/s、送粉速率0.5 g/min,试样伸长率为61.61%,在400 MPa应力水平下,循环次数为67 225次。由于良好的宏观形貌、修复区细化的晶体、程度较小的加工硬化,试样表现出良好的塑性和抗疲劳性能,力学性能最优。     

激光沉积TA15钛合金裂纹扩展行为研究

采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(),少量沿扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。     

电沉积Ti—Al合金粉粒度和含铝量的研究

本文研究以废钛和铝为单金属分挂可溶阳极时，在ＮａＣｌ－ＫＣｌ－ＮａＦ－ＴｉＣｌｎ－ＡｌＣｌ３熔盐体系钛、铝共沉积过程中，含铝量与析出Ｔｉ－Ａｌ合金粉粒度的关系，探讨制取含铝量较高的中等粒度合金粉的可能性。此外，还研究了熔盐中加入ＮａＦ及钛、铝离子浓度、温度、电流密度对共电沉积Ｔｉ－Ａｌ合金粉（－０６３～＋００８ｍｍ）中含铝量的影响     

玻璃纤维强化Ti/Al3Ti层状复合材料的方法与性能研究

利用真空热压烧结工艺,以一种新型的材料排列方式（复合材料前半部分为Ti/Al₃Ti层状复合材料,后半部分在Ti/Al₃Ti层之间扦插玻璃纤维）,成功利用玻璃纤维强化Ti/Al₃Ti层状复合材料。在同样的工艺条件下,通过改变玻璃纤维的层数（玻璃纤维的体积分数）,探究玻璃纤维的层数对复合材料静态压缩性能、静态拉伸性能的影响。研究结果表明：随着玻璃纤维层数的增加,复合材料的静态压缩性能与静态拉伸性能都有提升,但不是简单的正相关,而是前期提升效果明显,后期提升效果不明显;同时,复合材料的静态压缩性能在沿垂直于叠层方向测试时,提升效果要比沿平行于叠层方向测试时明显。     

焊接方法对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头性能的影响

试验研究了不同焊接方法对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头性能的影响,采用万能试验机进行拉伸试验。利用金相显微镜对焊接接头组织进行观察,分析焊接方法对接头性能和组织的影响。研究结果表明:TIG焊接接头性能和组织均优于MMA焊接接头。     

热等静压烧结制备Ti/Al3Ti金属间化合物层状复合材料的微观结构和性能

Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料因其本身具有高比弹性模量、低密度、高比强度、抗蠕变能力强、抗氧化能力强、耐高温等优异的性质,在航天精密零部件、装甲防弹、现代武器、汽车工业等领域广泛应用。利用热等静压烧结工艺制备了Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料,对复合材料的微观结构、显微硬度、压缩性能、拉伸性能进行了探究。结果表明：在保温700℃、压力为150 MPa条件下,烧结得到的复合材料无明显缺陷、界面结合良好;复合材料的硬度值呈周期性变化,Ti层在300 HV左右、Al3Ti层在530—600 HV之间、中心线处在530—540 HV之间;Ti层的引入对复合材料整体韧性有所提升,在静态压缩测试中垂直于叠层方向的平均最大抗压强度为1 185.1 MPa、平行于叠层方向为894.6 MPa,在静态拉伸测试中最大抗拉强度为281.7 MPa。说明,采用热等静压烧结工艺制备的Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料具有优异的力学性能。     

A356合金轮毂的微观组织及拉伸性能研究

研究了低压铸造A356合金轮毂重要部位微观组织及拉伸性能.结果表明:先凝固的部位微观结构细化,二次枝晶间距较小,后凝固的部位随着保温时间的延长,晶粒呈长大趋势,二次枝晶间距尺寸增大,因此最先凝固的内轮缘相较其他部位表现出最优的微观组织与力学性能;辐条处存在缩孔、缩松缺陷,在拉伸过程中,截面上缺陷的存在降低了承受外载荷的有效面积,试样在较小的载荷下发生断裂,因此辐条部位力学性能最差;在拉伸断口表面观察到较少的准解离平面和分布均匀的韧窝形貌,拉伸断裂方式为以韧性断裂为主的韧脆混合型断裂.     

电沉积Ni-ZrO_2复合镀层的耐蚀性能研究

在氨基磺酸盐溶液中获得了纳米Ni镀层和复合结构Ni-ZrO2镀层,两种镀层试样在4%NaCl溶液中进行耐蚀性能测试.利用X射线衍射、扫描电镜技术对镀层进行结构、形貌分析发现,Ni-ZrO2复合镀层表面颗粒更为细小,显微组织更加均匀、致密.腐蚀性能试验表明复合电镀层的耐蚀性优于纳米镍镀层的原因是因为纳米ZrO2颗粒的存在,不仅细化了基质金属的晶粒,同时提高了复合电镀层表面的化学稳定性,提高了腐蚀电位.     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的性能研究

以不同的锂源和钛源为原料,采用分段煅烧法制备了Li4 Ti5 O12负极活性粉末材料,采用SEM、粒度分析等方法对所获得粉末的粒径特性进行了分析.研究发现,用Li2 CO3和微米级锐钛型TiO2制备的Li4 Ti5 O12粉末粒径的形貌为细小的近球状,粉末充分分散,且呈正态分布.对用该材料组装成的模拟电池,采用恒电流充放电、循环伏安及电化学阻抗法进行电化学性能测试,结果表明:材料具有良好的电化学性能,平台电压基本在1.50～1.52 V之间,以0.2C充放电,放电容量可以达到156.16 mA·h/g.     

Ti含量对Nb-Si-Mo-Ti系合金组织性能影响的研究

研究Ti含量对Nb-Si系合金组织及性能的影响。以机械球磨和SPS烧结技术结合的方法对Nb-16Si-10Mo-xTi（x=0,2,4,6,8,10）合金进行制备,并对x不同时的合金在室温、1200℃时的组织及力学性能进行探究。结果表明：Ti含量增多,Tiss韧性相逐渐增多并聚集,组成相包括Nbss、Nb5Si3和Tiss相,室温下,合金弯曲强度,断裂韧性等有所提高,硬度下降,抗压强度先降后增,x=0时,抗压强度最高为2300MPa ,而Nb-Si-Mo-Ti系合金抗压强度最高为2200Mpa,且断裂方式由脆性断裂转变为复合断裂;1200℃下,抗压强度先降后增,x=0时,最高为605MPa,随Ti含量增加,Nb-Si-Mo-Ti系合金抗压强度最高可达470MPa,同时有较好塑韧性。1200℃压缩后,组织细化,韧性相沿垂直于压缩方向拉长,硬脆相则被挤压到韧性相内部或表面分布。     

钛铝合金原位拉伸损伤与断裂过程研究

通过原位拉伸及卸载试验,和试样断口与表面的SEM分析,对钛铝合金原位拉伸断裂过程、断裂起始点及断裂扩展情况进行了研究。结果发现该材料断口上呈现沿层断裂和穿层断裂的混合形态,并在裂纹前端取向不利的层团附近出现大量微裂纹损伤。发现其断裂过程为：随着外加载荷的增加,试样首先在晶粒沿层薄弱区开裂,继续加载会在主裂纹前端附近产生一些微裂纹损伤,接着裂纹将穿层断裂,同时积蓄的能量得到部分的释放,直至试样的整体断裂。     

激光增材TC4表面纳米梯度层结构与性能研究

采用超音速微粒轰击技术在激光增材TC4表面制备了纳米梯度强化层,并采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计和磨损试验机对不同处理时间的纳米梯度强化层微观结构演变和力学性能进行了测试.结果表明,经超音速微粒轰击处理后,TC4合金在一定范围内形成梯度结构的塑性变形区,其表面形成纳米...     

钛合金上微小深孔加工研究

分析钛合金上微小深孔加工的难点 ,介绍一种可以在普通机床上 ,用麻花钻顺利完成其加工的工艺方法 ,并给出了试验结果     

钛合金表面渗钼涂层的组织和性能研究

采用固体粉末包埋法在钛合金表面制备了渗钼涂层, 用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)仪以及X射线衍射(XRD)仪, 对不同热处理制度下涂层的形貌、组织结构、元素分布进行了分析。在900 ℃以上加热时, 得到了渗Mo涂层, 涂层由沉积层和扩散层组成, 涂层厚度随温度的提高而增加, 在1 050 ℃/6 h处理时, 其中扩散层厚度达到了370 μm, 涂层和基体界面间的裂痕被消除。涂层由外往里的相组成依次为Mo、β(Ti)、α″(Ti)、α′(Ti), 改变了原钛合金表面的相结构。涂层显微硬度最大值达到HV0.25 1 400 以上, 达到了提高钛合金涂层硬度的目的。     

激光微织构化铝合金表面的摩擦磨损研究

采用脉冲Nd∶YAG激光器在铝合金试件表面加工出具有规则形貌的圆形凹坑阵列,借助HSR-2M型高速往复摩擦磨损实验机,在滑动速度为0.15m/s、载荷10N的条件下,考察了乏油条件下圆形凹坑表面微织构的几何参数对"球-面"摩擦副摩擦学性能的影响,分析了激光加工对铝合金表面显微硬度的影响,并采用超景深显微系统对试件及对偶摩擦副表面的磨损特性进行了研究。结果表明,激光加工提高了铝合金基底的显微硬度;在乏油条件下,微织构化铝合金表面的平均摩擦系数与无织构表面相比明显减小,且波动稳定;经磨痕形貌分析可知,微织构化铝合金表面磨损程度减轻,当微凹坑直径为60μm,即面密度为4.91%时,微织构化铝合金表面具有最佳的减摩、抗磨性能。     

搭接率对激光熔覆TC4合金熔覆层耐腐耐磨性能影响

为了探究多道激光熔覆搭接率对熔覆层耐腐耐磨性能的影响,采用高功率半导体光纤耦合激光器以搭接率为变量制备单层多道熔覆涂层,通过分析不同工艺参数熔覆层和基材的硬度曲线、显微组织、极化曲线、摩擦磨损来判断工艺参数与组织和性能之间的关系。结果发现,激光熔覆可以显著提高TC4合金硬度的同时耐磨性能也要优于基材,熔覆层硬度可以达到500 HV左右,相比于基材的硬度提高约25.7%。对激光熔覆TC4合金来说搭接率的变化对内部相的构成无明显的影响,主要由α相和α′相构成,内部可以看到有原始β相晶粒存在,在晶粒内部马氏体组织相互交错呈网篮结构。与基材相比熔覆层的组织更为细密具有更好的耐蚀性。