粉末冶金材料空穴和夹杂的疲劳蠕变损伤分析

基于Gurson塑性本构模型对含空穴和夹杂的镍基粉末冶金材料Fgh95进行了疲劳蠕变性能分析.采用K-R损伤模型对含空穴和夹杂的粉末冶金材料Fgh95进行了高温蠕变及疲劳-蠕变交互作用性能研究.结果表明:在疲劳载荷和高温蠕变载荷作用下,空穴比夹杂更易引起粉末冶金材料的损伤失效,相对高温蠕变载荷而言,疲劳-蠕变交互作用更易引起材料的破坏,且疲劳-蠕变交互作用对含夹杂材料的影响大于含空穴材料.     

界面拉伸强度对含夹杂粉末高温合金断裂性能的影响

采用GURSON本构方程对粉末冶金材料Ⅰ型裂纹紧凑拉伸试样进行了有限元分析，模拟了夹杂与基体之间的不同界面拉伸强度对基体的损伤及裂纹扩展性能的影响。夹杂与基体间的界面不产生开裂，基体材料的损伤及微裂纹源集中于切口区域。且有最小值；当夹杂从基体上沿界面逐渐脱落时，基体损伤及微裂纹源集中于夹杂周围区域，且在界面拉伸强度等于基体材料的屈服强度时，基体损伤最小，对大多数夹杂，基体最大等效塑性应变也最小。     

夹杂物尺寸对粉末高温合金低周疲劳寿命影响的机制

为了研究夹杂物尺寸对粉末高温合金低周疲劳寿命的影响,将夹杂分别位于试样中心、表面、亚表面并改变其尺寸,研究同一位置下,不同夹杂物尺寸对应力应变分布的影响,结果表明:当夹杂物界面上不含微孔洞时,夹杂物与基体尺寸比例在实验室尺度（1:25）到工程尺度（1:10 000）范围内,夹杂物尺寸对应力应变影响很小;工程实际中,缺陷往往会与基体形成不完好的连接界面,即初始损伤破坏——微孔洞。缺陷对寿命的影响原因:夹杂物尺寸越大,它与基体的界面就越大,出现不完好连接和缺陷的概率就会增加,容易在界面处产生初始损伤破坏;当夹杂物界面上含有微孔洞时,随着夹杂物尺寸变大,界面正应力明显增大,界面切应力微弱减小,基体最大正应力和最大塑性应变均明显增大。     

缺陷类型对FGH95粉末高温合金界面开裂行为影响的模拟

为了研究缺陷类型对粉末高温合金缺陷处应力应变分布的影响,通过弹性模量表征,将缺陷分为硬夹杂(弹性模量大于基体)、软夹杂(弹性模量小于基体)、孔洞(弹性模量为0)。用有限元模型模拟了弹塑性条件下不同类型缺陷对缺陷/基体界面应力应变分布的影响。结果表明,缺陷类型对界面附近应力应变分布影响明显。在该研究的基础上,分析了不同类型缺陷的致裂机制,即:当界面粘接强度较低时,界面应力是评价界面附近破坏的主要参量,当界面粘接强度较高时,基体最大主应力和基体最大塑性应变是评价界面附近破坏的主要参量。分析了当界面结合强度较强、较弱(相对于基体)两种情况下,硬夹杂和软夹杂的界面裂纹在外加载荷作用下的演变过程。从断口上观察分析了源区含不同类别夹杂开裂形貌,其开裂行为与模拟结果一致,验证了模拟的有效性。     

颗粒几何特征对SiC颗粒增强Al基复合材料力学行为的影响

利用有限元方法建立二维模型分析了不同外力下SiC颗粒形状及其尺寸对Al基复合材料力学行为的影响.结果表明,颗粒形状对材料的应力和应变分布的影响很大,颗粒尖角附近的应力和外力方向上基体相应位置的应变均有严重的集中现象.随颗粒角度的减小和外力的增大,颗粒的应力和基体的应变均很快增大.颗粒尺寸较小时,对颗粒的应力的影响小.     

SiC颗粒表面修饰对铜基复合材料性能的影响

采用粉末冶金结合化学沉积工艺制备SiC颗粒增强铜基复合材料。研究在SiC颗粒表面修饰不同金属（铜、镍）对复合材料界面结合状况的作用,并比较两种金属涂层各自对材料性能的影响。结果表明：SiC颗粒经表面修饰铜、镍后,复合材料界面结合紧密,界面结合强度提高,在基体和增强颗粒之间可以有效传递载荷,使得复合材料的相对密度、宏观硬度和力学性能获得提高。由于基体铜和镍镀层之间可以相互扩散,形成连续固溶层,从而使复合材料力学性能提升更为显著,但是由于在修饰镍过程中引入少量镍磷化合物夹杂,所以材料的导电、导热性能没有获得明显改善。     

MnS高温应力-应变曲线及其在有限元分析中的应用（英文）

设计一种非金属材料高温应力-应变曲线测试方法,并对所获得的Mn S高温应力-应变曲线数据进行摩擦修正。在此基础上利用有限元分析技术,研究变形参数对Mn S夹杂物演变的影响,并设计相应物理实验进行对比分析。结果表明:实验方法获得Mn S高温变形数据有较高的可靠性。在基体变形过程中,Mn S夹杂物形状由球状逐渐变为椭球体形、直至圆薄片状,且基体不同位置处夹杂物变形后的形貌不同。随着Mn S夹杂物初始尺寸的增加,探伤检测不通过风险增大,锻件质量亦随之变差。     

ZM6镁合金铸件夹杂物表征及其对拉伸力学性能的影响

夹杂是影响ZM6镁合金铸件力学性能的重要因素。通过拉伸试验测试含有夹杂缺陷ZM6镁合金的力学性能,对试样断口宏观形貌和微观形貌进行观察,测量夹杂物尺寸,定量研究夹杂物的等效直径对抗拉强度和伸长率的影响,建立抗拉强度和伸长率分别与夹杂物等效直径之间的函数关系,并采用ANSYS软件建立含有不同夹杂物尺寸的ZM6镁合金有限模型。结果表明：ZM6合金中的夹杂物主要为氧化镁;等效直径能够很好的表征夹杂物尺寸,随着夹杂物等效直径的增大,抗拉强度和伸长率会随之降低;有限元模拟表明夹杂物和基体界面位置存在明显应力集中,且位于基体较薄界面位置,可较准确预测含不同尺寸夹杂物的合金拉伸性能,拉伸应力应变曲线偏差5%之内,抗拉强度预测误差小于10%。     

氧含量对金刚石工具胎体力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备了铁基胎体的金刚石工具,通过检测材料的硬度、抗弯强度、抗剪强度等力学性能考察了不同氧含量对连接强度的影响.结果表明,随着氧含量的降低,烧结基体的硬度、抗弯强度和抗剪强度等力学性能明显增强.当氧含量小于0.02％时,胎体断口致密化程度很高,力学性能可达到最佳.     

大型挂舵臂铸钢件试样中夹杂物的应力场数值模拟

钢中的非金属夹杂物对钢质量和性能的影响,不仅取决于夹杂物数量的多少,而且与夹杂物的类型、形状、大小、变形行为和分布情况有着密切的关系。采用ANSYS有限元分析软件,对在大型挂舵臂铸钢件中出现的不同类型、形状、分布的夹杂物进行了在变载荷作用下,夹杂物及其周围基体应力场分布的模拟,进而从宏观力学角度分析夹杂物的微观力学行为,为阐明夹杂物在复杂载荷下的反应机制提供了依据。     

粉末冶金零件中孔隙的涂镀前封闭处理技术进展

阐述了粉末冶金零件中孔隙的涂镀前封闭处理技术的进展。介绍了粉末冶金的历史沿革及概念,提出、分析了粉末冶金材料在前处理过程中存在的问题,阐述了电镀或者油漆前处理之前进行材料孔隙封闭处理的重要意义,讨论了现代工业应用越来越多的粉末冶金材料的类型及产品零件。针对粉末冶金零件涂镀过程中孔隙中易残留溶液成分,导致表面涂镀层起泡、剥离等问题,介绍了目前采用的粉末冶金零件孔隙涂镀前的封闭处理方法,分析探讨了粉末冶金零件镀前用防锈水封闭处理的优势,并分析了防锈水中缓蚀剂的作用原理。防锈水中缓蚀剂等成分的渗入与扩散,对粉末冶金材料的孔隙产生化学吸附、转化及沉淀,从而封闭和填充粉末冶金材料中的孔隙,可以有效提高粉末冶金零件表面涂镀层的结合力和耐腐蚀性能。     

制备工艺对AgCuO电接触材料组织和电寿命的影响

研究了用2种方法制备的AgCuO材料的组织形貌，发现在反应合成法制备的AgCuO材料中，生成的CuO颗粒较细小，并沿着Ag颗粒的边界分布；而粉末冶金法获得的AgCuO材料发生CuO颗粒的团状聚集，且孔隙较多。通过对接触电寿命的测试，结果表明反应合成法得到的AgCuO材料的电寿命是粉末冶金法制备的2倍。     

Characteristics of EB-weldable molybdenum and Mo-Re alloys

The electron-beam weldability, structure, and mechanical behavior of molybdenum and Mo-Re alloys produced via powder metallurgy were characterized by comparison with those produced by ingot metallurgy. By establishing the fabrication and processing for reducing the total oxygen of the starting materials, sound electron-beam welds of the powder metallurgy materials could be obtained. Intergranular embrittlement in the weld metal was improved by heat treatment. Carbon doping and postweld heat treatment were significantly effective to recover the strength and, therefore, the ductility. This is primarily attributed to an increase of the grain boundary cohesion due to the effective carbon segregation and precipitation. As a result, it was found that the welds of the powder metallurgy materials have good potential not only for high-performance materials but also for structural components.     

现代粉末冶金材料和技术发展现状(一)

概述现代粉末冶金材料和技术的发展现状。介绍了传统粉末冶金材料与先进粉末冶金材料的基本特性、应用情况及发展趋势,较系统介绍了机械合金化、粉末注射成形、温压成形、喷射成形、微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等新技术的研究与开发状况。内容分（一）、（二）两部分,分两期发表。     

Corrosion behaviour of powder metallurgical and cast Al-Zn-Mg base alloys

The behaviour of Al-Zn-Mg base alloys produced by powder metallurgy and casting has been studied using potentiodynamic polarisation in 0.3% and 3% NaCl solutions. The influence of alloy production route on microstructure has been examined by scanning electron microscopy, Auger electron spectroscopy and secondary ion mass spectrometry. An improvement in performance of powder metallurgy (PM) materials, compared with the cast alloy, was evident in solutions of low chloride concentration; less striking differences were revealed in high chloride concentration. Both powder metallurgy and cast alloys show two main types of precipitates, which were identified as Zn-Mg and Zr-Sc base intermetallic phases. The microstructure of the PM alloys is refined compared with the cast material, which assists understanding of the corrosion performance. The corrosion process commences with dissolution of the Zn-Mg base phases, with the relatively coarse phases present in the cast alloy showing ready development of corrosion.     

现代粉末冶金材料和技术发展现状(二)

概述现代粉末冶金材料和技术的发展现状。介绍了传统粉末冶金材料与先进粉末冶金材料的基本特性、应用情况及发展趋势,较系统介绍了机械合金化、粉末注射成形、温压成形、喷射成形、微波烧结、放电等离子烧结、自蔓延高温合成、烧结硬化等新技术的研究与开发状况。内容分一、二两部分,分两期发表。     

空穴长大延性损伤新模型

以45中碳钢为研究对象,进行了拉伸、压缩、扭转、精冲实验,并结合有限元对各实验过程中的应力三轴度和延性损伤进行了分析,归纳了金属材料的3种延性损伤机理:无空穴影响剪切损伤、剪切型空穴损伤和拉伸型空穴损伤.在上述工作基础上,提出了一个新的基于空穴长大的延性损伤模型,能够较准确地预测材料拉伸、精冲过程中延性断裂的出现,扩大了损伤模型的预测范围.     

制备工艺对AgSnO_2(12)电接触材料组织与性能的影响

分别采用粉末冶金法和内氧化法制备了AgSnO_2(12)电接触材料,研究了制备工艺对AgSnO_2电接触材料微观组织、物理性能、加工性能和抗电弧侵蚀性能的影响。结果表明,内氧化法制备的AgSnO_2电接触材料组织致密、SnO_2颗粒在Ag基体内分布均匀,其显微硬度(Hv0.2)为109,抗拉强度为254 MPa,断后伸长率为18%。与粉末冶金法相比,内氧化法制得的AgSnO_2电接触材料具有更好的加工性能和抗电弧侵蚀性能。     

铁基粉末冶金含油材料摩擦学性能

采用粉末冶金方法制备多孔含油铁基材料,在自制的HDM-10型端面摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,考察了含碳量及材料密度对含油铁基材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：铁基粉末冶金含油材料的含碳量应选择0．6～0．8％（质量）为宜,组织为珠光体加少量铁素体,综合摩擦学性能最佳;密度与含油铁基材料的摩擦学性能有密切关系,有一最佳的密度选择范围。     

Al2O3/CUCrZr复合材料的制备工艺与性能研究

采用粉末冶金结合热挤压的工艺制备了Al2O3，颗粒增强CuCrZr基复合材料，探讨了制备工艺、热处理参数和CuCrZr粉末粒度对材料性能的影响。结果表明，以微量Cr和Zr元素强化铜基体，经过适当的时效处理工艺，可同时发挥弥散强化和复合强化两种机制的增强作用，显著提高复合材料的力学性能。