数值模拟研究SiCp/2024Al复合材料动态力学性能

基于复合材料扫描电镜图像,通过图像处理和识别技术,建立复合材料真实微观结构有限元模型,利用该微观模型对SiCp/2024Al复合材料在准静态与动态下的力学性能进行研究。结果表明,SiCp/2024Al复合材料在准静态与动态下的力学性能有显著差异,随着应变率增大,复合材料的弹性模量、屈服强度、流动应力均增大,在高应变率下复合材料出现应变软化现象;在动态压缩过程中,高体积分数SiCp/2024Al复合材料其承载机理与低体积分数复合材料不同;SiCp/2024Al复合材料在加载过程中同时受到应变硬化、应变率硬化作用,并随着增强体SiC颗粒体积分数增大,应变率敏感率随之增加。     

退火温度对SiCp／2024Al铝基复合材料腐蚀行为的影响

用电化学方法、实验室全浸实验和x射线应力分析技术研究了退火温度对碳化硅颗粒增强2024铝(SiCp／2024Al)基复合材料腐蚀行为的影响，并用扫描电子显微镜(SEM)观察了腐蚀前后的微观形貌．结果表明；高温退火条件下材料的腐蚀电位Ecorr和孔蚀电位Epit均有较大程度的负移，但退火温度的不同对SiCp／2024Al基复合材料抗局部腐蚀能力影响不大；退火温度升高，由于富铜相析出增加及热失配造成的微缝隙增多而使材料的腐蚀坑变多、变浅、均匀化程度加深．     

电场时效对2024铝合金尺寸稳定性的影响

研究了电场时效处理中电场强度对2024铝合金的微屈服强度和微变形行为的影响。结果表明，适当的电场时效工艺可有效的提高2024铝合金的微屈服强度，而且提高了合金微变形阶段的应变指数，可作为2024铝合金的一种新的尺寸稳定化处理工艺。     

2024A1高温高应变率下动态塑性本构关系的实验研究

运用SHPB装置,文章对2024A1在不同温度和不同应变率条件下的动态力学行为开展了系列的实验研究,基于Johnson-Cook（Jc）本构模型,通过实验数据拟合得到了相应的材料模型参量,从而建立了2024A1的动态塑性本构关系。为进一步验证该本构关系,基于有限元方法,对常温下应变率为700s^-1的SHPB实验进行了数值模拟,模拟计算结果与实验结果相吻合,表明所得到的模型可以很好地描述该材料在高温高应变率下的动态塑性力学行为。     

粉末冶金法制备SiC_p/2024Al泡沫复合材料的表征(英文)

为了丰富泡沫材料制备工艺、推动其快速发展与广泛应用,以CaCO3为发泡剂采用粉末冶金法制备SiCp/2024Al泡沫复合材料。采用SEM和Magiscan-2A图像分析仪研究了CaCO3发泡剂和SiC颗粒的含量对发泡行为的影响,并且通过Gleeble 1500热模拟机分析了SiC颗粒的含量对压缩性能的影响。结果表明:随着发泡剂的增多,孔隙率和孔径先增加后减小。随着增强体含量的增加,孔隙率和孔径都减小。压缩曲线揭示加入增强体可以改善压缩屈服强度和吸能能力。SiCp/2024Al泡沫复合材料显示为脆性泡沫材料。     

短碳纤维增强2024铝基复合材料微屈服行为研究

采用液态搅拌铸造制出了纤维长度分别为2mm和3mm、含量为2%的短碳纤维增强的含Sc的2024铝基复合材料。用加载-卸载法研究了两种材料不同时效态的微屈服性能。结果表明,短碳纤维增强2024铝基复合材料的微屈服强度具有宏观强度时效强化规律特征。峰值时效的材料具有最高的微屈服强度;微屈服阶段硬化率先增大后减小,均远高于宏观屈服初期硬化率。相比于2mm碳纤维,3mm碳纤维增强的含Sc的2024铝基复合材料具有更高的微屈服强度。     

大尺寸12%(体积)SiCp/2024Al复合材料制备工艺研究

采用元素粉末作为12%(体积)SiCp/2024Al复合材料的原料,研究了冷压后经真空烧结获得预制坯,再对坯料进行热变形的制备工艺,通过金相观察、力学性能测试等手段研究了12%(体积)SiCp/2024Al复合材料在热变形前后的显微组织及力学性能。结果表明:经过热变形的12%(体积)SiCp/2024Al复合材料组织的均匀性得到了明显改善,显微孔洞和SiC颗粒团聚现象明显消除。复合材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率较变形前有普遍提高。热变形改善了SiCp颗粒分布均匀性,致密度和硬度也进一步提高。     

SiCp／2024Al复合材料及2024Al合金的微屈服行为

对ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料及其基体２０２４Ａｌ合金的微了行为和热处理的影响进行了详细的比较研究。结果表明,由于ＳｉＣ颗粒的作用,复合材料在微屈服前即已产生明显的应变弛豫,并且其微屈服行为也与铝合金不同。在时效处理中,两种材料的微屈服强度均受时效强化相析出规律的控制。表明出“峰时效”现象;而冷热循环处理能改善２０２４Ａｌ的微屈服性能,但却对ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ的微屈服强度不利。     

2024A铝合金高温流变行为及本构关系研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机对2024A铝合金进行等温热轧,对其高温流变行为进行了研究。通过试验获得2024A铝合金在温度为300~450℃、应变速率为0.01~10s-1时的真应力-真应变曲线。结果表明,2024A铝合金的流变应力与温度、应变速率和变形量之间呈非线性关系,流变应力随着应变速率增大而升高,随着变形温度的升高而降低。基于试验数据,分别建立考虑应变补偿的Arrhenius和修正的Johnson-Cook(M-JC)本构模型,引入统计学方法对模型精度进行量化评估:Arrhenius模型的平均相对误差和均方根误差分别为5.02%和5.88MPa,M-JC模型的平均相对误差和均方根误差分别为3.72%和5.27MPa,可见M-JC模型预测精度优于Arrhenius模型,说明M-JC模型能更为准确地描述2024A铝合金的高温轧制过程中的流变行为。     

SiC颗粒对SiC_p/2024复合材料半固态下压缩行为的影响

研究了部分重熔SiCp/2024复合材料的微观组织特征和压缩行为,SiC颗粒体积分数分别为10％和20％。复合材料采用粉末冶金法制备,并经高温挤压得到复合材料棒,挤压比为16:1。挤压态复合材料加热到半固态温区在应变速率为0.012 s-1～0.060 s-1范围内进行单轴压缩试验,研究了SiC颗粒体积分数、加热温度和应变速率对复合材料半固态压缩行为的影响规律。流变学分析表明,部分重熔复合材料类似非牛顿流体,可用Norton-Hoff定律来描述,σ=Kεm值在0.25～0.45范围内。     

热处理对SiCp／2024Al复合材料尺寸稳定性的影响

以微屈服强度、应力松弛强度及线性尺寸测量值为指标,研究了多种热处理对ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ 复合材料尺寸稳定性的影响。结果表明, 在不同使用环境条件下, 应作不同的尺寸稳定化处理。峰时效处理能提高材料抵抗负载尺寸稳定性, 冷热循环处理则对抵抗环境温度变化尺寸稳定性有利, 而退火、深冷处理的尺寸稳定性较低。分析了影响该复合材料尺寸稳定性的微观结构因素。     

Effect of Thermal Cycling Treatment on Microyield Behavior of Al_2O_3p/Al Composite

ＥｆｅｃｔｏｆＴｈｅｒｍａｌＣｙｃｌｉｎｇＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｎＭｉｃｒｏｙｉｅｌｄＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＡｌ２Ｏ３ｐ／ＡｌＣｏｍｐｏｓｉｔｅＬｉＹｉｃｈｕｎ，ＦａｎＪｉａｎｚｈｏｎｇ，ＺｈａｎｇＫｕｉ，ＺｈａｎｇＳｈａｏｍｉｎｇ，ＳｈｉＬｉｋａｉ（李...     

LY12合金微屈服与宏观屈服性能差异的探讨

研究了LY12合金微屈服与宏观屈服性能差异及热处理对它们的影响。结果表明：两范围内的屈服机制不同;时效处理时微、宏观屈服强度变化趋势相似,均有"峰时效"现象;而循环处理时,两者却有不同的变化规律。     

冷热循环对颗粒增强铝基复合材料微屈服行为的影响

采用微屈服强度测试、透射电镜和高分辨透射电镜分析,对经过不同冷热循环工艺处理后的颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为进行了研究。结果表明,冷热循环次数虽然对颗粒增强铝基复合材料微屈服行为的宏观规律没有本质的影响,但是仍然影响颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为。对球形颗粒而言,小应变量下的微屈服强度随冷热循环次数的增加而增高;但对棱形颗粒而言,循环次数的影响较为复杂。研究还表明,冷热循环次数影响颗粒增强铝基复合材料微屈服行为的主要原因是其位错组态和残余应力在不同的循环次数下有明显的不同。     

A STUDY ON MICRO-PLASTIC DEFORMATION BEHAVIOR OF 2024 A1 ALLOY

1.~hon2024Alalloyusedincomponentsofaprecisiondeviceishighlyrearredfordimensionalstability.althoughdimensionalstabilityhadbeenstudiedinseverallit.rat~.[l--3),therelationshipsbetweenndcrostructureanddimensionalstabilitypropertiesandAnsotmpofmicro--plasticdeformationresistanceforhotextruded2024Alalloybarwerenotinvestigatedindetails.SOInanyengineeringproblemsPertinentto2024hialloyremaininsuspense.Additionallytheconventionalevaluationfordimensionalstabilityinunloadingconditionisobtainedbyend--len…     

SiCp/2024Al基复合材料的点蚀行为

采用动电位阳极极化法对17%SiCp/2024Al基复合材料及其基体合金在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性进行了研究.结果表明:SiC颗粒的加入并不影响SiCp/2024Al基复合材料的点蚀敏感性,但与基体相比,其耐蚀性有所下降.对极化后和长期浸泡试样的腐蚀形貌观察发现:与基体相比,SiCp/2024Al基复合材料表面上的蚀孔数量相对较多,蚀孔尺寸稍小,大小分布不均匀;最大蚀孔较深,并有严重的裂缝腐蚀;裂缝腐蚀的存在会使SiCp/2024Al基复合材料的点蚀抗力明显降低.能谱分析表明:SiCp/2024Al基复合材料的腐蚀机制为富Cu阴极相与贫Cu阳极相间的电偶腐蚀,另外,SiC与Al间也存在电偶腐蚀倾向.     

Non-isothermal aging behavior of in-situ AA2024−Al3NiCu composite

The effect of non-isothermal aging treatment on microstructure and mechanical properties of in-situ AA2024?Al₃NiCu composite fabricated by the stir casting process was examined. The Al₃NiCu intermetallic was created by adding 3 wt.% nickel powder during stir casting and homogenization treatment at 500 °C for 24 h after casting. The microstructural results obtained using optical and scanning electron microscope indicate that, after non-isothermal aging treatment, the S-Al₂CuMg precipitates become finer, forming a poor zone of this precipitate in the area between the dendrites. Also, adding nickel during stir casting reduces the precipitation rate and the contribution of S-Al₂CuMg precipitates in strengthening composite during non-isothermal aging. The maximum hardness, ultimate tensile strength, and toughness achieved in the 3 wt.% nickel-containing sample after non-isothermal aging at 250 °C are (121.30±4.21) HV, (221.67±8.31) MPa, and (1.67±0.08) MJ/m³, respectively. The maximum hardness and ultimate tensile strength of AA2024?Al₃NiCu composite are decreased by 6% and 4%, respectively, compared to those of nickel-free AA2024 aluminum alloy.     

预拉伸处理对2024铝合金组织和性能影响

采用硬度测试、室温力学性能测试、组织观测,研究了自然时效前的预拉伸(预拉伸率1%、1.5%,2%、2.5%、3%)对2024铝合金时效过程和拉伸性能影响。结果表明,预拉伸处理延缓了合金的自然时效过程,但提高了合金的硬度和强度。当预拉伸率为2%时,合金的最高强度和伸长率分别为456 N/mm2,20.6%,这是由于冷变形量不同、回复所引起的软化、GPB区和S″相强化综合作用所导致的。自然时效时,析出物为GPB区、T相(Al20Cu2Mn3)及S″相(Al2CuMg),其中GPB区、S″(Al2CuMg)相为主要强化相,T相(Al20Cu2Mn3)有细化晶粒的作用,比未预拉伸处理合金的析出相数量多,且析出相分布更均匀,使合金厚板的强度提高。