金属材料在航天领域的应用及其热处理工艺

航天技术发展推动着高性能金属材料的进步以及制造技术的发展.本文对几种高性能金属材料如铝合金、钛合金、高温合金、超高强度钢、金属间化合物、镁合金以及金属磁性材料在航天领域的应用及其热处理工艺进行了简要介绍.     

Fe-25Cr-12Co-1Si合金分级回火过程中的组织、磁性能及M(o)ssbauer谱研究

本文应用TEM和M(o)ssbauer谱系统研究了Fe-25Cr-12Co-1Si合金在分级回火过程中磁性能与微观组织以及超精细结构变化的相互关系.结果表明,随分级回火进行,合金磁性能不断提高主要是源于其微观组织中调幅分解产生的α1和α2两相的饱和磁化强度差别的增加,这种差别是由两相成分差别导致的.调幅分解生成的单畴粒子的形状各向异性不是Fe-Cr-Co合金在分级回火过程中磁性能提高的决定性因素.     

铝合金硅酸盐系微弧氧化陶瓷层形成机制的研究

选择硅酸盐系电解液,用微弧氧化方法在LY12基体上制备了陶瓷层。用扫描电镜、能谱仪等研究了不同氧化时间形成陶瓷层的成分分布和组织变化规律。结果表明:氧化初期,陶瓷层生长主要是疏松层的增厚过程;在60-180min的氧化中期,陶瓷层增厚包括了疏松层生长和致密层生长两个过程,前半段由疏松层向外生长为主,后半段以致密层向基体内部生长为主;氧化后期,两层的生长速率及层厚基本持平,陶瓷层生长速率明显降低。     

高速粒子撞击作用下LF6合金多层靶结构防护能力研究

针对总厚度为４ｍｍ的ＬＦ６合金双层靶和总厚度为２ｍｍ的三层靶进行了直径为２ｍｍ,速度分别为５．８和７．２ｋｍ／ｓ的ＧＣｒ１５粒子 撞击试验,并对双层靶进行了不同前靶厚度和靶间距的撞击试验,试验结果表明：与同样碰撞条件下半无限体靶上产生的破坏情况相比,多层靶被击穿的总厚度远淖于半无限体靶上形成的弹坑深度,采用多层靶结构可显著提高材料的抗高速粒子撞击能力,并大大降低航天器抗高速粒子撞击的防护结构的重量     

Effect of fine precipitates on initiation and propagation of micro-cracks in low alloy Cr-Mo-V steel

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃｏａｒｓｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｔｈｅｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｃａｒｂｉｄｅｓ,ｃａｎｃｒａｃｋｄｕｒｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｕｌｔｉｎｃｌｅａｖａｇｅｆａｉｌｕｒｅ,ｂｒｉｎｇｄｏｗｎｔｈｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｓｔｅｅｌｓ[1].Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｆｉｎｅｓｃａｌｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ(ｌｅｓｓｔｈａｎ100ｎｍｉｎｓｉｚｅ)ｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｂｅｈａｖｉｏｒ…     

晶粒形貌及织构对AA 7055铝合金板材不同厚度层屈服强度的影响

研究了AA 7055铝合金板材不同厚度层屈服强度的演变规律,并采用背散射电子衍射(EBSD)技术对板材各厚度层进行了微观组织观察和织构组分测试.拉伸试验结果表明,AA 7055铝合金板材的屈服强度在板厚方向呈各向异性,从表面层到中心层屈服强度依次增加,并且在1/4厚度层的屈服强度值突然增大.EBSD结果表明,表面层附近晶粒呈近等轴状,中心层附近晶粒沿轧制方向拉长;此外,织构组分在中心附近以Brass、S、Copper为主,表面层附近则以Cube ND、Random取向为主.当合金沿板材轧制方向拉伸时,由于Brass、S、Copper是硬取向,它们提供较大的泰勒因子M值,从而使屈服强度增大;相反,Cube ND、Random是软取向,他们对屈服强度的贡献较小.另外,晶粒形貌也影响着屈服强度的各向异性.     

Fe-Cr-Co永磁合金的磁性能稳定性

永磁材料的磁性能稳定性是永磁材料的重要指标.在分析Fe-Cr-Co系永磁合金的磁性能形成机制的基础上,综述了该合金的温度稳定性、时间稳定性及其他条件下的稳定性规律,并对提高其稳定性的稳定化处理方法进行了探讨.     

航天器结构材料抗高速碰撞能力的评价

研究了LY12－M、LF6、TA6、30CrMnSi-M、30CrMrSi-T受2.6～7km／s高速弹丸GCr15碰撞形成的弹坑体积和弹丸动能之间的线性关系。提出了用材料密度与布氏硬度（ρ.HB）作为评价材料抗高速碰撞能力的标准。材料的ρ.HB值越大，其抗高速碰撞能力越强。在同时考虑抗高速碰撞性能和量要求时选择作为航天器结构材料的优劣次序是TA6、LF6、LY12－M、30CrMnSi－T、30CrMnSi－M。     

GH4169合金δ相的溶解行为及对变形机制的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电镜(TEM)研究GH4169合金中δ相在高温变形条件下的演变规律,分析δ相的溶解过程及其动力学机制,探讨δ相对GH4169合金高温变形动态再结晶机制的影响。结果表明:随变形温度的升高或应变速率的降低δ相含量减少,动态再结晶晶粒尺雨和体积含量增大,δ相主要以弯曲、扭折和切断等方式来协调塑性变形,并在界面能降低的驱动力下由针状逐渐转变为短针状乃至球状;在高温变形条件下,δ相的溶解时间大大缩短,位错、空位和曲率对δ相的溶解起到重要作用,这主要与其对溶质原子扩散行为的影响有关,变形过程中产生的大量高密度位借及空位为溶质原子提供了众多高速率扩散通道,促进了δ相的溶解;δ相的存在改变了GH4169合金的动态再结晶机制,其动态再结晶机制主要有δ相诱发动态再结晶形核和非连续动态再结晶形核。     

大型铝合金构件制造全过程残余应力预测与控制

针对大型铝合金构件残余应力预测与控制领域研究现状进行总结,并对其发展方向进行分析。大型构件残余应力预测与控制技术的研究正在快速发展当中,串联热处理、冷变形、机加工等关键工序的残余应力全过程控制成为主要思路,模型化测试、全过程仿真分析以及全过程控制是大型构件残余应力控制技术领域较为明确的3个发展方向。遵循该思路已形成较为完整的技术体系,基于选位测试与模型融合的应力测试、基于全过程仿真的残余应力预测、涵盖制造全过程的残余应力控制等技术分支均有相当发展,相应成果已验证应用于关键装备。国内关于残余应力预测与控制技术的研究方兴未艾,仿真工具、数据库以及应用验证尚待发展。模型、数据双驱动的仿真分析是解决体残余应力演化全过程追踪与控制难题的有效手段,也是残余应力控制技术融入智能制造的重要途径。焊接结构残余应力演化以及含残余应力构件的服役行为,是残余应力控制技术应关注问题,以上两方面为未来发展趋势。