热处理态Ni-Cr-Al合金的拉伸性能及微观变形机理

采用电子束气相沉积方法制备了Ni-Cr-Al合金,对试样进行了固溶及时效处理,考察了20～1000℃不同温度下合金的拉伸性能及位错结构特征。结果表明,随着试验温度升高,合金拉伸强度逐渐降低,断口形态大多为韧窝和准解理断裂构成。室温下,当合金中的γ'粒子达到临界尺寸后,位错弯曲绕过γ'粒子; 400℃时,位错密度增加,缺陷界面形成外禀层错,而反相畴界的存在会使位错切过γ'粒子的阻力增大; 700℃时,位错能够沿着基体弯曲移动,并产生攀移和交滑移; 1000℃时,位错线变长并发生弯曲,最终形成包围γ'粒子的位错环。     

时效及冷热循环对Al2O3增强2A12铝合金尺寸稳定性的影响

采用压铸方法制备了体积分数为30%的Al₂O₃/2A12复合材料,对其残余应力松弛及尺寸变化进行了研究,分析了时效和冷热循环处理对复合材料尺寸稳定性的影响规律。结果表明,复合材料的残余应力松弛量随时效时间的延长而增加;冷热循环处理不仅能导致高密度位错的形成,还能够促进时效析出,并能够降低复合材料中的残余应力,从而提高了复合材料在交变温度场下的尺寸稳定性。伴随着冷热循环处理循环下限温度的降低,即上下限温差越大,复合材料中的残余应力持续减小,微变形抗力提高,对基体析出的加速作用增大,复合材料的尺寸稳定性获得明显改善。本文提出的3种工艺中,160℃×10 h时效+（-196～160℃）冷热循环4次是提高Al₂O₃/2A12复合材料尺寸稳定性的最佳工艺。      

电子束沉积TiAl合金的微观形貌及组织结构稳定性

利用大功率电子束物理气相沉积设备,采用单靶蒸镀方法制备厚度为0.3mm的自由态TiAl合金板,并对制备态样品进行不同温度(650~950℃)的真空退火处理。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析退火处理对相组成及微观组织结构的影响。结果表明:Ti,Al元素饱和蒸气压的差异导致富Ti成分区和富Al成分区沿板材截面呈现交替变化,其组成相为α_2-Ti_3Al,γ-TiAl和τ-TiAl_2;在650~950℃温度区间退火24h后,由于Al向Ti中扩散,呈现明显的界面融混和晶粒粗化,导致有序相含量的降低,其层状结构的退化受到孔洞形成、晶粒长大以及层间吞噬的影响。     

电子束沉积SiC/ZrO2热防护层的结构优化及其抗热震性能

高性能辐射热防护层是高超声速飞行器金属热防护系统的重要组成部分。为获得高性能的热防护层,利用L5 EB-PVD电子束物理气相沉积设备在Haynes 214镍基合金表面沉积了SiC/ZrO2防护层,测试了其在热循环条件下的抗热震性能;通过分析其沉积温度及厚度对残余热应力的影响,确定了热防护层的沉积工艺参数。结果表明:热防护层在800℃和900℃循环80次后未出现明显的宏观裂纹;1000℃循环60次后,SiC表面层应力集中区出现裂纹,在交变热应力作用下,裂纹不断扩展形成网状龟裂纹,最终导致热防护层剥落;热膨胀系数不匹配导致热防护层在急冷急热热震过程中产生热应力是导致其失效的主要原因。     

混杂炭基复合材料的粒子侵蚀数值模拟及侵/烧蚀形貌

基于粒子侵蚀模型,考察了入射条件对材料形变的影响规律,利用扫描电镜观察分析了在电弧加热器上进行侵蚀(烧蚀)实验后的混杂炭基复合材料试件形貌变化特征。结果表明,随着粒子入射速率的提高或者粒子入射角的减小,最大变形随之增加,而碰撞时间随之缩短;碳化钨的存在提升了非混杂炭基复合材料的抗侵蚀能力,而烧蚀过程则使得炭纤维易受高速气流剪切作用发生断裂。