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  • 材料工程
      2009年, 第0卷, 第1期 刊出日期:2009-01-20 上一期    下一期
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    论文
    定向凝固Ni3Al基高温合金IC10的760℃蠕变机理
    赵希宏, 孙跃军, 黄朝晖, 宫声凯
    2009, 0 (1): 1-3,9.  
    摘要 ( 245 )   HTML( PDF (718KB) ( 195 )   引文文本
    研究了定向凝固高温合金IC10在760℃/750MPa条件下的恒载拉伸蠕变机理。结果表明:在760℃/750MPa条件下蠕变时,IC10合金组织稳定,TEM位错形貌中有反向畴和层错,位错切过γ′是合金的主要蠕变机制。蠕变裂纹均产生于γ基体和碳化物界面上,并沿着垂直于应力轴方向在基体中扩展。
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    铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布
    何永胜, 郭喜平, 孙志平, 巨小创
    2009, 0 (1): 4-9.  
    摘要 ( 244 )   HTML( PDF (845KB) ( 237 )   引文文本
    采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf-Mo-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了合金锭不同位置的组织形貌、相组成和成分分布特点。结果表明:母合金锭主要由Nbss,(Nb,X)5Si3和(Nb,X)3Si三相组成。母合金锭组织主要由初生Nbss枝晶,花瓣状Nbss+(Nb,X)5Si3共晶和块状(Nb,X)3Si组成;但在母合金锭底部和顶部的中心部位组织却由分布均匀的Nbss+(Nb,X)5Si3共晶组成,没有出现初生树枝状Nbss和块状(Nb,X)3Si。母合金锭中的成分分布特点为Si由锭边缘向中央逐渐升高,Ti由边缘向中央逐渐递减。
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    Cu-12%Al合金高温压缩变形过程本构关系的BP神经网络模型
    刘雪峰, 马胜军, 刘锦平, 谢建新
    2009, 0 (1): 10-14.  
    摘要 ( 331 )   HTML( PDF (680KB) ( 416 )   引文文本
    以Gleeble-1500热模拟试验机上高温压缩实验所得实测数据为基础,根据BP(Back Propagation)人工神经网络算法原理,建立了Cu-12%(质量分数,下同)Al合金高温压缩变形过程真应力与真应变、应变速率和变形温度关系的神经网络预测模型。结果表明:BP神经网络用于Cu-12%Al合金高温压缩变形过程的本构关系建模是可行的,真应力预测值与实验值之间的平均相对误差小于1.8%,可很好地反映实际变形过程的特征。
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    中温回复下疲劳Cu单晶体驻留滑移带的演变
    张修丽, 孙晓慧, 李明扬
    2009, 0 (1): 15-18.  
    摘要 ( 239 )   HTML( PDF (1242KB) ( 213 )   引文文本
    恒塑性应变幅循环加载条件下,单滑移取向的Cu单晶体出现驻留带(Persistent Slip Bands,PSBs)。在铜的(0.3~0.5)TmK中温回复区内,对疲劳Cu单晶进行不同温度和时间的真空保温处理,观察PSBs结构在热激活条件下的变化及材料的寿命估计。结果显示,中温回复过程中,由于弹性力、渗透力与林位错阻碍力的交互作用促使PSBs中的位错通过空位的放出和湮灭而运动,并使PSBs的位错墙由弯曲到变细最后分段消失,位错密度快速下降。中温回复后材料寿命得到延长。
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    TC16钛合金不同退火制度的显微组织研究
    马琴琴, 郑为为, 李兴无
    2009, 0 (1): 19-22.  
    摘要 ( 283 )   HTML( PDF (922KB) ( 454 )   引文文本
    对TC16钛合金棒材各种退火制度下的显微组织进行了X射线及显微组织分析。结果表明:不同温度、保温时间及冷却条件下退火后的合金均由α+β两相组成。α+β两相区退火时,组织为片状α和等轴α分布在β基体上。随退火温度升高,α相等轴化程度提高,α晶粒尺寸明显增大;随退火保温时间延长,等轴α含量增加且晶粒尺寸增大;空冷条件下,组织中片状α和等轴α更细小。β单相区退火时,组织为粗大的β晶粒内分布着不同取向α片域,α片间为β中间层,原始β晶粒的晶界为α。
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    ECrNiMo-3焊接X60钢接头组织形貌
    杨丽颖, 董小平, 李小亭, 柳伟, 路民旭
    2009, 0 (1): 23-27.  
    摘要 ( 316 )   HTML( PDF (599KB) ( 522 )   引文文本
    利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察镍基合金焊缝/X60钢焊接接头微观组织,能谱分析(EDS)测试Cr,Ni,Mo,Fe合金元素在各区域分布,并通过计算获得Mn,C在部分熔化区含量。结果表明:完全混合区为树枝状奥氏体组织,Mo偏析到枝晶间隙。不完全混合区是平面晶形貌,未出现偏析现象,宽度约30μm,在该区内从熔合线到完全混合区,Cr,Ni,Mo含量逐渐增加,X60钢母材Fe含量逐渐降低。部分熔化区是由马氏体基体上镶嵌着大量的第二相粒子构成,仅200nm宽。
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    表面工程
    四角状氧化锌晶须表面镍镀层的制备及电磁性能
    于美, 李松梅, 刘建华, 陈冬梅
    2009, 0 (1): 28-31,36.  
    摘要 ( 262 )   HTML( PDF (699KB) ( 347 )   引文文本
    采用化学镀方法在四角状氧化锌晶须(T-ZnO)表面制备了镍镀层,并对其电磁性能进行了研究。采用XRD,SEM及EDS对化学镀镍后的T-ZnO晶须进行了结构、形貌以及成分表征。结果表明:随着化学镀时间的延长,在T-ZnO晶须表面包覆了一层镍镀层,镀层具有非晶结构,含有少量的磷,约2%(质量分数)。使用波导法对化学镀镍前后的T-ZnO晶须进行了电磁参数的测量。结果表明:化学镀后晶须的微波吸收性能明显增加,在频率为11.7GHz处反射率可达-17.5dB左右,而且最大吸收峰的频率随镍析出量的变化而改变,这样有利于实现吸收频带的展宽。
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    氧化预处理提高钢硅烷处理效果的机理分析
    许立宁, 张颖怀, 路民旭, 徐喜成, 秦洁
    2009, 0 (1): 32-36.  
    摘要 ( 301 )   HTML( PDF (557KB) ( 289 )   引文文本
    对钢表面进行了氧化预处理,采用扫描电镜、能谱和红外光谱研究了钢/氧化层/硅烷层/环氧涂层体系的界面结合特征,通过与未经氧化预处理的体系进行比较,研究氧化层对硅烷聚合方式、界面构象以及成键方式的影响。结果表明:钢表面氧化后,拉伸剪切破坏主要发生在硅烷/涂层界面,而未经氧化预处理的试样,弱相界面位于钢/硅烷界面。氧化层可以抑制硅烷自身的缩聚,促进硅烷在钢表面的定向吸附,显著提高钢/涂层界面结合强度。
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    2A23时效成形铝合金的时效研究
    郭昀抒, 潘清林, 聂波, 何振波, 尹志民
    2009, 0 (1): 37-40.  
    摘要 ( 173 )   HTML( PDF (1526KB) ( 311 )   引文文本
    通过拉伸性能、维氏硬度测试和TEM分析研究了2A23时效成形铝合金的时效制度以及不同时效处理制度下该合金的显微组织和力学性能。结果表明:合金适宜的时效温度为170℃,时效时间为20h;S′过渡相为合金的主要强化相;时效前的预变形能促进S′相细小弥散析出,显著提高合金的强度;合金的强度随预变形量的增大而升高,但过大的预变形量又会导致塑性下降;合金最佳的预变形量为2.5%~5%。
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    超声深滚处理改善预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能机理
    朱有利, 叶雄林, 何嘉武, 李礼, 黄元林
    2009, 0 (1): 41-45.  
    摘要 ( 298 )   HTML( PDF (1337KB) ( 256 )   引文文本
    研究了超声深滚(UDR)处理对预腐蚀7A52-CZ铝合金疲劳性能的作用。7A52铝合金试样在剥蚀腐蚀溶液中浸泡不同时间后进行了超声深滚处理。分别对未腐蚀试样、腐蚀试样和腐蚀+UDR处理试样进行了疲劳试验,用XRD应力测试和扫描电镜等方法分析了UDR处理前后试样的残余应力和断口形貌,并对疲劳断口进行了分析。结果表明:UDR处理在铝合金中引入超过1mm深的残余压应力层,延长了7A52的预腐蚀疲劳寿命。对于腐蚀较轻的试样,UDR处理使裂纹源在表层下残余压应力和拉应力过渡区产生,延长了疲劳裂纹萌生寿命;对腐蚀较重试样,疲劳裂纹仍从晶间腐蚀处形核,但由于引入残余压应力及腐蚀裂纹的部分愈合效应,仍在很大程度上改善了7A52的预腐蚀疲劳寿命。
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    铝镍钴定向凝固过程的模拟研究
    杨治立, 陈登明, 廖道瀚
    2009, 0 (1): 46-49.  
    摘要 ( 243 )   HTML( PDF (1171KB) ( 291 )   引文文本
    采用有限元模拟分析方法,模拟铝镍钴磁钢定向凝固过程的瞬态温度场,分析了不同工艺条件下液固界面前沿的温度梯度和生长速度的变化规律。结果表明:随钢水温度的不同,液固界面前沿的温度梯度与生长速度之比在凝固初期呈跳跃性增长,然后其值在2000~6000℃·s·cm-2范围变化,在生长到5~6cm时,该值迅速下降且趋于重叠。模拟结果能为铝镍钴定向凝固工艺优化提供重要参考。
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    测试与表征
    X-cor夹层结构压缩模量有限元分析
    党旭丹, 谭永刚, 肖军, 李勇, 原永虎
    2009, 0 (1): 50-54.  
    摘要 ( 256 )   HTML( PDF (642KB) ( 325 )   引文文本
    通过两种有限元模型的对比,提出了符合实际的X-cor夹层结构压缩模量有限元计算模型,利用大型有限元软件ANSYS对其压缩模量进行了数值计算,得到了X-cor夹层结构的应力场和压缩模量。研究了Z-pin半径、密度、植入角度和体积分数的改变对模型压缩模量的影响。结果表明:X-cor夹层结构压缩模量随Z-pin植入角度增加而减小,随Z-pin半径、密度和体积分数增加而增加,且与Z-pin体积分数呈线性关系,改变Z-pin半径与改变Z-pin密度对X-cor夹层结构压缩模量影响是等效的。通过有限元模型的计算,得到了X-cor夹层结构参数对其压缩模量的影响规律,验证了所提有限元模型的合理性。
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    碳纤维微结构与热辐射性能的相关性研究
    曹伟伟, 朱波, 王成国
    2009, 0 (1): 55-58,63.  
    摘要 ( 267 )   HTML( PDF (1322KB) ( 693 )   引文文本
    利用自动分光辐射测量仪测试了T300和T700两种碳纤维及通电除胶前后T300碳纤维的法向光谱发射率和法向总发射率,研究了碳纤维微结构与热辐射性能的相互关系。结果表明:T700碳纤维和经过表面除胶后的T300碳纤维样品,其法向总发射率有所降低,光谱发射率基本在三个波段范围内变化,这与碳纤维的微结构有关。在2500~5000nm范围内的光谱发射率主要受自由载流子的跃迁机制作用,在5000~6500nm和6500~13000nm波段内的光谱发射率主要与乱层微晶结构中碳网平面内碳碳键的振动以及微结构中无定型碳的物相比例有关。
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    塑性变形条件下16MnR钢的CO2腐蚀电化学行为
    孙建波, 柳伟, 路民旭
    2009, 0 (1): 59-63.  
    摘要 ( 251 )   HTML( PDF (1523KB) ( 378 )   引文文本
    油气田管材常常在各种应力和变形状态下服役,为了研究应力和变形对钢CO2腐蚀电化学行为的影响,利用电化学技术分别测量了16MnR钢在不同弯曲塑性变形状态下的CO2腐蚀电化学阻抗谱、线性极化电阻和自然腐蚀电位。结果表明:随着应变的增大,自然腐蚀电位负移,线性极化电阻逐渐减小,腐蚀速率增大。在拉伸和压缩塑性变形状态下16MnR钢CO2腐蚀的电化学阻抗谱均由高频容抗弧和低频感抗弧组成。随着应变的增大,容抗弧和感抗弧逐渐收缩,反应的总阻抗减小。冷加工变形增大了16MnR钢的电化学活性,使阳极溶解加快,腐蚀速率增大。
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    原子氧对加成型硅橡胶性能的影响
    梁丽芸, 谭必恩, 曾一兵, 张廉正, 潘慧铭
    2009, 0 (1): 64-69.  
    摘要 ( 261 )   HTML( PDF (799KB) ( 255 )   引文文本
    采用同轴源型原子氧发生装置对有机硅橡胶进行地面模拟试验,经扫描电镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)、衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATRFT-IR)等分析,结果表明:分子量较低的基胶制备的硅橡胶具有较好的抗原子氧辐照能力;而添加有经硅酸钾包覆处理的ZnO填料的有机硅橡胶则耐原子氧作用变差。
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    Mn掺杂ZnO稀磁半导体的化学合成及磁性研究
    程兴旺, 李祥, 于宙, 龙雪
    2009, 0 (1): 70-73.  
    摘要 ( 263 )   HTML( PDF (963KB) ( 703 )   引文文本
    采用化学方法制备了名义组分为Zn0.993Mn0.007O的Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料,并研究了退火温度(Ts=400,600,800℃)对其结构和磁性的影响。结果表明:在退火温度低于600℃条件下,合成的样品为单一纤锌矿结构的ZnO颗粒材料;当退火温度为800℃时,合成的样品中除了纤锌矿结构ZnO外还观察到ZnMnO3第二相的存在。磁性研究表明:经过600℃退火后的样品,其室温铁磁性最强,而经过800℃退火后的样品,其铁磁性几乎消失,并表现为增强的顺磁性。结合对样品的Raman光谱和紫外-可见吸收光谱的分析,表明Mn元素进入了ZnO晶格中并替代了ZnO中的Zn离子。样品的室温铁磁性是源于(Zn,Mn)O的本征特性,并排除了样品中第二相导致其具有室温铁磁性的可能性。
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    复合材料RTM十字型接头疲劳性能对比实验研究
    罗楚养, 熊峻江, 程泽林, 李宏运, 彭勃
    2009, 0 (1): 74-76,80.  
    摘要 ( 269 )   HTML( PDF (426KB) ( 365 )   引文文本
    测试了复合材料RTM十字型接头疲劳性能,分析对比RTM、缝纫RTM和共胶接3种不同成型工艺十字接头的疲劳强度,结果表明:RTM成型十字接头具有良好的疲劳性能,缝纫RTM接头仅为前者的1/4,而先固化后胶接接头最低。研究还发现,复合材料疲劳寿命对成型工艺非常敏感,导致试验结果存在严重分散性。RTM和缝纫RTM的接头破坏都是从根部富树脂区的尖端率先产生裂纹,然后裂纹沿着富树脂区和玻璃布的界面向下扩展,直至接头的整体破坏;先固化后胶接接头则表现为中间层板和T接头的胶层拉伸破坏。
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    综述
    ZL205A合金高强优质铸件在大飞机上的应用
    贾泮江, 陈邦峰
    2009, 0 (1): 77-80.  
    摘要 ( 227 )   HTML( PDF (967KB) ( 679 )   引文文本
    本文综述了高强ZL205A合金铸造特性、成分和性能特点,介绍了该合金优质铸件在飞机、导弹等武器上的应用,对大飞机设计时选用ZL205A合金优质铸件提出几点体会。
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