LD10锻铝合金超塑性力学特性研究

超塑性拉伸试验表明,经超塑性预处理的棒状试样在经460℃、应变速率ε为3.33×10~(-3)S~(-1)条件下拉伸时获得延伸率δ为357％,流动应力口为20MPa。经超塑性预处理的板状试样在经460℃、δ为5×10~(-3)S~(-1)条件下拉伸时获延伸率δ为820％,流动应力口σ为48MPa。 试验证明,超塑性材料拉伸时的流动应力小于经过良好退火材料拉伸时的流动应力,在翼身较薄的铝合金翼片超塑性等温模锻时降低了设备吨位。     

高应变速率超塑性的研究进展

1984年,Nech等首次提出高应变速率超塑性概念,近年来的研究成果表明,细小的晶粒尺寸和接近固相线的变形温度是获得高应变速率超塑性的重要条件。晶粒尺寸在2μm以下的金属基复合材料和粉末冶金材料,在10~(-1)～10~2S~(-1)应变速率范围内可获得很高的延伸率,增强体和合金中沉淀析出的难熔的弥散质点,可钉扎晶界,使细晶组织保持到很高温度。高速变形时的绝热加热往往使材料的实际变形温度升高至固相线温度以上,液相的存在与分布,使全属基体通过液体薄层剪切实现彼此滑动,从而大大改善材料的变形性能。     

铝合金Ly12超塑等温变形时力学行为的研究

本文研究了供应状态铝合金Ly_(12)软化处理工艺及其超塑等温镦粗和拉伸变形时的力学行为。研究结果表明,供应状态Ly_(12)经软化处理后,变形抗力能降低20～30％。软化处理后变形工艺参数是:变形温度均420～440℃;应变速率为5×10~(-3)/s;当流动应力在15MPa之前,不同温度下,一分钟内的应变量都不大,当流动应力大于20MPa之后,提高变形温度,应变量随时间的延长增加很快。为复杂薄腹板筋型件的超塑等温模锻提供了可参考的工艺参数。     

超高强铝合金LC9的超塑性研究

工业牌号超高强铝合金LC9经过两种不同方式的预处理后,在一定的温度和应变速率范围内呈现出良好的超塑性。材料经过形变热处理(TMT)后,在最佳超塑性条件下拉伸(T_(TMT)=515℃,ε_(TMT)=1.66×10~(-3)s~(-1)),获得很高的延伸率δ_(TMT)=1300％,低的流变应力σ_(TMT)=1.7MPa和高的应变速率敏感性指数m_(TMT)=0.66。经过简单锻造预处理后,在最佳超塑条件下(T_f=405℃、ε_f=1.66×10~(-3)s~(-1)),材料仍能获得δ_(f)=380％、σ_(f)=16MPa、m_(f)=0.3。TMT预处理中,η相粒子分布状态对获取微细组织起着决定性作用,η相的回溶降低了材料的空洞敏感性,抑制试样早期断裂。经过两种方式预处理的试样超塑性断裂形式分别为空洞型失稳断裂和颈缩型稳定断裂。     

细晶TC21钛合金超塑性能及变形机制研究

研究了晶粒度为4μm的TC21钛合金在860～950℃温度范围和1×10-3s-1～5×10-4s-1应变速率范围内的超塑性拉伸行为。结果表明:在实验条件下,TC21钛合金表现出优异的超塑性,在温度890℃和应变速率5×10-4s-1时,具有最佳超塑性能,其延伸率超过1240%。TC21合金具有较高的应变速率敏感指数,最大值可达0.896。在较低应变速率条件下,计算得到的超塑性表观激活能为176kJ/mol,此时超塑性变形是受晶界扩散协调变形的晶界滑动机制;较高应变速率条件下的表观激活能为274kJ/mol,此时超塑性变形机制为位错运动协调的晶界滑动,同时动态再结晶也是合金超塑性变形的重要协调机制。     

2214铝合金超塑性变形力学行为的研究

采用正交试验法确定了２２１４铝合金最佳预处理工艺参数，综合分析了各因子对合金超塑性能的影响，经过超细化预处理的试样。在温度为４８０℃、初始应变速率为１．６７×１０－３ｓ－１下拉伸，可获得大于５５０％的延伸率，并对应于最大的ｍ值０．４１。在超塑性变形初期，由于发生形变促使的动态结晶，使应力──应变曲线在峰值后软化。     

固体推进剂宽温-气体围压试验系统设计与试验

针对固体推进剂常压条件下力学性能满足要求,而发动机药柱结构完整性破坏频发的难题,研制了固体推进剂宽温-气体围压试验系统,对某HTPB推进剂进行了不同环境压力、温度和拉伸速率下的定速拉伸试验,获得了环境压力、温度和拉伸速率对推进剂应力-应变曲线的影响规律。研究表明,围压环境下推进剂应力-应变曲线没有明显的"脱湿"点,推进剂的抗拉强度明显提高;快速拉伸条件下,围压环境极大地降低了推进剂的延伸率,23℃常温8 MPa围压环境1000mm/min拉伸速率条件下推进剂最大延伸率相对常压条件降低45%;低温围压快速拉伸条件下推进剂的力学性能最为恶劣,-50℃低温8 MPa围压环境500 mm/min拉伸速率条件下推进剂最大延伸率降至11%。相关方法和结论可为固体发动机精细结构完整性分析和贮存寿命预估提供参考。     

超高强高韧马氏体时效钢热变形及航天应用研究

对于航天用超高强高韧C300马氏体时效钢来说,热加工过程中获得等轴细小的再结晶晶粒是实现该钢强韧性最佳匹配的关键环节。采用Gleeble-3800热模拟试验机在温度为850～1 150℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下,对超高强高韧C300马氏体时效钢进行高温轴向压缩变形试验,获得了高温流变曲线,并观察变形后的金相组织。结果表明:C300马氏体时效钢的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;试验钢在真应变为0.92、应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高,最佳热变形温度区间为1 050～1 150℃;测得试验钢的热变形激活能Q值为391.2 kJ/mol,建立了其热变形本构方程。结果能为C300马氏体钢的数值模拟和热加工工艺的制定提供理论基础。     

三种工业镁合金超塑性的研究

本文对工业镁合金MB3、MB8、MB21在较大晶粒条件下呈现超塑性的可能性进行了研究。测定了最佳超塑性规范及应交速率敏感性指数m值等。结果表明,三种工业镁合金晶粒平均直径在20微米左右,卡头速度为O.5毫米/分,温度为375℃(MB3)、400℃(MB8)、350℃(MB21)的条件下,具有一般超塑性合金的力学特性,并且发现,MB8合金在400℃时以0.5毫米/分和2毫米/分的卡头速度拉伸时出现两个延伸率峰值,MB3合金在较大均匀变形后发生脆性断裂。     

基于应变量耦合的低成本Ti-Al-V-Fe合金本构关系

为了获取新型低成本Ti-Al-V-Fe合金热成形工艺窗口,研究了热加工参数为变形温度875~1100℃、应变速率0.001~1 s^-1、变形量70%的低成本Ti-Al-V-Fe合金热变形行为。结果表明:流变应力与变形温度成反比,与应变速率成正比,合金为典型负温度、正应变敏感材料。以热模拟实验数据为依据,运用多元线性回归方法,确定了材料常数与应变的函数关系,建立了基于应变量耦合的α+β两相区及β单相区Arrhennius本构方程,其耦合系数为0.98,表明建立的模型在给定任意应变量时可准确预测流变应力。根据热激活能,判别合金在不同相区软化机制,单相区为动态回复,两相区为动态再结晶。     

酸铌锂单晶的极化工艺对晶体性能的影响

电视机中频滤波器国产化用铌酸锂声表面波单晶(L·N)生长的极化工艺,直接影响到晶体的极化程度,晶体的极化程度直接影响到机电耦合系数k及介电常数ε_(33)最后影响到滤波器的出管率。经对极化电场、极化温度、升(降)温速率、极化时间诸因素的优选,选定高温极化工艺,其主要工艺参数为:极化温度1180～1200℃;直流电场8～10mA/cm~2;保温时间0.5h;升(降)温速率:升温↑1180℃(速率100℃/h);降温↓～900℃(速率50℃/h);降温↓～600℃(速率100℃/h)。     

GH4586合金涡轮盘预制坯优化与组织均匀性控制

GH4586合金涡轮盘是新一代液体火箭发动机的核心部件之一,服役环境极其恶劣,提高涡轮盘模锻件微观组织均匀性有益于提高产品力学性能的稳定性和可靠性。通过热压缩试验,研究了变形温度、应变对GH4586合金微观组织和再结晶行为的影响,得到了GH4586合金热成形工艺参数范围;结合有限元仿真和模锻成形试验,分析了不同预制坯形状对涡轮盘模锻件应变分布和组织均匀性的影响,采用从边缘到中心梯度升高的双陀螺形预制坯形状、在1060℃条件下进行模锻成形,可以获得组织均匀的涡轮盘模锻件,心部晶粒度等级达到6~7级,盘部R/2处和边缘处晶粒度等级7~8级;室温、低温和高温力学性能均满足标准要求,特别是-196℃时延伸率和600℃时抗拉强度相较原工艺方案分别提高了37%和12%。     

真空热处理炉在航天产品上的应用

自制真空热处理炉有效炉膛容积φ200×300mm,使用温度1200℃,极限真空度1.33×10~(-3)Pa。由室温边抽真空边加热到700℃,不超过40分钟,真空度不低于4×10~(-2)Pa;升温至1000℃仅60分钟;控温精度达±5℃;冷却速度:空炉从1100℃降至300℃仅35分钟,从300℃降至150℃2小时。用于GH169膜盒固溶并时效后呈银白色,无变形、强度和塑性达标;用于弹性合金3J_1高精度电液伺服阀零件的真空时效强化处理后,表面光亮、变形极小、全部合格;TC_4钛合金蓄压器经真空时效后,表面非常光亮,机械性能很高,沉淀硬化不锈钢工件经时效处理后可保持切削后的金属光泽,康铜箔退火后可保持冷轧材原始的光亮,铍青铜件处理后,不仅保持原有金黄色光泽,甚至比处理前更光亮,机械性能很高。     

2195铝锂合金应力松弛时效成形工艺制度

以2195-T8态铝锂合金为研究对象,探究工艺参数对其应力松弛时效行为的影响规律。试样经过固溶、淬火,进行不同预变形、时效温度及时效时间条件下的应力松弛时效实验。通过室温拉伸,测得应力松弛时效后试样的力学性能。基于正交试验的极差分析和方差分析,探究了预变形、时效温度和时效时间3个工艺参数对应力松弛量、屈服强度和延伸率的影响权重占比;进一步研究发现预变形不仅可以提高2195铝锂合金时效后的强度,还降低了应力梯度对材料力学性能不均匀性的影响;查明了实现2195铝锂合金应力松弛时效形性协同制造的合理工艺制度:180℃+4%预变形+时效时间12～16 h。研究工作为大型铝锂合金构件应力松弛时效形性协同制造工艺窗口的确定提供了重要支撑。     

高稳定13～18GHz GaAs FET介质振荡器

本文介绍一种Ku波段串联反馈式GaAsFET介质稳频振荡器(简称KuDRO)。该振荡器由一个Ku波段FET振荡电路及一个高Q、低耗的介质谐振器串联反馈电路组成。其性能指标:在13～18GHz频带内用不同尺寸的介质谐振器在一块MIC基片上分别制出5种点频率的高稳定振荡器,功率输出为10～20mW;室温频率稳定度达2×10~(-5);在-45℃～+70℃温度范围内频率温度系数达±2PPm/℃,功率温度系数为0.02dB/℃相位噪声达-75dBC/Hz;杂波抑制度小于-60dBC;体积为36×30×16mn~3;重量为35g。     

碳化硅在复合材料超塑变形中的作用

本对ＳｉＣｐ／ＭＲ６４复合材料的超塑性行了研究，在温度５１０℃，应变速率为８．．３３×１０＾－＾３Ｓ＾－＾１时延伸率达２１５％。ＳｉＣｐ对超塑形过程中的组织有很大影响，其中主要影响着晶粒长大和孔洞形核及长大。复合材料超塑性低的原因在于变形地平生大量孔洞。     

HTPB推进剂温度及率效应的累积损伤模型研究

为揭示机械载荷作用下HTPB推进剂的力学性能变化规律和破坏机理,利用单轴拉伸法研究了温度及应变率对HTPB推进剂力学性能的影响。运用单轴拉伸方法,研究了5组不同应变率(0. 000 333～0. 167 s-1)和不同环境温度(-50～35℃)下HTPB推进剂的恒速率单轴拉伸破坏试验。通过试验数据获取损伤模型参数,并最终建立了含应变率和温度因子的累积损伤模型。利用建立的累积损伤模型来预测HTPB推进剂在特定温度及应变率(0.000 333～0.167 s-1)条件下的失效情况,计算结果与试验结果吻合较好。此累积损伤模型可为固体推进剂装药结构完整性分析方法和HTPB推进剂损伤和破坏研究提供一定依据。     

预轧制变形对2091合金应力腐蚀敏感性的影响

时效前对Ａｌ－Ｌｉ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ（２０９１）合金进行冷轧和温轧关系，用慢应变速率拉伸试验研究了合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中的应力腐蚀敏感生。结果表明，预轧制变形提高了合金的应力腐蚀抗力。冷轧受形量为２０％以及温轧温度为１８０℃时，合金都具有最低的应力腐蚀敏感性。对合金应力腐蚀抗力与显微组织的关系进行了探讨。     

扭力杆热处理工艺

型号专用产品底盘采用双扭杆独立悬挂装置,有严格的技术要求,在整个加工过程中热处理是关键工序。为提高扭力杆的承载能力,试验了回火温度对45CrNiMoVA钢制扭力杆的硬度,抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率、冲击韧性、强扭及疲劳寿命各项性能的影响。在淬火温度和冷却介质相同的情况下分别采用了450℃保温3h和390℃保温3h的两种回火规范。试验结果表明:用450℃3h回火的扭力杆,各项性能指标均达不到设计要求,而用390℃、3h回火后则都达到设计要求,疲劳寿命大于1×10~5次。在整车试验中扭力杆没有发生问题。该工艺已通过基地级鉴定。     

丁羟基固体推进剂的破坏包络及其演化行为研究

分析了宽温域(-70 ℃～70 ℃)、泛加载速率(2～200 mm/min)条件下丁羟基固体推进剂的拉伸特性,获得了温度、应变率依赖的推进剂破坏包络;进一步采用循环载荷模拟空基反复巡航加载历史,研究了推进剂在服役环境中的破坏包络演化。结果表明：丁羟基固体推进剂的破坏包络满足平移原理,随着加载速率增大,破坏包络面向高温区平移,导致低温可靠性显著降低;经历循环载荷后,破坏包络整体向小断裂延伸率方向下移,导致可靠发射区域显著减小。研究结论将为复杂条件下的发动机设计及其贮存期可靠性分析提供支撑。