GH150氩弧焊接头组织和力学不均匀性研究

研究了ＧＨ１５０合金对接氩弧焊接头显微组织和力学性能的不均匀性，用金相分析和微型剪切试验等方法得到了该焊接接头各区域的微观组织和力学性能分布特性。结果表明，该焊接接头中存在着比较严重的微观组织和力学性能不均匀性，其不均匀程度在熔合线附近最为严重。因而认为熔合区是该焊接接头力学性能最薄弱的部位。同时，由微型剪切试验所得到的力学性能梯度曲线还表明，ＧＨ１５０合金是一种高强度材料，其韧塑性却偏低；在焊接接头各区域中的强度指标变化不大，但是焊缝和热影响区的韧塑性比母材降低较多。其中，焊缝的剪切变形率降低２１．８％，剪切功降低２５．５％。     

5554铝合金TIG焊缝组织与性能

针对厚度为10 mm的5554铝合金进行TIG焊接试验研究,分析焊缝的组织结构及力学性能.结果表明,在选用S311焊丝的焊接试样中,焊接试样的抗拉强度和屈服强度均在母材的50%左右,断后伸长率为母材的65.4%.通过拉伸断口扫描电镜观察,5554铝合金及其焊接试样的拉伸断口均为韧窝断裂断口,断裂为韧性断裂.对焊接试样各区域的显微硬度测试,显示焊缝区域硬度高于其他部位,其中熔合线和热影响区之间的显微硬度最低.并且焊接试样的整体区域硬度均比未焊接的母材低,通过试验验证,得出焊接后的退火消除应力热处理是导致这一结果的主要原因.     

均匀化时间对Al-Mn合金组织的影响

采用扫描电镜、能谱分析和显微硬度研究了一种Al-Mn合金的铸态试样在610℃均匀化处理不同时间时的组织演化和显微硬度变化。实验结果表明:在610℃均匀化退火4 h时,合金内不连续网状枝晶已经溶解得比较充分,骨骼状的化合物也转化为块状;在一定时间内,随着均匀化处理时间的延长,β-Al6(MnFe)相向α-Al(MnFe)Si相转变量增多。由微观组织转变和显微硬度结果表明,该合金在610℃合理的均匀化处理时间为10 h左右,这与采用均匀化动力学方程得到的结论基本一致。在该参数下,合金内化合物尺寸最小且分布弥散,α-Al(MnFe)Si相在化合物中所占比例明显增多。     

7A09铝合金厚板搅拌摩擦焊接头显微组织与性能研究

通过对7A09铝合金的搅拌摩擦焊试验,分析讨论了接头的显微组织和力学性能。试验结果表明:焊核区为细小的等轴晶组织,且焊接速度和搅拌头旋转速度对晶粒的大小有影响;焊接热循环对接头析出相的分布有较大影响;接头显微硬度呈W型分布,热影响区软化趋势最明显;当搅拌头旋转速度和焊接速度匹配适当时,拉伸试样的断裂位置在热影响区,接头的抗拉强度可达到母材的78%。     

模具钢堆焊金属的强度与变形对热疲劳抗力的影响

对两种模具钢堆焊金属（3Cr2W8和HM3）进行了外加约Coffin型热疲劳试验。试验表明，模具堆焊金属的热疲劳抗力由其变形的难易程度决定：变形越困难，热疲劳抗力越高。研究进一步表明，材料变形的难易程度又与变温循环过程，热疲劳试样拉伸应力的增加和材料屈服强度的降低有关。屈服强度的降低是由于在循环过程中，材料的组织发生了动态变化，如动态回复、动态再结晶及第二相粒子的析出与聚集；拉伸应力的增加是由于微观组织中应力松弛的结果。     

T700/QY9611复合材料层压板孔隙检测及孔隙形貌研究

采用模压法制备了4种不同铺层厚度的T700/QY9611复合材料层压板,用超声C扫描选取衰减均匀区域,制得24块显微照相法试样,拍摄了1 800余张金相照片;采用电子显微镜观察了孔隙的微观形貌;Image J软件计算了孔隙率并定量统计分析孔隙形貌。研究表明:该复合材料层压板孔隙总是分布在纤维与树脂的交界处,沿层间生长,随着层压板铺层厚度的增加,层压板孔隙率呈指数增长,且对孔隙形貌(长度、宽度、面积、形状)有不同程度的影响,例如孔隙长度、宽度分布范围不断增大,大尺寸孔隙所占比例不断增加,圆形、椭圆形孔隙所占比例不断减小,不规则孔隙所占比例不断增加。     

氧化铝陶瓷SHPB加载下的数值模拟研究

利用微裂纹扩展区模型,在JH-2本构模型中增加了类似于TCK本构模型的拉伸损伤因子,编制了材料本构模型子程序,并将其嵌入到LS-DYNA970有限元软件中,对SHPB实验进行了数值模拟。结果表明,Weibull参数k对陶瓷试样的拉伸损伤有较大的影响,当Weibull参数k值小于1×1020时,试样破坏是压缩破坏;当Weibull参数k超过1×1028时,试样破坏是拉伸损伤破坏。当载荷超过陶瓷压缩强度时,含初始裂纹氧化铝陶瓷的破坏形式是拉伸损伤和压缩破坏共同作用的结果;当载荷小于陶瓷压缩强度时,JC陶瓷破坏是拉伸损伤作用的结果。     

钛合金缺口试样拉伸破坏载荷预测

针对航空发动机轮盘常用钛合金材料,开展了常温和高温下光滑和缺口试样的拉伸变形和断裂行为试验研究,建立了其大变形本构模型。基于该本构模型,利用大变形有限元分析,计算获得缺口试样的载荷-位移曲线。将该曲线最高点对应的载荷确定为试样的拉伸破坏载荷,并与试验进行对比。结果表明理论预测与试验吻合较好,从而验证了所提出的拉伸破坏载荷预测方法的有效性。     

紫外固化环氧树脂复合材料及其修补性能研究

为了推进紫外固化技术在树脂基复合材料的制备及结构修补中的应用,制备了紫外固化环氧树脂基复合材料并进行力学性能测试和微观组织分析。在此基础上,采用紫外固化复合材料对含人工缺陷的层合板试样进行了修补。结果表明,与热固化复合材料相比,采用紫外固化技术制备的复合材料具有良好的综合力学性能,复合材料中树脂基体与纤维之间结合良好;紫外固化复合材料制成的修补贴片对缺陷试样的修补效果显著,修补后试样的拉伸强度可以达到标准试样的84.1%,是缺陷试样的1.21倍。实验证明采用紫外固化复合材料修补贴片对缺陷进行修补是一种快速、有效的修补方法。     

冷轧变形量对Ti-3Al-2.5V钛合金管微观结构及拉伸性能的影响

研究了冷轧变形量对Ti-3Al-2.5V钛合金管拉伸性能的影响。用光学显微镜观察不同变形量的钛合金管显微组织,并用拉伸试验机对拉伸性能进行测试。结果表明,随着变形量的增加,钛合金管长条状组织和晶体择优取向越来越明显。冷轧形变量从30%提高到70%,拉伸强度略有提高,但应变显著降低。750℃是钛管的再结晶温度,微观结构将完全恢复到平衡状态,实验测得的再结晶温度与计算值相符。研究结果对高性能Ti-3Al-2.5V钛合金管的发展和生产过程的稳定十分重要。     

复合材料层合板结构的广义强度准则

在试验研究的基础上,将复合材料层舍板看作一个"宏观各向异性板",提出了一种基于试验的复合材料层合板结构广义强度准则的二次完备表达式,并分析了表达式中各参数的试验求解方法.对3种典型铺层的层合板进行纵向拉伸、纵向压缩、横向拉伸、横向压缩、面内剪切等简单裁荷以及双向拉伸、拉剪组合(纵向、横向)等组合栽荷试验.给出了不同铺层形式下广义强度准则表达式中各项系数值.采用该强度准则预测复杂应力状态下的破坏应力与试验值吻合较好.     

LD31-LF6铝合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

用搅拌摩擦焊方法进行了异种LF6/LD31铝合金锁底接头焊接,研究了搅拌头轴肩下压量对焊缝成形的影响,分析了接头的截面形貌及力学性能.结果表明,搅拌头轴肩下压量对焊缝成形有重要的影响.组织分析表明,在焊缝横截面,LF6铝合金与LD31铝合金在焊核区被充分混合,并在焊核下部形成条带状的组织.焊核区由于受到搅拌头搅拌针的强烈搅拌作用,组织发生动态再结晶,由母材原始的板条状组织转变为细小的等轴再结晶组织.热力影响区晶粒随着向焊核靠近而逐渐变小且发生了明显的变形.当焊接工艺合适时,接头抗拉强度可达316MPa,达到母材强度,断裂部位多位于焊核与LD31铝合金的交界面.     

TIG焊接TC4工艺参数对熔合区显微组织特征影响研究

利用TIG焊接材料厚度为1．2mm钛合金薄板,正反面用Ar气进行保护,要求单面焊双面成形,焊接时取几组不同的焊接工艺参数进行焊接试验,对焊接试件进行横向切割磨制成金相,利用扫描电镜（SEM）观察不同试样熔合区的显微组织,并且对它的成分进行分析,通过比较它们的显微组织特征,以便合理评价出最优的焊接工艺参数来焊接1．2mm的钛合金薄板。     

不同温度和应变速率下7022铝合金流变应力行为

通过在293-773 K的温度范围内和应变速率为0.001-0.1 s-1下对7022铝合金薄板进行温拉伸试验,研究了7022铝合金温拉伸性能,以及该合金在升温条件下流变应力与变形温度和应变速率之间的关系.并利用改进了的Hooke law和Grosman方程建立了7022铝合金在温拉伸时应力-应变本构模型.研究结果表明:7022铝合金的流变应力随温度的升高而降低,随应变速率的升高而升高;温拉伸试样的延伸率随变形温度的升高而升高,随应变速率的增大而减小.     

CZ-5大型结构及低温贮箱静强度试验技术研究

CZ-5新一代运载火箭结构静强度试验的特点是高载荷大尺寸、捆绑载荷、低温贮箱。本文介绍了型号研制过程中静强度试验领域关键技术,主要包括:地基平衡和自平衡相结合的承力系统及高载荷大尺寸结构静力试验方法;大型贮箱低温应变计粘贴工艺研究和低温静力试验测试技术;以及设计一套开放式的超低温(-196°C、)环境下焊接试片拉伸试验及全场数据分析系统,并获得了低温贮箱焊接试片的焊缝区、熔合区、母材区域的低温力学性能。为新一代大运载火箭结构静强度试验提供技术支撑。     

纳米铜双晶拉伸与剪切变形的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了纳尺度铜双晶(111)面原子层的拉伸与剪切变形。模拟结果显示纳米铜双晶的拉伸与剪切变形都是由弹性变形与塑性变形两个阶段构成。在弹性变形阶段原子排列结构不变,而塑性变形阶段此排列结构发生较大变化。包括金属键断裂。原子与空位迁移、重组,晶界变形、迁移等。这种微观变形机制直接决定了相应的应力应变关系：在弹性变形阶段,虎克定律依然成立;在塑性变形阶段,应力应变曲线产生很大波动．其波动情况与微观变形密切相关。模拟还发现纳米铜晶体的塑性比宏观材料好得多,塑性变形过程能迭到单个原子连接两个晶粒的状态。     

300M钢表面金属陶瓷涂层的制备工艺及性能研究

为推进金属陶瓷涂层在飞机起落架表面防护技术中更广泛的应用,制备了IPcote 9183和IPcote 9184两种金属陶瓷涂层并进行了微观组织、力学性能和防腐性能的研究,同时与传统电镀镉钛涂层进行了对比分析。结果表明,IPcote 9183和IPcote 9184金属陶瓷涂层的最佳制备工艺分别为三次喷涂三次表干以及一次固化（三喷三表一固）,两次喷涂两次表干以及一次固化（两喷两表一固）;与传统电镀镉钛相比,两种金属陶瓷涂层具有良好的综合力学性能;IPcote 9184涂层硬度最高,是IPcote 9183涂层的7倍,电镀镉钛涂层的4倍;IPcote 9183弹性模量最好,IPcote 9184次之,电镀涂层最差;IPcote 9183的结合强度是电镀层的4倍。电镀镉钛试样和IPcote 9184,9183共同涂覆的试样表面在720 h中性盐雾试验中未出现明显的锈蚀痕迹。     

Al-Cu-Li合金电子束焊接头的微观组织结构

采用真空电子束焊接Al-Cu-Li合金,分析了焊态下接头的微观组织以及焊后热处理对接头微观组织结构的影响。结果表 明,在焊态下,焊缝中心为典型的树枝晶,在树枝晶界分布着共晶组织,其主要组成相为α+θ′(Al2Cu),焊缝中的强化相数量较少。经过焊后热处理,接头焊缝区组织发生了显 著变化,焊缝中心组织由树枝晶转变为等轴晶,焊态下的晶界偏析现象得以消除,焊缝中析出了数量较多的球状δ′(Al3Li)相以及细针状T1(Al2CuLi)相,使接头的力学性能明显改善,接头抗拉强度由焊态下的348 MPa提高到热处理后的423 MPa,接头拉伸断口呈韧性断裂特征。     

复杂几何体注塑制品翘曲变形模拟仿真

注塑成型制品的翘曲变形作为评定制品质量的重要指标之一,其研究有着重要的应用价值。为提高具有复杂几何形状的塑件翘曲变形预测精度,对聚丙烯基热塑性弹性体（Thermal plastic olefin, TPO）分别进行了拉伸加载-卸载实验、压力-体积-温度（Pressure-volume-temperature, PVT）实验、复杂注塑制品翘曲变形的测量和数值模拟。材 料的PVT曲线显示冷却过程中材料的热膨胀系数会发生非线性变化。拉伸应力应变曲线表明,材料未表现出明显的屈服,应变速率越大则弹性模量就越大,而在卸载时弹性模量小于初始弹性模量,并随总应变极限的增加而减小。修正Chaboche粘塑性模型并将其应用于高分子复合材料,对各温度和应变速率下的应力应变曲线进行拟合获得本构方程参数,编写子程序UMAT并嵌入到TPO复杂注塑制品的翘曲变形有限元模型中,所得模拟结果不仅能成功预测试样取样位置上翘曲变形的趋势,还能够发现在套筒位置和加强筋处的过度收缩。     

30CrMnSiNi2A钢不同温度奥氏体化等温淬火组织与强韧性研究

将30CrMnSiNi2A钢试样在不同温度(810°—1200℃)奥氏体化,然后分别进行马氏体或下贝氏体等温淬火,并测定其常规机械性能及断裂韧性,观察热处理后试样的金相组织,对试样断口进行宏观及扫描电镜观察。最后,探索组织与性能的关系。 实验结果表明随着奥氏体化温度的提高,无论马氏体或下贝氏体等温淬火,30CrMnSiNi2A钢的强度缓慢下降,断裂韧性显著提高。奥氏体化温度提高使:(1)奥氏体的成份均匀化好,马氏体等温淬火的位错马氏体相对量提高,贝氏体等温淬火后可看到明显的束状(B_Ⅲ型)下贝氏体;(2)在马氏体或下贝氏体板条间形成适当的残余奥氏体薄膜(约150(?));(3)碳化物或硫化物能较好地溶于奥氏体中;(4)奥氏体晶粒粗大。由于奥氏体晶粒粗大,钢的强度及韧性均要下降。30CrMnSiNi2A钢随奥氏体化温度的提高,断裂韧性也提高,是由于以上(1)、(2)、(3)三项因素起主要作用的结果。