SiC_W/Al复合材料热处理工艺

本成果研究的主要内容及技术指标 :(ｌ)ＳｉＣＷ/Ａｌ复合材料的复合工艺研究 ;(2 )改善ＳｉＣＷ/Ａｌ复合材料塑性工艺研究 ;(3)ＳｉＣＷ/Ａｌ复合材料挤压、轧制和旋压性能的研究 ;(4 )降低Ｖｆ 和复合材料基体合金化的研究 ,可制成σｂ 达 6ＭＰａ ,Ｅ达 1.1ＧＰａ ,δ达3% ,薄壁 (2ｍｍ)筒形 (Φ2 0 0ｍｍ)缩比件 ,将提供系列的可压力加工的ＳｉＣＷ/Ａｌ复合材料。可在 2 50℃下使用。该项目经济效益十分显著 ,与长纤维复合材料相比 ,ＳｉＣＷ/Ａｌ复合材料的成本仅为前者的 1/ 10。而且在技术上ＳｉＣＷ/Ａｌ复合材料可加工成任意形状…     

16Co14Ni10Cr2Mo钢力学性能与应力腐蚀行为

研究了１６Ｃｏ１４Ｎｉ１０Ｃｒ２Ｍｏ钢不同温度回火５ｈ强度、冲击韧性、断裂韧性和应力腐蚀性能（在３．５％ＮａＣｌ水溶液中）。在５１０℃回火可以获得较高的强度，最高的断裂韧性及抗应力腐蚀性能，此时Ｋ＿（ＩＳＣＣ）可达，Ｋ＿（ＩＣ）为，屈服强度为１５８０ＭＰａ。应力腐蚀性能（ＳＣＣ）的改善主要与在较高温度回火，使Ｍｏ＿２Ｃ共格造成的应力下降，位错亚结构的恢复及碳化物的粗化，并导致氢的偏聚下降有关。     

SiMnMoV钢板材强度δb与其表面硬度HRC的关系

本文研究了容器用ＳｉＭｎＭｏＶ钢表面脱碳板材（淬火＋３００℃回火），强度δｂ与其表面硬度ＨＲＣ的关系。研究结果表明：该钢表面脱碳曲线为直线，其斜率ρ＝７０。在表面脱碳与无脱碳板材的强度之间，发现了一个强度佃界值δｏ；δｏ值随板厚α减小而下降；α一定时，δｏ为定值，不受含碳量影响。δｂ与ＨＲＣ的关系符合δｊ＝δｏ［１－（ａ＋ｂ）（４８－ＨＲＣ）／３５ａｂ］。δｏ值和δｊ式，为容器壁厚与强度匹配优化设     

轧制与增强体对铝基复合材料超塑性的影响

对比研究了轧制与陶瓷增强体对ＳｉＣｗ／ＬＹ１２和ＳｉＣｐ／ＬＹ１２超塑性的影响，分析了超塑性差异的原因，研究表明：ＳｉＣｗ／ＬＹ１２经６２３Ｋ热轧后，展现出好的高应变速率的超塑性，其超塑性变形的主要机 是适当的微量液相调节的细小晶粒的晶界滑动，但经进一步的冷轧后，超塑性明显下降；ＳｉＣｐ／ＬＹ１２在仅经６２３Ｋ热轧后，不出现超塑性；但经过一步的冷轧后，展现出常规应变速率的超塑性，超塑性变形的机制是     

高强耐热铸造铝硅合金的试验研究

 优化了一种高强耐热铸造铝硅合金的化学成分,确定了合理的热处理工艺,分析了该合金的强化、耐热机理。此合金具有优良的铸造性能,其机械性能：室温σｂ≥３００ＭＰａ,δ≥３％；２５０℃σｂ≥２００ＭＰａ、δ≥４％。可提供优质导弹舱体等铸件的生产。     

类6013铝合金热处理制度的研究

研究了类６０１３铝合金Ａｌ－（０．５％－１．４％）Ｃｕ－（０．５５－２％）Ｍｇ－（０．４－１．４％）Ｓｉ－（０．３５－１．３％）Ｍｎ合金铁固溶处理制度、人工时效制度及形变热处理对实验合金强度的影响。实验结果表明;Ａｌ－１．４％Ｃｕ－０．９５％Ｍｇ－０．７５％Ｓｉ－０．３５％Ｍｎ合金与Ａｌ－１．４％Ｃｕ－２％Ｍｇ－１．４％Ｓｉ－１．３％Ｍｎ合金的极限拉伸强度为４５０ＭＰａ,已远超过美国６０１３合金的     

碳-碳复合材料Si-MoSi_2涂层的抗氧化性能

研究了Ｓｉ－ＭｏＳｉ２系统作为碳－碳（Ｃ／Ｃ）复合材料抗氧化涂层的可能性。结果表明，当涂层中ＭｏＳｉ２含量为２０（ｗｔ）％时，涂层具有优良的抗氧化和抗热震性能，在１５００℃下，该涂层表现出长寿命抗氧化性能，２４２ｈ的氧化失重为０．５７％，氧化失重速率稳定在２．４３×１０－５ｇ／ｍ２．ｓ。     

LY12,TC4,30CrMnSiA激光冲击处理疲劳断口分析

从疲劳断口形貌特征分析了激光冲击处理对铝合金ＬＹ１２、钛合金ＴＣ４、高强钢３０ＣｒＭｎＳｉＡ疲劳行为的影响。     

凝固过程对颗粒增强Al—4%Mg复合材料中颗粒分布的影响

研究了凝固过程ＳｉＣ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２颗粒增强Ａｌ－４％Ｍｇ复合材料中颗粒分布的影响。通过分析，建立了描述等轴晶凝固条件下，颗粒推移强烈程度的晶粒与颗粒质量比模型，模型预测与试验结果吻合良好。     

SiCw／Al—Li—Cu—Mg—Zr复合材料的微观组织和性能

研究了挤压铸造法制备的ＳｉＣ＿ｗ／Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ复合材料微观组织和性能。结果表明，ＳｉＣ晶粒均匀分布于基体中，复合材料中主要沉淀强化相为δ＇相、Ｓ＇相和δ＇相，ＳｉＣ＿ｗ与基体铝之间无明显的界面反应，界面附近存在δ＇相的无沉淀析出带（ＰＦＺ）。复合材料具有较高的室温强度和弹性模量，且密度低，热膨胀系数小。     

2D-C_f/SiC复合材料蠕变断裂及损伤机理研究

研究了2D-C_f/Si C复合材料在空气中,温度分别为700℃和900℃,蠕变应力分别为50MPa、75MPa和100MPa条件下的蠕变断裂及损伤机理。运用拉森-米勒参数法拟合材料的蠕变断裂时间,使用扫描电子显微镜分析其微观组织和断口形貌以进一步揭示其蠕变断裂机理。结果表明:2D-C_f/Si C复合材料的蠕变断裂寿命与温度和应力密切相关,较高温度或应力会降低材料的蠕变断裂寿命;在蠕变过程中,材料除发生应力损伤外,还会发生氧化损伤;2D-C_f/Si C复合材料的氧化损伤比应力损伤对蠕变断裂时间有更显著的影响。     

Combustion Synthesis of h-BN-SiC Ceramic Composites

The feasibility was demonstrated to fabricate h-BN-SiC ceramics through combustion synthesis of the mixture of boron carbide and silicon powders under 100 MPa nitrogen pressure. The mass fraction of BN and SiC in the combustion products were found to be 72 % and 28 % respectively. The thermodynamics of the synthesis reaction and the adiabatic combustion temperature were calculated on the theoretical ground. The bending strengths of the ceramics were measured to be 65.2 MPa at room temperature and 55 MPa at 1350 ℃. The phase composition and microstructure of the combustion products were identified by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).     

铸造碳纤维增强铝基复合材料

 用铸造法制备抗拉强度达800MPa的连续碳纤维增强铝基复合材料。将国产PAN 1碳纤维经SiC+Ni复合涂层处理后,以束状分布于铸模内,用调压铸造设备在0.75MPa的空气压力和4000Pa的真空度条件下,将铝合金液浸渗入铸模纤维内而获得C/Al复合材料。讨论了碳纤维复合涂层的作用和纤维的束状分布在浸渗动力学过程中的有利影响。     

用粉浆法制造SiC/Al复合材料

 用Nicalon SiC纤维进行SiC/Al复合材料研究的结果表明,Al对该纤维的润湿性很差。其次,该纤维会与Al发生化学反应损伤纤维从而使其强度下降。因此,寻找一种低温固态复合工艺,如粉浆法,是必要的。粉浆法可避开液态Al不润湿SiC纤维的不利因素,又可降低化学反应速度,从而减少对纤维的化学损伤;此法可在常温下预成形因而可将玻璃的缠绕成型工艺移植到金属基复合材料。     

三维网络碳化硅多孔陶瓷的制备

以中间相沥青添加55%(质量分数,下同)的Si粉混合物为原料,制备了含Si的炭泡沫模板。在高温反应烧结炉中,氩气气氛下1500℃保温1～6h,结合反应烧结工艺制备了碳化硅多孔陶瓷。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对碳化硅多孔陶瓷的微观形貌、物相组成进行了观察,并对熔融Si与C的反应机理进行了探讨。结果表明:碳化硅多孔陶瓷的微观结构与炭泡沫模板的微观结构一致,烧结温度1500℃下,随着保温时间的延长,多孔陶瓷的弯曲强度先增大后减小,而孔隙率先减小后增大;在保温4h的条件下制备的碳化硅多孔陶瓷主要由β-SiC相组成,最大弯曲强度为26.2MPa,对应的孔隙率为45%。内部熔融的Si与外部熔融的Si同时与C反应生成SiC,最后两者结合在一起形成致密的SiC多孔陶瓷。     

微波烧结制备MoSi2 及SiC/ MoSi2 纳米复合陶瓷

采用微波烧结法制备了MoSi2和10vol%SiC/MoSi2纳米复合陶瓷。通过SiC预加热体的混合式加热法和合理的保温结构设计,实现了MoSi2低温阶段的快速升温,提高了温度均匀性。密度和力学性能测试结果表明,1 450℃保温60 min烧结工艺下,MoSi2试样的相对密度达到93.4%,断裂韧度4.5 MPa.m1/2,维氏硬度为10.53 GPa,弯曲强度为186 MPa。10vol%SiC/MoSi2试样尽管相对密度下降为90.3%,但各项力学性能均优于MoSi2试样。相比1 650℃热压烧结,微波烧结温度降低了200℃,MoSi2和SiC/MoSi2试样致密性有所下降,但力学性能有较大提高,尤其是MoSi2试样。断口扫描分析表明,微波烧结试样相对热压烧结试样基体晶粒更细,孔隙细小且分布均匀;SiC/MoSi2试样微波烧结的晶粒细化效果不如MoSi2明显。     

PIP工艺制备SiC晶须增强SiCf/SiC复合材料的性能

以不同界面层厚度的SiC纤维为增强相,采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备SiC_f(PyC)/SiC复合材料,并在复合材料基体中引入SiC晶须,对其性能进行研究。结果表明:热解碳(PyC)界面层厚度约为230 nm时,SiC纤维拔出明显,SiC_f/SiC复合材料拉伸强度、弯曲强度和断裂韧度分别达到192.3 MPa、446.9 MPa和11.4 MPa?m^1/2;在SiC_f/SiC复合材料基体中引入SiC晶须后,晶须的拔出、桥连及裂纹偏转等增韧机制增加了裂纹在基体中传递时的能量消耗,使复合材料的断裂韧度和弯曲强度分别提高了22.9%和9.1%。     

界面层对SiC_f/SiC复合材料力学性能及氧化行为的影响

为研究界面层对SiC_f/SiC复合材料力学性能及氧化行为的影响,采用先驱体浸渍裂解工艺制备了3种不同界面层体系的SiC_f/SiC复合材料。3种界面层分别为热解碳(PyC)、PyC+BN-Ⅰ和PyC+BN-Ⅱ(其中BN-Ⅰ表示B质量分数大约2%,BN-Ⅱ表示B质量分数大约20%)。研究表明,具有PyC界面层的SiC_f/SiC复合材料常温力学性能最高,其常温弯曲强度达到380MPa,而双界面层体系中,SiC_f/SiC复合材料常温弯曲强度分别为282MPa(PyC+BN-Ⅰ)和259MPa(PyC+BN-Ⅱ)。1200℃氧化试验表明,具有PyC+BN-Ⅱ界面层的SiC_f/SiC复合材料弯曲强度保留率最高,为54%。3种不同界面层体系的SiC_f/SiC复合材料在氧化后均表现为脆性断裂。微观结构显示,界面和纤维被氧化是导致材料最终失效的原因;能谱分析表明,具有PyC+BN-Ⅰ和PyC+BN-Ⅱ界面层的SiC_f/SiC复合材料纤维内部未检测到O原子存在,证实BN有保护纤维的作用。     

等离子-物理气相沉积硅/莫来石/硅酸镱环境障涂层的高温防护和耐热冲击性能研究

通过SiCf/SiC复合材料表面等离子喷涂(APS)硅黏结层和莫来石中间层,等离子-物理气相沉积(PS-PVD)制备硅酸镱面层,喷涂的整个环境障涂层体系组织致密,PS-PVD工艺制备的硅酸镱为层状结构,孔隙率＜1％.研究了 SiCf/SiC复合材料环境障涂层的抗静态氧化、循环氧化、水汽腐蚀和热冲击性能,发现复合材料表面...     

3D针刺C/SiC复合材料螺栓的低成本制备及力学性能

以三维针刺碳毡作为预制体,通过化学气相渗透(CVI)工艺,制备了密度约为1.50～1.60 g/cm3的半成品C/SiC复合材料板材,然后采用专用磨具在半成品复合材料板上按照指定的取样方式切割出螺杆与头部毛坯,并分别对螺杆和头部攻丝,将两者装配在一起形成半成品螺栓,对半成品螺栓CVI致密化并在其表面制备SiC抗氧化涂层,制备出低成本的3D针刺C/SiC复合材料螺栓.提出了C/SiC复合材料螺栓力学性能的测试方法,通过自行设计的夹具,对所制备螺栓的力学性能进行了测试表征,并利用扫描电子显微镜(SEM),对C/SiC复合材料螺栓的拉伸断口形貌进行了观测.结果表明,所制备的螺栓具有较好的抗拉和抗剪能力,室温下螺栓的抗拉强度和剪切强度分别为151.7 MPa和85.6 MPa.