镍基单晶高温合金孔洞缺陷数值模拟与控制方法研究进展

镍基单晶高温合金是高性能航空发动机涡轮叶片的主要材料,其孔洞缺陷是影响涡轮叶片服役可靠性与耐久性的关键因素。常规试验分析手段往往只能获得定性规律,而多尺度数值模拟技术和三维形态表征技术的快速发展,为研究镍基单晶高温合金孔洞形成和演化机理以及精确预测孔洞缺陷的几何特征、分布方式和含量提供了条件。总结了国内外铸态孔洞、固溶孔洞和服役中孔洞缺陷形成与演化的数值模拟研究进展,评述了目前孔洞缺陷预测模型的使用条件和局限性,指出了从铸造到服役全流程孔洞演化与预测精确化、定量化研究所存在的问题,并展望了镍基单晶高温合金孔洞缺陷多尺度数值模拟技术的发展方向。     

一类需求不确定闭环物流系统的模糊规划模型与仿真

考虑了一类需求不确定闭环物流系统的运作过程。该系统由多个供应商、多个制造商、多个分销商和多个顾客组成,并且顾客的需求是不确定的。基于早期的研究结果,考虑正向物流和逆向物流的集成运作,采用模糊集描述需求的不确定性,建立了该系统的模糊规划模型并进行了仿真。仿真结果表明,虽然需求的波动会使系统的总成本较需求确定时的值有不同程度的增加,但决策者仍可以根据顾客需求的不确定性程度做出最佳决策方案。     

弧电流对电弧离子镀CrN硬质涂层组织性能的影响

采用电弧离子镀技术在钛合金表面制备CrN涂层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电镜(TEM)分析了弧电流对涂层组织结构以及力学性能的影响.结果表明,随着弧电流的升高,涂层沉积速率增大,表面熔滴的数量及尺寸增大,表面平整度明显下降.不同弧电流条件下均沉积出CrN单相涂层.弧电流改变了粒子、离子的轰击作用,从而影响到涂层表面的能量状态,CrN涂层的择优生长由(111)变为(200),(220).随着弧电流的增加,CrN涂层的硬度先增大后减小,而涂层与基材间的结合力以及涂层的摩擦系数逐渐增大.弧电流为65A时涂层生长具有较高的沉积速率和较低的沉积温度,可获得尺寸较小的涂层组织.     

Tc4钛合金焊接接头氢致软化和硬化脆化

进行了母材氢含量为0.008%和0.023%的Tc4钛合金氩弧焊焊接头力学性能试验,发现在变形开始阶段氢引起的软化和后期阶段的硬化和脆化现象.室温下,变形速度在10-2-10-3s-1范围内面缩很低,出现脆性.分析认为,软化是由于氢减弱晶格结合强度、加快位错运动所致,硬化和脆化则是由于氢在晶界附近富集和位错堆积难以运动所致.为恢复因氢降低的力学性能,应进行真空去氢处理.     

高强度无钴马氏体时效钢的晶粒长大及其力学性能研究

在光学显微镜下,通过LeicaMetalWork软件研究了一种高强度无钴马氏体时效钢(00Ni18Mo4Ti)的再结晶晶粒长大行为及其对力学性能的影响。结果表明,在1073～1473K固溶温度范围内,再结晶晶粒表现出正常长大行为;晶粒增长指数随着温度的升高而增加,晶粒长大激活能保持在170～210kJmol-1;屈服强度与晶粒尺寸符合良好的Hall Petch关系,KIC随着晶粒长大而增加。该无钴马氏体时效钢的屈服强度达到2050MPa时,KIC达到70MPa·m1/2,延伸和面缩率分别达到9%和50%以上,实现了强韧性的良好配合。     

钛合金杯形件拉深成形非轴对称现象的分析

采用TC1Mδ1.5钛合金板料试样在常温下进行杯形件拉深成形工艺试验,在确定出该规格板料极限拉深比和极限破坏方式的同时,定量阐述了拉深卸载后出现的杯口凸耳、杯口非圆化及杯口壁厚分布不均等非轴对称畸变现象,并且从钛合金各向异性和回弹方面给出了出现非轴对称现象的原因分析。     

Kapton抗原子氧侵蚀的Al2O3涂层研究

在原子氧侵蚀地面模拟设备中对Kapton和利用反应溅射制备的Al2O3涂层进行了原子氧暴露实验，并采用XPS和SEM等分析手段对暴露前后试样表面的物理和化学变化进行了研究。结果表明，Kapton试样遭受了严重的侵蚀，质量损失较大；Al2O3涂层质量变化很小，对基体提供了良好的保护作用。XPS分析结果表明，Kapton的羰基与原子氧作用时形成CO2，随后CO2气体脱附。反应溅射的Al2O3涂层是富Al的，初始暴露时由于氧化反应而质量有少许增加，随时间延长，涂层变得完全符合化学计量。     

镁合金等离子体氧化时火花变化规律的研究

研究Magoxid工艺中镁合金等离子体氧化的过程,此过程分为三个阶段:普通阳极氧化、微弧氧化以及弧光氧化.随着氧化的进行,施加的电压不断升高,火花由微弧向弧光过渡.而微弧和弧光开始均主要集中于样品的边缘,然后均匀分布于整个样品表面.与微弧氧化阶段相比,弧光氧化阶段火花的数量明显减少,尺寸增大,并且持续的时间延长.与火花变化过程相对应,氧化膜表面孔数量减少,直径逐渐增大.氧化时间超过10min后,氧化膜表面呈现不明显的多孔结构.     

原子氧与真空紫外线协同效应对有机涂层的降解作用

为研究真空紫外与原子氧的协同作用,进行了环氧树脂和有机硅树脂的原子氧/真空紫外交互的地面模拟实验,结果表明:在交互作用中,对有机涂层破坏的主导因素是原子氧,真空紫外线起到协同作用,在切断有机高分子材料化学键的同时,为原子氧提供了反应基,加速了原子氧的反应速率.对比真空紫外辐照和原子氧/真空紫外交互实验结果分析中可以发现,有机硅树脂是较好的耐真空紫外辐射和原子氧侵蚀的有机涂层材料.     

某型航空发动机火焰筒的组织损伤分析

针对某型航空发动机火焰筒发生的裂纹故障,通过对火焰筒实物件进行统计和切样分析,用光学显微镜和电子显微镜进行组织观察和裂纹分析,得到了有意义的结论。