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Influence of a TiAlN Coating on the Mechanical Properties of a Heat Resistant Steel at Room Temperature and 650℃

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2013年第5期28卷 1029-1033页

作者：张程煜 CAO Huawei HAN Dong qiao shengru 郭永 Science and Technology on Thermostructural Composite Materials Laboratory Northwestern Polytechnical University School of Chemistry and Chemical Engineering Shanxi Datong University

A TiA1N coating was deposited on a heat resistant steel X12CrMoWVNbN10-1-1 by vacuum arc ion plating. The tensile and fatigue properties of the coated steel were investigated at room temperature （RT） and 650 ℃. The results reveal that the TiA1N coating is compact, on which a small number of large particle and pits are present. The Ti/Al atomic ratio in the coating is about 0.94. The average hardness of the coating is 1 868 HV0.1 and the interface bonding force between TiAIN coating and the substrate is about 3 l N. The elastic modulus and the strength of the steel are improved by the deposition of TiAIN coating. The influence of the TiA1N coating on the tensile properties of the steel can be ignored at both RT and 650 ℃. Moreover, there is no obvious decrease of the fatigue limit of substrate when the steel is coated by the coating at the investigated temperature.

关键词： TiA1N coating tensile fatigue vacuum arc ion plating

Cathode Erosion of Graphite and Cu/C Materials in Airarcs

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2012年第1期27卷 18-20页

作者：张程煜 Science and Technology on Thermostructural Composite Materials Laboratory Northwestern Polytechnical University

Cathode erosion of graphite and Cu/C was studied in direct current arcs, which were ignited between two electrodes comprised of two kinds of carbon materials and a tungsten anode in air. The arced zones on the cathode surface were investigated by a scanning electron microscope. Also, the cathode erosion rates of the investigated materials were measured. The results show that two distinct zone can be seen on both cathodes. The eroded area was located at the zone just opposite to the anode and surrounded by a white zone. The arced surface on the Cu/C containing 9.3 % Cu is rougher than that of the pure graphite. Many particles with various sizes distributed on the Cu/C. The vaporization of Cu can lower the surface temperature and reduce the cathode erosion. Therefore, the cathode erosion rate of the Cu/C is lower than that of the pure graphite.

关键词： Cu/C composite graphite air arc cathode erosion

基于电阻变化的3DC/SiC复合材料疲劳损伤演化

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复合材料学报 2011年第2期28卷 165-169页

作者：杜双明乔生儒西安科技大学材料科学与工程学院西安710054 西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室西安710072

为了研究三维碳纤维编织体增强碳化硅陶瓷基复合材料(3D C/SiC)在疲劳过程中的损伤演化并建立其电阻变化率(ΔR/R0)随疲劳周次变化的模型,对其进行了应力比为0.1、频率为20 Hz、最大疲劳应力为250、255、260 MPa的拉-拉疲劳试验,通过电... 详细信息

为了研究三维碳纤维编织体增强碳化硅陶瓷基复合材料(3D C/SiC)在疲劳过程中的损伤演化并建立其电阻变化率(ΔR/R0)随疲劳周次变化的模型,对其进行了应力比为0.1、频率为20 Hz、最大疲劳应力为250、255、260 MPa的拉-拉疲劳试验,通过电阻增量仪器测量了连续3D C/SiC在疲劳中的电阻变化率。实验结果表明,ΔR/R0除首次循环降低外,随着疲劳周次的增加呈缓慢增加、台阶式增加和急剧增加3个阶段。根据损伤力学理论,以ΔR/R0为损伤参量,得到了ΔR/R0随疲劳周次变化的模型,该模型结果与实验结果吻合较好。

关键词： 3DC/SiC复合材料疲劳损伤电阻损伤演化疲劳寿命

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发生疲劳和蠕变交互作用的临界应力强度因子

西北工业大学学报 1986年第2期4卷 171-178页

作者：乔生儒田长生西北工业大学西北工业大学讲师(1982年西北工业大学硕士)

本文采用交流电位法研究了一种铁基高温合金 GH36在550℃、于不同加载条件下的裂纹扩展速率,并用扫描电镜对其断裂特征进行了分析。发现裂纹扩展规律存在着一个发生疲劳和蠕变交互作用的临界应力强度因子 K1,当裂纹尖端的应力强度因子... 详细信息

本文采用交流电位法研究了一种铁基高温合金 GH36在550℃、于不同加载条件下的裂纹扩展速率,并用扫描电镜对其断裂特征进行了分析。发现裂纹扩展规律存在着一个发生疲劳和蠕变交互作用的临界应力强度因子 K1,当裂纹尖端的应力强度因子大于该值时,降低加载频率（或增加拉保时）将显著加速疲劳裂纹扩展速率。而小于该值时,降低加载频率（或增加拉保时）对疲劳裂纹的扩展速率却几乎没有影响。对产生这种现象的原因进行了初步探讨,在本试验条件下,主要由于疲劳裂纹和“W”型蠕变裂纹的连接而加速了裂纹的扩展。

关键词：应力强度因子沿晶加载条件力学因子裂纹高倍缺陷(金属) 裂纹扩展速率蠕变交互作用

6061铝合金焊接试样在大气和潮湿环境下的疲劳寿命研究(英文)

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稀有金属材料与工程 2015年第5期44卷 1116-1118页

作者：姬浩张程煜乔生儒中航工业第一飞机设计研究院陕西西安710089 西北工业大学陕西西安710072

名义厚度为0.04英寸(1.02 mm)的6061-O和6061-T4铝合金板材在航空工业里广泛使用。将这些板材在氩弧焊后淬火时效热处理至T62态后制成标准试样。在频率为60 Hz、应力比为0.1条件下,分别在大气和潮湿环境中进行疲劳试验,且施加载荷方向... 详细信息

名义厚度为0.04英寸(1.02 mm)的6061-O和6061-T4铝合金板材在航空工业里广泛使用。将这些板材在氩弧焊后淬火时效热处理至T62态后制成标准试样。在频率为60 Hz、应力比为0.1条件下,分别在大气和潮湿环境中进行疲劳试验,且施加载荷方向垂直于焊缝。断裂形貌通过扫描电子显微镜(SEM)观察。结果表明:与大气环境中相比,焊缝在潮湿环境下疲劳性能急剧下降,而且疲劳带也不是很明显。焊缝在潮湿环境下断裂表面含氧量比在大气中高是可能的原因。

关键词：疲劳寿命 6061铝合金焊接接头潮湿大气

电热解化学气相沉积法制备2.5D C/SiCN复合材料的蠕变性能(英文)

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硅酸盐学报 2013年第7期41卷 930-935页

作者：夏熠乔生儒王强强河南工业大学高温耐磨材料河南省工程实验室郑州450001 西北工业大学超高温复合材料国家重点实验室西安710072 中国商用飞机有限公司上海200120

研究了2.5D碳纤维增强SiCN陶瓷基复合材料(C/SiCN)的真空高温拉伸蠕变性能。分别以未热处理及1 900℃真空热处理C/SiCN复合材料为研究对象,借助扫描电子显微镜、高精度光电天平及电阻仪研究了蠕变过程中C/SiCN的组织结构、质量及电阻的... 详细信息

研究了2.5D碳纤维增强SiCN陶瓷基复合材料(C/SiCN)的真空高温拉伸蠕变性能。分别以未热处理及1 900℃真空热处理C/SiCN复合材料为研究对象,借助扫描电子显微镜、高精度光电天平及电阻仪研究了蠕变过程中C/SiCN的组织结构、质量及电阻的变化。结果表明:真空拉伸蠕变造成C/SiCN内的裂纹扩展,界面脱粘,纤维滑动、拉直及断裂等蠕变损伤;非晶SiCN基体的晶化造成C/SiCN的质量损失,蠕变过程进一步促进了SiCN晶化,加剧质量损失;C/SiCN的电阻在最初阶段下降,随时间增加逐渐升高,其变化受显微组织结构变化影响。真空预热处理的C/SiCN在蠕变过程中的显微结构、质量、电阻变化更小,体现了良好的稳定效果。

关键词：碳纤维增强碳氮硅复合材料蠕变显微结构

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C/SiCN复合材料的疲劳行为

材料导报 2013年第8期27卷 18-20页

作者：夏熠乔生儒河南工业大学材料学院高温耐磨材料河南省工程实验室郑州450001 西北工业大学超高温结构复合材料实验室西安710072

研究了碳纤维增强非晶SiCN陶瓷基复合材料(C/SiCN)的真空拉-拉疲劳行为,对比分析了预稳定化热处理C/SiCN(HTCS)与未热处理C/SiCN(NHTCS)在疲劳后的质量、显微结构和电阻变化。结果表明,对于NHTCS试样,非晶SiCN基体的晶化造成大量气体挥... 详细信息

研究了碳纤维增强非晶SiCN陶瓷基复合材料(C/SiCN)的真空拉-拉疲劳行为,对比分析了预稳定化热处理C/SiCN(HTCS)与未热处理C/SiCN(NHTCS)在疲劳后的质量、显微结构和电阻变化。结果表明,对于NHTCS试样,非晶SiCN基体的晶化造成大量气体挥发,质量损失明显;显微组织结构变化表现为基体脱落、纤维拔出、纤维断裂、裂纹扩展直至失效;电阻变化率先降后升,变化规律与材料的组织结构变化密切相关。对于预稳定化处理的HTCS试样,其质量变化、电阻变化的程度相对较小,体现出较好的预稳定化效果。

关键词： C SiCN复合材料拉-拉疲劳质量电阻显微结构

CVI法制备的C/PyC/Si-C-N复合材料弯曲行为研究

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材料导报 2015年第24期29卷 27-30,48页

作者：卢国锋乔生儒西北工业大学超高温结构复合材料国家重点实验室西安710072 渭南师范学院化学与生命科学学院渭南714099

采用CVI方法制备出了以Si-C-N陶瓷为基体、以热解碳为界面的碳纤维增强陶瓷基复合材料(C/PyC/Si-C-N)。用扫描电子显微镜(SEM)分析了C/PyC/Si-C-N的断口形貌,用三点弯曲法测试了C/PyC/Si-C-N的弯曲行为。研究结果表明:在1600℃以下,C/Py... 详细信息

采用CVI方法制备出了以Si-C-N陶瓷为基体、以热解碳为界面的碳纤维增强陶瓷基复合材料(C/PyC/Si-C-N)。用扫描电子显微镜(SEM)分析了C/PyC/Si-C-N的断口形貌,用三点弯曲法测试了C/PyC/Si-C-N的弯曲行为。研究结果表明:在1600℃以下,C/PyC/Si-C-N的弯曲强度随温度的升高而增加,弹性模量基本保持不变并略有增加;随温度的升高,PyC界面层较厚的区域其界面结合会逐渐变强,而界面层厚度非常小或无界面层的区域其界面结合会逐渐变弱。

关键词：复合材料弯曲强度模量 Si-C-N陶瓷

氧化钇稳定氧化锆涂层界面剪切应力分析及其界面剪切强度的测定

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机械强度 2015年第6期37卷 1040-1045页

作者：弓满锋乔生儒梅芳岭南师范学院机电工程研究所湛江524048 广东工业大学机电工程学院先进加工工具与高技术陶瓷研究中心广州510006 西北工业大学超高温结构复合材料国家重点实验室西安710072

涂层与基体材料结合时,界面结合状态将最终决定涂层使用性能,界面应力又直接影响着涂层强度属性。基于界面约束和均匀应变理论模型,推导出涂层界面剪切应力计算公式。同时,该公式可用于计算涂层界面剪切强度。通过实验进一步验证了理论... 详细信息

涂层与基体材料结合时,界面结合状态将最终决定涂层使用性能,界面应力又直接影响着涂层强度属性。基于界面约束和均匀应变理论模型,推导出涂层界面剪切应力计算公式。同时,该公式可用于计算涂层界面剪切强度。通过实验进一步验证了理论分析的正确性和实验测试方法的有效性。利用分区不同膜厚单轴拉伸法测得氧化钇稳定氧化锆涂层的界面剪切强度,且这种方法有助于进一步分析涂层厚度与强度属性之间的关系。

关键词：涂层界面应力拉伸强度