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一种镍基单晶高温合金长期时效后γ'相的粗化动力学

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材料热处理学报 2020年第6期41卷 168-173页

作者：崔仁杰黄朝晖管凯秦健朝张毅鹏赵子晗北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

研究了第二代镍基单晶高温合金DD5在870~980℃时效150~2000 h后γ'相的粗化动力学。结果表明:长期时效后DD5合金γ'相的形貌和尺寸取决于时效温度和时效时间,可用形貌稳定因子来表征;在870~980℃时效温度下,枝晶中γ'析出相发生粗化,γ... 详细信息

研究了第二代镍基单晶高温合金DD5在870~980℃时效150~2000 h后γ'相的粗化动力学。结果表明:长期时效后DD5合金γ'相的形貌和尺寸取决于时效温度和时效时间,可用形貌稳定因子来表征;在870~980℃时效温度下,枝晶中γ'析出相发生粗化,γ'析出相的平均尺寸随时效时间和温度的增加而增大;动力学计算结果表明DD5合金在长期时效后,γ'相的粗化长大受合金元素扩散的控制,γ'析出相依然保持规则立方状,具有较好的组织稳定性。

关键词： DD5单晶高温合金 γ′相动力学长期时效

表面完整性对FGH96粉末合金高温低循环疲劳性能的影响研究

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稀有金属材料与工程 2019年第1期48卷 269-278页

作者：王欣陈星王晓峰宋颖刚汤智慧邹金文中国航发北京航空材料研究院北京100095 航空材料先进腐蚀与防护航空重点实验室北京100095 先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

采用陶瓷弹丸和铸钢丸+陶瓷丸为介质对FGH96合金车削表面进行喷丸强化,引入3种表面完整性状态。研究了一次喷丸、二次喷丸和车削状态下表面形貌、残余应力场和高温低循环疲劳寿命。结果表明:二次喷丸强化在消除车削刀痕和表面平均粗糙... 详细信息

采用陶瓷弹丸和铸钢丸+陶瓷丸为介质对FGH96合金车削表面进行喷丸强化,引入3种表面完整性状态。研究了一次喷丸、二次喷丸和车削状态下表面形貌、残余应力场和高温低循环疲劳寿命。结果表明:二次喷丸强化在消除车削刀痕和表面平均粗糙度增大的同时,引入了底部圆滑的弹坑,二次喷丸后Kurtosis值趋于3,但强度较小的一次喷丸仅能够部分消除刀痕;同时,一次喷丸和二次喷丸后,表面残余压应力由车削的-446 MPa,提高到-1000～-1100 MPa,二次喷丸后残余压应力场深度由车削的100μm提高到250μm,一次喷丸残余压应力场深度与车削状态相当。在二次喷丸良好的表面完整性作用下,在650℃,ε_t=1.2%的试验条件下,相比于车削状态,二次喷丸后疲劳寿命提高108%;相比之下,一次喷丸提高21%;喷丸后疲劳寿命分散度减小。经过断口宏微观观察和反推分析说明,3种表面完整性状态的疲劳扩展寿命很接近,造成疲劳寿命差别的主要原因是裂纹萌生差别,二次喷丸的裂纹萌生寿命分别是一次喷丸的221%,以及车削状态的216%。利用工艺手段优化表面完整性是提高FGH96合金表面完整性和低循环疲劳寿命的关键。

关键词：表面完整性低循环疲劳粉末合金喷丸

原位聚合碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯基复合材料损伤与修复研究

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复合材料学报 2023年第3期40卷 1740-1750页

作者：龚明张代军张嘉阳付善龙李军陈祥宝中国航发北京航空材料研究院北京100095 先进复合材料国防科技重点实验室北京100095

基于热塑性复合材料易修复的特性,开展了碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基复合材料修复技术研究。研究了工艺温度、压力和时间对复合材料力学性能的影响规律。结果表明:在200℃、0.75 MPa压力下保持10 min可以获得优化的复合材料力... 详细信息

基于热塑性复合材料易修复的特性,开展了碳纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基复合材料修复技术研究。研究了工艺温度、压力和时间对复合材料力学性能的影响规律。结果表明:在200℃、0.75 MPa压力下保持10 min可以获得优化的复合材料力学性能。引入低速冲击损伤,使用热压修复工艺修复碳纤维增强PMMA基复合材料的损伤。通过X射线断层扫描测试、超声波无损检测技术和断面摄像方法评估了此复合材料的损伤行为和修复效果。结果表明:低速冲击对碳纤维增强PMMA基复合材料的损伤分为低变形量区域的纵向开裂与分层和高变形量区域的纤维断裂与基体失效的混合模式。碳纤维增强PMMA基复合材料损伤试样经过热压修复后,损伤外形恢复良好,损伤区域大小显著减少,内部的开裂和分层等损伤恢复良好,复合材料压缩强度从140 MPa恢复至263 MPa,达到未损伤复合材料压缩性能(307 MPa)的85.7%。

关键词：热压修复损伤分析热塑性基体复合材料

料浆对熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料的影响

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材料工程 2021年第7期49卷 78-84页

作者：焦春荣焦健中国航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室北京100095

针对航空发动机热端部件复杂结构存在的陶瓷基复合材料成型难度大的问题,以碳纤维织物为增强体,以有无添加粉体的两种树脂料浆为研究对象,开展料浆-熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料技术研究,探索两种料浆的注浆成型及熔渗工... 详细信息

针对航空发动机热端部件复杂结构存在的陶瓷基复合材料成型难度大的问题,以碳纤维织物为增强体,以有无添加粉体的两种树脂料浆为研究对象,开展料浆-熔渗工艺制备碳纤维织物增强碳化硅复合材料技术研究,探索两种料浆的注浆成型及熔渗工艺适应性,并对获得的复合材料基本性能进行表征。结果显示:有无添加粉体的两种料浆的黏度适中,在注浆工艺温度下具有3~5 h以上的注浆工艺窗口,通过注浆成型工艺均可获得少孔隙、质量均匀的树脂基复合材料;无粉体和有粉体的料桨固化物在900℃炭化后,孔隙率分别为39.6%和31.3%,残炭率分别为24%和76%,平均孔径分别为0.068μm和0.069μm,能够满足熔渗工艺的要求;采用添加粉体的料浆制备的碳纤维织物增强碳化硅复合材料具有更低的气孔率(3.54%)和更高的弯曲强度(162 MPa),满足航空发动机静止部件的应用要求。

关键词：碳纤维织物增强碳化硅陶瓷基复合材料料浆-熔渗成型工艺

[011]取向DD6单晶高温合金薄壁持久性能

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材料工程 2011年第8期39卷 24-27页

作者：刘维维李影刘世忠李嘉荣北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

采用薄壁试样研究了760,980,1070℃条件下[011]取向第二代单晶高温合金DD6的持久性能。结果表明:与标准试样(直径5mm)相比,DD6单晶高温合金薄壁试样的持久寿命与之相当。对合金760℃/590MPa,980℃/270MPa及1070℃/270MPa条件下组织分析... 详细信息

采用薄壁试样研究了760,980,1070℃条件下[011]取向第二代单晶高温合金DD6的持久性能。结果表明:与标准试样(直径5mm)相比,DD6单晶高温合金薄壁试样的持久寿命与之相当。对合金760℃/590MPa,980℃/270MPa及1070℃/270MPa条件下组织分析发现:760℃合金γ′相局部发生变形,980,1070℃条件下DD6合金γ′相发生了定向粗化,形成筏排。

关键词：单晶高温合金 DD6 薄壁性能持久寿命

NITE工艺制备SiC_f/SiC复合材料的研究进展

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材料工程 2019年第8期47卷 33-39页

作者：高晔焦健中国航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室

NITE(nano-infiltration and transient eutectic)工艺作为一种制备碳化硅纤维增强碳化硅基(SiCf/SiC)复合材料的新方法,具备周期短、工艺简单、生产成本低等优点,制备出的复合材料基体致密、孔隙率低、不含残余硅,适用于1400℃及以上... 详细信息

NITE(nano-infiltration and transient eutectic)工艺作为一种制备碳化硅纤维增强碳化硅基(SiCf/SiC)复合材料的新方法,具备周期短、工艺简单、生产成本低等优点,制备出的复合材料基体致密、孔隙率低、不含残余硅,适用于1400℃及以上高温长时服役环境应用。目前,日本、美国等国家基于其成熟的第三代碳化硅纤维,对该技术开展了较为深入的研究,并在核能工业热交换器、航空发动机燃烧室衬套等领域进行了应用验证。本文针对NITE工艺从基本概念、工艺流程、制备的SiCf/SiC复合材料和构件考核验证及前景展望四方面进行综合阐述,以期为国内该工艺的发展及应用提供一定程度的参考。

关键词： SiCf/SiC复合材料 NITE工艺碳化硅纤维

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粉末冶金TiAl合金的热变形行为研究

航空材料学报 2013年第5期33卷 1-5页

作者：刘娜李周袁华许文勇张勇张国庆北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

在Gleeble-3500热模拟试验机上对粉末冶金TiAl合金进行热压缩试验,变形温度为1050 ～ 1200℃,,应变率0.001 ～0.1 s-1,工程应变量为50％,研究其在高温压缩变形中的流变应力行为.研究结果表明：在实验范围内,粉末冶金TiAl合金在热压缩变... 详细信息

在Gleeble-3500热模拟试验机上对粉末冶金TiAl合金进行热压缩试验,变形温度为1050 ～ 1200℃,,应变率0.001 ～0.1 s-1,工程应变量为50％,研究其在高温压缩变形中的流变应力行为.研究结果表明：在实验范围内,粉末冶金TiAl合金在热压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,其流变应力随应变速率的增大而增大,随变形温度的升高而降低;粉末冶金TiAl合金热压缩变形过程的流变行为可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数来描述,所获得的峰值应力表达式为：σ=90.91 In{（Z/1.68×1016）1/2.06＋[（Z/1.68×1016）2/2.06＋1]1/2},其变形激活能为477.56k J/mol,经验算该方程可以较好地描述该合金的变形特点.

关键词：粉末冶金TiAl合金热变形变形激活能本构模型

浇注温度对DD6单晶高温合金凝固组织的影响

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材料工程 2009年第2期37卷 43-46页

作者：熊继春李嘉荣韩梅刘世忠北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

研究了浇注温度对第二代单晶高温合金DD6凝固组织的影响。结果表明,随着浇注温度的降低,DD6合金的一次枝晶间距稍有增加,枝晶干与枝晶间γ′相尺寸略有增大,γγ-′共晶相尺寸增加,共晶含量略有减少,合金中主要元素偏析明显减轻。

关键词：浇注温度单晶高温合金 DD6 凝固组织

轻质合金胶接接头强度的胶层厚度依赖性的实验研究

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机械强度 2015年第1期37卷 32-38页

作者：许巍于慧臣陶春虎北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095

实验研究了胶层厚度对轻质铝合金单搭接头总体强度的影响规律,并探讨了接头总体强度-胶层厚度关系曲线变化趋势的相关影响因素,具体评估了胶黏剂韧性的影响。实验结果表明:当胶层厚度改变时,韧性胶黏剂对应胶接接头总体强度的变化程度,... 详细信息

实验研究了胶层厚度对轻质铝合金单搭接头总体强度的影响规律,并探讨了接头总体强度-胶层厚度关系曲线变化趋势的相关影响因素,具体评估了胶黏剂韧性的影响。实验结果表明:当胶层厚度改变时,韧性胶黏剂对应胶接接头总体强度的变化程度,比脆性胶黏剂对应的情况要剧烈,当厚度处于较小范围的时候,这种现象表现得尤为明显。当胶层厚度大于临界厚度时,胶接接头的总体强度表现为胶黏剂的宏观剪切强度。实验结果与已有模型预测结果吻合较好。

关键词：轻质合金胶接接头总体强度厚度依赖