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高铌γ-TiAl合金表面微弧氧化陶瓷涂层的耐蚀性及高温氧化行为

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中国表面工程 2019年第5期32卷 78-85页

作者：潘萌徐吉林罗军明南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 南昌航空大学材料学院南昌330063

利用微弧氧化技术(MAO)在硅酸钠和氢氧化钾溶液中对高铌γ-TiAl合金表面原位生长陶瓷涂层以提高γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学工作站和箱式电阻炉高温氧化测... 详细信息

利用微弧氧化技术(MAO)在硅酸钠和氢氧化钾溶液中对高铌γ-TiAl合金表面原位生长陶瓷涂层以提高γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学工作站和箱式电阻炉高温氧化测试分析涂层的表面及截面形貌、相组成、元素化学结合状态、耐蚀性和高温氧化行为。XRD和XPS结果表明,陶瓷涂层主要由Al2TiO5、SiO2和Nb2O5组成。涂层与基体界面结合良好,厚度约2.15μm。高铌γ-TiAl合金经微弧氧化处理后,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流降低近1个数量级。微弧氧化处理试样在800~900℃中的氧化增重仅为基体的8.9%~37.5%。微弧氧化陶瓷涂层将基体的氧化激活能从247.79 kJ/mol增加到涂层试样的574.41 kJ/mol。

关键词：高铌γ-TiAl合金微弧氧化抗高温氧化耐蚀性

2060-T8E30铝锂合金的热变形行为及本构模型

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稀有金属材料与工程 2021年第12期50卷 4388-4394页

作者：于以标陈乐平徐勇袁源平南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室江西南昌330063

利用Sans CMT4104型电子万能试验机进行等温恒应变速率热拉伸试验,研究了2060-T8E30铝锂合金在变形温度425~500℃、应变速率0.001~0.1 s^(-1);条件下的热变形行为。结果表明:2060-T8E30铝锂合金在热变形过程中,随着温度的升高和应变速... 详细信息

利用Sans CMT4104型电子万能试验机进行等温恒应变速率热拉伸试验,研究了2060-T8E30铝锂合金在变形温度425~500℃、应变速率0.001~0.1 s^(-1);条件下的热变形行为。结果表明:2060-T8E30铝锂合金在热变形过程中,随着温度的升高和应变速率的降低,其峰值应力降低。合金的平均变形激活能为240.502 kJ/mol,平均应变速率敏感指数为0.28。基于热拉伸试验的真应力-真应变曲线,建立了具有应变补偿的Arrhenius本构方程,模型的预测值与实验值平均相对误差为5.89%,模型的精确度较好。

关键词： 2060-T8E30铝锂合金本构方程热变形行为

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压延率对无氧铜板高温退火的组织及性能影响

电子工艺技术 2024年第2期45卷 1-4,18页

作者：晏小猛王善林陈卫民吴懿平李欢欢南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室南昌330063 广州先艺电子科技有限公司广州510000 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

高导热AMB陶瓷基板的覆铜厚板性能直接影响基板的电性能和力学性能。通过对无氧铜原料板的加工、微观组织调整以及陶瓷与铜板的活性焊料复合,达到AMB陶瓷覆铜基板最优的组织状态和电学与力学性能。首先对无氧铜板原料进行450℃和650℃... 详细信息

高导热AMB陶瓷基板的覆铜厚板性能直接影响基板的电性能和力学性能。通过对无氧铜原料板的加工、微观组织调整以及陶瓷与铜板的活性焊料复合,达到AMB陶瓷覆铜基板最优的组织状态和电学与力学性能。首先对无氧铜板原料进行450℃和650℃再结晶退火0.5 h处理,得到两种原始的铜板组织。其次,对原始铜板进行压延率为15%、30%、45%、60%、75%的压延和800℃/1 h的退火处理,研究了退火铜板的微观组织及力学性能和电学性能。结果表明:当压延率在15%~75%时,随着压延率增加,晶粒逐渐被拉长变成扁平状,再变成纤维状;硬度随着压延率增加逐渐增大,铜板的延伸率逐渐减小,抗拉强度在压延率为15%~60%时逐渐增大,压延率达到75%时出现了小幅度降低。当在800℃退火1 h后,铜板表面晶粒尺寸随着压延率的增加逐渐减小,晶粒分布更加均匀,其大小稳定在400~800μm之间。铜板在压延率为15%~60%时的抗拉强度基本保持不变;当压延率到达75%时,抗拉强度出现小幅度降低。铜板硬度随着压延率增加基本保持不变。当压延率从15%变为75%时,铜板的电阻率有小幅度上升。

关键词：无氧铜 AMB陶瓷覆铜基板压延率晶粒尺寸电阻率

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纳米W-Cu复合粉体制备的研究进展

中国材料进展 2024年第6期43卷 543-557页

作者：曹新娜王喜然于华潘昆明王长记张程王晓东张学智河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 金属材料磨损控制与成型技术国家地方联合工程研究中心河南洛阳471003

W-Cu复合材料结合了W、Cu金属各自优良性能,具有良好的高温强度、延展性、抗电弧烧结性、耐高温氧化和低膨胀系数等特点,广泛应用于机械加工、国防工业、航空航天、电子信息、军事等领域。以超细纳米W-Cu复合粉体为原材料是制备出性能... 详细信息

W-Cu复合材料结合了W、Cu金属各自优良性能,具有良好的高温强度、延展性、抗电弧烧结性、耐高温氧化和低膨胀系数等特点,广泛应用于机械加工、国防工业、航空航天、电子信息、军事等领域。以超细纳米W-Cu复合粉体为原材料是制备出性能优越的W-Cu复合材料的主要途径之一,受到国内外学者的广泛关注。主要总结了W-Cu超细纳米复合粉体的制备方法,如机械合金化法、化学共沉淀法、水热合成-共还原法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、冷冻-干燥法、燃烧法等,并通过分析现阶段制备W-Cu纳米复合粉体存在的问题,提出了未来该领域的研究方向。

关键词：纳米W-Cu复合粉体 W-Cu复合材料制备方法应用领域发展趋势

初始残余应力的检测方法及其在薄壁叶片加工变形分析中的应用研究

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2024年第2期41卷 158-173页

作者：张华赵晟强孙豪彭芳瑜闫蓉唐小卫单玉楠华中科技大学机械科学与工程学院国家数控系统工程研究中心中国武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院数字化制造装备与技术国家重点实验室中国武汉430074

薄壁叶片是航空发动机的关键部件,在加工过程中极易发生剧烈的变形。已有的变形研究控制重点关注在减小切削力和加工残余应力(Machining‑induced residual stress,MIRS)这两方面。本文利用材料热处理和锻造过程中产生的初始残余应力(Ini... 详细信息

薄壁叶片是航空发动机的关键部件,在加工过程中极易发生剧烈的变形。已有的变形研究控制重点关注在减小切削力和加工残余应力(Machining‑induced residual stress,MIRS)这两方面。本文利用材料热处理和锻造过程中产生的初始残余应力(Initial residual stress,IRS)来减轻薄壁零件受切削力与加工残余应力影响所产生的变形。由于初始残余应力测量困难且具有破坏性,本文提出了一种初始残余应力逆辨识方法来测量Ti6Al4V的初始残余应力。与传统的初始残余应力测量方法相比,逆辨识方法更符合应力分布和叶片变形的分布趋势。为了研究和解耦初始残余应力、加工残余应力和切削力之间对加工变形影响的相互作用,针对钛合金直纹叶片为对象进行实验验证,并建立了有限元预测模型。在分析切削力与加工残余应力对变形的影响后,可以得到切削力占变形程度的46.17%,平均值为26.36μm,而加工残余应力占变形程度的53.83%,平均值为30.70μm。耦合初始残余应力后使得整体的变形减小,受加工残余应力影响的最大挠度变形从35.32μm降低到15.50μm,该分析为利用初始残余应力减小薄壁叶片加工变形提供了新的方法。

关键词：薄壁叶片加工变形残余应力分析切削力模型

钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形技术进展

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塑性工程学报 2024年第1期31卷 15-25页

作者：王克环常澍芃丁锐黄帅军温泽华刘钢哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 空基信息感知与融合全国重点实验室河南洛阳471099 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司黑龙江哈尔滨150028

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地... 详细信息

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地提高钛合金薄壁构件成形效率、降低成本。然而,与传统等温成形不同,在冷模热冲压成形过程中,钛合金板材温度不断下降,这对钛合金成形极限、回弹及组织性能等的控制提出了全新的挑战。分析了钛合金薄壁构件冷模热冲压成形技术特点及存在的问题,归纳了快速加热对钛合金组织性能的影响规律,综述了钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形工艺进展,最后对该技术未来的发展方向进行了展望。

关键词：钛合金薄壁构件冷模热冲压快速加热非平衡态组织

Ni中间层镁/钛异种材料电阻点焊接头组织与性能

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材料导报 2023年第7期37卷 188-191页

作者：谭钦文邓黎鹏易润华程东海李东阳南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

采用三相次级整流电阻焊机进行镁/钛异种材料电阻点焊实验,添加20μm纯Ni箔作为中间层,研究焊接工艺参数(焊接电流I、焊接时间t、焊接压力P)对点焊接头成形及力学性能的影响,及Ni对点焊接头界面组织的调控作用。结果表明:一定范围内,随... 详细信息

采用三相次级整流电阻焊机进行镁/钛异种材料电阻点焊实验,添加20μm纯Ni箔作为中间层,研究焊接工艺参数(焊接电流I、焊接时间t、焊接压力P)对点焊接头成形及力学性能的影响,及Ni对点焊接头界面组织的调控作用。结果表明:一定范围内,随着热输入量的增大,界面化合物层厚度及有效承载面积逐渐增大,接头承载能力提高,接头成形良好;当I=20.7 kA、t=20 cyc、P=7.63 kN时,获得接头最大拉剪载荷5.249 kN。镁/钛点焊接头界面组织成分由镁侧至钛侧依次为α-Mg、α-Mg+Mg_(2)Ni共晶组织、Ti_(2)Ni界面层、纯Ti,界面层组织呈中间厚两边薄的“山峰型”分布特点。

关键词：镁合金钛合金电阻点焊 Ni中间层界面调控

基于多指标综合评分方差分析的镍铬合金储能缝焊工艺研究

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材料导报 2021年第14期35卷 14161-14165页

作者：易润华邓黎鹏程东海刘奋成轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

以接头的拉剪力、重叠量和焊透率的加权综合评分值为检测质量指标,对0.5 mm厚的Cr20Ni80镍铬合金进行了储能缝焊(CDSEW)试验,采用多指标综合评分方差分析法(ANOVA)研究了焊接速度、放电频率和储能量对缝焊接头质量的影响,并对试样进行... 详细信息

以接头的拉剪力、重叠量和焊透率的加权综合评分值为检测质量指标,对0.5 mm厚的Cr20Ni80镍铬合金进行了储能缝焊(CDSEW)试验,采用多指标综合评分方差分析法(ANOVA)研究了焊接速度、放电频率和储能量对缝焊接头质量的影响,并对试样进行了金相观察。结果表明:焊接速度对镍铬合金储能缝焊接头质量影响显著,储能量对其影响比较显著,但影响程度低于焊接速度,而放电频率对接头质量无显著影响,焊接速度越大,失效能量越小,接头的塑性变形能力越差。最优工艺组合下三指标检测量的综合评分值为0.978,对应的拉剪力为4.971 kN,重叠量为45.8%,焊透率为63.7%。镍铬合金在缝焊过程中未发生相变,整个接头全为单相奥氏体固溶组织,焊缝熔核区组织均匀,晶粒以树枝状分布。

关键词：储能缝焊(CDSEW) 镍铬合金加权综合评分方差分析法(ANOVA)

冷拔态GH4738合金热变形本构方程及热加工图

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精密成形工程 2024年第5期16卷 193-200页

作者：田曾金万军王倩张欢欢吴大勇马海坤董会苁苏孺河北科技大学材料科学与工程学院河北省材料近净成形技术重点实验室石家庄050018 中国航空工业标准件制造有限责任公司贵阳550000 中航上大高温合金材料股份有限公司河北邢台054800

目的研究紧固件用冷拔态GH4738合金棒材在不同工艺参数下的热变形行为,为紧固件热加工工艺参数优化提供理论指导。方法采用Gleeble-3500热模拟实验机对冷拔态GH4738合金棒材在变形温度1000~1080℃、应变速率1~10 s^(−1)条件下进行了热... 详细信息

目的研究紧固件用冷拔态GH4738合金棒材在不同工艺参数下的热变形行为,为紧固件热加工工艺参数优化提供理论指导。方法采用Gleeble-3500热模拟实验机对冷拔态GH4738合金棒材在变形温度1000~1080℃、应变速率1~10 s^(−1)条件下进行了热压缩实验,变形量为50%。计算了该合金的材料常数和变形激活能Q,建立了基于峰值应力的冷拔态GH4738合金的本构方程,根据动态材料模型理论绘制了冷拔态GH4738合金的能量耗散图和失稳图,获得了合金在不同应变下的热加工图,并讨论了显微组织演变情况。结果冷拔态GH4738合金的流变应力随着变形温度的增加或应变速率的减小而降低。线性回归的相关系数证实了描述该材料热变形行为的本构方程的准确性。基于冷拔态GH4738合金的热加工图及显微组织验证结果可得,冷拔态GH4738合金的主要失稳区工艺参数区间为1000~1035℃/0.12~3s^(−1),1030~1072℃/0.25~10 s^(−1)和1075~1080℃/2.72~10 s^(−1)。热加工较佳工艺条件为1000~1028℃/0.02~0.14 s^(−1)和1040~1080℃/0.06~0.74 s^(−1)。结论通过对冷拔态GH4738合金热变形本构方程和热加工图进行研究,获得了冷拔态GH4738合金优化的热变形工艺参数,可用于指导冷拔态GH4738合金的紧固件热加工成形。

关键词： GH4738合金热变形本构方程热加工图微观组织