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铸造镍基高温合金IN792的凝固和偏析行为研究

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稀有金属材料与工程 2012年第8期41卷 1457-1462页

作者：郑亮肖程波张国庆汤鑫唐定中北京航空材料研究院北京100095

采用等温凝固淬火试验(ISQ)与差热扫描量热(DSC)分析的方法对铸造镍基高温合金IN792的凝固过程和元素在固、液相中的分配进行研究,得到了合金的等温凝固组织、相析出顺序图、凝固特性曲线以及元素在不同温度下的偏析特性。ISQ结果表明:I... 详细信息

采用等温凝固淬火试验(ISQ)与差热扫描量热(DSC)分析的方法对铸造镍基高温合金IN792的凝固过程和元素在固、液相中的分配进行研究,得到了合金的等温凝固组织、相析出顺序图、凝固特性曲线以及元素在不同温度下的偏析特性。ISQ结果表明:IN792合金的液相线温度为1328℃,开始析出MC碳化物的温度为1310℃,开始形成(γ+γ’)共晶的温度为1225℃,于1190℃开始析出二次γ’相。由DSC测得的合金宏观固相线温度(尚存体积分数5%残余液体)和由ISQ测得的微观固相线温度(终凝温度)分别为1250和1180℃,两者相差达70℃,这一温度范围往往是热裂缺陷形成的敏感区间。IN792合金在液相线下30℃范围内液体量锐减,析出了体积分数约85%的γ枝晶。1300～1270℃是合金枝晶间液体由连通转为断开的温度范围,它与铸件疏松形成密切相关。在1325～1190℃温度区间,IN792合金中元素W、Co分配系数大于1,倾向富集于枝晶干固相,为负偏析元素;Zr、Mo、Ti、Ta、Cr分配系数小于1,倾向富集于枝晶间液相,为正偏析元素;Al在凝固早期富集于液相而后来倾向于分布在枝晶干固相区,随着凝固温度降低逐步转变为负偏析元素。在1325～1210℃温度范围内,随着凝固温度降低,Al、Ni的分配系数升高,而Mo、Cr的分配系数降低。相反,在1210～1180℃温度区间,随着凝固温度降低,Ni、Al的分配系数降低,而Mo、Cr的则升高。

关键词：镍基高温合金 IN792 凝固偏析分配系数

SPS工艺对石墨烯增强铝基复合材料拉伸性能的影响

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稀有金属材料与工程 2019年第2期48卷 632-637页

作者：赵双赞燕绍九陈翔洪起虎李秀辉戴圣龙北京航空材料研究院北京100095

利用放电等离子烧结(SPS)技术在不同烧结温度及烧结时间下制备了石墨烯纳米片增强铝基复合材料(GNFs/Al),并对其微观组织及拉伸性能进行分析。结果表明,较低温度(500℃)烧结时,GNFs/Al复合材料界面结合力较弱,其拉伸性能差;较高温度(560... 详细信息

利用放电等离子烧结(SPS)技术在不同烧结温度及烧结时间下制备了石墨烯纳米片增强铝基复合材料(GNFs/Al),并对其微观组织及拉伸性能进行分析。结果表明,较低温度(500℃)烧结时,GNFs/Al复合材料界面结合力较弱,其拉伸性能差;较高温度(560及590℃)烧结可增强界面结合力,此时快速烧结能抑制界面反应的发生,有利于获得拉伸性能良好的GNFs/Al复合材料。560℃快速烧结制备的GNFs/Al依靠铝基体晶粒的细化及应力转移,其抗拉强度比纯铝提高了31%。

关键词：石墨烯增强铝基复合材料放电等离子烧结拉伸性能界面特征

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铸态阻燃钛合金的热加工图与变形机制研究

稀有金属材料与工程 2013年第12期42卷 2541-2546页

作者：孙欢迎曹京霞王宝黄旭曹春晓北京航空材料研究院北京100095

在热模拟试验机上对铸态组织的阻燃钛合金（Ti．35V-15Cr-Si-C）进行了等温恒应变速率热压缩试验，温度范围为900-1200℃，应变速率范围为10^-3～1s^-1，测试了其真应力．真应变曲线并对曲线上的应力口突降进行了解释。基于动态材料模... 详细信息

在热模拟试验机上对铸态组织的阻燃钛合金（Ti．35V-15Cr-Si-C）进行了等温恒应变速率热压缩试验，温度范围为900-1200℃，应变速率范围为10^-3～1s^-1，测试了其真应力．真应变曲线并对曲线上的应力口突降进行了解释。基于动态材料模型建立了合金的热加工图，结合微观组织观察，确定了3个不同区域的高温变形机制：温度900～1030℃、应变速率小于0．1s^-1时，变形机制为动态回复和连续动态再结晶；温度大于1030℃、应变速率小于0．1s^-1时，功率耗散效率叮出现峰值，除了动态回复和连续动态再结晶，还出现碳化物溶解现象；高应变速率（占大致在0．01～1s^-1之间）区，是合金的变形失稳区域，较低温度时失稳机制为局部流动，高温失稳与碳化物溶解有关，ε=1s^-1时组织演变特征是项链状动态再结晶。

关键词：阻燃钛合金热加工图变形机制动态回复动态再结晶

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分层缺陷对复合材料层板压缩性能的影响

北京航空航天大学学报 2015年第2期41卷 311-317页

作者：周睿关志东贾云超王凯伦张晨乾北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空材料研究院北京100095

基于影像云纹法、表面应变测量、分级加载超声C扫描3种观测手段,对含有不同位置、尺寸、数量预制分层缺陷的复合材料层板进行了压缩试验研究,对试验中产生的子层屈曲、分层扩展、层板失稳等现象进行了细致的观察、对比与联系.结合试验结... 详细信息

基于影像云纹法、表面应变测量、分级加载超声C扫描3种观测手段,对含有不同位置、尺寸、数量预制分层缺陷的复合材料层板进行了压缩试验研究,对试验中产生的子层屈曲、分层扩展、层板失稳等现象进行了细致的观察、对比与联系.结合试验结果,总结了3种不同的分层扩展模式,并基于分层扩展模式分析了子层屈曲、层板失稳等现象的产生机理.结合上述试验现象,通过比较临界失稳应力、最终破坏应力、分层纵向扩展范围等试验结果,系统地分析了分层缺陷对复合材料层板压缩性能的影响.研究结果可为复合材料结构损伤容限设计提供依据.

关键词：复合材料分层扩展子层屈曲二次失稳试验研究

微缺陷对高体积分数SiC_P/Al复合材料拉伸性能的影响

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航空材料学报 2009年第2期29卷 85-91页

作者：康炘蒙程小全郦正能张纪奎崔岩北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空材料研究院北京100095

建立了高体积分数S iCP/A l复合材料的微缺陷有限元模型,对其拉伸力学特性进行了模拟计算。通过对含孔洞、界面脱粘等典型微缺陷的模拟,发现孔洞的存在对材料性能影响不大;界面脱粘对材料承载性能影响最大,脱粘界面面积的大小与复合材... 详细信息

建立了高体积分数S iCP/A l复合材料的微缺陷有限元模型,对其拉伸力学特性进行了模拟计算。通过对含孔洞、界面脱粘等典型微缺陷的模拟,发现孔洞的存在对材料性能影响不大;界面脱粘对材料承载性能影响最大,脱粘界面面积的大小与复合材料承载能力成反比。微缺陷之间的相对位置对材料拉伸性能的影响不同,靠近孔洞处界面脱粘比背离孔洞处界面脱粘使材料承载性能下降更大。进一步多颗粒模型的模拟分析,发现高体积分数S iCP/A l复合材料的非线性拉伸曲线与其内部颗粒界面逐步脱粘存在有一定的关系。在开始加载阶段脱粘比例递增较快,在接近破坏时脱粘比例递增减慢。

关键词：金属基复合材料 SiCP 拉伸有限元体积分数

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乌兰牧骑艺术宫(大剧院)超限结构抗震设计

建筑结构 2019年第S02期49卷 280-285页

作者：程海永李志鹏蔡思思刘茵中国航空规划设计研究总院有限公司北京100086

锡林郭勒乌兰牧骑艺术宫是由大型剧场、音乐厅、图书馆及其配套用房组成的综合观演建筑。整体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,局部采用桩筏基础。楼盖为现浇钢筋混凝土梁板结构,舞台塔、观众厅屋盖为大跨钢梁。该结构存在扭转... 详细信息

锡林郭勒乌兰牧骑艺术宫是由大型剧场、音乐厅、图书馆及其配套用房组成的综合观演建筑。整体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,局部采用桩筏基础。楼盖为现浇钢筋混凝土梁板结构,舞台塔、观众厅屋盖为大跨钢梁。该结构存在扭转不规则、楼板薄弱连接、穿层柱等不规则类型的多层建筑。本文从结构体系与布置、超限情况分析、主要加强措施、抗震计算等方面进行介绍分析。

关键词：剧场建筑结构设计抗震性能分析

铸态Ti-46Al-6(Cr,Nb,Si,B)合金的高温流变行为及其组织演变

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稀有金属材料与工程 2011年第9期40卷 1544-1549页

作者：史蒲英李臻熙曹春晓北京航空材料研究院北京100095

以3次真空自耗熔炼的Ti-46Al-6(Cr,Nb,Si,B)(at%)(以下简称G4合金)合金为对象,采用恒温等应变速率热模拟压缩试验研究G4合金在1050～1250℃及0.001～1s-1应变速率下的高温流变行为和组织演变。结果表明,在高温变形过程中,G4合金呈现先... 详细信息

以3次真空自耗熔炼的Ti-46Al-6(Cr,Nb,Si,B)(at%)(以下简称G4合金)合金为对象,采用恒温等应变速率热模拟压缩试验研究G4合金在1050～1250℃及0.001～1s-1应变速率下的高温流变行为和组织演变。结果表明,在高温变形过程中,G4合金呈现先硬化后软化的流变行为特征,组织由粗大的铸态γ+γ/α2近片层组织演变为细小的近等轴γ+α2组织;造成G4合金流变软化和组织演变的主要原因是动态再结晶(DRX)。变形温度和应变速率是影响G4合金高温流变和组织演变的2个主要因素。铸态G4合金在高温下的变形机制以γ/α2层片晶团的扭折、弯曲、球化和DRX以及γ晶粒的拉长、破碎和DRX为主,孪生变形也起到了一定的辅助作用。其最佳高温塑性变形温度为1150℃,应变速率应不大于0.1s-1。

关键词： TiAl合金热压缩模拟试验高温流变行为组织演变动态再结晶(DRX)

铁基合金中热驱动和应力驱动的马氏体形核动力学

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金属学报 2001年第11期37卷 1153-1158页

作者：赵新清北京航空材料研究院北京100095

根据马氏体相变的经典形核理论，对铁基合金中马氏体形核激活能进行了重新估算．结果表明：在非低温时形核激活能比热能低一人数量级，从而证实了铁基合金中马氏体相变的热致形核，深入研究了马氏体形核的动力学，确定了马氏体形核激活... 详细信息

根据马氏体相变的经典形核理论，对铁基合金中马氏体形核激活能进行了重新估算．结果表明：在非低温时形核激活能比热能低一人数量级，从而证实了铁基合金中马氏体相变的热致形核，深入研究了马氏体形核的动力学，确定了马氏体形核激活能－界面能、激活能－相变驱动力以及相变驱动力－激活体积的关系，这些关系丐相关的实验研究结果相一致．在此基础上，探讨了热能和应力在马氏体形核中的驱动作用，提出了马氏体相变的形核机制，高温条件下的形核由热驱动来完成，而在低温时应力驱动起重要作用．

关键词：马氏体相变形核动力学动力学铁基合金激活能热驱动应力驱动

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SiC_P/Al复合材料的拉伸性能

复合材料学报 2009年第4期26卷 83-88页

作者：康炘蒙程小全郦正能张纪奎胡仁伟崔岩北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空材料研究院北京100095

对高体积分数碳化硅颗粒增强铝基(SiCP/Al)复合材料的拉伸强度进行了试验研究。发现在较高应力水平下经过2次卸载的试件与未做卸载的试件相比,拉伸强度变化很小,说明加载-卸载过程对材料的拉伸强度影响不大。在试验研究的基础上,使用AN... 详细信息

对高体积分数碳化硅颗粒增强铝基(SiCP/Al)复合材料的拉伸强度进行了试验研究。发现在较高应力水平下经过2次卸载的试件与未做卸载的试件相比,拉伸强度变化很小,说明加载-卸载过程对材料的拉伸强度影响不大。在试验研究的基础上,使用ANSYS软件建立了有限元模型,对SiCP/Al复合材料的拉伸特性进行了仿真模拟。研究结果表明,低体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能更接近塑性材料;而高体积分数SiCP/Al复合材料的力学性能则接近于脆性材料。拉伸强度模拟计算误差非常小,基体破坏是导致高体积分数SiCP/Al复合材料破坏的主要因素。

关键词：金属基复合材料 SiCP 拉伸有限元体积分数