摘要：连续氧化铝纤维增强氧化铝复合材料(Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3))是发展高性能航空发动机热端部件的理想材料。本工作研究了国产Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料的室温和1000℃拉伸力学性能,使用SEM观察拉伸试样的微观形貌和断口形貌,使用TEM观察纤维的微观结构,采用Weibull分布统计分析抗拉强度,利用纤维推入法得到纤维/基体界面剪切强度。结果表明,国产Al_(2)O_(3f)/Al_(2)O_(3)复合材料室温抗拉强度为(257±31)MPa,1000℃的抗拉强度为室温的78%,已达到国际Nextel610/Al_(2)O_(3)水平。研究发现,界面结合强度是影响抗拉强度的主要因素。界面结合强度较低,纤维拔出长且分散,抗拉强度高;界面结合强度较高,发生纤维束断裂,且纤维拔出变短,抗拉强度低。

摘要：通过2个电子参数(结合次数Bo_(t)和d轨道能级Mdt)提出了新设计的α型钛(α-Ti)合金。新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、改性合金Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和参考合金Ti-5Al-2.5Sn具有相同的Bo_(t)值(3.847)以及不同的Mdt值(2.430,2.426,2.422)。测试了3种α-Ti合金的极限抗拉伸强度(σ_(UTS))、断裂应变(ɛ_(f))和热盐腐蚀性能。3种α-Ti合金均采用冷坩埚悬浮熔炼技术进行制备。结果表明,3种合金样品均具有均匀的微观结构。在3种α-Ti合金中测量到的α单相晶粒尺寸约为600μm。Ti-5Al-4Zr-3.6Sn合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为801 MPa和16%,Ti-5Al-3Sn-1.9Zr合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为708 MPa和15%,Ti-5Al-2.5Sn合金的σ_(UTS)和ɛ_(f)值为603 MPa和15%。热盐腐蚀测试进行28.8ks后显示Ti-5Al-4Zr-3.6Sn、Ti-5Al-3Sn-1.9Zr和Ti-5Al-2.5Sn合金的失重率为2.61%、2.83%和3.10%。σ_(UTS)、ɛ_(f)和耐热盐腐蚀结果表明,新设计合金Ti-5Al-4Zr-3.6Sn是一种有实际应用潜力的钛合金材料。

摘要：采用热等静压工艺制备Ti-6Al-4V和Ti-60两种预合金粉末钛合金,研究两种不同包套形式对粉末合金拉伸性能的影响,采用SEM观察粉末合金的拉伸断口形貌,并利用***有限元分析软件对两种包套在热等静压过程中包套各部位的尺寸收缩进行模拟预测。结果表明:包套结构设计不合理时,焊缝在热等静压过程中存在泄漏的风险,进而会严重恶化粉末合金的性能;有限元模拟仿真可以辅助包套设计,提高效率,对制备粉末冶金近净成型构件有较为重要的工程应用意义。

摘要：金属波纹管作为FLNG低温柔性管道的内衬结构层,直接决定着低温管道的整体力学性能与安全性能,且在实际应用中直接与超低温(-163℃)的液化天然气接触。论文基于力-热耦合方法研究了在超低温环境下U型金属波纹管的拉伸性能,探究了波高、波距和壁厚等结构参数对其拉伸性能的影响,分析了各参数影响的敏感性。结合低温柔性管道的实际应用与生产工艺的需求,以U型波纹管的拉伸刚度最大化为优化目标,考虑了波纹管弯曲刚度、材料成本和实际工艺等多个约束条件,基于多岛遗传算法进行U型波纹管拉伸性能优化设计,并通过有限元模型验证了该优化设计方法的适用性。

摘要：通过金相显微镜、透射电镜和扫描电镜观察以及X射线织构测量、拉伸试验和平面应变断裂韧性测试,研究了130 mm厚2397-T87铝锂合金不同厚度层及不同取向的微观组织、拉伸性能和断裂韧性。结果表明:厚度方向织构分布不均匀,表层织构以高斯织构为主,中心织构则主要由β取向轧制织构和少量立方织构组成,亚表层T/8处织构较弱,且从中心到亚表层,β取向织构和立方织构含量降低,剪切织构含量增加,T/8处剪切织构含量最大。L方向不同厚度层拉伸性能具有不均匀性,亚表层的抗拉强度(σb)和屈服强度(σ0.2)小于中心,LT方向拉伸性能差异相对较小;同一厚度处,合金强度和断裂韧性具有各向异性,σb、σ0.2的变化规律为:L方向﹥LT方向﹥SL方向,L-T取向的断裂韧性最好,T-L取向次之,S-L取向最差。

摘要：为提高奥氏体不锈钢耐蚀性,合金中可同时加入Si、Mn元素,提高合金氧化膜形成能力,同时增加奥氏体基体稳定性,但Si、Mn的添加还能够对合金的冷变形组织和力学性能产生影响。本研究设计了不同硅、锰含量的奥氏体不锈钢,采用SEM、EPMA以及TEM等方法表征合金显微组织形貌,采用室温拉伸分析合金的力学性能。结果表明,Si质量分数由1.0%提高至2.0%,20%冷变形合金组织中变形孪晶体积分数由4.98%增加至8.33%,合金屈服强度由620 MPa提高至682 MPa,延伸率基本保持不变;Mn质量分数由1.5%提高至2.0%,变形孪晶体积分数由8.33%减少至7.22%,屈服强度由682 MPa降低至627 MPa,延伸率由16.0%增加至21.3%;添加Si元素,合金中孪晶数量增加,合金强度提高并保持塑性;添加Mn元素,合金中孪晶数量减少,强度降低塑性增强。

摘要：设计了不同厚度台阶铸板以实现冷却速率梯度,采用离心熔模铸造制备了不同冷却速率的β凝固含Bγ-TiAl合金样品,研究了冷却速率对硼化物和室温拉伸性能的影响。结果表明,硼化物分布在晶界,其长径比随冷却速率的提高而增大,而形貌由短棒状转变为丝带状。慢冷样品中短棒状TiB为B27结构,而快冷样品中丝带状TiB为B_f结构。2种结构TiB均存在生长各向异性,[010]和[100]分别为B_f和B27结构的最慢生长方向,前者更为显著,这可能与上述方向Ti、B原子周期性间隔排列,原子短程重排更为困难有关。随着冷却速率提高,材料屈服强度提高,但室温塑性下降,这与快冷样品中的细长丝带状硼化物容易萌生裂纹并迅速扩展有关;慢冷样品中的短棒状硼化物不易萌生裂纹,相应室温塑性较好。

摘要：为湿热环境条件下ZT7H/5429复合材料层合板的拉伸破坏应变基准值提供了一种精细化确定方法。通过在不同湿热环境下对含孔复合材料层合板进行拉伸试验,定量分析了温度和湿度对于层合板拉伸破坏应变的影响,并采用小子样整体推断技术建立了拉伸破坏应变预测模型。结果表明:拉伸破坏应变随温度升高而下降,并且下降幅度趋于平缓,而湿度所产生的影响并不显著。在拉伸破坏应变预测曲面的基础上,通过引入单侧容限系数进一步确定了拉伸破坏应变B基准值。相比传统单点法仅分析单一状态试验数据来获得B基准值,该方法充分考虑了不同状态下试验数据之间的关系模型,得到的B基准值具有2%~25%的提升,为复合材料结构的精细化设计提供了理论依据。

摘要：以单螺栓单剪连接[0°/90°]4s环氧树脂基碳纤维增强复合材料(CFRP)/高强度钢板(DP980)为研究对象,对接头宽度和端距进行了匹配设计,用试验和仿真手段,分析连接结构在承受拉伸载荷作用时的失效过程和破坏模式.结果表明:接头宽度和端距对接头破坏模式影响很大,接头宽度对接头刚度影响较大,端距对接头刚度影响较小,一定范围内接头宽度和端距对接头强度影响均较大;接头宽度与螺栓孔径的比值≥6、端距与螺栓孔径的比值≥3时,接头强度趋于最大值,并且破坏模式以挤压破坏为主;二次弯曲对CFRP/DP980接头强度影响很大.

摘要：通过表面机械研磨处理(SMAT)在LY12CZ铝合金表面制备表面纳米化(SNC)过渡层,再采用微弧氧化(MAO)技术对纳米晶过渡层进行微结构重构,设计制备出纳米化-微弧氧化(SNC-MAO)复合涂层,并对比研究了表面纳米化、微弧氧化及纳米化-微弧氧化复合处理对基体铝合金拉伸性能的影响。结果表明,微弧氧化处理使基体铝合金的屈服强度和抗拉强度减小,而纳米化-微弧氧化复合处理则增加了基体铝合金的屈服强度和抗拉强度。在拉伸伸长率8%的条件下,相同厚度的纳米化-微弧氧化复合涂层比微弧氧化涂层具有更好的抗拉伸破坏能力,表现出更好的膜基结合性能。