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铝/铝基SiC复合材料搭接微搅拌摩擦焊工艺特性

张婧 , 封小松 , 黄珲 , 赵慧慧 , 张成聪 , 熊艳艳 , 董丰波 , 郭立杰

对薄壁铝合金/铝基SiC复合材料搭接接头微搅拌摩擦焊接(μ-FSW)工艺特性、接头形貌特征及力学性能进行研究,并揭示搭接界面形成机制及接头失效机制.结果表明:在较宽的工艺参数窗口内均可得到成形良好的焊缝.由于μ-FSW所特有的金属流动特点,以及SiC颗粒难以流动的特性,搭接界面呈现出一种特殊的“弯钩状”形貌.接头的断裂为界面迁移处“减薄”区域的拉伸断裂.接头力学性能与载荷方向直接相关,这是由不同的金属塑性流动行为所致.

关键词: 铝基SiC复合材料 , 微搅拌摩擦焊接 , 搭接 , 界面迁移

激光重熔双模态Al2O3-TiO2复合涂层的组织与性能

李崇桂 , 王铀 , 封小松 , 闫华 , 张培磊 , 于治水

材料热处理学报

采用普通Metco 130粉末及纳米结构Al2O3-13％ TiO2粉末通过等离子喷涂和激光重熔复合技术分别在Ti-6Al-4V合金表面制备了激光重熔涂层.采用扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等手段观察和研究了激光重熔前后涂层的微观组织和硬度.结果表明,激光重熔后,消除了等离子喷涂涂层的层状结构,获得了致密的重熔涂层,且纳米结构重熔涂层传承了喷涂态涂层的双模态组织特征.随着扫描速度的降低,涂层表面的致密度提高.纳米结构重熔涂层的硬度为1150 HV0.3至1750 HV 0.3,比重熔之前的喷涂态涂层约提高了60％.

关键词: 等离子喷涂 , 激光重熔 , Al2O3-TiO2涂层 , 钛合金 , 双模态组织

NiTiNb箔片激光焊接工艺及其接头的组织与性能

陆巍巍 , 陈玉华 , 谢吉林 , 王善林 , 封小松

中国有色金属学报

采用Nd：YAG激光器实现200μm厚Ni

关键词: 形状记忆合金 , 激光焊接 , 正交试验 , 显微组织

2195铝锂合金填充式摩擦点焊接头显微组织与力学性能

张成聪 , 沈小丽 , 封小松 , 郭立杰

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2014.1.004

研究了2195铝锂合金填充式摩擦点焊不同焊接时间对接头力学性能的影响,对典型接头微观组织进行了分析和横截面显微硬度测试.实验结果表明,预热时间在0.2～l.4s时,焊点剪切拉伸抗力与十字拉伸抗力均先增大后减小;焊接时间在1.8 ～3.2s之间时,焊点剪切拉伸抗力与十字拉伸抗力均增大;摩擦点焊接头可分为焊核区、竖直面热机影响区、水平面热机影响区三个典型区域,其中竖直面热机影响区与焊核区的连接界面为接头的薄弱环节;焊核区发生了较大程度的软化.

关键词: 铝锂合金 , 填充式摩擦点焊 , 显微组织 , 力学性能

激光熔覆法制备 Al2 O3-TiO2涂层的显微组织与性能研究?

潘斌 , 李崇桂 , 黄旺华 , 王恩庭 , 宋晓航 , 封小松

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.04.016

采用预置粉末式激光熔覆法在钛合金(Ti-6Al-4V)表面开展了 Al2 O3-13%(质量分数)TiO2涂层的研究。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射分析仪(XRD)和显微硬度计研究了激光熔覆熔池的特征和涂层的显微结构,分析了涂层的成分分布、相组成和显微硬度分布情况。预置粉末激光熔覆制备的 Al2 O3-13%(质量分数)TiO2涂层界面结合良好,涂层组织均匀,没有明显的裂纹和气孔。激光熔覆涂层表现出明显流线型特征,熔覆层截面分为热影响区、扩散结合区和涂层区。涂层由 Ti、AlTi3、α-Al2 O3和γ-Al2 O3等相组成。涂层的显微硬度达到1000~1300 HV0.3,比基体硬度360~390 HV0.3高2倍。

关键词: 激光熔覆 , 陶瓷涂层 , 显微组织 , 表面改性

激光熔覆法制备ZrO2-Y2O3涂层的显微组织与性能研究

黄旺华 , 李崇桂 , 潘斌 , 王恩廷 , 宋晓航 , 封小松

硅酸盐通报

采用预制粉末式激光熔覆法在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备了纳米ZrO2-8％ Y2O3涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)对涂层的相组成及组织结构进行分析,同时分析了涂层的显微硬度分布情况.结果表明:在一定功率范围内,涂层气孔随激光功率增大而逐渐减少,裂纹随激光功率增大而增多;ZrO2陶瓷涂层与基体间结合良好,熔覆层微观组织结构主要以细小的树枝晶形态存在.在不同区域表现出不同的组织特征,靠近表面处晶体尺寸相对较小,呈柱状整齐排列在熔覆层表层区域;熔覆层中部主要包含块状晶及少量树枝晶;熔覆层底部主要为树枝晶,其一次品轴方向沿垂直于涂层截面方向生长;熔覆层主要由四方相(t相)ZrO2和立方相(c相)ZrO2组成;熔覆层平均硬度达到1000～ 1300 HV0.2,约为基材硬度的3.5倍.

关键词: 激光熔覆 , 氧化锆 , 微观组织 , 显微硬度

镀锌板激光钎焊温度场的数值模拟

封小松 , 陈彦宾 , 李俐群

金属学报

以镀锌钢板为母材, 以CuSi3焊丝为钎料, 进行了单、双光束激光钎焊实验. 在分析单、双光束激光填丝钎焊传热行为的基础上, 采用有限元方法对激光钎焊温度场进行了数值模拟, 提出了激光填丝钎焊热源模型. 采用体热源来模拟熔化钎料铺展流动引起的传热, 模型考虑了热物性参数随温度的变化带来的非线性影响以及潜热、辐射和对流对传热的影响. 对典型激光钎焊工艺参数下的温度场进行计算, 结果表明: 单光束激光钎焊有较高的温度梯度, 而2 mm焦点间距的双光束钎焊接头峰值温度和温度梯度低,高温区域宽, 更适合于获得良好的钎焊接头.

关键词: 激光钎焊 , dual laser beam , temperature field , numerical simulation

镀锌板激光钎焊温度场的数值模拟

封小松 , 陈彦宾 , 李俐群

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.08.019

以镀锌钢板为母材,以CuSi3焊丝为钎料,进行了单、双光束激光钎焊实验.在分析单、双光束激光填丝钎焊传热行为的基础上,采用有限元方法对激光钎焊温度场进行了数值模拟,提出了激光填丝钎焊热源模型.采用体热源来模拟熔化钎料铺展流动引起的传热,模型考虑了热物性参数随温度的变化带来的非线性影响以及潜热、辐射和对流对传热的影响.对典型激光钎焊工艺参数下的温度场进行计算,结果表明:单光束激光钎焊有较高的温度梯度,而2 mm焦点间距的双光束钎焊接头峰值温度和温度梯度低,高温区域宽,更适合于获得良好的钎焊接头.

关键词: 激光钎焊 , 双光束 , 温度场 , 数值模拟