张显娜
,
王清
,
陈勃
,
石尧
,
侯冬芳
,
刘永健
,
李冬梅
,
谢巧英
,
陈清香
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.004
为提升Cu-Ni-Sn合金的导电率,系统研究了溶质元素(Ni,Sn)含量对导电Cu合金导电率和硬度的影响.通过对现有典型牌号Cu合金进行成分解析,发现在Ni、Sn原子比为3/1时合金具有高的导电率和强度,故本工作固定Ni、Sn原子比为3,改变Ni和Sn总量,设计了一系列三元成分合金;采用真空电弧熔炼工艺制备合金锭,随后进行1093 K/1 h固溶+65％～75％变形冷轧+673K/2 h时效处理.实验结果表明,经过固溶+变形+时效处理后的Cu合金的导电率随溶质元素(Ni+Sn)含量增加而降低,而硬度变化则呈相反趋势;系列Cu合金的弹性模量随(Ni+Sn)含量基本保持不变.由此,为使Cu合金的导电率不低于15.0％ IACS、且保持一定的强度,溶质元素(Ni+Sn)含量应为10.0％≤y(Ni+Sn)≤16.0％(质量百分比含量为12.0％≤w(Ni+Sn)≤18.0％).
关键词:
Cu-Ni-Sn合金
,
溶质元素含量
,
导电率
,
硬度
钱圣男
,
李冬梅
,
王清
,
董闯
,
陈勃
,
侯冬芳
,
刘永健
,
谢巧英
,
陈清香
材料热处理学报
采用了一种新的团簇成分式合金设计方法,对高强导电Cu-Ti合金进行了成分优化和实验验证.根据团簇加连接原子结构模型,Cu-Ti面心立方固溶体的高稳定性化学近程序结构单元可表述为团簇成分式[Ti-Cu12]Cu3.6,其中[Ti-Cu12]为以溶质原子Ti为中心的第一近邻配位多面体团簇,并搭配以3或6个连接原子.经过固溶处理(1173 K/2 h)和时效(723 K/4h)处理,合金[Ti-Cu12]Cu3(质量分数Cu-4.8Ti)的维氏显微硬度为304 MPa,导电率为9.8％IACS,[Ti-Cu12]Cu6(Cu-4.0Ti)的维氏硬度为283 MPa,导电率达11.3％IACS,其中后者导电性能相当于日本的Cu-3.39Ti合金,且成分点位于性能对成分变化不敏感区域.
关键词:
高强导电合金
,
Cu-Ti合金
,
合金设计
,
团簇成分式
胡本润
,
陈勃
,
王利发
,
刘建中
,
吴学仁
,
范金娟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.03.007
对TA15钛合金板材进行氩弧焊对接焊后,加工成光滑疲劳试件进行R=0.5,0.06的高周疲劳S-N曲线测试.试验后对试样断口进行扫描电镜(SEM)分析发现,疲劳源大多位于焊接区域的气孔或夹杂等焊接缺陷处.以焊接处微观结构缺陷尺寸作为初始裂纹尺寸,采用基于裂纹闭合的全寿命预测模型,以焊接区域不同位置的长裂纹扩展速率曲线作为基线,利用J.C.Newman的FASTRAN II软件对焊接接头试件的疲劳寿命进行预测,发现采用焊缝边缘处的长裂纹扩展曲线预测结果与试验结果吻合较好.
关键词:
疲劳
,
寿命预测
,
氩弧焊接
杨青
,
朱立群
,
李卫平
,
刘慧丛
,
陈勃
,
叶序彬
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.04.007
鉴于试样厚度对2024-T351铝合金材料的应力腐蚀开裂门槛值KISCC的影响及实际工程应用中厚壁构件的应力腐蚀敏感性评价等问题,选取能够代表实际工程应用中构件壁厚的40 mm厚双悬臂梁(DCB)试样和标准(GB 15970.6-2007)中规定的26 mm厚DCB试样,进行了应力腐蚀断裂特性研究.结果表明,40mm厚试样得到的材料的应力腐蚀开裂门槛值KISCC值大于26mm厚试样得到的KISCC.对S-L取向试样,40mm厚和26 mm厚试样的应力腐蚀开裂门槛值KISCC差别不大,差异在4％左右;对S-T取向试样,40mm厚和26 mm厚试样的KISCC值差别明显,差异在24％左右.在DCB试样应力腐蚀断口表面发现有纤维状的腐蚀产物生成,经过能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)分析,纤维状的腐蚀产物是氢氧化铝.纤维状腐蚀产物的生成降低了DCB试样裂纹尖端腐蚀产物的积累,从而减轻了腐蚀产物楔形作用对应力腐蚀开裂门槛值KISCC的影响,提高了材料抗应力腐蚀的能力.并且40mm厚DCB试样应力腐蚀断口表面的纤维状腐蚀产物明显多于26 mm DCB试样,这也是40mm厚试样的应力腐蚀开裂门槛值大于26 mm试样的一个原因.在应力腐蚀开裂过程中,由于DCB试样裂纹尖端发生阳极反应,与主体溶液形成小阳极大阴极体系,使试样裂纹尖端呈酸性,而主体溶液呈碱性.40 mm厚试样的裂纹尖端pH约3.0,26 mm厚试样的裂纹尖端pH约3.6,厚板试样裂纹尖端处溶液酸化更严重.
关键词:
双悬臂梁(DCB)试样
,
应力腐蚀开裂
,
门槛值KISCC
,
2024铝合金
童第华
,
吴学仁
,
刘建中
,
胡本润
,
陈勃
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.010
铸造钛合金ZTC4在飞机和航空发动机上应用日益广泛.深入研究ZTC4疲劳全寿命预测方法,旨在为航空构件的损伤容限设计和寿命预测探索新的途径.本文以宏观和微观结合的手段,采用板材试样的高周疲劳试验、中心裂纹试样的长裂纹扩展试验和扫描电子显微镜(SEM)的断口分析等三种试验,研究了ZTC4在室温恒幅载荷条件下的疲劳断口特征和裂纹扩展行为;对引起疲劳失效的主要原因-材料初始缺陷(夹杂或气孔)进行了定量表征;基于Newman裂纹闭合模型建立了ZTC4长裂纹的(da/dN)-△Keff基线数据;通过对平板内埋椭圆裂纹的断裂力学分析,从基于微观结构和断口分析统计确定的初始缺陷尺寸出发,对ZTC4在恒幅载荷条件下两种应力比的疲劳全寿命进行了预测和实验验证,得到了具有较好学术意义和工程应用价值的研究结果.
关键词:
铸造钛合金
,
小裂纹
,
疲劳寿命预测
,
裂纹闭合
李矿
,
熊峻江
,
马少俊
,
陈勃
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.000093
典型腐蚀环境下的疲劳性能是航空金属结构疲劳寿命设计的前提，为此，实验测定航空铝合金2E12-T3和7050-T7451光滑试样和缺口试样在干燥大气环境和油箱积水环境下的疲劳性能S-N曲线，观测实验现象，根据实验数据结果进行疲劳性能对比，并对试样断口进行扫描电镜( SEM)分析，研究油箱积水腐蚀环境和载荷联合作用对疲劳性能的影响机理，结果表明：油箱积水环境对材料的疲劳性能产生不利影响，疲劳载荷的降低和试样的缺口均加剧腐蚀环境对材料疲劳性能的不利影响；腐蚀引起的试样表面粗糙状况更容易萌生疲劳裂纹，裂纹尖端发生的电化学反应和氢脆效应加快裂纹扩展，使得疲劳性能降低和疲劳寿命缩短。
关键词:
铝合金
,
疲劳
,
腐蚀
,
油箱积水
,
缺口
,
SEM
陈勃
,
刘建中
,
胡本润
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.02.020
对2024-T3铝合金板材中心孔试样进行了疲劳裂纹扩展行为及寿命预测的理论和试验研究.采用疲劳条带与显微镜观测相结合的办法获得试样在块谱作用下孔边自然萌生裂纹扩展的α-N数据,并通过对断口的SEM观察获取试样的初始缺陷形状.利用基于裂纹闭合的小裂纹扩展分析程序FASTRAN3.9对试样α-N数据进行反推,建立了描述孔边裂纹细节原始疲劳质量的当量初始缺陷尺寸(EIFS)分布.以该分布为基础,采用FASTRAN3.9对试样进行了恒幅载荷下试样的中值疲劳S-N曲线的预测,预测结果与试验验证结果吻合较好.
关键词:
小裂纹扩展理论
,
中心孔试样
,
疲劳寿命预测
