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三级化学气相沉积法制备SiC纤维及拉伸性能测试

张荣军 , 杨延清 , 沈文涛

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00840

以甲基三氯硅烷为先驱体, 用直流电热三级化学气相沉积法制备了带有碳涂层的钨芯SiC纤维, 测定了纤维的室温拉伸强度, 并用Weibull分布对纤维的拉伸强度进行了评价. 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分析了纤维的断口形貌、相结构组成和W/SiC界面反应层的微观结构. 结果显示, 三级化学气相沉积法制备SiC纤维拥有两层β-SiC和均匀的表面碳涂层, 钨芯和SiC之间存在厚度约为0.35μm的界面反应层, 纤维的平均拉伸强度和Weibull模数分别达到3266MPa和16.3, 并对纤维的断裂机理进行了分析和讨论.

关键词: SiC纤维 , chemical vapor deposition , tensile strength , fracture morphology , Weibull modulus

Ni粘结的Ti(C,N)金属陶瓷的横向断裂强度与断口的分形分析

刘宁 , 赵兴中 , 江来珠 , 罗会国 , 胡镇华 , 崔崑

金属学报

以分维几何学为基础,建立了断口二次电子像的分维Brownian模型,提出了以图像处理系统为手段的断口形貌的分维测量方法。研究了Ni粘结的Ti(C,N)金属陶瓷在三点弯曲条件下,断裂表面的分形维数与横向断裂强度及显微组织之间的关系,建立了金属陶瓷的微观断裂的Fractal模型,给出断口分形维数的计算表达式。实验结果表明,横向断裂强度的对数值lgσ_(bb)随分形维数D_F增加呈单调上升的直线关系;显微组织的变化对分形维数有重要影响;断口的分形维数依赖于测量码尺的选择,且存在上临界点ε_k′。

关键词: 分形维数 , fracture morphology , fractal model , Ti(C , N) cermet

Q345B钢铸坯断裂原因分析与预防措施

邬早勤,秦坤,刘左东,贾占军,尹绍江

连铸

对Q345B钢连铸坯的断口形貌进行了宏观分析,结合光学显微组织的观察与分析,研究了连铸坯断裂的原因。结果表明:Q345B钢连铸坯内部存在中间裂纹,冷却过程中在热应力、相变应力及铸坯自重共同作用下进一步扩展,导致铸坯断裂。通过加强设备的维护与检修,优化扇形段二冷制度, 低过热度浇铸和稳定铸坯拉速等工艺措施预防铸坯断裂。

关键词: 铸坯断裂 , intermediate crack , optical microstructure , fracture morphology

22Ti-78Si高温共晶钎料对SiC陶瓷的钎焊连接

李家科 , 刘磊 , 刘欣

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01314

利用非自耗电弧熔融技术制备的22Ti-78Si (wt%)高温共晶钎料实现SiC陶瓷连接. 采用SEM、材料试验机研究了工艺参数对钎焊接头的组织结构、强度和断口形貌的影响规律. 结果表明: 在钎焊温度1380~1420℃、保温时间5~20min、钎料厚度50~200 μm条件下, 均能实现SiC陶瓷连接, 在1400℃、保温时间10min和钎料厚度100μm的条件下, SiC/22Ti-78Si/SiC接头剪切强度最大值可达125MPa. 

关键词: 钎料 , SiC ceramic , shear strength , microstructures , fracture morphology

1Cr17Ni2钢U和V形缺口试样夏比冲击性能对比

曹志远 , 程从前 , 王冬颖 , 姚景文 , 关锰 , 赵杰 , 韩会民

材料热处理学报

对比了不同热处理工艺下1Crl7Ni2钢U、V形缺口试样夏比冲击试验的冲击吸收功、断口形貌和断面纤维率.结果表明在本试验热处理条件下,U形试样AKU2值符合国标要求,但V形试样AKV2值低,二者之间没有确切对应关系;断口形貌分析表明断口中的纤维状断面为韧性断口特征,结晶状断面为解理断裂与沿晶断裂混合的脆性断口特征;U形缺口试样断口的断面纤维率比V形缺口试样高.V形缺口试样更能反映出1Cr17Ni钢的脆性开裂倾向,当1Cr17 Ni2钢的服役环境对冲击性能要求较高时用AKV2值评定其韧脆性更加可靠.

关键词: 1Cr17Ni2钢 , 冲击吸收功 , 断口形貌 , 断面纤维率

Monel-400熔敷金属高温力学性能及断裂行为分析

陈重毅 , 麻永林 , 邢淑清 , 王文君 , 陆恒昌

材料热处理学报

为了得到Monel-400合金焊材熔敷金属的高温力学性能及断裂形式,利用Gleeble-1500D热模拟机对不同方案(最高温度保温→降温到试验温度→拉伸、试验温度保温→拉伸)和不同温度(700、800、900、1000和1100℃)下的熔敷金属进行拉伸试验.结果表明,熔敷金属在700℃和800℃下具有很好的高温力学性能和塑性,最大屈服强度和抗拉强度分别为148.6 MPa和284.1MPa,最大断面收缩率和伸长率分别为78%和1 1%,在此温度区间,试验方案对材料的屈服强度、断面收缩率和伸长率有较大影响,最大差距分别为44%、36%和35%,对材料的抗拉强度影响较小.在900 ~1100℃之间,随着试验温度的升高,材料的力学性能和塑性急剧下降,并随温度的升高逐步趋于一致,最小屈服强度和抗拉强度分别为19.3 MPa和68.6 MPa,最小断面收缩率和伸长率分别为18.85%和0.87%,在此温度区间,试验方案对材料的力学性能和塑性影响很小.经QUANTA-400环境扫描电子显微镜观测,熔敷金属在700℃下的断裂形式为韧性断裂,在800~ 900℃之间出现了低塑性区,产生了热脆现象,在1100℃下的断裂形式为脆性断裂.

关键词: 镍基合金 , 熔敷金属 , 高温性能 , 断口形貌

40Cr钢的高温热塑性

陈毛川 , 王福明 , 陶素芬 , 王唐林 , 程慧静

材料热处理学报

采用Gleeble 1500热模拟试验机对40Cr的高温塑性进行了测定,并应用扫描电镜对拉断后试样的断口形貌进行了观察.应用Thermo-Calc热力学计算软件对实验钢在400~1 600℃的主要析出相以及A1和A3温度进行了计算,根据A1和A3温度的计算结果选取不同测试温度的试样进行组织形貌的观察分析,以便深入了解40Cr钢的脆化机理,理解某钢厂生产的40Cr钢频繁出现横裂纹的原因.结果表明:40Cr钢的第Ⅲ脆性温度区为600 ~ 900℃,实际生产过程中应避开这一温度范围,在铸坯表面温度高于900℃时进行矫直.

关键词: 40Cr , 热塑性 , 断口形貌 , 脆性温度区

固溶处理对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金组织与性能的影响

吴跃 , 陈文琳 , 李伟 , 马勇

材料热处理学报

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金,通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度(525~570℃)对该合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响.结果表明,实验合金最佳的固溶时效工艺为555℃×45 min固溶水淬,185℃×5.5h时效;在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为396 MPa、377 MPa、19.5%和38.9%IACS.XRD物相分析表明,合金主要由α-Al基体和Mg2Si等合显微组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度.固溶处理后残留的析出相粒子和再结晶程度是影响合金拉伸断口形貌的主要因素.

关键词: Al-Mg-Si-Cu合金 , 固溶处理 , 显微组织 , 力学性能 , 断口形貌

掺镧方式对La-TZM合金性能的影响

康轩齐 , 王快社 , 张郑 , 胡平 , 何欢承 , 刘仁智 , 王鹏洲

稀有金属材料与工程

采用粉末冶金法在TZM合金的基础上,分别进行固-固掺杂稀土La2O3,固-液掺杂La(NO3)3,经烧结、热轧、温轧、冷轧后得到不同掺杂方式的La-TZM合金板材.用SEM观察粉末形貌、烧结坯组织及板材断口形貌,用粒度分布、EDS分别对合金粉末粒度及合金成分进行分析.结果表明:固-液掺杂La(NO3)3比固-固掺杂稀土La2O3的La-TZM合金板材第二相分布更为均匀、细小;晶粒尺寸较小;且固-液掺杂La(NO3)3合金的抗拉强度比固-固掺杂稀土La2O3也有显著提高,使其提高了10.9%.

关键词: La2O3 , TZM合金 , 钼粉 , 抗拉强度 , 延伸率 , 断口形貌

激光热处理对X80管线钢焊接接头疲劳性能的影响

叶存冬 , 孔德军

材料热处理学报

利用CO2激光器对X80管线钢焊接接头进行表面热处理,通过拉伸疲劳对比试验,用罗卡提法求出激光热处理前后X80管线钢焊接接头的疲劳极限.采用扫描电镜和金相显微镜分析激光热处理前后X80管线钢焊接接头的组织与断口形貌,通过X射线衍射仪分析了激光热处理前后X80管线钢焊接接头的残余应力及残留奥氏体,并对激光热处理提高抗疲劳断裂机理进行了探讨.结果表明,激光热处理在试样表面形成强化层,使X80管线钢焊接接头疲劳强度由542 MPa提高到604 MPa,提高了11.4%;原始状态下试样疲劳裂纹源起始于试样表面,经激光热处理后试样疲劳裂纹源转移至次表层;残留奥氏体增加、强化层晶粒细化和残余压应力场是提高疲劳强度的主要机制.

关键词: 激光热处理 , X80管线钢 , 焊接接头 , 疲劳性能 , 断口形貌

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