简介:搅拌摩擦焊接(FSW)是一种固态焊接方法,它能够焊接普通熔焊过程难以焊接的材料;且与熔焊相比,具有高效节能和环境友好的特点。尽管FSW与熔焊相比有更多的优点,但是FSW过程中的热循环会溶解或者粗化热处理铝合金中的沉淀强化相,使接头软化,从而导致其力学性能下降。水下搅拌摩擦焊接(UFSW)是一种可以克服这些缺陷的方法。这种方法适合于在焊接过程中对热敏感的合金,且已广泛用于热处理铝合金。本文对UFSW的研究现状和发展提供了全面的文献综述。与FSW进行对比,从不同角度讨论和总结UFSW的重要性;并对材料流动、温度变化、工艺参数、显微组织和力学性能等基本原理进行详细阐述。结果表明,与FSW相比,UFSW是一种可以改善接头强度的新方法。
简介:在低辊径-厚度比下,研究摩擦因数在宽展公式中的作用,摩擦因数对展宽的作用主要体现在接触面的粗糙程度。经过5组不同的铅轧实验,获得不同等级的摩擦因数。随着宽厚比、压下率和辊径-厚度比的改变,可以得到不同的名义摩擦因数并应用在相应的公式中。随后提出一个拟合公式,通过与232次实验结果进行比较,验证拟合得到的名义摩擦因数的误差低于12%。通过一定次数的自学习修正,该误差减少至2%以下。最终实现通过可以变化的名义摩擦因数对宽展进行更加精确的预测。在真正的工作环境下使用名义摩擦因数,得到的宽展预测误差也小于2%。在实际生产中验证,得到了一个能够对宽展公式中摩擦因数进行设置的参考和解决方法,从而满足工业生产的应用。
简介:用销-盘摩擦磨损试验机考察Z71E压铸镁合金在载荷为10~50N时的高温摩擦学行为,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对磨损表面和亚表面进行分析,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、差示热扫描(DSC)等对AZ71E合金的高温微观结构、热稳定性和力学性能进行研究。结果表明:随着载荷和滑动距离的增加磨损率增大,而摩擦系数则随着载荷的增加而减少。在低载荷时,AZ71E镁合金的磨损机制主要是磨粒磨损;在150℃和高载荷下,粘着磨损和轻微的剥层磨损是主要的磨损机制;而在200℃及高载荷下,镁合金的主要磨损机制是严重的剥层磨损和熔融磨损。AZ71E镁合金的高温摩擦学性能提高的内在机制是AZ71E镁合金中第二相Al11Ce3使镁合金的高温拉伸和延展性能显著提高。
简介:针对搅拌摩擦加工法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的主要碳纳米管团聚缺陷,提出超声波衰减法对加工质量进行无损评价,通过改变搅拌摩擦加工次数得到不同团聚程度的碳纳米管增强铝基复合材料;根据超声衰减理论分别测量各个试样的衰减系数,从宏观上对团聚缺陷进行评价,最大和最小衰减系数相差50倍,通过超声特征扫描成像检测法验证了评价结果的有效性;同时测量了搅拌摩擦加工次数为3次和6次的纯铝试样的衰减系数分别是0.032、0.029dB/mm,基本排除了在搅拌摩擦加工后纯铝晶粒变化对试验结果带来的影响;最后又采用超声衰减法从微观角度对团聚缺陷进行评价,随着搅拌次数增加,衰减系数从0.178dB/mm变化到0.025dB/mm,每搅拌1次衰减系数降低约1倍,可以得出团聚程度越严重,衰减系数越高。
简介:本文旨在找出损伤对复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用,实现了桨叶优化设计,改善了旋翼气动性能,使桨叶的寿命增加到上万小时,甚至达到无限寿命。因此,使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827/3234、G803/3234以及G814/3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析,得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明,理论分析结果与试验结果吻合,证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。
简介:采用搅拌摩擦点焊对Al5052铝合金和C27200铜合金进行异种材料焊接,并研究材料有效焊接的工艺窗口如旋转速率-停留时间图和旋转速率-插入深度图。采用中心复合设计模型,建立了预测拉伸剪切失效载荷和界面硬度随旋转速率、插入深度和停留时间变化的经验模型。采用95%置信度的ANOVA分析对模型进行验证。采用响应曲面法对所得模型进行优化,以得到最大拉伸强度和最小界面硬度。在最佳条件下,焊接接头的最大拉伸剪切失效载荷为3850N,最小界面硬度为HV81。验证实验表明所得模型的预测误差小于2%。所得工艺窗口可为设计工程师选择搅拌摩擦点焊工艺参数提供参考,以获得良好的接头。
简介:气轮机运行过程中,高温含尘气体会对气轮机叶片表面产生不可避免的冲蚀与磨损,不仅破坏气动性能,严重时还可能使构件及设备失效,导致经济性和可靠性均下降。在自行研制的气固两相热态冲蚀实验风洞实验系统中,通过对比基材钢(1Cr12Mo、X20Cr13、2Cr12NiMo1W1V、GH738)在不同温度、不同冲角和不同粒径石英砂颗粒冲蚀下的冲蚀率变化,在本实验条件下,得出以下结果:200~300℃时,1Cr12Mo相对于其他3种基材,抗冲蚀性最好,400℃时2Cr12NiMo1W1V与GH738相对其他2种基材抗冲蚀性较好,而500℃时,从整体来看2Cr12NiMo1W1V比GH738抗冲蚀性好。
简介:用等离子电解氧化(PEO)法在AZ91和AZ80镁合金表面制备涂层,研究在电解液中添加石墨纳米颗粒对涂层的耐腐蚀性和耐磨性能的影响。所用电解液为含有磷酸盐和硅酸盐的碱性溶液,并采用两种不同的PEO处理时间(1min和3min)。用动电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)分析涂层的耐腐蚀性,用平面-盘式滑动摩擦实验测试其耐磨性能。用扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)观察涂层的组织形貌、微观结构、元素组成和涂层厚度。结果表明,石墨纳米颗粒增加了涂层的厚度,封闭了表面的孔隙,使涂层更致密,因此提高了其耐腐蚀性和耐磨性能。由于AZ91具有更高的铝含量,其耐腐蚀性能和耐磨性能的提高比AZ80更显著。
简介:研究镱纤维激光焊接哈氏合金C-276薄板焊缝区的元素微偏析特性.通过EDS数据分析得到的偏析比和元素的平衡分布系数表明,与以往报道的激光焊接哈氏合金C-276相比,镱纤维激光焊接哈氏合金元素微偏析减少.镱光纤激光器的高熔融效率、低线性输入热量及糊状区较高的冷却速率导致微偏析减少.用镱光纤激光器焊接哈氏合金C-276的熔融效率为64%,比传统焊接方法的熔融效率(48%)高.高熔融效率导致焊接所需的线性热输入减少,因此在本研究中发现,与以往的报道相比,其减幅更大.焊缝中心线从液相温度到固相温度的冷却速率量级为10^3℃/s.在焊缝中心线形成了构成较低微偏析的胞状枝晶子结构.
简介:利用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验,研究不同温度等通道转角挤压(ECAP)和常规静态时效处理后6013Al-Mg-Si铝合金的微观结构、时效行为、析出动力学以及力学性能。XRD测得的ECAP变形后合金的平均晶粒尺寸在66-112nm范围内,平均位错密度在1.20×10^14-1.70×10^14m^-2范围内。DSC分析表明,由于ECAP后试样比常规时效处理试样拥有更细小的晶粒和更高的位错密度,因此,ECAP变形后合金的析出动力学更快。与未变形合金相比,ECAP后试样的屈服强度和抗拉强度都得到了显著提高。室温ECAP后试样的强度达到最大,其屈服强度是静态峰时效屈服强度的1.6倍。细晶强化、位错强化以及由于ECAP过程中的动态析出而产生的析出相强化,是ECAP合金获得高强度的几种主要强化机制。
简介:通过一个简单的水热方法成功地合成出由SnO2纳米片作次级结构的新型花状ZnSnO3-SnO2分级纳米结构。ZnSnO3多面体在生长分级SnO2纳米片的过程中主要起模版作用,制备出的SnO2纳米片的厚度约为25nm。还讨论了ZnSnO3-SnO2样品的形貌随反应时间变化的规律,并且进一步讨论了形成这种分级结构的形成机制。此外,由这种新型ZnSnO3-SnO2纳米结构作敏感材料的气体传感器对乙醇气体具有高灵敏和快响应的特点。ZnSnO3-SnO2纳米片在最佳工作温度270°C时,对50×10-6乙醇气体的灵敏度约为27.8,其响应和恢复时间分别在1s和1.8s内。