吴楠
,
张显程
,
王正东
,
涂善东
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.012
研究了GH4169高温合金在高温条件下小裂纹的萌生和扩展行为.选用单边缺口试样,在650℃下进行应力比R为0.1,频率为0.5Hz的高温低频疲劳试验,采用覆膜法记录裂纹长度.结果表明,在试样缺口根部只存在一条主裂纹,且萌生于夹杂物附近,疲劳小裂纹扩展阶段占全寿命一半以上.利用SEM对断口进行断面微观分析,发现疲劳小裂纹倾向于以半椭圆形向试样内部扩展.同裂纹扩展速率曲线相对比,发现在断裂模式转变处裂纹扩展发生停滞现象,且在裂纹扩展完全由穿晶扩展转变为沿晶扩展之后,裂纹快速长大,导致试样断裂.
关键词:
高温合金
,
小裂纹
,
高温疲劳
,
断裂模式
张显程
,
徐滨士
,
王海斗
,
吴毅雄
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.02.021
采用有限元方法研究了等离子ZrO2/NiCoCrAlY功能梯度涂层形成过程中的热力学行为以及残余应力的分布.结果表明,由于涂层与基体的热膨胀系数不匹配等原因,在界面等区域存在严重的应力集中.涂层与基体厚度比、中间层以及喷涂过程的冷却速率对残余应力水平有很大影响.涂层内部关键区域的残余应力水平,随着涂层厚度增加而增加;50%ZrO2+50%NiCoCrAlY中间层对降低涂层内部的应力水平是有利的,但并不能消除涂层内部的应力集中;对于瞬态分析而言,涂层内部的应力随着冷却速度的增加而增加.
关键词:
残余应力
,
功能梯度涂层
,
中间层
,
冷却速率
张显程
,
巩建鸣
,
涂善东
,
孔凡玉
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.06.038
通过对涂层缺陷、涂层起泡、湿附着力等研究领域的回顾,讨论了涂层缺陷对腐蚀性介质离子在涂层中的传输行为、涂层失效、基体腐蚀行为等方面的影响.在此基础上,针对涂层缺陷研究现状中存在的一些未解决问题,提出了诸如计算机支持技术等可能的解决方法.
关键词:
涂层缺陷
,
涂层失效
,
基体腐蚀
,
耐蚀性
,
方法
许金沙
,
陈晓卿
,
张显程
,
轩福贞
材料热处理学报
采用等离子喷涂与激光渗氮技术相结合的工艺方法,在Ti6Al4V合金表面实现了TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的快速制备.首先在Ti6Al4V基体表面利用等离子喷涂的方法预置一层纯铝涂层；然后在纯氮环境下,利用激光渗氮化技术对试样表面进行合金化处理.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等试验手段,研究了氮气流量以及激光扫描速度两个激光渗氮工艺参数对TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的微观组织的影响.结果表明,复合涂层中TiN相的含量随着氮气流量的增加与激光扫描速度的减小而增加.工艺参数对涂层中TiN增强相的形貌有着重要影响.在高氮气流量、低激光扫描速度条件下制备出的涂层中,TiN相呈颗粒状.对于低氮气流量、高激光扫描速度条件下,TiN增强相呈树枝状.
关键词:
钛合金
,
复合涂层
,
微观组织
徐滨士
,
王海斗
,
朴钟宇
,
张显程
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00326
热喷涂技术是再制造工程的支撑技术,热喷涂涂层是再制造领域中常见的表面涂覆层,其初始质量和服役寿命为人关注.本文以等离子喷涂为例,研究了与工艺相关的涂层完整性和与服役条件相关的涂层寿命和失效机理.以不同H2流量、功率和送粉量为条件,研究了工艺参数对涂层孔隙率和微观力学性能的影响.以接触疲劳过程为手段,研究了涂层寿命预测方法和寿命衰退机理.结果表明,工艺参数可以不同程度地影响涂层的结构完整性,通过优化设计可以大幅提高涂层质量；基于大样本空间建立的S-N曲线可以直观预测涂层接触疲劳寿命,机理分析表明,点蚀、剥落和分层失效诱因不尽相同,分别由粗糙接触、近表面缺陷和剪切应力导致.
关键词:
再制造
,
热喷涂
,
合金涂层
,
结构完整性
,
寿命预测
靳振西
,
张成成
,
邓国坚
,
张显程
,
王正东
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.5.008
采用激光气体氮化与同步送粉相结合的工艺方法,在Ti-6Al-4V合金表面原位合成了Tix Aly-TiN复合涂层。通过XRD,SEM,OM,EDS,显微硬度测试等手段研究了该复合涂层的物相组成、显微组织、元素分布及显微硬度。结果表明：涂层主要由TiN和Tix Aly 金属间化合物组成；沿激光熔深方向TiN含量下降；Tix Aly 金属间化合物含量上升；涂层无裂纹和孔隙,厚度较均匀,涂层与基体间形成良好的冶金结合；沿激光熔深方向N、Al元素的分布均匀；涂层显微硬度得到显著提高,且从涂层到基体逐渐降低。
关键词:
激光气体氮化
,
Tix Aly-TiN
,
微观硬度
,
显微组织
丁天胜
,
张显程
,
涂善东
,
轩福贞
材料热处理学报
采用两种不同热处理工艺对GH4169合金进行处理,观察并研究了合金的显微组织变化以及在5个应变幅(1.2％、1.0％、0.8％、0.6％和0.5％)和650℃条件下δ相对合金低周疲劳性能的影响.结果表明:随着900℃保温时间的延长,合金δ相的析出量增加.合金在高应变幅(△εt/2≥0.6％)下的疲劳寿命基本不受δ相含量变化的影响;而在较小应变幅下(△εt/2=0.5％)的疲劳寿命则具有一定的分散性,并随着δ相含量的增加而增加;与此同时,合金的塑性应变-寿命曲线在常温下具有的双线性特征在650℃高温下却不再具有,而且疲劳断口在相同应变幅下呈现出相似的形貌,裂纹源数量也随着应变幅的增加而增加.
关键词:
热处理
,
GH4169合金
,
δ相
,
高温低周疲劳
潘仁静
,
张洋
,
张显程
,
涂善东
,
钱夏夷
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201611015
在850℃对Ti6Al4V(TC4)钛合金板分别进行12,24,36,48 h 的氧化处理,研究了高温氧化处理后合金近表面渗氧层的微观结构和力学性能。结果表明：高温氧化后的钛合金板表面出现了渗氧层,它是由间隙氧原子的固溶形成的,渗氧层中的氧含量呈梯度分布；随着深度增加,渗氧层的纳米硬度、弹性模量和残余拉应力逐渐下降；氧原子固溶于基体中引起了晶格常数的变化,这是导致梯度结构形成且力学性能提高的主要原因；残余应力的变化是氧化过程中的氧扩散和空冷过程中的热应力共同作用的结果。
关键词:
Ti6Al4V合金
,
渗氧层
,
弹性模量
,
力学性能
,
晶格常数
,
残余应力
邵鉴彪
,
张显程
,
王颖
,
王一宁
,
涂善东
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201602024
利用扫描电子显微镜获取了 Ti-6Al-4V 双相钛合金的显微组织，然后结合图像处理、几何建模等技术建立了基于显微组织的代表性体积单元(RVE)有限元模型；利用 ABAQUS 有限元软件对 RVE 进行了拉伸时的微观应力和应变有限元模拟，并采用单轴拉伸试验进行了验证。结果表明：RVE 的应力-应变曲线与试验结果吻合得很好，说明所建立的 RVE 有限元模型是准确的；在外加载荷作用下，微观应力和应变的分布不均匀，最大应力存在于β相中，最大塑性应变则出现在α相中，在α/β相界面区域发生应力和塑性应变的较大波动；应变局部化主要在靠近α/β相界面的α相内出现，随之形成的塑性应变失效带在α相中扩展。
关键词:
双相钛合金
,
微观应力
,
塑性应变
,
有限元模拟
