沙江波
,
井晓天
,
楼秉哲
,
沈福三
金属学报
本文通过力学分析和扫描电镜观察，研究了点接触条件下有表面滑动和无表面滑动摩擦时的接触疲劳裂纹萌生和扩张行为，指出了接触疲劳破坏的典型特征和一般特征．结果表明，在边界润滑条件下，接触疲劳裂纹萌生于表面，以Ⅱ型方式向纵深扩张，裂纹扩张走向与裂纹尖端处最大切应力走向一致．有表面滑动摩擦时，典型的裂纹扩张路径（或剥落坑形状）由呈Ｕ字形的四个阶段组成，无表面滑动摩擦时，扩张路径则由Ｖ字形的三阶段组成；一般的破坏以连续剥落的方式发展，它由相应条件的典型扩张各阶段随机组成．
关键词:
接触疲劳
,
stress
,
crack initiation
,
crack growth.
符永明
,
刘伟
,
宗伟
,
沙江波
稀有金属材料与工程
采用粉末冶金法制各了Nb-16Si-22Ti-2A1-2Hf-2Cr合金,研究了粉末球磨时间(5、10、20 h)及热压烧结温度(1500、1600℃)对合金组织和室温力学性能的影响.结果表明:热压烧结后的合金由Nb基固溶体Nbss、Ti基固溶体Tiss和硅化物Nb5Si3三相组成.随着球磨时间的延长,Nb5Si3和Tiss的含量增加,而Nbss的含量减少.室温硬度随球磨时间延长和热压烧结温度的升高而提高,20 h/1600℃热压烧结合金硬度值最高,HV硬度达到11500 MPa.1500和1600℃热压烧结下合金的断裂韧性随着粉末球磨时间的延长均呈下降的趋势,5h/1500℃热压烧结合金断裂韧性值最高,为10.14MPa.m1/2.
关键词:
粉末冶金
,
Nb-Si基合金
,
显微组织
,
室温力学性能
贾丽娜
,
翁俊飞
,
沙江波
,
周春根
,
张虎
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.05.08
Nb-Si金属间化合物基超高温合金具有熔点高、密度低、高温强度和加工性能良好的优点,被认为是最有希望取代第3代Ni基单晶高温合金的候选材料.介绍了Nb-Si金属间化合物基超高温合金的典型组织特征、合金成分优化、组织控制以及组成相的作用等方面的研究进展.目前,室温韧性、高温强度和高温抗氧化性能等单项指标基本达到应用要求,但综合性能指标距航空发动机热端部件的应用要求还有较大差距.未来,在合金优化设计的基础上,如何寻求更合适的组织控制途径,实现室温韧性、高温强度和高温抗氧化性能硅化物的综合匹配,是Nb-Si金属间化合物基超高温合金发展的重要研究方向.
关键词:
Nb-Si金属间化合物基超高温合金
,
组织特征
,
综合性能
贾丽娜
,
李小溅
,
沙江波
,
张虎
稀有金属材料与工程
采用光悬浮炉在氩气环境下制备了成分为Nb-14Si-22Ti-2Hf-2Al-4Cr的定向凝固试棒,研究了凝固工艺对合金相组成、组织形貌和高低温力学性能的影响,并与电弧熔炼态的合金进行了比较.结果表明,定向凝固试样相组成与电弧熔炼态相比没有发生变化,均由Nb基固溶体(Nb solid solution,Nbss)和Nb/Si化合物Nb5Si3组成,定向凝固合金Nbss呈枝晶状,硅化物呈板条状沿着生长方向分布.与电弧熔炼态相比,定向凝固速度为15和10 mm/h的合金在1250℃的抗压缩强度从电弧熔炼态的290 MPa分别提高到约442和493 MPa;15 mm/h的定向凝固后,合金的室温断裂韧性从电弧熔炼态的12 MPa·m1/2增加到15 MPa·m1/2.通过光悬浮定向凝固法制备的该合金具有优良的高低温力学性能.
关键词:
Nb-Si合金
,
定向凝固
,
组织
,
断裂韧性
,
高温压缩强度
沙江波
,
孙军
,
邓增杰
,
周惠久
材料研究学报
应用大应变有限元方法和断裂实验研究了铝合金LY12在(Ⅰ+Ⅱ)型载荷下弹塑性断裂参量J积分与COD随外载荷变化规律及相互关系,结果表明:1)(Ⅰ+Ⅱ)型下LY12的J积分和COD关系为:J=dn·σ0·DⅠ+ds·T0·DⅡ;J=d·σ0.2·D.其中dn、ds、d为系数,随复合比而变,σ0、T0为裂尖屈服带上正应力和切应力、DⅠ和DⅡ为COD(D)的Ⅰ型和Ⅱ型分量;2)随Ⅱ型分量增加,LY12的起裂J积分和D值增加
关键词:
复合型
,
J-integral
,
COD
丰革
,
李浩
,
樊非
,
李树索
,
沙江波
稀有金属材料与工程
以Co基高温合金Co-9Al-9W-2Ta-0.02B成分为基础,分别添加了4at％和9at％的Mo元素替代W(使W+Mo含量为9at％),用电弧熔炼法制备了Co-9Al-xMo-(9-x)W-2Ta-0.02B合金(x=4,9),分别称为4Mo和9Mo合金,研究了Mo含量及时效温度对合金相组成、显微组织形貌和高低温拉伸性能的影响.结果表明:铸态合金由Co的固溶体γ相基体和金属间化合物γ'相Co3(Al,Me)组成(其中Me为合金元素W、Mo、Ta),γ’相位于y相界.1350℃/8 h固溶+800C/100h时效处理的4Mo合金γ相中均匀析出了与之共格并规则排列的立方形γ’相Co3(Al,Me),γ’相尺寸为200～300 nm；9Mo合金析出大量胞状和针状的κ-Co3Mo相以及少量的y’相.1350℃/8 h固溶+900℃/100h时效处理时4Mo合金的γ/γ’共格组织中也析出微量针状κ-Co3Mo相,而9Mo合金中的针状相明显粗化.4Mo合金的高低温抗拉伸强度与塑性均高于9Mo合金,合金在600℃以上发生反常屈服.
关键词:
新型Co基合金
,
时效处理
,
相组成
,
显微组织
,
高温低力学性能
刘肖
,
李玉龙
,
沙江波
,
马朝利
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.02.003
采用电弧熔炼法制备了Nb-20Si-10Mo、Nb-20Si-10Mo-3M(M=Cr,Al,Ti)(原子分数)四种Nb-Mo-Si基超高温合金.利用SEM、EDS、XRD等实验技术对铸造合金的相组成与组织形态进行了观察和分析.Nb-20Si-10Mo合金由铌固溶体(Nbss)与βNb5Si3化合物两相构成,其铸造组织包含大量片层状共晶(Nbss-βNb5Si3)组织.少量合金元素Cr(3 at%)能够改变Nb-20Si-10Mo合金的相平衡关系,Nb-20Si-10Mo-3Cr的铸造组织中不仅存在Nbss和βNb5Si3,而且还出现少量Cr2Nb相;而添加合金元素Al、Ti(3 at%)并不改变Nb-20Si-10Mo合金的相平衡关系.添加Cr使Nbss-βNb5Si3共晶组织失去了平直片层特征;Al有利于共晶组织中片层状共晶形成;添加Ti使共晶组织呈现羽毛状特征.合金化使Nb与βNb5Si3的晶格常数发生变化:Nb的晶格常数均变小;Nb-20Si-10Mo-3Cr合金中βNb5Si3的c/a值减小,其它3种合金中βNb5Si3的c/a值增大.
关键词:
Nb-Mo-Si超高温合金
,
相平衡
,
共晶形态
,
片层共晶
,
晶格常数
冯玉贝
,
原赛男
,
贾丽娜
,
郑立静
,
沙江波
,
张虎
复合材料学报
采用液态金属冷却定向凝固技术制备了高铬Nb-Si金属间化合物基复合材料,分析了不同熔化温度和凝固速度下复合材料的相组成及组织特征.结果表明:Nb-22Ti-17Cr-16Si-2Al-2Hf(原子分数)合金相组成为Nbss、α-Nb5Si3、Laves相NbCr2和少量的(Nbss+Nb5Si3)共晶,定向凝固没有改变复合材料的相组成.熔化温度为1550℃时,Nbss相呈颗粒状,Nb5Si3相呈随机分布的块状或短板条状;随着熔化温度的提高,Nbss转变为枝晶状且沿轴向定向生长,Nb5Si3相转变为有一定定向效果的长板条状.随着凝固速度的增大,组织明显细化且定向效果增强,凝固速度为18 mm/min时,Nb5Si3呈定向效果良好的细长条状.
关键词:
Nb-Si基复合材料
,
定向凝固
,
熔化温度
,
凝固速度
贾丽娜
,
盖京茹
,
郑立静
,
沙江波
,
张虎
复合材料学报
用真空非自耗电弧熔炼法制备了Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al母合金锭,用Y2O3坩埚真空感应熔炼对母合金锭重熔,浇注在温度梯度约为4℃/mm的模壳里,制备出Φ60 mm×170 mm铸锭,研究了1500℃/100 h真空热处理后铸锭的组织特征对室温抗拉强度和高温压缩性能的影响。结果表明,真空感应熔炼Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al合金经过1500℃/100 h热处理后,合金锭的组成相为NbSS枝晶,Nb5Si3层片或不规则颗粒和残留Nb3Si块。块状Nb3Si的尺寸越大,发生完全共析转变需要的时间越长、温度越高。热处理合金锭的室温抗拉强度在208~355 MPa之间,室温延伸率变化不大,均小于0.3%。残留的粗大块状Nb3Si和热处理过程中析出的HfO2是导致合金锭拉伸性能较低的重要原因。合金锭的高温压缩强度受到组织中硅化物相含量的影响,压缩强度与硅化物含量成正比。
关键词:
Nb-Si合金
,
微观组织
,
感应熔炼
,
抗拉强度
,
高温压缩
