刘持栋
,
成来飞
,
梅辉
,
栾新刚
,
周俊
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00729
采用应力比为0.1, 频率为3Hz的正弦波分别在室温和1300℃水氧环境对2D C/SiC复合材料进行了拉-拉疲劳试验．结果表明, 若取循环基数为105, 室温和高温水氧环境下的疲劳极限分别为244.8MPa和93.3MPa, 高温下的水氧腐蚀是材料失效的主要原因．根据疲劳断口特征分析得出以下结论: 在高温水氧环境下, 足够大的外载荷将会显著削弱SiO2层的封填裂纹效果, 导致氧化性气氛通过外力拉开的微裂纹扩散进入材料内部．外载荷越大, 气体在材料内部的扩散越快, 复合材料的疲劳寿命越短．
关键词:
2D C/SiC复合材料
,
fatigue
,
high temperature
,
oxidation
孟志新
,
成来飞
,
张立同
,
梅辉
,
刘持栋
稀有金属材料与工程
研究了高温合金GH163在850℃至室温不同气氛环境下的热震行为.比较了热震前后合金的力学性能、断口形貌及显微组织.结果表明:高温合金在氩气(Ar/1.00×105Pa)气氛中热震后,其弹性模量、拉伸强度与断面收缩率分别降低了2%、10%和2%,拉伸断裂方式是韧性断裂;在氧气与氩气混合气氛(O2/0.16+Ar/0.84)×105Pa中热震后,其弹性模量、拉伸强度与断面收缩率分别降低了3%、17%和 25%,拉伸断裂方式是脆性断裂.晶粒粗化和沿晶氧化导致高温合金在氧气与氩气混合气氛中的抗热震性能低于在氩气中的抗热震性能.
关键词:
高温合金GH163
,
热震
,
力学性能
,
断口形貌
,
显微组织
刘持栋
,
成来飞
,
栾新刚
,
张伟华
复合材料学报
在半圆柱型氧化模式的基础上,建立了具有SiC涂层C/C复合材料在湿氧环境中的疲劳失效模型.在高温湿氧环境下,C/C复合材料的疲劳失效主要受到氧化深度的控制,而影响氧化深度的主要参数是涂层表面裂纹的宽度.对此疲劳失效模型,讨论分析实验温度以及外加应力对裂纹宽度的影响,考虑了疲劳载荷引起的材料模量变化对裂纹宽度的影响.在90、105、120、135和150 MPa疲劳应力下的材料在1300℃湿氧环境中的平均寿命分别为48660、32645、22078、12332和4786循环.进行了实验数据与模型计算值的对比,实测寿命与预测结果吻合良好.另外,本模型在外加应力较大、实验时间较短条件下的预测数据与实验结果最为接近.
关键词:
C/C复合材料
,
疲劳
,
高温性能
,
腐蚀
,
计算建模
刘持栋
,
成来飞
,
梅辉
,
栾新刚
,
周俊
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.04.019
采用应力比为0.1,频率为3Hz的正弦波分别在室温和1300°C水氧环境对2D C/SiC复合材料进行了拉-拉疲劳试验.结果表明,若取循环基数为105,窒温和高温水氧环境下的疲劳极限分别为244.8MPa和93.3MPa,高温下的水氧腐蚀是材料失效的主要原因.根据疲劳断口特征分析得出以下结论:在高温水氧环境下,足够大的外载荷将会显著削弱SiO2层的封填裂纹效果,导致氧化性气氛通过外力拉开的微裂纹扩散进入材料内部.外载荷越大,气体在材料内部的扩散越快,复合材料的疲劳寿命越短.
关键词:
2D C/SiC复合材料
,
疲劳
,
高温
,
氧化
刘持栋
,
成来飞
,
栾新刚
,
梅辉
,
黄辉
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.05.020
将覆有SiC涂层的C/C材料置于甲烷燃气风洞中进行了循环载荷试验.应力-应变迟滞回环面积和棘轮应变的变化同时表明材料受到的损伤大部分发生在前50次循环,之后随着循环次数的增加,损伤的积累逐渐趋于稳定状态.材料在风洞环境下受到氧化,呈现出层状氧化形貌,这是由于碳纤维和碳基体之间不同的氧化速率所致.经过循环加载而未断裂的试样的残余强度比原始强度降低了19%,仅遭受氧化而未循环加载的试样强度相对原始值降低了38%.对试样的横截面微结构进行观察发现材料受到循环载荷后纤维/基体界面发生脱粘现象.拉伸实验中的实时声发射信号表明,只有当拉伸应力大于材料遭受的最大历史载荷时,试样才会发生明显的损伤.
关键词:
碳/碳复合材料
,
循环载荷
,
界面
,
燃气环境
,
氧化
