杜双明
,
乔生儒
,
纪岗昌
,
韩栋
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2002.05.009
在室温最大应力为250 MPa、应力比R=0.1和频率为60 Hz条件下,对3D-C/SiC复合材料进行了拉-拉疲劳试验.用共振法和电阻增量仪分别测试了杨氏模量及电阻的变化.结果表明:随循环次数增加,杨氏模量呈显著下降、缓慢下降和突然下降的变化规律.杨氏模量的下降大部分发生在疲劳循环的前600次.缓慢降低阶段约占疲劳寿命的94%以上,此阶段杨氏模量变化率与循环次数的对数近似呈线性关系;电阻变化率除首次循环降低外,随着循环次数增加一直在增加.增加规律大致可分为缓慢增加、台阶式增加和急剧增加三个阶段.材料的电阻变化率基本反映了纤维的损伤程度和破坏形式,可作为表征复合材料纤维损伤的有效参量.
关键词:
3D-C/SiC复合材料
,
拉-拉疲劳
,
损伤
,
共振杨氏模量
,
电阻
杜双明
,
乔生儒
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.05.008
在1500℃,10<'-4>Pa真空中,采用应力比0.1和0.5,频率60Hz和20Hz的正弦波对三维编织炭纤维增强碳化硅基复合材料(3D-C<,f>/SiC)进行了拉-拉疲劳实验,利用SEM和HRTEM分别观察了疲劳试样的断口形貌和热解炭界面相的微结构.结果表明:若取循环基数为10<'6>次,当应力比为0.1时,20Hz和60Hz的疲劳极限分别是230MPa和240MPa,约为抗拉强度的88%和92%;当应力比为0.5时,60Hz的疲劳极限是230MPa,约为抗拉强度的88%.应力比低、加载频率高、循环周次多的断口粗糙度大,纤维(束)拔出较长.纳米尺度的热解炭界面相变形明显,由平直状变为卷曲状.
关键词:
3D-Cf/SiC复合材料
,
高温拉-拉疲劳
,
界面
,
疲劳损伤
杜双明
,
乔生儒
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2008.05.019
采用应力比为0.1和0.5,频率为60和20 Hz的正弦波从室温至1 500℃,在10<'-4> Pa真空中对3D-C/SiC复合材料进行拉-拉疲劳实验;获得其在应力比0.1频率60 Hz条件下室温、1 100、1 300和1 500℃的疲劳曲线,以及应力比0.1频率20 Hz和应力比0.5频率20 Hz条件下1 500℃的疲劳曲线.结果表明,若取循环基数为10°周,应力比0.1频率60 Hz条件下,3D-C/SiC复合材料在室温、1 100、1 300和1 500℃的疲劳极限分别为235、350、285和240 MPa,约为其拉伸强度的87%、97%、94%和90%;疲劳极限与比例极限和拉伸强度随温度有相似的变化规律,即随温度升高而增加,在1 100℃达到最大值,尔后随温度增加而下降;但是s-N<,f>曲线的斜率的变化规律恰好与此相反.应力比的增加和频率的降低,均使复合材料1 500℃的疲劳极限有所减小.
关键词:
3D-C/SiC复合材料
,
疲劳
,
应力-寿命曲线
,
疲劳极限
,
高温
杜双明
,
乔生儒
,
纪岗昌
,
韩栋
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2002.09.006
采用应力比为0.1,频率为60Hz的正弦波在室温和1300℃,10-4Pa真空中对3D-C/SiC复合材料进行了拉-拉疲劳试验.同时用SEM分析了疲劳断口特征.结果表明:若取循环基数为106,1300℃疲劳极限为285MPa,约为抗拉强度的94%;室温疲劳极限为235MPa,约为抗拉强度的85%.1300℃疲劳断口的纤维拔出长度比室温短.疲劳损伤主要起源于纤维束编织交叉部位,随着疲劳循环次数的增加,纤维束周围基体的损伤也不断加剧.
关键词:
3D-C/SiC复合材料
,
高温
,
拉-拉疲劳
,
疲劳损伤
杜双明
,
乔生儒
复合材料学报
为了研究三维碳纤维编织体增强碳化硅陶瓷基复合材料(3DC/SiC)在疲劳过程中的损伤演化并建立其电阻变化率(△R/R0)随疲劳周次变化的模型,对其进行了应力比为0.1、频率为20 Hz、最大疲劳应力为250、255、260 MPa的拉一拉疲劳试验,通过电阻增量仪器测量了连续3D C/SiC在疲劳中的电阻变化率.实验结果表明,△R/R.除首次循环降低外,随着疲劳周次的增加呈缓慢增加、台阶式增加和急剧增加3个阶段.根据损伤力学理论,以△R/R0为损伤参量,得到了△R/R0随疲劳周次变化的模型,该模型结果与实验结果吻合较好.
关键词:
3DC/SiC复合材料
,
疲劳损伤
,
电阻
,
损伤演化
,
疲劳寿命
杜双明
,
杜晨
,
张永琴
,
马天洋
,
胡结
材料热处理学报
doi:10.13289/j.issn.1009-6264.2017-0007
为了实现镁铜之间的可靠连接,以铝为中间夹层,在加热温度为500℃、保温时间20 min条件下,分别采用不同的加压方式对AZ31B和Cu进行扩散焊接.利用SEM、EDS、XRD、显微硬度计、万能拉伸实验机分析焊接接头的显微组织和性能.结果表明:扩散钎焊接头包括钎缝区和镁基体渗透区两部分.间歇性梯度加压时,钎缝区厚度最大,达到0.56 mm,显微组织依次为铜侧条状A12CuMg化合物、均匀连续的层片状(α-Mg+ A112Mg17)共晶和(Mg2Cu+ α-Mg)共晶、镁侧Mg2Cu化合物,接头平均剪切强度达到71.67 MPa;梯度加压时的钎缝区厚度减小,显微组织中的条状化合物增多,共晶组织为菊花状(α-Mg+ A112Mg17);恒压时的钎缝区厚度最小,约为0.3 mm,组织以粗大的A1-Cu二元化合物和Al-Cu-Mg三元化合物为主,接头硬度最大,平均剪切强度降低至60.33 MPa.加压方式对钎缝区的厚度、共晶组织分布形态和接头的力学性能均有较大影响,间歇性梯度加压下接头的硬度最低,剪切强度最高.
关键词:
Mg/Cu异种金属
,
扩散钎焊
,
加压方式
,
显微组织
,
力学性能
杜双明
,
刘刚
,
王明静
稀有金属材料与工程
采用真空扩散焊工艺,在加热温度500℃、保温时间40 rin、压力2.5 MPa、真空度1.0×10-2 Pa下制备了变形镁合金AZ31B/Cu双金属复合材料,并对复合材料界面区的微观结构和力学性能进行分析,探讨了界面反应层的形成机理.结果表明:铜在镁合金一侧富集出现晶界渗透现象.镁合金/Cu界面的组织依次为:α-Mg和沿其晶界析出相Mg17(Cu,Al)12/α-Mg/(α-Mg+Mg2Cu)共晶/Cu2Mg金属间化合物/(α-Mg+Mg2Cu)共晶/Cu(Mg)固溶体.硬度在基体两侧到界面中心区域内呈台阶式增加,最高显微硬度达到3510 MPa.Cu2Mg两侧的共晶液相出现具有先后次序,晶界渗透区与Cu2Mg之间先形成Mg-Cu共晶液相,然后共晶液相中的Mg原子穿越Cu2Mg层扩散至Cu侧,在Cu2Mg与Cu(Mg)固溶体之间形成Mg-Cu共晶液相.复合材料的界面抗剪强度达到61 MPa,剪切断裂发生在界面扩散层内,断口由撕裂棱和撕裂棱两边的大小不一的解理台阶构成.
关键词:
AZ31B/Cu复合材料
,
扩散焊
,
界面
,
显微组织
杜双明
,
贾帅
,
梁际欣
材料热处理学报
以铜磷合金粉末为中间层,采用瞬间液相扩散连接方法在910 ～960℃保温30 min条件下对304不锈钢复合滤网进行了连接,对界面微观组织和元素扩散进行了分析.结果表明,在930℃保温30 min时,粗丝与细丝之间形成无焊缝连接,而冲孔板与粗丝之间形成焊缝;连接温度对降熔元素P的扩散影响很大,随连接温度升高,不锈钢复合网的冲孔板与粗丝之间所形成的焊缝宽度不断减小,在960℃保温30 min时,冲孔板与粗丝之间、粗丝与细丝之间均形成无焊缝连接,孔形结构没有明显变化.
关键词:
铜磷合金粉末
,
304不锈钢
,
扩散钎焊
,
瞬间液相扩散焊
,
显微组织
兰天
,
杜双明
,
胡结
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201602016
为实现镁合金 AZ31B 与铜的可靠连接，采用铝作为中间层，在450℃保温30~120 min的条件下进行扩散钎焊试验，研究了保温时间对接头组织、显微硬度和剪切强度的影响.结果表明：保温时间为30 min 时，接头无法实现过渡液相扩散连接；当保温时间为60 min 时，铝中间层完全溶解，接头中形成了宽约150μm 的扩散区，从镁合金侧到铜侧，扩散区的组织依次为镁基固溶体、共晶组织和 Cu3 Al2 Mg2金属间化合物；保温不同时间后，从扩散区的镁合金侧到铜侧，显微硬度均呈阶梯式升高；随着保温时间延长，铜侧过渡层的显微硬度显著增加，接头的剪切强度先增大后降低，并在保温90 min 后达到最高，为68．2 MPa；断裂发生在靠近铜侧的扩散区.
关键词:
AZ31B 镁合金
,
铜
,
铝中间层
,
扩散钎焊
杜双明
,
高阳
,
胡结
稀有金属
以Cu箔为中间夹层对AZ31B镁合金与304不锈钢进行瞬间液相扩散连接,研究了焊接接头的微观结构和连接强度.结果表明,在510℃/30 min、530℃/10 min下进行扩散连接时,接头界面区没有出现共晶液相,界面结合较弱;520℃/30 min、530℃/20 min时,接头界面区形成Mg-Cu共晶液相,焊缝宽度显著增加,界面结合强度提高;530℃/30min时,镁基体一侧形成350 μ.m的层状扩散区,接头显微组织依次是Mg-Cu共晶组织层、富Mg固溶体层、弥散分布于镁合金基体的Mg17(Cu,Al)12相和分布于镁合金晶界的Mg-Cu-Al三元化合物所组成的镁合金基体渗透区,其剪切强度达到最大(52 MPa);540℃/30 min、530℃/40 min时,界面扩散区的共晶液相发生等温凝固,镁合金基体晶界处Mg-Cu-Al三元金属间化合物呈连续网状分布,接头的剪切强度降低.AZ31B基体发生了再结晶及晶粒长大.
关键词:
AZ31B镁合金
,
304不锈钢
,
瞬间液相扩散连接
,
微观结构
,
连接强度
