一、美国研制新型飞机铝合金(论文文献综述)
程韬潜[1](2021)在《7A56铝合金锻件时效热处理与热装配工艺适配性研究》文中认为Al-Zn-Mg-Cu合金因比强度高、断裂韧性及耐应力腐蚀性能较好等优点而被广泛应用于航空航天工业。本论文基于7A56铝合金锻件时效热处理工艺与热装配工艺进行适配的应用背景,在系统研究7A56铝合金锻件时效析出行为的基础上,采用热暴露实验模拟热装配过程,研究了典型时效态合金和轻度时效预处理合金在热暴露过程中微观组织及性能变化规律,为后续应用中7A56铝合金锻件预处理工艺的选择和优化提供理论支撑和实验数据。主要研究内容如下:研究了 7A56铝合金锻件的时效热处理工艺,为后续与热装配的适配奠定基础。发现7A56铝合金锻件变形态组织中残留第二相是Mg(Zn,Cu,Al)2相和富Fe相,确定合适的固溶制度为470℃/1 h,第二相回溶效果良好。合金在120℃单级时效过程中,随时效时间延长,晶内析出相尺寸增大,尺寸分布范围变宽,主要析出相由时效初期的GPⅠ区、GPⅡ区和η’可相转变为GPⅡ区、η’可相和η相。双级时效中,随第二级时效温度升高,合金屈服强度可更快到达峰值点,随第二级时效时间延长,合金的强度性能均呈现先升高后降低的趋势。第二级时效温度为160℃时,随时效时间的延长,析出相尺寸增大,主要析出相由GPⅡ区、η’相和η相转变η’相和η相。在此基础上确定了典型时效制度T6、T79、T76和T74的具体工艺参数。研究了典型时效态7A56铝合金在热暴露中组织性能的变化规律。T6态合金经短时热暴露,强度有一定升高,主要析出相仍为GPⅡ区、η’相和η相;经完整热暴露后,硬度下降,电导率上升,强度出现明显下降,主要析出相转变为η’相和η相。T79态合金经短时热暴露,强度下降,主要析出相仍为GPⅡ区、η’相和η相;经完整热暴露后,强度进一步下降,主要析出相为η’相和η相。T76和T74态合金经完整热暴露后,强度下降,主要析出相为η’相和η相。典型时效态合金在热暴露过程中,析出相的尺寸均出现增大;T6和T79态合金经完整热暴露后抗拉强度更高,达到530MPa。研究了轻度时效预处理合金在热暴露过程中组织性能的变化规律。90℃/6h预处理合金经短时热暴露,主要析出相由GPⅠ区和GPⅡ区转变为GPⅡ区、η’可相和η相,合金强度提高;合金经完整热暴露后,析出相尺寸进一步增大,主要析出相转变为η’相和η相,强度下降。预处理制度为90℃/(6,12,48)h时,随着预处理时间的延长,经完整热暴露后强度呈现下降趋势,在热暴露过程中,晶内析出相出现不同程度的增大。对合金进行90℃/3 h预处理,热暴露后的抗拉强度可以维持在550 MPa水平,屈服强度为510 MPa,明显高于T6处理的合金
潘艳林[2](2021)在《新型高强韧可焊耐蚀Al-Mg-Zn-Cu合金成分设计及组织性能研究》文中提出传统5000系Al-Mg合金因具有优异的耐蚀性、可焊性、成形性以及相对较高的比强度而广泛应用于车辆和船舶工业,但其强度属于中等强度,不能满足航空工业的需求。7000系Al-Zn-Mg(-Cu)合金和2000系Al-Cu合金因其高强韧性而广泛应用于航空领域,但其可焊性存在一定不足,特别是其在传统熔化焊接过程中容易开裂,因而限制了合金的进一步发展,合金的焊接性能亟需解决。此外,Al-Zn-Mg(-Cu)系和Al-Cu系合金在峰时效(T6)状态下耐腐蚀性能较差,其耐腐蚀性能也需要进一步提升。新型Al-Mg-Zn合金通过合理的成分设计及工艺优化使合金的强度提高至500MPa左右,且在峰时效状态下合金的抗晶间腐蚀性能大幅提升。此外,通过在Al-5.1Mg-2.0Zn合金中添加少量的Cu元素(Cu元素质量分数≤0.5wt%)发现,少量Cu的添加可以起到烤漆硬化的作用;通过Zn、Cu的复合添加以及优化时效工艺,深入分析了 Cu元素对合金析出行为的影响并揭示了合金的强化机制和腐蚀机制。因此开发新型高强韧可焊耐蚀Al-Mg-Zn-Cu是未来多用途高性能铝合金的发展趋势,这也对合金的综合性能提出了更高要求。本研究在时效析出型Al-Mg-Zn合金中添加少量Cu元素,通过合理的成分设计,调控合金元素Zn和Cu的含量,制备了(Zn+Cu)/Mg≤1.50的新型Al-Mg-Zn-Cu合金,在成分上显着区别于传统2000、5000以及7000系铝合金。研究主要通过硬度测定、差热分析、金相观察、扫描和透射组织表征等分析方法对Al-Mg-Zn-Cu合金的组织性能进行深入分析,具体对合金的力学性能、焊接热裂敏感性、腐蚀性能以及断裂韧性等进行深入研究,阐明设计合金的强韧化机制,影响合金焊接热裂敏感性的因素以及腐蚀机制等内容。研究结果表明,新型Al-Mg-Zn-Cu合金主由T-Mg32(Al,Zn,Cu)49相强化,通过常规固溶时效处理至T6态,合金抗拉强度约为570MPa,屈服强度约为500MPa,且合金保持较高的延伸率约为14%。Al-Mg-Zn-Cu合金T6态强度与7075-T6合金相当,且设计合金的比强度较高。进一步的,通过引入形变强化,充分发挥T相析出强化效应以及形变硬化,优化合金的制备工艺,制备得到超高强Al-Mg-Zn-Cu合金,合金抗拉强度高达746MPa,屈服强度高达696MPa,且延伸率约为8%。在优化Al-Mg-Zn-Cu合金制备工艺的同时研究了 T6态合金的焊接热裂敏感性、腐蚀性能和断裂韧性,研究表明T6态合金的焊接热裂敏感性优于7075合金,热裂敏感性与合金有效凝固区间、凝固末期液相分数、糊状区宽度以及所受内应力相关;基于SKK判据,考虑了合金冷却速率、糊状区宽度、二次枝晶间距以及焊接凝固阶段应力等因素的影响,建立了适用于铝合金焊接的热裂判据,当热裂敏感性HCS大于1时,合金发生热裂;反之,热裂不会发生。合金抗晶间腐蚀性能研究表明,合金晶间腐蚀性能主要由晶界析出相的连续性决定;对合金断裂韧性的研究表明,合金断裂韧性与合金的晶界析出相、PFZ宽度以及再结晶分数等相关。并通过高温回归与形变热处理工艺相结合获得综合性能优良的铝合金,兼具强韧性、腐蚀性能以及可焊性。这些研究结果将为时效析出强化型Al-Mg-Zn-Cu合金的成分设计、板材制备、微观结构设计与组织性能调控、焊接性能提升、腐蚀性能以及断裂韧性改善等方面提供指导。
王彬文,陈先民,苏运来,孙汉斌,杨宇,樊俊铃[3](2021)在《中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望》文中研究表明随着中国航空事业的发展,航空疲劳与结构完整性成为影响飞机结构寿命、安全性、可靠性的关键问题之一。经过多年来的努力,飞机结构从最初的静强度、安全寿命设计理念逐渐发展成以疲劳与结构完整性为指导的研制理念和方法,并在型号中取得了成功应用,使得新一代飞机结构的使用寿命、可靠性和经济性得到很大的提升。随着技术的发展和新型号的研制需求,这一领域又出现了许多亟待解决的新问题。本文从航空工业角度梳理了自2000年以来中国航空结构疲劳研究的进展和主要成果,重点介绍了在航空材料/结构/工艺、分析评估理论研究、疲劳试验技术以及飞机寿命管理等方面的研究进展和应用概况,在此基础上从型号研制及工程发展角度提出了对中国航空疲劳需要重点关注的研究方向的建议,以期为中国航空结构技术发展提供借鉴。
陈雅贤[4](2020)在《《现代军用直升机》翻译项目实习报告》文中提出2019年3月—10月,笔者在导师的指导下参加《现代军用直升机》翻译项目实习,对《现代军用直升机》一书进行翻译与审校。根据任务分配,笔者负责本书五小节(共计1,0973字)的翻译和三分之一内容(共计6,9939字)的审校工作。笔者以参与该翻译项目的实习为基础,选择翻译项目过程中的审校环节为研究对象,对整个审校过程进行回顾与总结。在报告中,笔者尝试将审校该德语军事类文本经常出现的问题进行归纳总结。结合翻译的两个阶段——理解与表达——将本次审校过程中发现的错误细化为语言层面的词语、句子和篇章三类。首先,面对德语原文文本出现的专业术语较多的问题,笔者需要查阅大量中文相关资料,寻找业内认可和遵循的译法。同时,因为军事类文本中涉及到大量军事装备的构造和操作方法等,长难句出现频率很高。为了译文的准确和通顺,笔者在审校长难句时分步骤进行,首先对照原文,判断译文是否出现漏译和错译,再对分句进行分析,判断是否需要按照中文语言表达规范和习惯调整译文语句结构。此外,笔者在审校时尽可能使译文与原文信息达到对等,在译文的语言风格等方面也尽量与原文保持一致。笔者希望通过此实习报告总结自己在审校过程中遇到的困难以及解决这些困难的经验和方法,为该领域资料的翻译审校提供有启发的现实案例,从而更好地服务于军事类文本翻译审校工作。
何敏[5](2019)在《高强铝合金大体积熔体复合环缝式电磁搅拌处理方法及应用研究》文中研究表明高强铝合金作为变形铝合金材料已广泛应用于航空、航天及军工行业。但由于其合金化程度高,直接铸造成形过程中不可避免地存在晶粒粗大、不均匀、偏析、疏松、热裂等缺陷,严重限制了其使用和发展。前期的研究结果表明,通过对高强铝合金熔体施加环缝式电磁搅拌处理(Annular Electromagnetic Stirring,AEMS)能有效促进熔体的强制对流,获得均匀分布的温度场和成分场,有利于细化晶粒和减轻偏析。但是现有的AEMS熔体处理方法只适合处理小体积(≤5Kg)高强铝合金熔体,无法满足大尺寸高强铝合金铸件对于大体积(220Kg)熔体处理质量的要求,限制了 AEMS技术在大尺寸高强铝合金零部件直接铸造成形领域的应用。因此,本文以AEMS为基础,发展了一种适合处理大体积熔体(≥20 kg)的新方法—复合环缝式电磁搅拌(Multi-Annular Electromagnetic Stirring,M-AEMS)法,并选择高强铝合金中典型的7075铝合金为研究对象,开展了高强铝合金熔体处理及大型铸件直接成形的研究。采用UG软件,在AEMS模型基础上,设计添加了电磁屏蔽模块和中心冷却模块,建立了适用于大体积7075铝合金熔体处理的M-AEMS模型。采用Ansys Workbench数值模拟平台研究了模型中的电磁发生模块、电磁屏蔽模块和中心冷却模块的结构对电磁场分布的影响并进行了优化设计。对M-AEMS熔体处理过程中7075铝合金熔体的电磁场、流场和温度场进行了耦合数值模拟研究,研究表明优化后的电磁发生模块和电磁屏蔽模块能有效的提高7075铝合金熔体中部和底部的磁场强度,同时降低熔体顶部的磁场强度,使得熔体中部和底部搅拌剧烈的同时还能保持较为稳定的熔体液面,产生的螺旋电磁场提高了流场的剪切强度;中心冷却模块提高了 7075铝合金熔体的冷却速率和M-AEMS模型的处理效率,与AEMS法相比,M-AEMS法的处理时间由27秒降低至11秒,使得M-AEMS方法能够在短时间内实现大体积高强铝合金熔体的温度场和成分场的均匀分布。基于M-AEMS模型结构参数的数值模拟优化结果,研制了处理能力为25 kg的M-AEMS熔体处理实验装置。采用该实验装置对质量为20kg的7075铝合金熔体处理过程中的电磁场、温度场、流场、液面形貌和最终凝固组织的微观组织结构、化学成分分布进行了实验研究。研究结果表明,在搅拌坩埚空载条件下,电磁场强度分布与数值模拟结果吻合较好。与AEMS法相比,经M-AEMS法处理的铸锭中Zn、Mg、Cu元素的宏观偏析率分别由4.4%、5.9%、6.5%降低至2.1%、3.3%和4.2%。铸锭的平均晶粒尺寸由170μm降低至118μm,晶粒形状因子由0.37提高至0.56,晶粒形貌的等轴化程度提高,并进一步从理论上分析了 M-AEMS方法对7075铝合金凝固行为的影响。运用M-AEMS熔体处理方法开展了 7075铝合金履带板液态模锻成形的应用研究,同时考察了 M-AEMS作用下Sc、Zr元素对组织和性能的影响。结果表明:①经M-AEMS处理后,7075铝合金履带板铸件的微观组织更加细小、均匀,铸件的平均晶粒尺寸由151μm降低至110μm,晶粒尺寸不均匀因子由3.3降低至2.5,铸件中Zn、Mg、Cu元素的宏观偏析率分别由2.4%、4.5%、5.2%降低至1.3%、1.8%、2.2%。②单独添加Sc、Zr元素但未经M-AEMS处理,7075铝合金履带板铸件的平均晶粒尺寸降低至61μm,晶粒尺寸不均匀为3.1,Zn、Mg、Cu元素的宏观偏析率分别为2.6%、4.3%、5.0%,晶粒尺寸不均匀因子和Zn、Mg、Cu元素的宏观偏析率无明显变化。③经M-AEMS和添加Sc、Zr元素处理后,7075铝合金履带板的平均晶粒尺寸降低至53μm,晶粒尺寸不均匀因子为2.3,Zn、Mg、Cu元素的宏观偏析率分别为1.1%、2.2%、1.9%,晶粒尺寸、晶粒尺寸不均匀因子和宏观偏析率均均明显降低。铸件经T6(固溶738 K×8 h+748 K×4 h,水淬,时效393 K×24 h)热处理后,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为:481 MPa、568 MPa、9.4%,力学性能接近7075铝合金锻件水平。
张朝鹏[6](2019)在《飞行器用耐高温双马树脂基复合材料成型工艺研究》文中进行了进一步梳理双马树脂(BMI)基复合材料是一种极为重要的耐高温轻质结构材料,已广泛应用于F-22、歼-20等先进战机的蒙皮、框梁等耐热型主承力结构。由于受成型工艺性和抗冲击韧性的限制,传统航空级BMI树脂基复合材料长期服役温度低于230℃,已不能满足最新需求。针对这一问题本文选择耐温等级280℃的X1101型BMI树脂为研究对象,研究了X1101固化特性以及T700/X1101复合材料单向层合板和第四代TC4/T700/X1101层合板的最佳成型工艺。首先,利用非等温DSC(差示量热扫描仪)测定了X1101的固化放热峰,确定了固化温度;等温DMA(动态热机械分析仪)测试150℃和180℃对应的凝胶点;根据固化温度和凝胶时间确定X1101固化工艺。然后,在保证X1101性能不受影响的情况下研究了低温成型高温使用的BMI树脂基复合材料成形工艺,通过玻璃化转变温度、静态力学性能和热化学稳定性等评价来确定单向层合板的最佳成型工艺,使其使用温度、韧性和成型工艺之间实现平衡。T700/X1101层合板最佳低温成型工艺的层合板Tg(tanδ峰温)=340360℃;与实验室提供工艺相比,虽牺牲了复合材料的耐热性和使用温度,但提高了力学性能,层间剪切强度增加28.5%,弯曲强度增加25.5%。在T700/X1101单向层合板的最佳工艺基础上研究了第四代FMLs-TC4/T700/X1101双马树脂基纤维金属层合板的成型工艺。研究了四种表面处理方案对3/2型铺层顺序为TC4/[0°]4/TC4/[0°]4/TC4层合板成型工艺和性能的影响,并确定最佳成型工艺为机械矩形阵列划刻和超声辅助碱式双氧水刻蚀结合的表面处理工艺,固化工艺与T700/X1101层合板最佳固化工艺一致。
孟维迎[7](2018)在《纤维增强铝锂合金层板变幅载荷下疲劳寿命分析及预测》文中研究说明纤维增强金属层板(Fiber Reinforced Metal Laminates,简称FRMLs,又称纤维金属层板,简称FMLs)是由金属层与纤维增强树脂复合层交替铺放而成的一种夹层型复合材料,具有优良的疲劳和损伤容限性能。到目前为止,针对纤维金属层板中ARALL和GLARE层板的材料性能已进行了较多的研究,而对于其他较新的纤维金属层板材料性能的研究相对较少。相关研究工作主要集中于材料的拉伸行为及恒幅、变幅载荷下的疲劳裂纹扩展行为;对于疲劳裂纹萌生寿命的研究较少,而对于层板的疲劳总寿命的研究工作更不多见。本论文以新型的纤维增强金属层板——玻璃纤维增强2060铝锂合金层板为研究对象,系统地研究典型变幅载荷下的疲劳性能及寿命预测方法,旨在为纤维金属层板的结构寿命设计及寿命预测提供理论依据和分析方法。论文通过开展新型纤维金属层板及其组分金属材料在恒幅及典型过载(周期单峰拉伸过载、周期单峰压缩过载和周期高低加载)条件下的疲劳S-N曲线试验,系统地研究了在相同过载(周期单峰过载及周期高低过载)条件下层板与其组分金属材料的疲劳S-N曲线之间的关系,分析了过载形式对于不同材料恒幅疲劳性能的影响。根据两种情况(相同加载方式不同材料、不同加载方式相同层板材料)下的S-N曲线特征,针对不同的典型过载情况分别提出了两种新型纤维金属层板的疲劳寿命预测模型。通过开展新型纤维金属层板材料在Mini-Twist谱条件下的疲劳寿命试验,探索适用于新型纤维金属层板复杂谱载下的寿命预测方法,并讨论了平均应力修正方法及损伤失效准则对寿命预测准确度的影响。具体研究工作包括:(1)研究不同加载方式下新型纤维金属层板疲劳性能的特点及预测层板变幅载荷下的疲劳寿命,设计合理的疲劳试验方案。通过开展新型纤维金属层板及其组分金属材料在恒幅、周期单峰过载、周期高低加载及谱载下的疲劳S-N曲线试验,获得了大量的疲劳寿命试验数据。(2)为了确定纤维金属层板金属层应力,探索纤维金属层板中金属层应变的在线测量方法——数字图像关联技术(DIC法)。为了验证该方法的有效性,以本文研究的新型纤维金属层板为例,分别采用DIC法和有限元法确定金属层应力。结果对比表明:DIC法计算的金属层应力与有限元仿真结果吻合良好。本文采用DIC法,成功实现了纤维金属层板中金属层应变的在线测量。(3)研究纤维金属层板金属层应力预测的解析方法,分析传统经典理论求解层板金属层应力的不足之处。针对该问题,本文引进层板刚度性能等效的概念修正层板理论,即采用子层刚度法和能量法修正层板理论,对金属层应力进行预测。通过对比经典层板理论结果和DIC结果,验证了该修正方法的先进性。为后续纤维金属层板的性能分析及准确预测提供了先决条件。(4)通过恒幅R=0.06及典型过载条件下新型纤维金属层板及其组分金属材料疲劳寿命及S-N曲线的分析,发现典型过载下层板的S-N曲线特征受到金属层应力和桥接效应情况的影响,且层数越多和施加应力越低,其桥接效应越明显;单峰拉伸过载和高低加载下,2/1层板及3/2层板均发生了过载迟滞效应,且高低加载下2/1层板发生了高低载荷损伤效应,而单峰压缩过载下,2/1层板及3/2层板过载效应均不明显。根据总结的S-N曲线特征,分别基于相同过载下层板组分材料的S-N曲线和恒幅载荷下层板的S-N曲线,提出了新型纤维金属层板在不同典型过载下的疲劳寿命预测模型。(5)分别研究了平均应力修正方法及损伤失效准则对新型纤维金属层板在谱载荷作用下疲劳寿命预测的影响。与此同时,考虑到非规则载荷谱特点,基于Hashin假设,根据Miner累计损伤理论,对Yao and Himmel模型进行了修正。研究结果表明:在平均应力修正模型中,基于分段线性模型预测方法的预测精度最高;在损伤失效模型中,基于修正模型预测方法的预测精度最高。
康雷[8](2018)在《7X50型铝合金淬火过程析出行为、温度场及应力场研究》文中提出7X50型超高强铝合金固溶淬火并时效处理后具有高比强度、高比刚度、韧性好、耐腐蚀等优点,常以大截面尺寸产品在航空航天、交通运输及武器装备等领域作为轻质高强结构材料广泛使用。随着航空航天领域所用结构件逐渐向大型化、整体化方向发展,产品的截面尺寸不断增加。由于该合金优异的综合性能与其析出特点密不可分,而固溶处理后的淬火冷却过程直接影响合金的析出特点,因此该过程是决定7X50型铝合金大截面尺寸产品性能的关键。近年来,通过优化淬火过程调控Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金性能的研究层出不穷,但有关淬火冷却过程合金非均匀析出行为的研究还不够系统,而且由于热电偶安装方法的局限,现有研究测定的淬火冷却过程温度场数据可能存在偏差,不能真实反映发生在淬火表面上的热交换情况。因此,本文针对不同淬火冷却过程对7X50型铝合金析出行为、淬火温度场及淬火应力场的影响,采用7050和7B50合金热轧板固溶处理后进行等温处理水冷、表面喷水淬火及室温空冷等不同方式的淬火冷却实验。绘制7050和7B50合金的Time-Temperature-Properties(TTP)曲线,研究其淬火敏感性;深入讨论等温过程对合金非均匀/均匀析出行为的影响;研究7B50合金的淬透程度,并采用淬火因子法预测该合金厚板喷水淬火-时效后的性能分布;通过自行设计、研发的改进型Jominy样品实测距淬火表面不同距离的冷却曲线并结合反传热原理计算得到7B50合金80 mm厚板表面喷水淬火时的综合换热系数曲线,并将该系数曲线作为传热边界条件,对厚板的在线淬火过程进行温度场-应力场-应变场耦合分析。研究结果表明:(1)采用等温处理后水冷态电导率数据能够真实反映7X50型铝合金等温过程的脱溶程度,由它绘制的7050合金TTP曲线的鼻尖温度为330℃,对应的孕育期为1.25 s;而采用等温处理水冷后T6峰时效态性能(电导率或硬度)数据绘制的7050合金TTP曲线,其鼻尖温度不变,对应的孕育期为0.62 s,有缩短趋势。(2)7X50型铝合金固溶处理后在180~400℃等温处理时,其析出转变分数超过60%之前,Johnson-Mehl-Avrami方程中的指数n始终接近1,表明合金在此温度区间等温时,析出相的形核机制和长大方式不变,均以经典形核方式脱溶析出,随后长大、粗化。(3)7X50型铝合金固溶处理后在180℃和200℃短时间等温停留,等温样品水冷态电导率低于固溶处理后直接水淬基准样品的淬火态电导率,而且等温样品自然时效态硬度也高于基准样品,表明在该温度区间短时间等温处理能促进析出强化产物的形成;等温水冷后自然时效态基体内除了非均匀析出的η平衡相,还有GP区和η’相等析出强化产物;合金水冷后自然时效到较高硬度时,析出强化产物的尺寸为3~5 nm。(4)本研究设计开发的改进型Jominy样品及其配套的实验设备,能精确测定喷水淬火过程距淬火表面不同距离处的冷却曲线,为预测和模拟合金厚板的淬火温度场、应力场及淬火时效后的性能分布奠定可靠的数据基础。(5)7B50合金由9℃冷却水表面喷水淬火并自然时效50天后的淬透深度为70 mm,此处对应的淬火敏感温度区间内的平均冷却速率为1.62℃·s-1;再进行T6峰时效处理后,其淬透深度为60 mm,对应的平均冷却速率为2.05℃·s-1。采用淬火因子法预测该合金厚板喷水淬火并T6峰时效处理后的硬度分布,得到距淬火表面距离小于65 mm时,预测硬度与实测硬度的最大偏差仅为2.7%,说明预测结果的精度较高。(6)7B50合金由固溶处理温度淬火冷却时,随着内部冷却速率逐渐降低,首先在晶界、亚晶界上发生非均匀脱溶析出,观察到该析出现象时对应的淬火敏感温度区间内的平均冷却速率高达981℃·s-1;其次在基体内的Al3Zr粒子上或位错附近非均匀脱溶析出,基体内出现以Al3Zr粒子为核心非均匀形核析出的现象,对应的平均冷却速率为 37.2℃·s-1。(7)基于改进型Jominy样品由483℃表面喷水淬火时精确测定的7B50合金样品内部的实测冷却曲线,通过反传热原理计算分别由20℃和9℃冷却水表面喷水淬火时的表面综合换热系数曲线,其变化规律为:综合换热系数在淬火开始0.4 s时达到峰值,分别为69 kW.m-2·K-1和135 kW·m-2·K-1,此时对应的淬火表面温度分别为160℃和80℃;峰值过后综合换热系数随淬火时间延长迅速下降。(8)7B50合金改进型Jominy样品固溶处理后由20℃冷却水表面喷水淬火初期,淬火表面中心处冷却曲线上出现“等温平台”现象,该平台对应的温度范围为160~170℃,持续时间约为3 s。淬火开始后极短时间内淬火表面上的热交换机制由核态沸腾阶段迅速过渡到强制对流阶段,是导致淬火表面中心处冷却曲线上出现“等温平台”现象的主要原因。(9)将20℃冷却水喷水淬火时获得的淬火表面综合换热系数曲线作为传热边界条件,采用温度场-应力场-应变场耦合模拟求解5000 mm长、1500 mm宽、80 mm厚的7B50合金热轧板由该温度冷却水喷淋淬火后的残余应力分布规律为:最大残余压应力出现在板材表面中心处,为σx=-313 MPa,σy=-283 MPa;最大残余拉应力出现在板材厚度心部,为σx=192 MPa,σy=127 MPa;距离板材淬火表面15 mm处,发生残余压应力向残余拉应力的转变。
范理[9](2018)在《Al-Cu-(Li)合金的组织性能及沉淀相析出行为研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天、兵器、船舶工业的不断发展,对材料的综合使用性能提出了越来越高的要求。铸造Al-Cu合金和新型Al-Cu-Li合金作为高强铝合金的典型代表,具有密度小、比强度高、加工性能与焊接性能优良、性价比高等一系列特点,已被广泛用作军用、民用飞机、航天器的结构材料。然而,Al-Cu合金易产生铸造缺陷以及成品率低等问题限制了其进一步的发展。Al-Cu-Li合金中多种沉淀相的析出行为仍需进一步认识和研究。因此,改善Al-Cu合金的铸造性能,进一步提高合金的强韧性,是扩大Al-Cu合金应用亟需解决的问题。深入的理解Al-Cu-Li合金内部微观结构与性能的关系,全面、深刻认识沉淀相的析出过程,对于设计、开发下一代铝锂合金具有重要的理论和现实意义。本文选取我国自主研发的高强韧铸造Al-Cu合金和新型高强Al-Cu-Li合金为研究对象,通过分析Al-Cu合金的原始组织特征和元素偏析行为,系统研究了RE变质对Al-Cu合金微观组织与性能的影响规律,揭示了RE在Al-Cu合金中的多层次交互作用;通过受控扩散凝固(Controlled Diffusion Solidification,简称CDS,是将两种成分、温度各异的合金熔体混合,最终凝固成同一成分目标合金的过程),制备了具有非枝晶组织的Al-Cu合金,研究了受控扩散凝固对Al-Cu合金凝固组织及缺陷的影响规律和细化作用机理;最后采用透射电镜成像技术和原子探针层析技术结合的方法深入研究了Al-Cu-Li合金时效过程的组织演化规律,揭示了时效沉淀相的综合强化机理,分析了沉淀强化相T1、σ、S相的析出行为以及微合金化元素对其析出过程的影响机理。本文的主要研究结果如下:(1)研究发现,Al-Cu合金原始铸态组织主要由α-Al基体、Al2Cu共晶相、初生Al3Zr和Al3Ti相构成。时效态组织主要由θ′强化相、Al20Cu2Mn3和Al3Zr弥散相构成。合金在凝固过程易发生元素偏析,Cu、Mn易在枝晶界、晶界处偏析,Ti、V易在晶内偏析。元素偏析程度由强到弱的顺序为Cu、Mn、V、Ti、Zr。提出了RE变质Al-Cu合金的强韧化机制:添加适量RE能够缩短Al-Cu合金凝固区间,减少铸造缺陷,细化晶粒及共晶组织,促进强化相θ′相的析出,从而提高合金的强韧性,强韧化程度与RE的多层次交互作用密切相关。RE在晶粒内部可与Ti、V发生反应形成Al20(Ti,V)RE相,RE在枝晶界和晶界处可与Cu发生反应形成Al8Cu4RE相。过量添加RE会导致稀土化合物数量密度增大,变形过程中割裂基体,降低力学性能。RE的最佳添加量为0.3 wt.%。(2)研究表明,受控扩散凝固可以显着改善Al-Cu合金的凝固组织,如降低收缩程度、减少缩孔缺陷、降低热裂倾向、减少Cu、Ti元素的偏析。普通重力铸造合金由于发生溶质再分配组织以树枝晶为主,随浇注温度降低枝晶得到一定程度细化,而采用受控扩散凝固技术可以使合金在凝固过程中得到大量球状非枝晶组织。揭示了受控扩散凝固对Al-Cu合金的细化机制:合金液1与合金液2混合时形成的大量形核质点在对流作用下均匀分布于熔体内部并保存下来,从而使凝固组织中初生相得到细化和均匀分布。受控扩散凝固顺利进行必须满足以下条件:(i)混合前两种预制合金液的温度必须保持在靠近各自液相线附近;(ii)合金液1与合金液2的吉布斯自由能加权之和必须小于目标合金液相线温度的吉布斯自由能;(iii)纯固相和液相的固液界面能必须小于合金态的固液界面能。(3)研究发现,Al-Cu-Li合金组织中分布有大量弥散相颗粒Al20Cu2Mn3和Al3Zr,两者共同作用使固溶淬火态合金仍保留有沿轧向延展拉长的薄饼状的非再结晶晶粒组织。Al-Cu-Li合金在165℃时效的组织演化过程可以归纳为:SSS(过饱和固溶体)→GP zones+δ′→GP zones+δ′+T1+GPB zones→δ′+T1+θ′+S+σ→T1+S+σ。时效组织演化过程涉及多个析出相的析出行为,包括δ′、θ′、S、T1和σ相。通过APT分析发现Li、Mg、Zn原子在β′相上具有明显的偏聚行为,Mg、Zn原子在T1相上具有明显的偏聚行为。合金在时效早期硬度曲线出现再回归现象;在峰值时效态力学性能得到显着提升,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为570MPa、615MPa和7.5%;断裂方式以沿晶分层断裂和穿晶断裂方式为主。揭示了Al-Cu-Li合金的强韧化机制:弥散相Al20Cu2Mn3和Al3Zr,与时效过程中此消彼长的T1、θ′、δ′、S和σ多种沉淀相共同作用对合金起到综合强化。(4)揭示了Al-Cu-Li合金时效过程中T1相的析出行为:(i)在早期时效阶段(2h),T1相优先在位错处的弯曲和缠结处形核,位错处形核是T1相早期非均匀形核的主要方式,T1相在位错处的逐渐析出现象与硬度值变化趋势相吻合;(ii)T1相易在共格与半共格的Al3Zr弥散相界面非均匀形核,Mg-Zn原子团簇的偏聚行为会促进T1相在Al3Zr界面的形核,T1相能够在Al20Cu2Mn3界面非均匀形核,且存在变体的择优取向选择;(iii)T1相易于在亚晶界上密集形核,T1相的4个变体中与晶界夹角越小的变体越容易优先析出;(vi)T351态基体仍处于高过饱和态,T1相会在GP区上形核,以消耗GP区和δ′相的方式继续形核和生长。通过APT进一步分析发现,T1相中约含50.6%Al、22.7%Cu、18.8%Li、5.5%Mg和2.4%Zn(at.%,原子分数),Mg、Zn原子在T1相与Al界面上富集。在固溶淬火态,Mg-Cu和Mg-Zn原子对发生偏聚,原子团簇已经形成。微合金化元素Mg、Zn的共同加入促进了T1相的大量非均匀形核,加速了时效进程。时效早期Mg-Zn、Mg-Cu原子团簇的快速形成是影响T1相非均匀形核的重要因素。(5)研究发现,在Al-Cu-Li合金16h峰值时效态,σ相存在两种变体,其取向关系表示为:σⅠ相:<100>σ//<100>Al,{100}σ//{100}Al;σⅡ相:<001>σ//<110>Al,{100}σ//{100}Al。发现了一种有别于传统GPB区结构的、在{110}Al面有序排列的溶质原子富集区,在本文中记为{110}Al有序簇。σⅠ相倾向于依附在Mg、Cu、Li、Zn富集的T1相上形核,σⅡ相倾向于通过Mg、Cu、Li和空位富集的{110}Al有序簇形核生长。S相可以在{110}Al有序簇处形核,本文中S相的析出序列可以归纳为:SSS→Clusters→GPB zones→S→GPB zones+{110}All ordered clusters→S 具有Mg-Cu-Li-空位团簇富集的{110}Al有序簇可以作为S相和σⅡ相直接或间接的形核优选位置,团簇内部Mg、Cu原子排列的有序化程度与成分偏聚的差异程度可能会决定其是否向S相或σⅡ相进行转变。
吴秀亮,刘铭,臧金鑫,李国爱,伊琳娜,李惠曲,陈军洲[10](2016)在《铝锂合金研究进展和航空航天应用》文中提出概述了国内外铝锂合金的研究历史和发展现状,以及铝锂合金在航空航天领域的应用情况。回顾和总结国外新型铝锂合金的特征和加工制造技术进展,介绍了国外新型铝锂合金的生产情况。总结和分析了我国铝锂合金制造技术发展和最新应用,指出了我国铝锂合金发展中存在的不足。最后探讨了我国铝锂合金的发展趋势和研究发展方向。
二、美国研制新型飞机铝合金(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、美国研制新型飞机铝合金(论文提纲范文)
(1)7A56铝合金锻件时效热处理与热装配工艺适配性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 7xxx系铝合金的发展与现状 |
1.2.1 国外7xxx系铝合金的发展与现状 |
1.2.2 国内7xxx系铝合金的发展与现状 |
1.3 7xxx系铝合金的热处理工艺 |
1.3.1 固溶处理 |
1.3.2 时效处理 |
1.4 7xxx系铝合金的时效析出行为 |
1.4.1 7xxx系铝合金中的元素及其作用 |
1.4.2 7xxx系铝合金的时效析出相 |
1.4.3 7xxx系铝合金的微观组织对性能的影响 |
1.5 铝合金的热装配应用情况 |
1.6 本论文的研究意义、目的和内容 |
2 实验材料与研究方法 |
2.1 研究路线 |
2.1.1 技术路线 |
2.1.2 实验材料 |
2.2 组织分析与性能评价 |
2.2.1 微观组织表征 |
2.2.2 性能评价 |
3 7A56铝合金时效析出行为研究 |
3.1 固溶处理对7A56铝合金组织性能的影响 |
3.1.1 变形态组织分析 |
3.1.2 固溶处理对组织性能的影响 |
3.2 单级时效析出行为研究 |
3.3 双级时效析出行为研究 |
3.4 分析与讨论 |
3.5 本章小结 |
4 典型时效态7A56铝合金在热暴露过程中的组织性能演变研究 |
4.1 峰时效态合金在热暴露过程中组织性能变化 |
4.2 双级时效态合金在热暴露过程中组织性能变化 |
4.2.1 典型双级时效态合金在热暴露过程中性能变化 |
4.2.2 典型双级时效态合金在热暴露过程中组织变化 |
4.3 分析与讨论 |
4.4 本章小结 |
5 轻度时效预处理7A56铝合金在热暴露过程中的组织性能演变研究 |
5.1 预处理温度和时间对7A56铝合金在热暴露过程中性能影响 |
5.2 预处理7A56铝合金在热暴露过程中的组织变化 |
5.3 分析与讨论 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(2)新型高强韧可焊耐蚀Al-Mg-Zn-Cu合金成分设计及组织性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述及研究内容 |
2.1 航空铝合金概述 |
2.1.1 国外航空铝合金的发展历程 |
2.1.2 国内航空铝合金的发展历程 |
2.2 Al-Mg-Zn合金 |
2.3 铝合金中合金元素的作用 |
2.3.1 主要合金元素Mg,Zn,Cu的作用 |
2.3.2 微量合金元素Mn,Cr,Ti等的作用 |
2.3.3 其他微合金化元素的作用 |
2.4 铝合金的强化机制 |
2.4.1 固溶强化 |
2.4.2 加工硬化 |
2.4.3 析出强化 |
2.4.4 晶界强化 |
2.5 铝合金的焊接性能 |
2.6 铝合金的腐蚀机制 |
2.6.1 点蚀 |
2.6.2 晶间腐蚀 |
2.6.3 剥落腐蚀 |
2.6.4 应力腐蚀 |
2.7 影响铝合金断裂韧性的因素 |
2.8 研究目的、内容和方案 |
2.8.1 研究目的和内容 |
2.8.2 研究方案 |
3 实验材料和方法 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 成分设计 |
3.2.2 熔炼铸造 |
3.2.3 均匀化热处理 |
3.2.4 铣面 |
3.2.5 热轧、再结晶退火及冷轧 |
3.2.6 固溶时效处理 |
3.2.7 性能测试 |
3.2.8 组织分析 |
4 新型Al-Mg-Zn-Cu合金制备工艺及力学性能 |
4.1 新型Al-Mg-Zn-Cu合金成分设计 |
4.2 新型Al-Mg-Zn-Cu合金板材制备 |
4.2.1 熔炼铸造 |
4.2.2 均匀化工艺探究 |
4.2.3 热轧工艺探究 |
4.2.4 冷轧工艺与再结晶退火工艺 |
4.2.5 固溶工艺探究 |
4.2.6 时效工艺优化 |
4.3 新型Al-Mg-Zn-Cu合金析出行为 |
4.3.1 新型Al-Mg-Zn-Cu合金力学性能 |
4.3.2 新型Al-Mg-Zn-Cu合金微观组织 |
4.3.3 合金成分、组织演变与力学性能之间的关系 |
4.4 新型Al-Mg-Zn-Cu合金力学性能优化 |
4.5 本章小结 |
5 新型高强Al-Mg-Zn-Cu合金焊接性能 |
5.1 新型Al-Mg-Zn-Cu合金熔焊过程中的热裂行为 |
5.1.1 新型Al-Mg-Zn-Cu合金TIG焊接 |
5.1.2 新型Al-Mg-Zn-Cu合金非平衡凝固行为计算 |
5.1.3 改进T型装置模拟新型Al-Mg-Zn-Cu合金焊接试验 |
5.1.4 分析讨论 |
5.2 新型Al-Mg-Zn-Cu合金焊接热裂判据 |
5.2.1 改进T型模具模拟合金焊接结果 |
5.2.2 合金凝固路径计算 |
5.2.3 合金糊状区宽度计算 |
5.2.4 基于SKK判据建立适用于铝合金焊接的热裂判据 |
5.2.5 合金TIG焊接实验验证 |
5.3 新型Al-Mg-Zn-Cu合金焊接接头性能 |
5.4 本章小结 |
6 新型高强可焊Al-Mg-Zn-Cu合金综合性能 |
6.1 新型Al-Mg-Zn-Cu合金腐蚀性能 |
6.1.1 晶间腐蚀 |
6.1.2 剥落腐蚀 |
6.1.3 晶界析出相及晶界特征 |
6.1.4 经过FTMT工艺优化后合金腐蚀性能 |
6.2 新型Al-Mg-Zn-Cu合金断裂韧性 |
6.2.1 新型Al-Mg-Zn-Cu合金断裂韧性 |
6.2.2 新型Al-Mg-Zn-Cu合金撕裂断口 |
6.2.3 新型Al-Mg-Zn-Cu合金断裂韧性的影响因素 |
6.2.4 经过FTMT工艺优化后合金断裂韧性 |
6.3 新型Al-Mg-Zn-Cu合金综合性能优化 |
6.3.1 加工工艺对Al-5.3Mg-4.0Zn-0.5Cu合金性能的影响 |
6.3.2 加工工艺对Al-5.3Mg-4.0Zn-0.5Cu合金组织的影响 |
6.3.3 分析讨论 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望(论文提纲范文)
1 中国航空疲劳研究历程 |
1.1 中国航空结构设计思想发展 |
1.2 中国航空疲劳研究主要成果 |
2 中国航空工业结构疲劳研究现状和进展 |
2.1 材料/结构/工艺疲劳研究现状和进展 |
2.1.1 先进材料疲劳研究现状 |
2.1.2 先进结构疲劳研究现状 |
2.1.3 先进工艺疲劳研究现状 |
2.2 疲劳分析评估研究现状 |
2.2.1 耐久性分析评估方法 |
2.2.2 损伤容限分析评估方法 |
2.2.3 腐蚀疲劳分析方法 |
2.2.4 多尺度疲劳分析方法 |
2.3 疲劳试验技术研究现状 |
2.3.1 积木式验证思想及发展 |
2.3.2 壁板类疲劳损伤容限试验 |
2.3.3 结构机构疲劳可靠性试验 |
2.3.4 水陆两栖飞机试验 |
2.3.5 全机疲劳试验及加速技术 |
2.3.6 损伤识别及测量技术 |
2.4 飞机服役寿命管理研究现状 |
2.4.1 单机监控 |
2.4.2 飞机定/延寿 |
3 展望 |
(4)《现代军用直升机》翻译项目实习报告(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
第一章 翻译项目介绍 |
第一节 任务详情 |
一、原文内容 |
二、原文文本特点 |
第二节 目标受众 |
第三节 委托方要求 |
第二章 翻译审校前期准备 |
第一节 统筹审校任务 |
第二节 确立审校目标与准则,明确审校质量标准 |
第三节 剖析原译文,监控与评估译文质量 |
第四节 选择审校理论、资源和技术支持 |
第五节 制定审校计划 |
第三章 翻译审校中的常见问题及对策 |
第一节 词语 |
一、专业术语 |
二、专有名词 |
三、近义词 |
第二节 句子 |
一、长难句 |
二、插入语 |
第三节 篇章 |
一、前后一致性 |
二、语言风格 |
第四章 翻译审校实习总结 |
第一节 已解决的问题及总结 |
第二节 未解决的问题及反思 |
第三节 对未来翻译及审校工作的启发 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
附录一 Moderne Milit?rhubschrauber审校原文 |
附录二 《现代军用直升机》审校前后译文 |
附录三 Moderne Milit?rhubschrauber翻译原文 |
附录四 《现代军用直升机》翻译译文 |
附录五 (部分)专有名词列表 |
致谢 |
(5)高强铝合金大体积熔体复合环缝式电磁搅拌处理方法及应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 高强铝合金的研究进展 |
1.2.1 高强铝合金发展历程 |
1.2.2 高强铝合金中各主要合金元素的作用 |
1.2.3 高强铝合金铸造成形 |
1.3 高强铝合金凝固组织细化的研究现状 |
1.3.1 化学细化对高强铝合金凝固组织的影响 |
1.3.2 物理外场对高强铝合金凝固组织的影响 |
1.3.3 现有电磁搅拌方法处理大体积高强铝合金熔体存在的问题 |
1.4 研究目标、内容、方案及创新点 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 研究方案(技术路线) |
1.4.4 主要创新点 |
2 研究方法及实验过程 |
2.1 引言 |
2.2 数值模拟方法 |
2.2.1 数值模拟软件 |
2.2.2 几何模型建立 |
2.2.3 材料的物性参数 |
2.2.4 数值模拟结果后处理 |
2.3 实验装置及方法 |
2.3.1 实验装置 |
2.3.2 实验方法 |
2.4 分析测试方法 |
2.4.1 差示扫描热分析 |
2.4.2 电磁场强度测量 |
2.4.3 合金熔体温度测量 |
2.4.4 化学成分分析 |
2.4.5 微观组织观察 |
2.4.6 室温力学性能分析 |
3 新型复合环缝式电磁搅拌(M-AEMS)法的研究 |
3.1 引言 |
3.2 M-AEMS模型的建立 |
3.2.1 M-AEMS物理模型 |
3.2.2 M-AEMS数学模型 |
3.2.3 数值模拟过程 |
3.2.4 网格划分 |
3.3 数值模拟结果 |
3.4 本章小结 |
4 高强铝合金大体积熔体处理的实验研究及机理分析 |
4.1 引言 |
4.2 M-AEMS实验装置的研制 |
4.2.1 M-AEMS实验装置总体设计 |
4.2.2 电磁发生系统 |
4.2.3 中心冷却系统 |
4.2.4 M-AEMS实验装置 |
4.3 M-AEMS法的实验流程及方案 |
4.4 M-AEMS法对7075铝合金熔体处理的实验研究 |
4.4.1 M-AEMS法对7075铝合金熔体液面波动的影响 |
4.4.2 M-AEMS熔体处理过程中搅拌坩埚内的电磁场变化规律 |
4.4.3 M-AEMS法对7075合金熔体温度场的影响 |
4.4.4 M-AEMS法对7075铝合金铸锭化学成分分布的影响 |
4.4.5 M-AEMS法对7075铝合金铸锭微观组织的影响 |
4.5 M-AEMS法对7075铝合金铸锭微观组织的影响机理 |
4.6 M-AEMS法对7075铝合金铸锭化学成分分布的影响机理 |
4.7 本章小结 |
5 M-AEMS法在高强铝合金中的应用研究 |
5.1 引言 |
5.2 M-AEMS工艺对7075铝合金铸件微观组织的影响 |
5.2.1 实验方案 |
5.2.2 实验结果 |
5.3 液态模锻工艺对7075铝合金铸件微观组织的影响 |
5.3.1 实验方案 |
5.3.2 实验结果 |
5.4 添加Sc、Zr微量元素对7075铝合金铸件微观组织、化学成分及力学性能的影响 |
5.4.1 M-AEMS方法对7075铝合金履带板铸件微观组织的影响 |
5.4.2 M-AEMS方法对7075铝合金履带板铸件成分分布的影响 |
5.4.3 M-AEMS方法对7075铝合金履带板铸件力学性能的影响 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)飞行器用耐高温双马树脂基复合材料成型工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 先进复合材料的特点及在航空航天中发展应用 |
1.2 双马树脂基复合材料在飞机结构中的应用和发展 |
1.2.1 双马树脂基复合材料的应用 |
1.2.2 国内外BMI的研究现状 |
1.3 树脂基超混杂复合材料研究进展和应用 |
1.4 本课题的研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究路线 |
第2章 X1101 耐高温双马树脂的固化程序 |
2.1 引言 |
2.2 材料与设备 |
2.3 性能测试方法 |
2.4 X1101 双马树脂固化程序 |
2.4.1 确定固化温度 |
2.4.2 T700/X1101 单层预浸料和X1101 浇铸体的制备 |
2.4.3 X1101 双马树脂的固化程序 |
2.5 本章小结 |
第3章 T700/X1101 双马树脂基复合材料成型工艺研究 |
3.1 引言 |
3.2 材料与设备 |
3.3 性能测试方法 |
3.4 T700/X1101 双马树脂复合材料成型工艺及性能 |
3.4.1 工艺流程和方案设计 |
3.4.2 T700/X1101 双马树脂复合材料的成型 |
3.4.3 T700/X1101 复合材料模压成型性能评价 |
3.5 低温固化成型工艺对单向层合板的性能影响影响 |
3.5.1 低温成型工艺的设计 |
3.5.2 低温成型对T700 碳纤维/X1101 复合材料性能影响 |
3.6 最佳成型工艺 |
3.7 最佳成型工艺下物理和力学性能 |
3.7.1 T700/X1101 复合材料热化学稳定性 |
3.8 本章小结 |
第4章 TC4/T700/X1101 双马树脂基复合材料成型工艺 |
4.1 引言 |
4.2 试验原料与仪器 |
4.3 性能测试方法 |
4.4 成型工艺流程图 |
4.5 TC4/T700/X1101/TC4 层合板成型工艺 |
4.5.1 表面处理工艺 |
4.5.2 胶膜贴合(熔渗)工艺 |
4.5.3 铺层设计和成型工艺 |
4.6 表面处理工艺对力学性能的影响 |
4.6.1 单搭接剪切强度 |
4.6.2 落锤冲击及无损检测分析 |
4.6.3 层间断裂韧性测试 |
4.7 最佳成型工艺 |
4.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文 |
(7)纤维增强铝锂合金层板变幅载荷下疲劳寿命分析及预测(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 背景意义 |
1.2 纤维金属层板的分类及发展 |
1.2.1 ARALL层板 |
1.2.2 GLARE层板 |
1.2.3 CARE层板和TIGR层板 |
1.3 纤维金属层板的性能研究现状 |
1.3.1 弹性模量及应力计算 |
1.3.2 静强度性能 |
1.3.3 疲劳性能 |
1.4 纤维金属层板的研究趋势 |
1.4.1 热塑性纤维金属层板 |
1.4.2 GLARE层板的改进与提高 |
1.5 研究内容 |
第2章 试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验用材料 |
2.2.1 试验原材料 |
2.2.2 玻璃纤维增强铝锂合金层板制备工艺及检测 |
2.2.3 铝锂合金及其层板组分材料的基本力学性能 |
2.2.4 纤维金属层板残余应力的确定 |
2.3 疲劳S-N曲线试验 |
2.3.1 试样形式 |
2.3.2 试验设备 |
2.3.3 试验方案 |
2.3.4 测试过程 |
2.3.5 试验数据表达方式 |
2.4 纤维金属层板金属层应变测量试验 |
2.4.1 试样形式 |
2.4.2 试验设备 |
2.4.3 试验方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 纤维金属层板中金属层应力研究 |
3.1 引言 |
3.2 DIC法计算层板中金属层应力 |
3.3 有限元模拟金属层应力 |
3.4 解析法求解金属层应力 |
3.4.1 经典层板理论 |
3.4.2 经典层板理论修正 |
3.5 金属层应力结果对比分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 新型纤维金属层板周期单峰过载下疲劳寿命分析 |
4.1 引言 |
4.2 试验数据处理及材料性能分析 |
4.2.1 试验数据处理及分析 |
4.2.2 材料疲劳性能分析 |
4.3 新型纤维金属层板单峰过载下疲劳寿命预测模型 |
4.3.1 基于组分材料性能预测层板材料的疲劳寿命 |
4.3.2 基于层板恒幅疲劳性能预测过载下的疲劳寿命 |
4.4 预测模型的实例验证 |
4.4.1 基于组分性能预测层板寿命模型的验证 |
4.4.2 基于层板恒幅疲劳性能预测模型的验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 新型纤维金属层板周期高低载荷下疲劳寿命分析 |
5.1 引言 |
5.2 试验数据处理及材料性能分析 |
5.2.1 试验数据处理及分析 |
5.2.2 材料疲劳性能分析 |
5.3 新型纤维金属层板周期高低加载下疲劳寿命预测模型 |
5.3.1 基于组分材料性能预测层板材料的疲劳寿命 |
5.3.2 基于恒幅疲劳性能预测过载下的层板疲劳寿命 |
5.4 预测模型的实例验证 |
5.4.1 基于组分性能预测层板寿命模型的验证 |
5.4.2 基于层板恒幅疲劳性能预测模型的验证 |
5.5 本章小结 |
第6章 新型纤维金属层板Mini-Twist谱载荷下疲劳寿命研究 |
6.1 引言 |
6.2 试验数据处理及材料性能分析 |
6.2.1 试验数据处理及分析 |
6.2.2 层板材料疲劳性能对比 |
6.3 复合材料谱载下疲劳寿命预测理论 |
6.3.1 循环计数法 |
6.3.2 平均应力修正模型 |
6.3.3 损伤失效准则 |
6.4 平均应力修正对新型纤维金属层板谱载下疲劳寿命预测影响 |
6.4.1 Rainflow计数 |
6.4.2 平均应力修正模型构建 |
6.4.3 失效准则 |
6.4.4 预测结果讨论 |
6.5 损伤失效准则对新型纤维金属层板谱载下疲劳寿命预测影响 |
6.5.1 累计损伤和剩余强度模型构建 |
6.5.2 结果与讨论 |
6.6 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 论文结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(8)7X50型铝合金淬火过程析出行为、温度场及应力场研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 Al-Zn-Mg-Cu系合金发展概况及其在航空航天领域的应用 |
1.1.1 国外Al-Zn-Mg-Cu系合金发展历程 |
1.1.2 国内Al-Zn-Mg-Cu系合金发展历程 |
1.1.3 我国Al-Zn-Mg-Cu系合金研发工作的不足 |
1.2 Al-Zn-Mg-Cu系合金的合金化原理及其相组成 |
1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu系合金的合金化原理 |
1.2.2 Al-Zn-Mg-Cu系合金中的第二相 |
1.2.3 Al-Zn-Mg-Cu系合金中的析出相 |
1.3 Al-Zn-Mg-Cu系合金的淬火敏感性 |
1.3.1 Al-Zn-Mg-Cu系合金淬火敏感性和淬透性问题的由来 |
1.3.2 合金淬火敏感性的主要评价方法 |
1.3.3 Al-Zn-Mg-Cu系合金淬火敏感性的影响因素 |
1.4 Al-Zn-Mg-Cu系合金淬火过程数值模拟概况 |
1.4.1 金属材料淬火过程的主要特点 |
1.4.2 淬火过程的温度场 |
1.4.3 淬火过程的应力场 |
1.4.4 淬火过程数值模拟的难点和问题 |
1.5 本研究的目的、意义及主要内容 |
1.5.1 本研究的目的与意义 |
1.5.2 本研究的主要内容 |
第2章 实验材料与研究方法 |
2.1 主要研究思路 |
2.2 实验材料与样品制备 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 样品制备及其热处理 |
2.3 新型精准测温端面喷水淬火样品的实验开发 |
2.4 样品性能测定和微观组织表征 |
2.4.1 电导率测定 |
2.4.2 硬度测定 |
2.4.3 金相(OM)微观组织观察 |
2.4.4 扫描电镜(SEM)微观组织观察 |
2.4.5 透射电镜(TEM)微观组织观察 |
第3章 淬火冷却过程对7050合金性能和析出行为的影响 |
3.1 等温处理和时效过程对7050合金性能的影响 |
3.1.1 等温处理对合金水冷态电导率的影响 |
3.1.2 等温处理对水冷并自然时效后合金电导率的影响 |
3.1.3 等温处理对水冷并T6峰时效后合金电导率的影响 |
3.1.4 等温处理对水冷并时效后合金硬度的影响 |
3.1.5 分析与讨论 |
3.2 等温处理水冷后不同时效状态性能数据绘制TTP曲线 |
3.2.1 采用等温水冷态电导率数据绘制TTP曲线 |
3.2.2 采用等温水冷后T6峰时效态性能数据绘制TTP曲线 |
3.2.3 分析与讨论 |
3.3 7050合金等温过程的相变动力学分析 |
3.4 不同制度等温处理时合金的析出行为 |
3.4.1 固溶处理后直接水淬样品自然时效态微观组织 |
3.4.2 等温处理水冷样品的金相形貌 |
3.4.3 等温处理水冷样品的TEM形貌 |
3.4.4 淬火敏感温度区间极短时间等温处理对析出行为的影响 |
3.4.5 分析与讨论 |
3.5 固溶处理后在较低温度、较长时间等温时合金的析出行为 |
3.5.1 较低温度等温处理对电导率和硬度的影响 |
3.5.2 较低温度等温处理对合金析出行为的影响 |
3.5.3 分析与讨论 |
3.6 连续冷却过程对合金析出行为的影响 |
3.6.1 不同方式冷却对合金性能的影响 |
3.6.2 不同方式冷却对合金析出行为的影响 |
3.6.3 分析与讨论 |
3.7 本章小结 |
第4章 7B50合金过饱和固溶体等温析出规律及行为 |
4.1 等温过程过饱和固溶体分解对7B50合金性能的影响 |
4.1.1 等温处理对合金水冷态电导率的影响 |
4.1.2 等温处理水冷后的时效过程对合金电导率的影响 |
4.1.3 等温处理和时效过程对合金硬度的影响 |
4.1.4 分析与讨论 |
4.2 绘制7B50合金TTP曲线及等温过程相变动力学分析 |
4.3 不同制度等温处理合金析出行为的微观组织研究 |
4.3.1 固溶处理后直接水淬样品自然时效态微观组织 |
4.3.2 等温处理水冷样品的金相形貌 |
4.3.3 淬火敏感温度区间合金析出特点的TEM研究 |
4.3.4 分析与讨论 |
4.4 固溶处理后在较低温度、较长时间等温时的析出行为 |
4.4.1 较低温度等温处理对电导率和硬度的影响 |
4.4.2 较低温度等温时合金的析出行为 |
4.4.3 分析与讨论 |
4.5 本章小结 |
第5章 7B50合金喷水淬火过程淬透程度的分析与预测 |
5.1 表面喷水淬火过程的实测温度场 |
5.2 连续冷却过程合金性能、微观组织与冷却速率的对应关系 |
5.2.1 冷却速率对合金电导率和硬度的影响 |
5.2.2 淬火冷却速率对合金自然时效态微观组织的影响 |
5.2.3 表面喷水淬火时冷却速率与微观组织的对应关系 |
5.2.4 7B50合金淬透程度与微观组织的关系 |
5.3 7B50合金厚板喷水淬火-时效后硬度分布的预测 |
5.4 本章小结 |
第6章 7B50合金喷水淬火过程表面换热系数及其温度场研究 |
6.1 铝合金淬火过程温度场模拟计算原理 |
6.1.1 热传导过程的控制方程 |
6.1.2 初始条件 |
6.1.3 边界条件 |
6.1.4 材料热物性参数的选择 |
6.1.5 相变潜热的处理 |
6.1.6 有限单元法反求表面综合换热系数的基本原理 |
6.1.7 非线性估算法 |
6.2 数值振荡问题 |
6.3 表面喷水淬火综合换热系数的计算 |
6.3.1 实验和建模过程简述 |
6.3.2 表面喷水淬火时的实测冷却曲线 |
6.3.3 7B50合金热物性参数随温度的变化关系 |
6.3.4 喷水淬火过程表面综合换热系数与淬火时间的关系 |
6.3.5 喷水淬火过程表面综合换热系数随表面温度的变化关系 |
6.4 室温空冷时表面综合换热系数的计算 |
6.4.1 改进型Jominy样品空冷实验过程简述 |
6.4.2 改进型Jominy样品室温空冷时的实测冷却曲线 |
6.4.3 改进型Jominy样品空冷表面换热系数的计算 |
6.5 喷水淬火和空冷过程改进型Jominy样品的温度场云图 |
6.6 本章小结 |
第7章 7B50合金厚板喷淋淬火过程的应力场模拟研究 |
7.1 铝合金淬火过程应力场模拟计算原理 |
7.1.1 弹性轴对称问题的基本方程 |
7.1.2 热弹塑性问题及有关假定 |
7.1.3 屈服准则 |
7.1.4 应变强化规律 |
7.1.5 流动法则 |
7.1.6 弹塑性应力-应变关系 |
7.1.7 约束条件 |
7.1.8 材料力学性能参数的选定 |
7.2 7B50合金80mm厚板在线淬火过程的应力场模拟研究 |
7.2.1 在线淬火过程7B50合金80mm厚板有限元建模 |
7.2.2 7B50合金厚板在线喷淋淬火时的淬火应力和淬火变形 |
7.3 本章小结 |
第8章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
(9)Al-Cu-(Li)合金的组织性能及沉淀相析出行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
论文的主要创新与贡献 |
第1章 绪论 |
1.1 高强度铝合金概述 |
1.2 提高铝合金强韧性的方法 |
1.2.1 微合金化对铝合金强韧性的影响 |
1.2.2 热处理对铝合金强韧性的影响 |
1.2.3 制备工艺对铝合金强韧性的影响 |
1.3 高强度铸造Al-Cu合金 |
1.3.1 高强度铸造Al-Cu合金的研究进展 |
1.3.2 铸造Al-Cu合金凝固缺陷的研究现状 |
1.3.3 稀土在铸造Al-Cu合金中的应用 |
1.3.4 铸造Al-Cu合金的热处理及相组成 |
1.4 高强度Al-Cu-Li合金 |
1.4.1 高强度Al-Cu-Li合金的研究进展 |
1.4.2 Al-Cu-Li合金的微合金化 |
1.4.3 Al-Cu-Li合金的热处理 |
1.4.4 Al-Cu-Li合金的相组成 |
1.5 存在的问题 |
1.6 本文研究的主要内容 |
第2章 试验材料与研究方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验合金制备 |
2.2.1 Al-Cu合金变质铸造工艺过程 |
2.2.2 Al-Cu合金受控扩散凝固铸造工艺过程 |
2.2.3 Al-Cu和Al-Cu-Li合金的热处理工艺 |
2.3 试验材料分析研究方法 |
2.3.1 力学性能测试 |
2.3.2 合金成分分析 |
2.3.3 差热分析 |
2.3.4 金相组织分析 |
2.3.5 X射线衍射分析 |
2.3.6 电子探针测试 |
2.3.7 扫描电镜组织观察和能谱分析 |
2.3.8 电子背散射衍射分析 |
2.3.9 透射电镜分析 |
2.3.10 原子探针层析分析 |
第3章 稀土元素RE对Al-Cu合金组织与性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Al-Cu合金原始组织 |
3.2.1 共晶相 |
3.2.2 弥散相 |
3.2.3 沉淀相 |
3.2.4 块状偏析相 |
3.3 Al-Cu合金元素偏析行为 |
3.3.1 等温凝固组织 |
3.3.2 元素偏析 |
3.4 RE对Al-Cu合金组织和力学性能的影响 |
3.4.1 RE对Al-Cu合金初生α-Al枝晶的影响 |
3.4.2 RE对Al-Cu合金共晶相的影响 |
3.4.3 RE在Al-Cu合金中的存在形式及作用 |
3.4.4 RE对θ'析出相析出过程的影响 |
3.4.5 RE对Al-Cu合金力学性能与断口形貌的影响 |
3.5 RE在Al-Cu合金中的多层次交互作用 |
3.6 本章小节 |
第4章 受控扩散凝固对Al-Cu合金凝固组织与性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 试验Al-Cu合金的制备 |
4.2.1 普通重力铸造浇注温度的选择 |
4.2.2 受控扩散凝固混合温度的选择 |
4.2.3 试验Al-Cu合金的化学成分 |
4.3 受控扩散凝固对Al-Cu合金凝固组织的影响 |
4.3.1 受控扩散凝固对Al-Cu合金铸造性能的影响 |
4.3.2 受控扩散凝固对Al-Cu合金晶粒形貌的影响 |
4.3.3 受控扩散凝固对Al-Cu合金元素分布的影响 |
4.3.4 受控扩散凝固混合温度对Al-Cu合金组织的影响 |
4.4 受控扩散凝固对Al-Cu合金性能的影响 |
4.5 受控扩散凝固作用机理 |
4.5.1 受控扩散凝固的热力学分析 |
4.5.2 受控扩散凝固对Al-Cu合金的细化机制 |
4.6 本章小结 |
第5章 Al-Cu-Li合金时效态组织演化与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 时效硬化曲线 |
5.3 Al-Cu-Li合金淬火态晶粒形貌 |
5.4 Al-Cu-Li合金时效过程的微观组织 |
5.4.1 时效过程的TEM表征 |
5.4.2 时效过程的APT表征 |
5.5 Al-Cu-Li合金时效过程沉淀相的析出序列 |
5.6 Al-Cu-Li合金力学性能与断口形貌 |
5.7 沉淀相的综合强化作用 |
5.8 本章小结 |
第6章 Al-Cu-Li合金时效过程中T_1相析出行为研究 |
6.1 引言 |
6.2 T_1相的电子衍射花样及形貌 |
6.3 T_1相沿位错非均匀析出 |
6.4 T_1相沿相界面非均匀析出 |
6.4.1 T_1相沿A_(l3)Zr相界面非均匀析出 |
6.4.2 T_1相沿Al_(20)Cu_2Mn_3相界面非均匀析出 |
6.5 T_1相沿亚晶界非均匀析出 |
6.6 T_1相沿GP区非均匀析出 |
6.7 T_1相的原子探针层析分析 |
6.8 Mg、Zn元素在T_1相形核过程中的作用 |
6.9 本章小结 |
第7章 Al-Cu-Li合金时效过程中σ相和S相的析出行为研究 |
7.1 引言 |
7.2 σ相的微观形貌及衍射花样 |
7.3 σ相变体与Al基体的位向关系 |
7.4 σ相的时效析出过程 |
7.5 S相的时效析出过程 |
7.6 σ相与S相的析出关系 |
7.7 富Cu-Mg相的原子探针层析分析 |
7.8 {110}Al有序簇对S相、σ相析出行为的影响 |
7.9 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)铝锂合金研究进展和航空航天应用(论文提纲范文)
1 铝锂合金在航空航天领域的应用 |
2 新型铝锂合金的发展和研究方向 |
2.1 国外发展和研究方向 |
2.2 国外铝锂合金加工制造技术发展现状 |
3 我国铝锂合金发展现状和发展方向 |
4 结束语 |
四、美国研制新型飞机铝合金(论文参考文献)
- [1]7A56铝合金锻件时效热处理与热装配工艺适配性研究[D]. 程韬潜. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]新型高强韧可焊耐蚀Al-Mg-Zn-Cu合金成分设计及组织性能研究[D]. 潘艳林. 北京科技大学, 2021
- [3]中国航空工业疲劳与结构完整性研究进展与展望[J]. 王彬文,陈先民,苏运来,孙汉斌,杨宇,樊俊铃. 航空学报, 2021(05)
- [4]《现代军用直升机》翻译项目实习报告[D]. 陈雅贤. 青岛大学, 2020(02)
- [5]高强铝合金大体积熔体复合环缝式电磁搅拌处理方法及应用研究[D]. 何敏. 北京科技大学, 2019(06)
- [6]飞行器用耐高温双马树脂基复合材料成型工艺研究[D]. 张朝鹏. 沈阳航空航天大学, 2019(02)
- [7]纤维增强铝锂合金层板变幅载荷下疲劳寿命分析及预测[D]. 孟维迎. 东北大学, 2018(01)
- [8]7X50型铝合金淬火过程析出行为、温度场及应力场研究[D]. 康雷. 东北大学, 2018(01)
- [9]Al-Cu-(Li)合金的组织性能及沉淀相析出行为研究[D]. 范理. 西北工业大学, 2018(02)
- [10]铝锂合金研究进展和航空航天应用[J]. 吴秀亮,刘铭,臧金鑫,李国爱,伊琳娜,李惠曲,陈军洲. 材料导报, 2016(S2)