蠕变时效成形综述
控制变形理论与应用
姓名：李承波
学号：113111133
指导老师：叶凌英
日期：2011、12
蠕变时效成形技术综述
摘 要：蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性，将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。蠕变时效成形是实现大型蒙皮和壁板件成形的有效方法。文章从蠕变时效成形基本原理以及成形特点出发，重点阐述了基于零件回弹补偿的工装外型面的优化技术、成形工装、蠕变时效成形过程对零件材料微观组织性能的影响和新型可时效成形铝合金的开发及应用等关键技术的研究进展及发展趋势。分析了蠕变时效成形的原理。结合试验分析了蠕变时效成形的实际效果。详细论述了栽荷施加方式和型面确定方法等关键技术。并阐述了蠕变时效成形可能的应用领域和应用前景。并针对我国大飞机的研制需求，结合国内现有研究基础和水平，提出了我国开展蠕变时效成形技术研究的建议。
关键词：蠕变时效成形；整体壁板；铝合金；有限元
ABSTRACT：Creep age forming(CAF)is acombined forming and ageing heat
treatment process. Starting from the principle and the characteristics of the creep age
formling process, the research situation and the developing tendency on the key
technologies, such as tool surface optimisation based on the springback, forming tools,
the effect of the creep age forming on mechmcal properties and microstructural
evolution, development of novel damage tolerant alloys are detailed introduced in this
paper. The principle of the creep age forming and the practical effect of the creep age
forming are analyzed by means of tests. Some key technologies, such as the loading
method and method of die surface determination are described in detail.The possible
application and the prospect of the creep age forming are introduced.Finally，based on
the existing research situation and the requirements for developing the large airplane
in China，some suggestions and research emphasis on developing creep age forming
technologies are pointed out．
Key words：Creep Age Forming ; Integral Panel; Aluminum ; FE
前言
在航空工业中，对飞机钣金件成形后的性能要求在不断提高，包括提高强度和刚度、减轻重量、提高抗疲劳断裂的能力等。蠕变时效成形由于能满足这些要求而得到发展，该方法将人工时效与成形制造相结合，利用铝合金在弹性应力作用下在一定温度发生蠕变变形，从而得到具有一定形状的结构件。同时，利用时效处理得到铝合金所需的性能。与常规的塑性成形方法相比，成形应力低于屈服应力，降低了材料发生破裂的几率。同时，时效成形过程中由于蠕变而导致应力松弛以及后续回弹，时效成形铝合金结构件残余应力水平低，耐疲劳与应力腐蚀性能有所提高，长期服役能力更好。同时工件的回弹量较小、残余应力小、产品精度高、成形后材料机械性能好、适用大型蒙皮类钣金件的成形等特点，其应用越来越广。除了用于小曲率大型复杂蒙皮类钣金件外，还可用于小批量的小型钣金件成形。蠕变时效成形还可以用于钣金件的校形。
因此在“湾流”的机翼上蒙皮、GIV、B-IB和空客A330/340/380上都采用了蠕变时效成形方法。在民用飞机的应用方面，空客、波音和麦道的早期机型已经部分采用该项技术，如MD82、A330/340和A380等大型民用飞机的整体壁板制造中，其中采用蠕变时效成形技术制造的A380飞机机翼上壁板材料为7055，零件长33m，宽2.8m，变厚度3mm-28mm，成形后外形贴合度小于1mm，如图1所示[1,2]。2000年美国NASA的IAS(Integral airframe structures)研究计划将该技术列为整体机身结构制造技术之一[3]。
整体壁板是现代飞机上最重要的一类零件，既是构成飞机气动外形的重要组成部分，同时也是机翼、机身等的主要承力构件[4]。先进飞机的整体壁板不仅具有复杂双曲率外形，同时还具有复杂的内部结构，如整体加强凸台、口框、肋及筋条等，以达到既满足外形要求，同时又减少零件数量、减轻重量和提高使用寿命的目的。因此，这种具有复杂外形和结构的整体壁板零件的制造技术，就成为现代先进飞机的关键制造技术之一[4,5]。
图1 蠕变时效成形的A380机翼上壁板
Fig.1 Creep age formed upper wing skin of A380
1. 蠕变时效成形技术现状
蠕变时效成形是指蠕变、应力松弛和时效通过压力罐等手段综合在一起完成的工艺过程。在蠕变时效过程中。钣金材料被加热到人工时效温度。然后通过真空袋技术对板料加压使其向模具移动。一旦板料贴模，在压力的作用下保持板料位置不变，并且控制在一定时间范围内容许应力松弛发生。在这个阶段，金属纤维组织发生改变。提高了材料的屈服强度。但板料上的压力释放以后．板材会出现回弹。回弹是由于完成合适的机械性能要求的时效时间有限，弹性变形没有能够完全转化为塑性变形。然而与滚轧成形、轧压成形、喷丸成形、拉伸成形等其他传统方法相比，蠕变时效成形件最后的残余应力很小。这样，由于提高了抗断裂疲劳性能。成形件的耐久性能得到改善。与其他的成形技术有所不同，蠕变时效成形的变形发生在低应力水平。并且塑性变形的程度直接与时效时间和温度有关，因而伴随着成形过程的析出硬化，析出硬化强化材料降低蠕变率，与材料蠕变成形相关的特性比传统的蠕变和应力松弛特性更复杂。例如由于时效热处理，材料的屈服强度提高15％-20％。
时效成形技术或时效蠕变成形技术是在20世纪50年代初期，为成形整体壁板零件而发展起来的一项技术，即利用金属的蠕变特性，将成形与时效同步进行的一种成形方法。与喷丸成形和增量压弯成形相比，该成形方法适于成形可时效强化型合金的整体带筋和变厚度大曲率复杂外形和结构的整体壁板构件，被认为是下一代大型民用飞机特别重要的金属成形工艺之一，在我国大型军用运输机、大型客机等“大飞机”项目的研制中具有广泛的应用前景[6]。
为了使蠕变时效成形能在实际中得到应用，各国的科技人员进行了很多研究工作，主要从蠕变时效成形材料制备、蠕变时效的微观机理、统一的蠕变时效本构方程、成形后的回弹、蠕变时效成形对材料性能的影响及工艺参数对材料性能的影响等方面进行研究。
蠕变时效成形过程中可能改变合金的微观组织，降低耐损伤性。X.D.Du研究了时效过程对蠕变包含0.1％锆铝合金裂纹生长速度的影响，分析了时效析出相尺寸和分布对铝合金时效裂纹生长速度的影响，结果表明过多的A13Zr在250℃时效48h条件下能够由阵中析出。粒子细化并分散，位于晶界边缘上，这些粒子有效地阻止裂纹生长。表明少量的锆具有强大的阻止蠕变裂纹生长的能力。在200℃时效48h或250℃时效24h，析出粒子不能有效地阻止蠕变裂纹的成长。在300℃时效48h后，铝合金就丧失了原来的性能。M.J.Starink等人研究了Al-Cu-Mg-Li(Mn，Zr，Sc)铝合金微结构、析出相、时效成形性和损伤在时效成形中的关系。在不同的时效条件下蠕变时效成形对合金屈服强度、韧性及抗疲劳裂纹扩展性能影响不同。因此需要研究具有良好时效性能的材料及相应的最佳时效条件。特别是下翼面蒙皮，如果采用蠕变时效成形方法进行加工，则对材料的要求更高，因为下翼面处于拉应力状态，对疲劳要求高，同时要求时效成形不能降低耐损伤性。针对下翼面用的蠕变时效成形材料，英国南安普敦大学设计了一系列Al (1.5-2.5)Cu - (0.8-1.2)Mg-(0.5-1.5)Li-(Zr-Mn)铝合金；2001年法国申请了一种新型Al-Cu-Mg系列铝合金专利，该铝合金具有较好的时效成形性能。
从蠕变时效成形过程可以看出，由于受到材料本身时效周期的限制，无法将试件内已有的弹性变形全部转变为塑性变形，因此成形后均存在一定的回弹量。通常，回弹量可达到总应变量的70％以上[7]。因此，应用蠕变时效成形工艺需要精确预测回弹量，并将回弹量补偿到模具型面上，只有解决这一关键问题，才能得到所需的零件外形。最初，对于零件成形后回弹量的确定主要是采用“试错法”，如Textron公司研制B-1B机翼壁板时，就是通过大量的基础工艺试验以及经验公式的外推来完成对模具型面的设计。由于这种方法效率不高，而且适应性较差，数值模拟被引入到了蠕变时效成形技术的研究中[8,9]。实现蠕变时效成形过程有限元模拟的关键，是建立一种能够准确描述以上变形过程的材料本构模型。早在20世纪70年代，许多学者就已开始针对这种既包含与时间无关的弹塑性变形，又存在着与时间相关的蠕变、应力松弛的复杂过程进行研究，并相继提出了一些材料模型，如Miller/Sherby模型、walker/Wilson模型等，为开展时效成形有限元模拟奠定了理论基础。
1991年M.Sallah，J.Peddieson等[10]首次将蠕变时效成形过程概念性地划分为3个阶段。加载过程、时效(蠕变、应力松弛)和卸载阶段(回弹)。其中，线弹性对应于加载和卸载过程，非线性的应力松弛对应于时效过程。在粘弹性力学基础之上分别讨论了线性Maxwell模型和Walker/wilson模型，初步给出了两种模型的应力松弛公式，并在Bernoulli/Euler梁以及圆柱面上进行了应用，为进一步的理论分析提供了依据。1998年，Andrew Levers基于ABAQUS有限元软件对壁板进行了时效成形模拟。
当前，随着材料微观组织演化模拟理论的不断完善以及各种测试手段的出现，研究材料微观组织演变和蠕变时效成形过程工艺参数之间的关系、建立它们之间的本构方程，已成为当前该领域研究人员的主要研究方向。
2000年，英国伯明翰大学J.Lin，K.C.Ho等基于蠕变、应力松弛理论和时效动力学，提出了一套将传统应力应变分析与微观组织演化，如沉淀相析出、晶粒长大、位错等相结合的统一的蠕变一时效本构方程。其中，蠕变率不仅是应力和位错强化的函数，而且是时效强化的函数。同时，沉淀相的形核、长大均与蠕变
铅酸蓄电池板栅材料综述
铅酸蓄电池板栅材料综述
作者:陈 国加入时间:2005-1-7 15:43:57点击次数:1012
铅酸蓄电池在功率密度与比能量方面，由于铅的密度大而存在先天不足；同时作为非活性部件的板栅，使用铅作为材料时，其比能量进一步降低。为尽可能弥补这一缺陷，人们对板栅进行了大量研究。最初的铅酸蓄电池，是用两块铅板在硫酸溶液中通过反复多次的充放电循环变为电池的正负极，无所谓板栅可言。1880年，Faure[1]提出了涂膏式极板，即将铅膏涂在薄铅板上，铅板作为集流体。1881年，Swan首先提出板栅的概念，取代以前所用的铅板。这之后，Sellon[2]发明了铅锑合金板栅，其他各种各样的板栅也相继出现。
作为非活性部件的板栅，主要具有两大功能：支撑活性物及导电。理论上，只要具有这两种功能并在硫酸电解质中稳定的材料，都可用作板栅。自铅酸蓄电池诞生以来，研究过的板栅材料大致可分为3类：铅合金材料、复合材料及其他板栅材料。铅合金作为铅酸蓄电池板栅采用的主要材料，已在许多文献[3—10]中进行过综述，在此不予赘述。
1 复合材料
在铅酸蓄电池中，研究过的复合板栅材料大致可分为3类：分散增强铅，纤维增强铅及铅塑料复合材料。
1.1 分散增强铅
在改善合金的机械性能时，有许多种方法可使其强度增加，如锑在铅中的加入是通过形成低共熔物(富锑的β相)分散于铅固熔体树枝晶(α相)间而使强度得到增强；而钙则是通过固熔体中Ph3Ca沉淀而增加机械强度等。除此之外，也可通过向合金中加入不溶的分散性微粒而增强。分散增强铅在60～70年代获得高度注意并受到广泛研究。主要是尝试通过非普通合金化技术使铅的物理化学性能得到改善。它将微米级的不溶物(第二相)粉末均匀地分散于铅或铅合金中，成为铅或铅合金中微观组织结构的一部分，从而直接或间接地影响其性能。根据制造工艺的不同，分散增强铅可分为如下3类：
Ti2AlNb合金的焊接综述
Ti2AlNb 合金焊接综述
一． Ti 2AlNb 合金特点
轻质的 Ti3Al 基合金由于具有突出的高温比强度和高弹性模量而引起人们的 广泛关注，成为制造航空航天发动机的首选材料之一， 然而室温时由于缺乏足够 的形变方式和超点阵位错低的可动性等特点，显示出了室温性脆和韧性低的缺 点。
1988年Banerjee等人在Ti-25AI-15Nb合金 湘区淬火后回火时首先发现了 0相，
他们认为0相是一种畸变的a相（Cmcm空间群），其成分为TizAINb °Ti2AINb基合
金，简称0相（Orthorhombic Phase合金，其晶体结构为有序斜方，故又称为有序 斜方晶系钛铝化合物。以O相为主要相组成的Ti2AlNb基合金由于具有较高的比 强度、室温塑性、断裂韧性和蠕变抗力，且具有较好的抗氧化性、无磁性等优点， 适应了未来航空航天发动机及机（弹）身结构对高比强、高比模量且综合性能优 异的轻质高温结构材料的迫切要求，具有广阔的应用前景，是目前 Ti3Al基合金
研究中的热点。
1. Ti2AlNb 合金的成分
Ti2AlNb基合金的成分通常在 Ti-（18%〜30%）AI-（12.5%〜30%）Nb （原子分
数），一般由a、B /B和O相中的两相或三相构成。由于Nb含量不同，Ti2AlNb 基合金各相区的温度范围不同，在此基础上热处理得到的 Ti2AlNb 基合金显微组 织及性能也不同。一般认为当 Nbv 25%时，在0B2+O+a三相区热处理得到三 相合金，称为第一代O相合金，名义合金成分主要有Ti-25Al-17Nb、Ti-21Al-22Nb 以及Ti-22Al-23Nb，其相组成为 a+B /B+O。当Nb为5%时，在B /B+O两相区 热处理得到的 B2+O
相合金称为第二代 O 相合金，其名义合金成分主要有 Ti-22Al-25Nb、Ti-22AI-27Nb。该合金的特点为高 Nb低Al，其相组成为 B2+O 相。研究表明，0相的强化作用比 a相大，经过热处理，得到B2相基体上分布 着 O 相板条的合金具有最佳的综合性能，特别是合金具有良好的蠕变性能和抗 氧化性能。因此目前各国研究的重点在第二代0相合金上。
Ca合金化在耐热镁合金中的应用
２０１３年第２期 （总第７Ｏ期） 桂林航天工业学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＩＬＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 机电技术应用
Ｃａ合金化在耐热镁合金中的应用
徐道芬 （桂林航天工业学院科技处，广西桂林５４１００４） 摘 要 文章介绍了耐热镁合金的蠕变特点和提高镁合金高温蠕变性能的措施，综述了碱土元素Ｃａ合金化在耐热镁 合金中的应用，展望了含ｃａ耐热镁合金的发展前景。 关键词 耐热镁合金；抗蠕变性能；Ｃａ；合金化 中图分类号：ＴＧ１４６．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５—４８５９（２０１３）０２—０１５４—０３
镁及其合金是目前最轻的结构功能材料，具有密度低， 比强度和比刚度高，导电导热性好，阻尼减震性能佳，电磁 屏蔽效果优异，容切削加工等优点，在航天航空、汽车、电子 行业等领域应用广泛ｌ＿１］。但镁合金的耐热性能差，长时间 的工作温度不能超过１２０℃，严重制约了镁合金的进一步 推广使用。有研究发现ｌ＿２ ］，碱土元素合金化是改善镁合 金高温抗蠕变性能的有效方法之一。鉴于此。本文介绍了 镁合金的蠕变特点和抗蠕变强化措施，综述了Ｃａ合金化 在耐热镁合金中的应用，展望了含Ｃａ耐热镁合金的发展 前景。
１ 镁合金的蠕变特点和抗蠕变强化措施 １．１ 镁及其合金的蠕变特点 蠕变是指材料在较高温度和恒定载荷作用下发生缓慢 的塑性变形过程，其变形温度通常大于０．５Ｔ 纯镁及大 部分镁合金的晶体结构都为密排六方晶格，是最紧密的结 构。镁合金在室温下只有３个几何滑移系和２个独立滑移 系，塑性差，进行压力加工时沉淀相和晶界严重阻碍位错运 动，容易出现脆性断裂。高温时，晶内位错运动加强和晶界 滑移使镁合金塑性明显提高，出现延性转变＿４］，这严重制约 了镁合金在高温环境中的使用。已证实［５］，镁合金的蠕变 变形主要通过位错滑移和晶界滑动两种方式进行。低温下 以位错滑移为主；高温下则为晶内位错滑移和晶界滑移相 结合。 １．２镁合金的抗蠕变强化措施 很多学者对耐热镁合金在不同温度和应力下的蠕变过 程进行了研究，结果表明，镁合金的蠕变机理随温度和施加 的应力的不同而不同。因此，耐热镁合金的设计应从限制 基体位错运动和强化晶界人手，形成复合强化机制，实现镁 合金高温抗蠕变能力的提高。以目前应用最为广泛的Ｍｇ —Ａ１基合金为例，其强化措施如下：１）添加ＲＥ（Ｃｅ、Ｎｄ、 Ｙ）、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｂｉ等微量元素进行合金化。这些元素将优 先与Ａ１、Ｍｇ生成热稳定性高的第二相，能很好地钉扎晶 界，阻止位错滑移和晶界滑移，同时还可以阻碍Ｇ—Ｍｇ Ａｌ ｚ相生成，从而提高合金的高温抗蠕变能力。２）改善合 金的组织形貌和结构状态。如：采用预蠕变变形能使晶界 弯曲化 ；热处理一定时间以消除晶界处的铸造缺陷并使 部分Ｍｇ Ａ１ ｚ相溶人Ｑ—Ｍｇ基体中ｌ＿７］。３）增大晶粒尺寸， 以增大扩散距离，降低晶界扩散作用。
烧结纳米银做SiC芯片封装互连层的研究综述
内燃机与配件
0引言IGBT功率器件被广泛用于新能源电车、车载逆变器
上，做主要的控制元器件，而以SiC为代表的第三代半导
体材料所制成的功率器件能够承受500益左右甚至更高
的温度，比Si小近千倍的导通电阻，多20倍左右的开关
频率等性[1]。由于现有封装技术的限制，特别是芯片与基板
的互连技术，例如银浆、聚合物材料，软钎焊等互连技术由
于焊料合金的低熔点、环氧树脂的低温分解等原因，使其
不能在高温环境下可靠工作，导致限制电力电子系统性能
和可靠性的瓶颈从半导体芯片转移到了封装技术上来[2]。
近年来以烧结纳米银技术为代表的低温连接技术是
目前功率器件朝耐高温、高可靠性应用发展的主要趋势，
其基本原理是利用纳米尺度下金属颗粒的高表面能、低熔
点特性来实现芯片与基板的低温低压烧结互连。形成的纳
米银互连层具有优良的电、热性能，可承受710益的最高
工作温度，而且其厚度相比传统的钎焊接头要薄50~80%，是实现SiC功率器件封装的理想互连结构[3]。1国内外研究现状
1.1烧结纳米银互连结构成型原理及微观结构
纳米颗粒具有独特的性能，其比表面积小并且表面曲
率半径小，这种特性赋予了它具有比常规的粉体更低的熔
点和焊接温度。纳米银而言，在粒径尺度在10nm以下时，
它的烧结温度能降低到100益以下，比块状时候的熔点的961益低了800益以上[4]。与块状银微观结构不同是，纳米银
互连层是属于多孔材料，即在其内部分布有众多的微孔
隙，微孔隙的尺寸位于亚微米至微米范围间。1.2烧结纳米银互连层的制作工艺
其工艺主要包括：淤在覆铜（Cu）基板上涂覆或者丝网印刷纳米银焊
膏，将芯片放置在纳米焊膏上；于进行预加热干燥，用于排除焊膏中的有机气体等挥
发物，然后在高温下进行无压或压力辅助烧结，主要烧结
工艺参数有升温速率、烧结温度、烧结压强、烧结时间和气
体环境等；盂烧结完成后形成SiC-Cu基板纳米银互连层。可以
看到，纳米银烧结互连层是碳化硅功率器件封装的关键结
构单元，属于薄层结构，其厚度范围一般为20~50滋m[5]。SiC
高性能稀土镁合金研究与应用进展
高性能稀土镁合金研究与应用进展
董天宇
【摘 要】随着近年来工业上节能减排对轻质镁合金的迫切需要,镁合金成为了材料领域内学者们的研究热点之一.由于稀土镁合金具有高强高韧性、耐腐蚀性和优良的抗蠕变性能等综合性能,在汽车工业、电子通讯、航空航天等领域得到了广泛的应用.总结了稀土元素在镁合金中的作用,综述了高性能稀土镁合金的研究进展和应用现状,主要介绍了高强稀土镁合金、耐蚀稀土镁合金、耐热稀土镁合金、阻燃稀土镁合金的研究进展,并简述了高性能稀土镁合金在工业上的应用状况.
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2018(000)019
【总页数】2页(P156-157)
【关键词】稀土镁合金;应用;发展
【作 者】董天宇
【作者单位】河北省特种设备监督检验研究院廊坊分院,河北 廊坊 065000
【正文语种】中 文
【中图分类】TG146.22
镁作为最重要的轻金属元素之一，它的密度只有1.74g/cm3，大约是锌合金的1/3，铝合金的2/3，钢铁的1/4。与其他金属结构材料相比，镁合金具有密度低，比强度、比刚度高，减震性能好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定，资源丰富，铸造性能、阻尼性能、切削加工性能好以及容易回收，对环境无污染等一系列优点，被誉为是“21世纪绿色环保工程材料”[1，2]。因此镁合金的应用和发展也受到人们的广泛关注。但是镁合金也有绝对强度低，高温下力学性能较差，室温变形加困难，易腐蚀等缺点[3，4]。所以，发展高性能镁合金也成为了镁合金研究领域的重要课题。
稀土镁合金是近年来材料领域的研究热点之一。大部分稀土元素在镁合金中的固溶度比较高，具有很强的固溶强化和析出强化作用，可以改善镁合金的高温力学性能和抗蠕变性能，同时有利于提高耐蚀性。此外，稀土元素可以降低镁在液态和固态的氧化倾向，具有除氢脱氧等作用，使稀土镁合金具有良好的耐热性和耐蚀性[5]。目前应用得比较广泛的稀土元素有La、Ce、Pr、Nd、Y、和Gd等，可以形成二元稀土镁合金，也可以添加非稀土元素组成三元或多元稀土镁合金体系。主要为了提高镁合金的综合性能，扩大镁合金在工业上的进一步应用。本文总结了稀土元素在镁合金中的作用，主要介绍了高强稀土镁合金、耐蚀稀土镁合金、耐热稀土镁合金的研究进展，并简述了高性能稀土镁合金在工业上的应用状况。
钛合金综述论文
1 钛合金综述论文
摘要：钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
关键词：钛合金；合金化；分类；用途；新发展
正文：
钛合金概述
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金耐热的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等。
合金化
钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。
汽车用抗蠕变镁合金的开发与应用
ＮＯＶ．２Ｏ０７
ＶＯ１．５６ ＮＯ．１１ 铸
ＦＯ Ｒ造
Ｙ ・１１３７・
汽车用抗蠕变镁合金的开发与应用
李建弘，李全安，张兴渊，谢建昌，李克杰
（河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳４７１００３）
摘要：讨论了镁合金的高温蠕变机理及其进展。综述了压力铸造和重力铸造两大类抗蠕变镁合金的研究开发现状及其 在汽车上的应用状况。指出了现有汽车动力系统用抗蠕变镁合金存在综合性能不好、生产工艺复杂、成本普遍较高等 问题，并认为开发具有铸造性好、抗蠕变性能优良、性价比高的汽车动力系统用抗蠕变镁合金是今后重点发展方向。
关键词：蠕变；汽车；压铸；镁合金；重力铸造
中图分类号：ＴＧ１４６．２ ；Ｕ４６３文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ一４９７７（２００７）１１－１１３７—０６
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｒｅｅｐ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ
Ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ＬＩ Ｊｉａｎ－ｈｏｎｇ，ＬＩ Ｑｕａｎ－ａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎｇ—ｙｕａｎ，ＸＩ Ｅ Ｊｉａｎ－ｃｈａｎｇ，ＬＩ Ｋｅ－ｊｉｅ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１ ００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒｅｅｐ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ
ａｌｌｏｙｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒｅｅｐ
ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｅ ｃａｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒ ｇｒａｖｉｔｙ ｃａｓｔｉｎｇ ｉｎ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｒｅｅｐ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｉｎ ｈａｖｅ
工程材料强化方法综述
1 工程材料强化方法综述
机制本科1101 杨清波
摘要：从工程材料强化本质和工业上工程材料强化的工艺两方面综合介绍了工程材料的强化方法。详细介绍了工程材料的强化本质方法和工业生产中的材料强化工艺。分析了在工业生产中各种强化方法的特点、效果及应用范围。介绍了一些强化工艺中的新技术。
关键词：细化晶粒，位错，固溶体，晶格畸变，强化，硬化，金属碳化物，热处理，相变
0.引语
强度是材料在外力作用作用下抵抗永久变形和断裂的能力。在特定的工作环境中，某些构件需要承受较大的载荷或受到较大的冲击力等，那么这些构件需要有较高的力学性能，尤其需要有较高的强度。如何强化材料是工业生产中的一个非常重要的问题。强化材料方法在工业生产中有广泛应用。对材料进行强化可以扩大材料的应用范围，增加材料种类，降低生产成本。从材料的组织结构分析可得到多种强化原理，根据强化原理可制定多种强化工艺。下面，我对强化方法进行了初步的系统的总结。
1.工程材料强化方法原理
1.1晶界强化
1）界强化作用的直接体现者——细晶强化。金属的晶粒越细，则晶界数量越多，这样，由取向差效应和晶界原子排列不规则造成的强化效果越明显。多晶体的晶粒变形时，要求其周围的晶粒协同运动。多晶体滑移是多系滑移，以自身变形的同时，协调、配合相邻晶粒变形。造成位错发生交割，增大滑移变形阻力，从而使金属表现出高强度。
2）添加或减少微量元素含量，改善晶界状态。晶界的晶体结构不规则，原子排列混乱，晶格歪扭，又存在各种晶体缺陷(如位错、空洞等)，因此晶界在高温变形时是一个薄弱环节。在高温蠕变时，晶界形变量占总形变量的50％，因此强化晶界就成为高温合金强化的一个重要部分。一些有害杂质元素的溶解度很小且往往偏析于晶界，生成低熔点共晶化合物。硫在γ—Fe中的溶解度只有0.015％。因此合金中所含的硫在铁中易形成熔点为988C的Fe+FeS低熔点共晶。硫在镍中会形成熔点只有644℃的Ni+Ni3S2共晶。这些低熔点共晶在晶界的形成会大大恶化合金的热加工性能和高温热强性。通常高温合金中的硫含量控制在0.015％以下，优质高温合金控制在0．005％～0.007％以下。
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金的发展综述
镍基高温合金是一种具有优异高温力学性能和耐腐蚀性能的材料，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。本文将从历史发展、合金组成、制备工艺和应用领域等方面综述镍基高温合金的发展。
一、历史发展
镍基高温合金的研发起源于20世纪40年代，当时美国首次在航空发动机上使用了含有镍的合金。随着航空工业的快速发展，对高温合金的需求越来越大，推动了镍基高温合金的研究和应用。在此基础上，各国纷纷加大研发力度，并取得了一系列重要突破。
二、合金组成
镍基高温合金的主要成分是镍，通常含有10%~20%的铬，以提高合金的耐腐蚀性能。此外，还添加了少量的钼、钛、铝、铌等元素，用于调节合金的相组织和提高高温强度。通过合理的合金设计和组成控制，可以获得具有高温强度、耐氧化和抗蠕变性能的合金。
三、制备工艺
镍基高温合金的制备工艺主要包括熔炼、铸造、热加工和热处理等环节。在熔炼过程中，要保证合金成分的准确控制，避免杂质的污染。铸造工艺通常采用真空气体熔模铸造或精密铸造技术，以获得高质量的铸件。热加工包括锻造、轧制和拉伸等，通过加工变形来改善合金的组织和性能。最后，进行热处理，如固溶处理和时效处理，以进一步提高合金的性能。
四、应用领域
镍基高温合金广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。在航空航天领域，镍基高温合金被用于制造涡轮发动机的叶片和燃烧室等关键部件，以提高发动机的工作温度和性能。在能源领域，镍基高温合金被用于制造燃气轮机的叶片和燃烧室等部件，以提高燃气轮机的效率和可靠性。在化工领域，镍基高温合金被用于制造反应器和炉管等耐腐蚀设备，以适应高温、高压和腐蚀性介质的工作环境。
总结起来，镍基高温合金是一种重要的高温结构材料，具有优异的高温力学性能和耐腐蚀性能。通过合理的合金设计和制备工艺，可以获得合金的优异性能。随着航空航天、能源和化工等领域的快速发展，镍基高温合金的应用前景广阔。未来，还需要进一步研究和开发新的合金体系和制备工艺，以满足不断增长的高温工程需求。
固体火箭发动机壳体用材料综述
固体火箭发动机壳体用材料综述
固体火箭发动机是一种常见的火箭发动机类型，常用于航天器和导弹等航空航天应用中。固体火箭发动机壳体作为发动机的重要部件，承受着高温、高压和高载荷等极端环境下的力学和热学应力。因此，选用合适的材料对于固体火箭发动机壳体的性能和可靠性至关重要。本文将对固体火箭发动机壳体材料的种类和特性进行综述。
铝合金是常用的壳体材料之一，具有良好的可加工性和强度。常用的铝合金有2XXX、5XXX和7XXX系列等。2XXX系列铝合金具有较高的强度，并有一定的抗热应力能力。5XXX系列铝合金除具有较高的强度外，还具有良好的抗腐蚀性能。7XXX系列铝合金是强度最高的铝合金，但在高温下会发生时效硬化。
镍基合金是一种耐高温合金，具有良好的耐热、抗氧化和抗蠕变性能。常用的镍基合金有Inconel 718、Waspaloy和Hastelloy X等。这些合金在高温下具有良好的力学性能和耐热性能，适合用于固体火箭发动机壳体。
钛合金是一种低密度、高强度的金属材料，具有良好的耐腐蚀性能和抗热应力能力。常见的钛合金有Ti-6Al-4V、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等。这些合金在航空航天领域中被广泛应用，适合用于制造固体火箭发动机壳体。
复合材料由纤维增强树脂基体组成，具有优异的力学性能和轻质化特点。常见的复合材料包括碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料和芳纶纤维增强复合材料等。这些复合材料在轻质化和抗热性能方面具有显著优势，但在工艺性和成本方面存在一定的挑战。
高温陶瓷材料具有出色的耐火性、抗热震性和高强度等特点。常见的高温陶瓷材料包括碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）和氧化铝（Al2O3）等。这些材料在高温下具有稳定的力学性能和抗热性能，适合用于固体火箭发动机壳体。
综上所述，固体火箭发动机壳体材料的选用需要综合考虑力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能和轻质化等因素。不同材料具有各自的优点和适用范围，选择合适的材料对于提高固体火箭发动机的可靠性和性能至关重要。