C/SiC复合材料拉伸过程的声发射研究

利用声发射（AE）技术对C／SiC复合材料试样拉伸试验过程进行动态监测。通过声发射多参数分析法对拉伸过程中的声发射累计能量和平均持续时间随载荷或时间的变化进行了综合分析；同时对拉伸过程中典型AE信号的频率特征进行了分析，揭示了C／SiC复合材料拉伸损伤的演化过程及规律，给出了材料拉伸损伤发展的不同阶段以及各阶段损伤类型。通过声发射累计能量随载荷变化的斜率突变定义了材料临界损伤强度。     

温度冲击条件下钎焊点剪切力试验

介绍了无铅化钎料推广以来出现的可靠性问题;阐述了温度冲击条件下焊点剪切力试验研究方法;通过对“混装”钎焊点与有铅钎焊点剪切力的对比和分析,总结出了多周期温度冲击条件下钎焊点剪切力的函数规律;发现在本试验条件下,“混装”钎焊点的剪切力性能略优于有铅钎焊点,且随温度冲击周期趋同.     

氙弧灯照射对航空有机玻璃性能的影响

在氙弧灯耐气候试验箱中对YB-2航空透明材料(有机玻璃)进行了1 620 h的照射试验,采用凝胶渗透色谱仪(GPC)、红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、光电雾度仪、扫描电镜(SEM)、万能试验机表征和测试了照射不同时间有机玻璃的相对分子质量、红外吸收光谱、玻璃化温度(Tg)、透光率、表面形貌、拉伸强度等,分析氙弧灯照射对有机玻璃性能的影响。研究结果表明:在氙弧灯照射360 h后,有机玻璃的透光率和玻璃化温度未发生明显变化,也未产生新的化学基团,但相对分子质量有所下降;照射720 h后,有机玻璃的拉伸强度下降,且随照射时间的延长,拉伸强度下降越明显;照射1 620 h后,有机玻璃表面出现了裂纹,拉伸强度降低了33%,即出现了老化特征。     

TA15钛合金应力松弛行为研究

对TA15钛合金进行了高温单向拉伸试验,获得了试验用板材在不同温度和应变速率下的力学性能。在此基础上,开展了板材高温应力松弛试验,得到了该材料在600、650、700和750℃这4个典型温度下的应力松弛曲线。研究了温度对TA15钛合金应力松弛行为、松弛应力和松弛应变的影响,获得了应力松弛速率与时间的变化关系。结果表明:温度越高,保温时间越长,试样在卸除外载荷后,松弛应力和松弛应变较小。且温度范围700~750℃,保温时间5~8 min时,回弹消除彻底和高效,为降低回弹的较优工艺参数,研究结果可为热成形工艺、热校形工艺及紧固件的使用周期提供指导。     

焊后热处理对核反应堆压力容器用16MND5钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、透射电子显微镜,通过拉伸、冲击和落锤试验等方法研究了焊后热处理温度和保温时间对16MND5钢的组织和力学性能的影响。结果表明：经模拟焊后热处理后16MND5钢的室温和350℃抗拉强度和屈服强度都呈下降趋势,且下降幅度随焊后热处理温度的升高和保温时间的延长而增大;焊后热处理时间的延长导致钢的冲击性能小幅度下降,焊后热处理温度对冲击性能的影响并不明显;焊后热处理后的钢基体中弥散分布的细小第二相粒子数量减少、尺寸增大,导致钢的强度降低。     

7075铝合金高温变形及损伤极限

在350、400和450℃温度下,对7075铝合金拉伸试样进行了应变速率0.001、0.01和0.1s-1的恒应变速率法拉伸试验;对预缩颈试样进行了速度为0.9和9mm·min-1的恒速拉伸试验;利用DEFORM-2D有限元软件对恒速拉伸过程进行模拟。结果表明:变形温度为影响7075铝合金断裂极限的主要因素;7075铝合金在研究温度范围内C~L损伤模型临界损伤值在0.79~1.42范围内变化;棒料拉伸过程中损伤值由中心向表面逐渐减小。     

ZA27合金高温冲击性能的研究

在示波冲击试验机上研究了不同温度对ZA27合金冲击功的影响,使用SEM观察了冲击断口的表面形貌.结果表明:当温度低于100 ℃时,ZA27的冲击功随温度提高而降低;当温度在100～200 ℃之间时,冲击功随温度增加而增加;温度升至250 ℃时,冲击功急剧下降.20 ℃时的冲击功高达72.768 J.冲击断口形貌以撕裂棱和韧窝为主,冲击功越高,撕裂特征越明显,韧窝越小,分布越均匀;冲击功越低,撕裂特征越不明显,韧窝越大,分布越不均匀.材料的冲击行为可以用冲击载荷波形的宽度来评价,峰宽越大,冲击韧度越好,峰宽越窄,冲击韧度越差.     

基于复相组织精细调控的硼钢高强韧热冲压工艺

为解决强韧性协调困难问题,以B1500HS硼钢为研究对象,开展基于复相组织精细调控的硼钢高强韧热冲压工艺研究.以加热温度、 保温时间和成形温度为设计因素,进行多指标综合评分的正交试验设计,开展平模强韧化热冲压试验;通过单向拉伸试验、Kahn试验和夏比摆锤冲击试验获得成形后构件的强度、 塑性和韧性指标,采用OM、SEM对...     

TA12A高温钛合金超塑性工艺参数实验研究

为了研究TA12A高温钛合金的超塑性工艺参数,利用2 mm厚板材进行了不同温度和不同初始应变速率下的高温拉伸试验,并观察了920℃拉伸试样的显微组织。结果表明,TA12A板材在900~940℃范围内以不同初始速率拉伸的伸长率均超过400%,具有良好的超塑拉伸性能。在温度为940℃和初始应变速率为1×10~(-3)s~(-1)时,断后伸长率最大可达785%;考虑在实际生产过程中温度越高则高温驻留时间越长,对成形后的材料性能降低越明显,最终确定超塑成形的工艺参数为:温度920℃,初始应变速率1×10~(-3)s~(-1);在超塑变形过程中,拉伸段的晶粒尺寸变大是保温时间和应变诱导的共同作用结果。     

回火温度和时间对2.25Cr-1Mo-0.25V钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验和冲击试验等方法,研究了2.25Cr-1Mo-0.25V钢分别在690 ℃和705 ℃回火1~150 h条件下的显微组织、力学性能及断口形貌的变化。结果表明,回火温度及回火时间对钢的显微组织、强度及韧性指标影响很大。在本试验温度范围内,显微组织中碳化物随着回火时间的延长由条状逐渐球化,并逐渐向晶界聚集;强度指标随着回火时间的延长呈现先急剧下降后逐渐稳定的趋势;韧性指标随着回火时间的延长先升高后下降并稳定的趋势。试验钢在回火温度690 ℃和705 ℃的断面收缩率及冲击韧性指标随回火时间的变化趋势相同。     

纳米铝粉与微米铝粉对复合推进剂能量特性的影响

为研究纳米铝粉与微米铝粉对推进剂能量特性的影响规律,采用最小自由能原理计算了含纳米铝粉和微米铝粉的端羟基聚丁二烯(HTPB)复合推进剂能量特性。结果表明,粒径大于150 nm的铝粉,其有效铝含量大于80%,纳米铝粉的氧化层厚度对推进剂配方能量特性参数标准理论比冲影响较大,且粒径越小,影响程度越大,微米铝粉的氧化层厚度对标准理论比冲基本无影响。纳米铝粉和微米铝粉对燃气平均相对分子质量的影响均较小。     

防喷器材料在拉伸过程中的声发射信号特性

用声发射技术研究防喷器材料ZG25CrNiMo裂纹试件的拉伸损伤与断裂行为。声发射仪器记录了ZG25CrNiMo裂纹试件在拉伸破坏过程中的声发射信号,运用声发射参数分析方法和波形分析方法对zG25crNiMo裂纹缺陷试件的声发射数据进行分析,得出材料在拉伸过程中的损伤类型以及各阶段所呈现的特性。试验结果表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤阶段的信号频谱特征存在差异。     

Thermal Stress Cleaving of Brittle Materials by Laser Beam

Thermal stress cleaving is a prospective technique for separating a wafer or thin plate from brittle materials such as glasses and ceramics. In this paper, the cleaving mechanism of a silicon wafer irradiated with Nd: YAG laser is investigated. A pulsed laser is used for the purpose of investigating the mechanism of crack propagation more precisely. The temperature at the area irradiated with the laser is measured using a two-color pyrometer with an optical fiber. The AE signal is also measured to examine the mechanism of the crack propagation. The AE signal makes it possible to monitor the crack behaviour. During one pulse of the laser, crack propagation begins some milliseconds after laser heating and ceases at about the end of irradiation. The temperature at the area irradiated with the laser is an important factor in the control of the propagation of the crack to achieve high cleaving accuracy and low thermal damage.     

声发射技术在热障涂层失效机理中的研究进展及展望

热障涂层（TBCs）具有优异的高温抗氧化、高温力学和抗热腐蚀性能而备受关注,广泛应用于航空发动机和燃气轮机热端部件中。热障涂层服役环境的恶劣和涂层体系结构的复杂,极易导致涂层发生界面分层或剥落失效,因此通过对热障涂层的裂纹萌生和扩展问题进行实时监测,对于失效机理研究显得尤为重要。简述光激发荧光压电光谱（PLPS）、红外热成像（IRT）、阻抗谱（IS）的原理及其在热障涂层失效行为研究中的应用,重点介绍声发射技术在热障涂层失效机理方面的研究成果。基于声发射的热障涂层失效过程的信号分析和深度处理,结合声发射技术在热障涂层中的参数分析和波形分析,对热障涂层失效过程及失效形态进行模式识别,通过损伤程度的定量评估来进行热障涂层的寿命预测。对声发射技术在热障涂层失效预测及寿命评估指明了方向,并创新性地对未来声发射技术在热障涂层的疲劳损伤方面研究趋势提出展望。     

装甲车辆扭杆裂纹的声发射检测

采用常规的无损检测手段检测装甲车辆悬挂系统扭杆裂纹损伤比较困难。为了方便地检测扭力轴上的裂纹缺陷,提出了利用声发射技术在扭杆加载状态下,检测裂纹损伤的方法。为此基于虚拟仪器的原理,采用便携式工控机、高速数据采集卡、高灵敏传感器、手动液压加载装置构建了扭杆检测硬件系统,并编制了专用的检测定位软件。通过实际应用试验,成功地检测到了被测装备扭杆上的损伤。通过对比分析可得,基于声发射技术的动态检测方法是解决扭杆裂纹静态检测的有效办法。     

6H-SiC脆性切削声发射响应的分子动力学研究

采用分子动力学方法研究了6H-SiC脆性切削的声发射响应。研究了原子尺度下6H-SiC的微变形和裂纹形核,同时对加工过程中的声发射源进行了识别,分析了其相应的声发射特征。结果表明,6H-SiC在77 nm切削深度下的脆性变形过程简单但不寻常;在6H-SiC切削过程中位错不会连续扩展,变形后的工件在刀具挤压作用下被分割成块,并由位错的快速扩展引发裂纹。对于影响声发射源特征的因素研究发现：初始压应力会导致声发射功率的下降;频率-能量分析中可见的3种声发射源分别是晶格振动、位错扩展和裂纹扩展。此外,在1 K温度下,2次明显的位错传播的声发射响应比晶格振动具有更高的频率特性,但总能量水平最低。相反地,裂纹扩展的声发射响应具有更为明显的频率分布特性和能量特性。     

Application of Acoustic Emission Technology for Quantitative Characterization of Plasma-Sprayed Coatings Subjected to Bending Fatigue Tests

Plasma-sprayed coatings are widely used in industry, e.g., in applications subject to high wear and corrosion damage, or requiring thermal insulation. However, the failure behavior of such coatings has a great influence on the service safety of mechanical parts. Acoustic emission (AE) has attracted much attention due to its proven usefulness for real-time monitoring of damage evolution and high sensitivity to fracture sources. In this study, the damage evolution behavior of a plasma-sprayed coating subjected to three-point bending fatigue tests was monitored using the AE method. A method combining parameterized, Fourier, and wavelet analysis was used to distinguish the damage modes in the coating. The analysis results revealed two crack modes (surface vertical crack and interface crack) with two different peak frequencies. A finite element method was used to quantify the fracture stress and propagation behavior of cracks, revealing that the thickness of the coating had a strong influence on its spalling.     

The Use of Acoustic Emission to Characterize Fracture Behavior During Vickers Indentation of HVOF Thermally Sprayed WC-Co Coatings

This paper describes how acoustic emission (AE) measurements can be used to supplement the mechanical information available from an indentation test. It examines the extent to which AE data can be used to replace time-consuming surface crack measurement data for the assessment of fracture toughness of brittle materials. AE is known to be sensitive to fracture events and so it was expected that features derived from the AE data may provide information on the processes (microscale and macroscale fracture events and densification) occurring during indentation. AE data were acquired during indentation tests on samples of a WC-12%Co coating of nominal thickness 300 μm at a variety of indentation loads. The raw AE signals were reduced to three stages and three features per stage, giving nine possible indicators per indentation. Each indicator was compared with the crack profile, measured both conventionally and using a profiling method which gives the total surface crack length around the indent. A selection of the indents was also sectioned in order to make some observations on the subsurface damage. It has been found that reproducible AE signals are generated during indentation involving three distinct stages, associated, respectively, with nonradial cracking, commencement of radial cracking, and continued descent of the indenter. It has been shown that AE can give at least as good a measure of cracking processes during indentation as is possible using crack measurement after indentation.     

模态声发射——声发射信号处理的得力工具

模态声发射是声发射信号处理技术的得力工具。介绍它在声发射源定位、复合材料损伤源识别、疲劳裂纹萌生和扩展的声发射监测以及日历损伤声发射评价等工程实践中的应用。     

C/SiC复合材料高温蠕变的声发射特性

利用声发射技术(AE)对C/SiC复合材料高温蠕变试验过程进行动态监测。通过声发射参数分析法对蠕变过程中的声发射累计能量随蠕变时间变化进行了分析;同时对蠕变过程中典型AE信号的频率特征进行了分析,揭示了C/SiC复合材料蠕变损伤的演化过程及规律,给出了材料蠕变损伤发展的不同阶段以及各阶段损伤类型。