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高硅铝合金缸套研制

孙廷富 , 郭珉 , 郭安振 , 米文宇 , 陈大辉 , 乔立 , 李岩 , 吕绯 , 彭建中 , 李进军

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.01.016

采用先进的喷射沉积技术,研制一种高硅铝合金发动机缸套材料,并经过挤压加工、热处理、成形加工、摩擦学性能测试与摩擦学机制分析,最后在单缸机上装机试验.结果表明,高硅铝合金缸套材料具有良好的摩擦学性能,这归功于高硅铝合金中比钢、铸铁还硬的硬质点;在所测试的油耗、废气压力、磨损量以及排温等指标数据方面,比相应的铸铁缸套更具有优越性.

关键词: 高硅铝合金 , 发动机缸套 , 油耗 , 磨损量 , 摩擦学性能

Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金流变行为的应变补偿Arrhenius本构模型研究

陈刚 , 陈伟 , 马力 , 郭安振 , 吕娟 , 张治民 , 郑顺奇

稀有金属材料与工程

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行了挤压态Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金的等温压缩试验,获得了温度523～723 K、真应变0.1～0.6和应变速率0.001,0.01,0.1和1 s-1下的应力应变试验数据.基于Arrhenius本构模型,采用了含有Zener-Holloman参数的幂指数方程来描述温度和应变速率对流变行为的影响.采用线性回归分析的方法,研究了不同温度和应变速率下,材料常数随应变的变化规律.结果表明:除加工硬化率n外,其他材料常数Q,α,β和lnA3的数值均随着应变数值的增大而呈现出增大趋势;同时拟合出不同试验条件下不同材料常数的应变补偿方程,并借助于调整判定系数进行了应变补偿材料常数方程的拟合优度分析,在此基础上建立了试验合金的应变补偿本构模型.通过对比,分析了不同试验条件下的真实应力-应变曲线和建立模型的预测应力-应变曲线,并以相关系数R和平均绝对误差(AARE)为评价因子研究了考虑应变补偿Arrhenius本构模型的可靠性和适宜性,预测结果与试验结果相比较的R和AARE数值分别为0.995 82和6.66％,表明该模型精度高,可靠性好.

关键词: Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu合金 , 应变补偿 , 本构模型 , 流变行为

高硅铝合金缸套材料腐蚀加工技术研究

孙廷富 , 洪晓露 , 杨亚琛 , 崔崇亮 , 翟景 , 郭安振 , 李胜杰

兵器材料科学与工程

采用三维视频显微金相技术对高硅铝合金缸套材料的组织构成、颗粒尺寸以及碱腐蚀深度进行测试与评价；用激光共聚焦显微镜技术对碱腐蚀界面颗粒凹凸以及表面纹理进行观察与描述；用往复式摩擦磨损实验机对碱腐蚀试样进行摩擦学性能评价。结果表明：高硅铝合金组织中主要由硅颗粒及第二相硬质点颗粒构成，平均硅颗粒尺寸为4.00μm，平均第二相颗粒尺寸为3.05μm；随腐蚀时间、深度的增加，腐蚀界面区域增大，表面凸凹及纹理更加清晰，当碱的质量分数为5%，溶液温度为40℃，腐蚀时间为30~40 s，摩擦学性能最优越。

关键词: 高硅铝合金缸套 , 碱腐蚀 , 腐蚀深度 , 磨损量 , 摩擦因数

SiO2,TiO2复合活性剂对LD10钨极氩弧焊接头性能的影响

章国伟 , 陈刚 , 翟景 , 马力 , 郭安振 , 陈伟 , 辛海鹰

兵器材料科学与工程

为提高高强铝合金钨极氩弧焊的效率,以LD10铝合金为研究对象,将SiO2,TiO2混合物作为活性剂涂敷在试件表面,采用TIG方式进行焊接.研究SiO2,TiO2混合物作为活性剂对焊缝深宽比、显微组织和接头显微硬度的影响.结果表明:SiO2,TiO2混合物活性剂的涂敷均会使焊缝熔宽增加、熔深加大;添加活性剂焊件的焊缝晶粒较常规焊缝粗大,其焊缝硬度低于常规焊接件.

关键词: LD10 , 深宽比 , 硬度 , 活性剂

一类装甲钛合金材料的防护性能与抗弹机理探索

翟景 , 信文君 , 郭安振 , 辛海鹰 , 刘泽林

兵器材料科学与工程

研究测试了一种成本低于常规Ti-6Al-4V的钛合金装甲材料的显微组织及抗弹性能。结果表明：热处理状态影响钛合金装甲材料的组织匹配；细小板条组织的材料从力学性能到抗弹性能的匹配比较合理；高强、高韧材料的抗弹性能明显优化；高强度、低韧性的材料脆性增加，抗多发弹能力下降。

关键词: 低成本钛合金 , 装甲材料 , 组织及抗弹性能 , 抗多发弹

喷射沉积铝合金材料研究现状与发展趋势

马力 , 陈伟 , 翟景 , 郭安振 , 秦占民

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.02.035

介绍喷射沉积技术的起源和发展,着重对Osprey工艺在国内外的研究状况进行较深入的讨论.根据目前喷射沉积技术的研究热点,主要介绍喷射沉积铝合金材料,如超高强/高韧铝合金、耐热铝合金、过共晶硅铝合金、电子封装Si-Al合金等新型高性能轻质材料的一些研究现状.展望了喷射沉积技术今后的发展趋势.

关键词: 喷射沉积 , 超高强/高韧铝合金 , 耐热铝合金 , 过共晶硅铝合金 , 电子封装合金

高硅铝合金缸套/缸体制造技术及应用

孙廷富 , 张树勇 , 杨波 , 郭安振 , 翟景 , 崔崇亮

兵器材料科学与工程

综述国外高硅铝合金缸套材料技术、缸套制造技术以及发动机缸体总成技术的研究与进展，介绍了国内高硅铝合金缸套研究进展。通过单缸机台架考核验证，证明采用高硅铝合金气缸套后废气压力、燃油消耗率、排气温度、磨损量以及升功率有显著的改善与提高。

关键词: 高硅铝合金 , 喷射沉积 , 缸套 , 缸体 , 磨损量

镁合金材料氮气喷射沉积可能性试验

信文君 , 翟景 , 郭安振 , 辛海鹰 , 刘泽林

兵器材料科学与工程

采用osprey喷射沉积设备，探索用氮气实现镁合金喷射沉积的可能性。通过热力学分析、镁合金成分设计、接收装置改进以及工艺参数调整等措施，制备镁合金坯锭，经变形及热处理后材料强度可达450 MPa。结果表明，成功抑制喷射过程中及吹氧冷却时镁合金的着火和坯锭组织中脆性相的形成，能够安全制备出高性能的镁合金材料。

关键词: 镁合金 , 喷射沉积 , 可能性

不同失稳判据下喷射沉积超高强铝合金热变形失稳区域分布及演变特点

马力 , 陈刚 , 郭安振 , 郭智敏 , 郑顺奇 , 张治民

兵器材料科学与工程

基于热模拟试验获得超高强铝合金真应力-真应变数据的基础上,采用Prasad、murty、Gegel和Malas失稳准则分别构建不同真应变下的试验合金失稳图,并分析不同失稳准的失稳区域分布及演变特点.结果表明:所有判据下的失稳图中,高温高应变速率区域是失稳区高频出现区域;随着真应变增大,呈大面积离散状分布的Prasad失稳区域不断减小;呈离散状分布的murty判据下的失稳区域,在中高温和中应变速率区域产生新的失稳区域,区域范围呈增大趋势;随着真应变增大,Gegel和Malas判据下失稳区域分布及演变特点相似,低温低应变速率下的失稳区域均呈增大趋势,中高温高应变速率区域对应的失稳区域逐渐呈减小趋势.

关键词: 失稳判据 , 超高强铝合金 , 失稳图 , 失稳区域 , 热变形