湖南省自然科学基金(14JJ3132)
- 作品数：5 被引量：27H指数：3
- 相关作者：夏长清彭小敏董丽君吴安如李东锋更多>>
- 相关机构：湖南工程学院中南大学更多>>
- 发文基金：湖南省自然科学基金国家自然科学基金新金属材料国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术兵器科学与技术金属学及工艺更多>>
- BTi-62421s钛合金板TIG焊温度及残余应力数值模拟被引量：1
- 2014年
- 以热弹塑性理论为基础、有限元分析为手段,分析了2 mm厚新型高温钛合金BTi-62421s板材在合理的钨极氩弧焊工艺焊接过程中温度及残余应力分布规律。结果表明:随着焊接电流的增大,焊缝及热影响区温度梯度、焊缝及热影响区的宽度增大,靠近焊缝的近热影响区温度范围在合金相变点以上,焊后快冷易形成马氏体组织;施焊面焊缝区横向和纵向残余应力为拉应力,热影响区为压应力,施焊背面焊缝区横向和纵向残余应力为压应力,热影响区为拉应力,焊接残余应力随焊接电流的增大而增大,纵向残余应力始终小于横向残余应力。
- 彭小敏孙玮夏长清
- 关键词：钨极氩弧焊数值模拟温度残余应力
- 钛合金表面Ta-W涂层的制备及循环氧化行为被引量：4
- 2015年
- 采用电弧离子镀（AIP）在Ti-6.48Al-0.99Mo-0.91Fe（质量分数,%）钛合金表面制备Ta-10W（质量分数,%）涂层。通过扫描电镜（SEM）与能谱（EDS）分析、透射电镜（TEM）分析、电子探针分析（EPMA）,X衍射分析（XRD）,划痕及纳米压痕试验,研究钛合金基体与Ta-W涂层经900℃大气循环氧化前后的物相组成、组织形貌及性能,讨论涂层/基体的氧化行为。结果表明：沉积态Ta-W涂层连续、均匀、致密,由颗粒细小（≤50 nm）的α-Ta（W）堆积成100~250 nm的等轴晶组成,硬度为14.4~15 GPa,与基体的临界载荷为58.5 N;经900℃大气循环氧化后,钛合金表面形成带裂隙的层状Ti O2、Al2O3疏松混合氧化膜,氧化膜明显脱落;Ta-W涂层能明显提高钛合金的抗循环氧化性能,形成以β-Ta2O5为主的致密氧化膜;随着氧化的进行,氧化膜中Ti O2、Al2O3含量增加并出现Al Ta O4、Al WO4相,氧化膜始终保持完整;氧化过程中,基体中Ti、Al元素及涂层中Ta、W元素互扩散,在界面形成Al Ta2、Al2Ta3、Al3Ti、TixW1-x相,O元素扩散并固溶于基体,在近界面基体处形成厚度逐渐增加的富Ta、W、Al、O、α-Ti固溶体（稳定）区,涂层元素向氧化膜和基体扩散而被消耗为其失效的主要原因。
- 彭小敏夏长清吴安如董丽君李东锋谭季秋
- 关键词：钛合金
- 纯热暴露下Ta-W涂层/钛合金体系稳定性被引量：3
- 2019年
- 采用电弧离子镀(AIP)在Ti-6.48Al-0.99Mo-0.91Fe (质量分数,%)钛合金表面制备Ta-10W (质量分数,%)涂层。通过真空热处理试验、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析、透射电镜(TEM)分析、电子探针分析(EPMA)等方法,研究纯热暴露下Ta-W涂层/钛合金体系的相组成、显微组织形貌、元素分布、界面行为等,评估了体系热稳定性能。结果表明:纯热暴露过程中,Ta-W涂层相组成无明显变化,均由多晶α-Ta(W)组成,其平均晶粒尺寸由沉积态的46 nm小幅增至750℃时的49 nm和950℃时的51 nm,涂层表现出良好的相稳定性;由于元素Ta、Ti在Ta-Ti体系中扩散系数的差异及难熔金属元素Ta、W良好的稳定性,Ta-W涂层/钛合金体系呈现出良好的界面及元素稳定性:涂层中元素Ta、W始终维持在接近沉积态含量水平,无快速扩散、固溶于基体而失效的行为,体系仅在界面形成互扩散层,无空洞、裂纹缺陷和金属间化合物的形成;由于元素互扩散的加剧及涂层元素在α-Ti、β-Ti中的固溶度差异,钛合金基体同素异晶转变温度(ATT)对体系界面和元素稳定性影响明显;纯热暴露过程中,Ta-W涂层有效厚度保持稳定、无明显变化。基于Fick定律,获得550、750和950℃时互扩散层厚度与时间的关系式。
- 彭小敏董丽君孙小刚吴安如夏长清
- 关键词：钛合金真空热处理
- 火炮身管烧蚀及其防护研究进展被引量：19
- 2014年
- 在火炮发射过程中,其身管内膛承受剧烈的烧蚀侵蚀和磨损导致其几何形状和尺寸发生改变,成为直接影响火炮身管射击精度及寿命的关键因素之一。针对该问题,综合论述了钢制火炮身管烧蚀及其防护研究进展,主要包括:火炮身管烧蚀行为、热-化学-机械烧蚀模型、身管内膛耐烧蚀材料、身管内膛耐烧蚀层制备技术、火炮身管结构设计和火药的选择与设计。
- 彭小敏夏长清吴安如董丽君陶友瑞李东锋
- 关键词：火炮身管烧蚀
- Ta-W涂层/钛合金体系大气气氛脉冲激光烧蚀行为被引量：1
- 2020年
- 采用电弧离子镀(AIP)在Ti-6.48Al-0.99Mo-0.91Fe(质量分数,%)钛合金表面制备Ta-10W(质量分数,%)涂层。通过脉冲激光加热试验模拟火药气体烧蚀工况,采用有限元温度场数值模拟、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析等方法,研究Ta-W涂层/钛合金体系大气气氛循环热加载烧蚀行为。结果表明:脉冲激光加热过程中,高熔点、高热导率(相比纯钛)Ta-W涂层吸收、富集热量对钛合金基体具有热障保护作用,经10~40 s加热,Ta-W涂层使加热区熔透深度从无涂层基体的190~250μm明显减少至125~180μm,非加热区平均温度从无涂层基体的350~900℃大幅降低至250~500℃。由于加热区边缘温度低、温差大、熔体流动性差,利于孔洞及低熔点Al元素富集区的形成,在循环热应力作用下,该区域易成为表面横向和纵向裂纹策源地。钛合金基体加热后熔化层成分偏析严重,形成富Al带、富Mo和Fe区,在循环热应力作用下,富Al带成为截面横向裂纹的策源地;Ta-W涂层试样加热后形成熔化层、熔合层、扩散层组成的微观组织,热时间延长而尺寸逐渐变小的Ta-W涂层颗粒散布于熔化层导致涂层元素富集于此而起到持续保护作用。由于涂层与基体元素互扩散在熔合层形成孔洞(带),在循环热应力作用下,孔洞(带)为起源于表面加热区边缘的截面纵向裂纹的扩展提供便捷路径,且随加热时间(热震次数)的增加,裂纹尺寸增大,并可导致富Ta-W元素层的剥落而失效。热熔化及循环热应力为Ta-W涂层/钛合金体系大气气氛脉冲激光烧蚀失效的主要因素。
- 彭小敏周凡高平平王建明朱耿立彭华凤夏长清
- 关键词：钛合金
