TC4钛合金二维超声振动车削性能研究

钛合金因其优越的物理和化学性能被广泛应用于航空航天、轮船船舶、武器制备等各类高精尖领域,但如何克服其高比热容、低热导率特性以实现高质高效加工也成为了机械加工领域的热点问题。二维超声振动车削加工工艺具有断续车削特性,能显著提升复合材料、脆性材料及陶瓷材料等难加工材料的车削效果。因此,采用二维超声振动车削工艺,对TC4钛合金进行车削加工,并从多种加工性能方面与传统车削进行对比。实验结果表明,二维超声振动车削工艺能够有效提高工件加工质量并降低切削过程中车削力,减小刀屑接触滑动区域与粘着区域的摩擦系数,延长刀具使用寿命的同时使其具有良好的断屑能力。另外,超声振动车削还会增大工件表面的加工硬化程度,细化表层晶粒,并增加工件表面残余应力。

热喷涂制备纳米结构TiO_2涂层及其自清洁性能研究

利用液相热喷涂方法在铝过渡层表面制备纳米结构TiO_2涂层,对梯度涂层的组织成分和性能进行表征。结果表明:液相热喷涂工艺能有效地保持原始TiO_2粉末的晶型和纳米结构特征。所制备的纳米结构TiO_2涂层对亚甲基蓝的降解效率优于商用P25涂层,1h内降解率达到70%。由于铝涂层和TiO_2纳米结构涂层的综合效应,所制得的涂层具有优异的防腐蚀和自清洁性能。

两侧分别单、双道MIG焊接A7N01铝合金T形接头的显微组织与性能

采用熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)工艺对A7N01铝合金T形接头两侧分别进行单、双道焊接,研究了接头的显微组织、显微硬度和疲劳性能,分析了单、双道焊接的影响。结果表明:单道焊侧从熔合区至焊缝中心的显微组织依次由细晶、柱状晶和等轴晶组成,双道焊侧熔合线附近的显微组织与单道焊侧的相似,在两道焊缝交界处形成了柱状晶,且第一道焊缝的柱状晶相对粗大;接头两侧的母材区均存在软化区,且单道焊侧的软化程度更明显;两侧分别为单、双道焊接接头的疲劳寿命比两侧均单道焊的短,疲劳裂纹萌生于焊趾表面并向内部扩展,断口呈现准解理断裂和韧性断裂的混合断裂模式。

6061铝合金激光-MIG复合焊接头的组织与力学性能

本文采用激光-MIG复合焊接技术对3 mm的6061铝合金板材进行焊接。在实验的基础上,确定了最佳的焊接工艺参数,保证了熔透焊接。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对焊接接头的微观组织、拉伸和疲劳断口形貌以及表面疲劳损伤进行分析。结果表明,焊接接头中存在两种主要析出相,一种是晶界长的富Si沉淀相,另一种是晶内富Cu沉淀相。拉伸试验结果表明,接头的抗拉强度为224 MPa,仅为母材的70.2%。通过对拉伸断口的分析,发现母材与接头拉伸韧窝的形成有很大差异。在应力率为0.1的拉-拉疲劳试验中,母材和焊接接头的条件疲劳极限分别为101.9和54.4 MPa。通过对比不同应力幅下焊接接头的疲劳断口,发现导致接头断裂的主要因素是气孔。通过对孔隙缺陷的进一步分析,发现孔隙中微裂纹的扩展方式有穿晶和沿晶两种,并存在二者混合扩展方式。