我们研究了用于航空航天应用的不同纤维取向的单向增强碳-碳复合材料的疲劳开裂行为。通过数字图像相关 (DIC),现场记录全场位移,捕捉循环载荷过程中应变局部化的演变。DIC 位移场进一步用于通过正交各向异性本构关系的回归分析确定裂纹驱动力。显微计算机断层扫描 (micro-CT) 扫描揭示了损伤微观机制的竞争性质,例如孔隙聚结、纤维桥接等,用于推进裂纹。断裂表面的电子显微镜检查揭示了广泛的纤维/基质界面脱粘和纤维拔出,这主要是对抗循环开裂的影响。在足够的进展后,除非施加的载荷进一步增加,否则循环裂纹扩展本质上是自停止的。这种行为的起源归因于:(a)由于复合材料弹性模量不断下降导致驱动力降低;(b)由于尾流中普遍的纤维桥接和拉出导致的阻力牵引导致损伤阻抗增强。
摘要:本文回顾了材料选择和设计在确保以氨-氢为燃料的燃气涡轮发动机高效性能和安全运行方面的关键作用。由于这些能源燃料在涡轮燃烧室中表现出独特的燃烧特性,因此确定合适的材料势在必行。详细的材料特性对于辨别涡轮部件中的缺陷和退化途径是必不可少的,从而照亮改进的途径。随着涡轮入口温度的升高,热降解和机械缺陷的敏感性增加,尤其是在高压涡轮叶片中,这是决定寿命的关键部件。本综述重点介绍了氨-氢燃料涡轮设计中的挑战,解决了氨腐蚀、氢脆和应力腐蚀开裂等问题。为了确保发动机的安全性和效率,本文提倡在材料开发和风险评估中利用先进的分析技术,强调技术进步、设备规格、操作标准和分析方法之间的相互作用。
O li M d 10th J 2025 12 30 16 30 背景:高温材料通常用于发电厂和航空发动机的恶劣环境中。在这种苛刻的工业环境中,通常使用基于钛合金、镍基高温合金和钢的高温合金。此外,热障涂层(如铂铝化物)和中间层对于保护镍基高温合金在使用过程中免于快速劣化非常重要。材料加工、性能、微观结构和测试对于成功使用这些材料至关重要。本课程旨在介绍这些先进材料及其加工、性能和测试,用于能够抗蠕变、氧化和热疲劳的高温。本课程涉及以上所有方面。
• 电子束焊接 • 包覆 • 无损检测 • 铸造和热等静压 • 自动化和 I4.0 • 制造设计 • 工厂和工艺开发 • ICME:综合计算材料工程 • 净零碳技术 • 高温材料(RA 钢)
技术转移行业合作伙伴定义了问题和要求,使实施创新更容易。减少为扩展而建立的风险原型,使行业可以通过可信赖的合作伙伴追求新技术,而不会破坏生产计划。最先进的材料开发提供了高温材料的进步,包括可以承受超声飞行的合金,陶瓷和复合材料。
开发用于涂层和结构部件的新型高温材料是提高燃气涡轮发动机等设备的效率和可持续性的重要课题。NiAl 基合金是一种很有前途的新型高温材料。在本研究中,研究了具有不同 Cr 和 Ta 含量的 NiAl-Ta-Cr 合金的微观结构和显微硬度。通过基于激光的定向能量沉积利用原位合金化方法通过混合元素 Ta 和 Cr 以及预合金 NiAl 粉末制造了分级样品。进行了热力学计算以预先设计合金成分。采用基材的感应预热来应对因高脆性而导致的开裂问题。结果表明,开裂随预热温度的升高而减少。然而,即使在 700 ◦ C 时,开裂也无法完全消除。扫描电子显微镜、X 射线衍射和电子背散射衍射表明,在 NiAl-Ta 和 NiAl-Cr 合金中形成了 B2-NiAl、A2-Cr 和 C14-NiAlTa 相。对于 NiAl-Ta-Cr 成分,观察到计算和实验之间相形成的偏差。在 NiAl-Ta 和 NiAl-Ta-Cr 系统中,共晶成分在 14 at.-% Ta 时可获得最大硬度值,最大值高于 900 HV0.1。
金属间化合物是一类特殊的金属材料,其特性使其可以在传统金属材料失效的条件下使用;这些条件包括高温、腐蚀性环境以及极端的磨蚀和粘合应力。许多金属间化合物表现出非常好的物理和机械性能,特别是非常好的热稳定性、高熔点、良好的耐腐蚀性和低密度,这使它们成为高温应用的合适候选材料。然而,这些材料的延展性有限,脆性较高,尤其是在低温下,这阻碍了它们的广泛应用。基于中间化合物的材料的用途非常广泛,但始终有必要从物理或机械性能的角度考虑特定材料的选择。它们被用作建筑材料、形状记忆材料(NiTi)、电阻炉加热元件(MoSi2)、磁性合金(Ni3Fe)、储氢材料(Mg2Ni、LaNi5)或高温材料(TiAl、NiAl),或用于强氧化环境(FeAl)。