一家专注流体压力成形技术
【作 者】宫鹏涛;林鹏;孟令健;黄钟森;曹晓卿;王涛
【前 言】
高超声速飞行器具有高马赫数、高机动性和高突防能力等特点。通过降低飞行器关键部位的质量来提高其性能与飞行速度，对我国航空航天工业的发展具有重要意义[1]。NiAl金属间化合物相较于已使用在飞行器上的Ni基高温合金具有更高的服役温度与更低的密度，此外还具有良好的抗氧化性、高热导率等优点，可用于制备飞行器进气道等耐高温部件[2]。但由于NiAl金属间化合物本征脆性，难以制备形状复杂的薄壁构件，限制了其在航空航天领域的应用。
对于该方法来说，Ni/Al微叠层复合板良好的内压胀形性能是制造NiAl复杂薄壁构件的基本保证，而掌握其变形规律是获得其良好胀形性能的关键。
基于此，以Ni箔和Al箔为原材料，通过真空热压方法制备出厚度约为1.5mm的Ni/Al 微叠层复合板。通过不同温度下的单向拉伸实验研究了温度对其力学性能的影响及其拉伸变形过程中裂纹的演变规律及各层协同变形规律。采用气压胀形实验研究了Ni/Al微叠层复合板600℃下的成形性能。
【结 论】
1) 采用热压法制备了Ni/Al微叠层复合板，其微观结构为Ni/Ni2Al3/NiAl3/Al层交替排列。在室温、200、400和600℃下抗拉强度分别为187、154、101和70 MPa，延伸率分别为20%、23%、15%和56%。Ni层和Al层呈塑性断裂，NiAl3层呈脆性沿晶断裂，Ni2Al3层呈脆性穿晶断裂。
2) 室温至400℃下，5%形变量便会使NiAl3和Ni2Al3扩散层产生垂直于拉伸方向的裂纹。而600℃下，形变量达到50%时，只NiAl3层产生微小裂纹，但裂纹并未扩展至Ni2Al3层及Al层，其他各层变形均可协调进行。
3) Ni/Al微叠层复合板600℃下极限胀形率可达36.7%。胀形球壳底部至顶部壁厚逐渐减小，顶部变形量最大，其中，Ni、Al层颈缩严重，NiAl3层产生裂纹，且部分钝化为孔洞，并未扩展至Ni2Al3层及Al层。
以下是正文：
