电脉冲孕育处理对纯铝凝固组织的影响

金属熔体结构对液-固相变动力学及其凝固组织具有重要影响.本文通过对处于熔点以上的纯铝施加电脉冲,系统研究了其凝固组织及其力学性能的变化.结果表明:脉冲电场处理后,试样晶粒明显细化,表现为等轴晶区扩展,柱状晶长大受到抑制,同时力学性能亦有较大提升.另一方面,电脉冲孕育处理后的铝熔体具有较强的遗传性和抗衰退性,DSC测试揭示了采用电脉冲孕育处理的高纯铝试样在液相线以上存在物相改变.     

脉冲电流对金属材料的作用及其研究进展

综合评述了脉冲电流作用下的金属的凝固过程，金属的电致塑性效应，非晶结构变化和纳米晶化，金属材料的仿生恢复和愈合等方面的最近进展，着重介绍了脉冲电流在材料制备，加工和使用中的应用，同时提出了利用瞬态能量输入进行材料仿生复效处理这一新途径。     

材料研究中的电脉冲处理技术

评述了电脉冲处理技术在材料研究中的应用现状,介绍了电脉冲处理技术对金属凝固组织和机械性能的影响,以及在零件加工和表面工程等领域中的应用,并对其研究和应用的前景进行了分析。     

脉冲电流对金属材料的作用及其研究进展

综合评述了脉冲电流作用下的金属的凝固过程、金属的电致塑性效应、非晶结构变化和纳米晶化、金属材料的仿生恢复和愈合等方面的最近进展，着重介绍了脉冲电流在材料制备、加工和使用中的应用，同时提出了利用瞬态能量输入进行材料仿生复效处理这一新途径。     

电脉冲对2024 铝合金力学性能的影响

目的研究电脉冲辅助作用下铝合金板材的力学性能。方法通过直流电脉冲辅助单向拉伸实验,研究25 Hz频率下,不同电流密度脉冲电流对2024-T4态铝合金的力学性能的影响规律。结果在所通频率及电流密度脉冲电流作用下,随着脉冲电流密度的增加,2024-T4铝合金板延伸率和流变应力均减小,说明所采用参数脉冲电流辅助可以起到降低成形载荷的目的,但不利于提高材料成形极限。结论 25 Hz频率下脉冲电流辅助不利于2024铝合金的塑性提高,却可降低材料的成形载荷,且塑性、成形载荷随电流密度的增加而降低。     

热轧变形对5052铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射分析和拉伸实验等试验分析方法,研究不同热轧变形量(54％、75％)对5052铝合金微观组织和力学性能的影响.结果显示,变形量可显著影响5052铝合金的热变形组织及其力学性能.随着轧制变形量的增加,晶粒被显著拉长,晶界处粗大第二相沿晶界被拉长,甚至被破碎.但是其第二相的组成并没有随着轧制变形量的增加而变化,铸态和轧制态的5052铝合金均由α-Al、Al82Fe18和Mg2Si三相组成.同时随着轧制变形量的增加,其综合力学性能提高,即沿轧制方向且轧制量为75％时的5052铝合金呈现出最优的综合力学性能.     

探究固溶处理对4004铝合金组织与力学性能的影响

本文通过对金相组织进行观察和实验,探究了固溶处理对4004铝合金产生的影响。实验表明：在一定的温度和时间范围内,随着升高固溶的温度或者是延长固溶的时间,一些金属元素会逐渐回溶,并且金属的性能也得到了提高。若果继续延长固溶时间或是提高温度,4004铝合金的力学性能反而会降低,4004铝合金变质处理后的固溶处理的最佳条件是：温度480摄氏度,时间6小时。     

热处理对电沉积Ni-Fe合金箔组织和力学性能的影响

电沉积法制备Ni-Fe合金箔具有工艺简单,能耗低,产品规格不受限制等优点,但其塑性和弹性模量较低限制了其应用发展.为了改善电沉积Ni-Fe合金箔的力学性能并扩大其应用范围,本文通过高温热处理方法改善其力学性能,采用SEM,XRD,EBSD分析手段对电沉积Ni-Fe合金箔晶粒组织和结构进行了分析,通过高温热台显微镜进行原位在线观测晶粒组织的演变过程,并对热处理后的电沉积Ni-Fe合金箔进行力学性能分析.研究表明,热处理过程中电沉积Ni-Fe合金箔经历细晶组织阶段、混晶组织阶段和粗晶组织阶段,其中,在1 000~1 050℃容易发生晶粒异常长大.细晶组织阶段,电沉积Ni-Fe合金箔能够保证较高的强度,且塑性和弹性模量明显提高,综合性能较好;混晶组织阶段,强度和塑性较低,弹性模量有一定程度提高;粗晶组织阶段,强度很低,但塑性和弹性模量有较大程度提高.     

热处理对热轧7075铝合金组织和力学性能的影响

目的 探究T6、T73和RRA热处理对不同道次压下量的热轧7075铝合金板材微观组织和力学性能的影响,确定不同道次压下量的热轧7075铝合金板材最优热处理工艺。方法 分别将11%和16%道次压下量的热轧7075铝合金进行T6、T73和RRA热处理,并对热处理后的试样进行微观组织表征和力学性能测试。结果 3种方式热处理后,11%道次压下量的热轧板材微观组织以拉长晶粒为主,伴随有等轴再结晶晶粒的生成,而对于16%道次压下量的热轧板材,等轴晶数量增多,故经3种方式热处理后,16%道次压下量热轧板材的屈服强度和抗拉强度均高于11%道次压下量热轧板材的相应强度。RRA热处理有效提升了16%道次压下量热轧板材的延伸率,而对于11%道次压下量热轧板材,RRA的预时效等过程会造成其晶粒粗化,从而降低延伸率,与T6和RRA热处理相比,T73热处理对力学性能的提升不显著。对于2种不同道次压下量的板材,T6热处理为最优热处理工艺。经过T6处理后,11%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到589.8 MPa,屈服强度达到560.7 MPa,延伸率达到16.6%,16%道次压下量的热轧板材抗拉强度达到607.5 MPa、屈服强度达到580.9 MPa、延伸率达到13.6%。T6热处理后,<001>方向的织构占主导,原始板材内部存在较多的小角度晶界,热处理后大角度晶界含量增多且有静态再结晶出现。3种热处理后的拉伸试样断口形貌没有太大区别,存在大量韧窝和撕裂棱特征,说明热处理后板材塑性较好。结论 热处理能调控再结晶行为,优化亚晶等微观结构,与其他7系铝合金热处理后的力学性能相比,本文的7075热轧铝合金在16%道次压下量和T6热处理条件下获得了较为优异的力学性能,说明热处理工艺设计合理。     

轧制处理对AlCrFe2Ni2高熵合金组织与力学性能的影响

目的 为了设计出成本低、性能优异的AlCrFe2Ni2高熵合金,并探究轧制处理对该合金微观组织与力学性能的影响。方法 使用真空电弧熔炼炉熔炼AlCrFe2Ni2合金样品,采用冷轧的方式进行塑性加工,轧制总下压量为60%,结合相图计算、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析测试方法研究AlCrFeNi合金体系的相形成规律,以及合金变形前后微观组织、力学性能的变化情况。结果 铸态和冷轧态的AlCrFe2Ni2高熵合金由FCC_A1主相和BCC相构成,BCC区域由编织状的BCC_A2相和BCC_B2相构成。铸态下的屈服强度和抗拉强度分别为681 MPa和1 208 MPa。冷轧后的合金样品硬度和拉伸强度明显提高,经60%下压量的冷轧变形后,合金的屈服强度和抗拉强度分别提升到1 433 MPa和1 620 MPa,但伸长率由铸态的9.5%下降到轧态的2.0%。结论 相组成参数计算结合相图计算(CALPHAD)能够有效预测合金的相组成,轧制处理能够有效改善合金的力学性能。     

Mn含量对6061铝合金组织与力学性能的影响

研究了Mn含量对含0.15%Fe的6061铝合金的均匀化组织、再结晶分数、时效析出相和力学性能的影响。结果表明:未添加Mn的合金均匀化后组织以β-Al9Fe2Si2相为主,Mn含量大于0.1%的合金均匀化后的组织以α-Al8(FeMnCr)2Si相为主;同时一种块状的Al9(MnFe)3Si结晶相随着Mn含量的增加开始出现,并随之增多;时效处理时,Mn优先与Mg,Si元素结合形成的AlMnSi和AlFeMnSi相,减少了主要时效析出相,使强化效果减弱;Mn的添加量为0.2%时σb=390 MPa,σ0.2=330 MPa,δ=22.2%,比AA6061铝合金的标准力学性能分别提高90 MPa,55 MPa,延伸率提高10%。     

稀土元素Nd对Mg-Zn-Y合金组织结构和力学性能的影响

通过制备Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr-xNd(x=0、1、2、3、4)系列合金,研究了稀土元素Nd对Mg-6Zn-1.5Y-0.8Zr合金组织结构和力学性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、EDS、XRD等手段,观察和分析了合金的微观形貌和组织结构,测量了合金抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能。结果表明:合金中添加稀土元素Nd后晶粒明显细化,随着Nd元素含量的增加,晶粒细化效果更为明显;通过XRD分析可知,添加Nd元素后,合金中并没有出现新的含Nd的物相;扫描电镜和EDS分析表明,合金中加入的Nd置换了部分Y,形成了Mg3(NdY)2Zn3、Mg3-(NdY)Zn6的相结构,Nd元素对Y的置换主要出现在Mg3(NdY)2Zn3结构中,在Mg3(NdY)Zn6相结构中出现较少;力学性能测试结果表明,随着Nd含量增多,合金晶粒细化,细晶强化作用明显,合金屈服强度逐渐增大,而抗拉强度和伸长率在Nd含量为3%(质量分数)时达到最大,比未添加Nd元素时提高约25%以上。     

钒、铬微合金化对高碳钢微观组织与力学性能的影响

为了开发性能更优的高碳盘条钢,在原有70钢的基础上,以铬、钒微合金化设计开发新钢种,并分析了铬、钒对试验钢的微观组织和力学性能的影响。铬、钒单独微合金化,使索氏体化率增大、片层间距减小、原始奥氏体晶粒细化;与70钢相比,随铬、钒含量的增加,钢的抗拉强度逐渐升高,断口伸长量下降。铬钒复合微合金化对钢中微观组织的改善明显好于单独微合金化;与70钢相比,铬钒复合微合金化钢的强度显著升高,塑性略有降低;与80钢相比,铬钒复合微合金化钢的强度和塑性均较高。     

半固态处理对Ti基非晶复合材料的组织和力学性能影响

利用"形变诱导相变机制"对非晶基体同时增强增韧,采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了Ti基非晶复合材料。在此基础上,通过半固态处理工艺对凝固过程动力学控制优化组织,研究了半固态处理对试样的组织和力学行为的影响。结果表明,铸态试样组织为过冷奥氏体相、热致马氏体相和非晶复合结构,应力加载形变过程中通过形状记忆晶相TRIP效应对非晶基体增韧,表现为加工硬化行为。铸态试样的心部组织为较粗大的树枝晶,且生长不均匀;经半固态处理后,先析出相按照尖角溶解平面析出长大形式近球化,形成等轴晶,并在磁悬浮搅拌作用下均匀化,获得奥氏体相晶粒细小、圆整度高、组织致密,复合材料组织得到有效优化,(Ti0.5Ni0.48Co0.02)80Cu20合金断裂强度和塑性变形量由2 582 MPa和15%分别提高至2 745MPa和21.5%。     

微量Cu掺杂对TA10合金组织、力学性能与腐蚀行为的影响

研究了掺杂(0.5%~2.5%) Cu元素对TA10合金的微观组织、力学性能及腐蚀性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(OM)研究合金的微观组织,并用XRD进行物相分析;采用电化学腐蚀、静态浸泡腐蚀试验研究合金的腐蚀性能。选出最佳合金成分,并通过原子力显微镜(AFM)对其做进一步分析。结果表明,随着Cu元素含量的增加,TA10合金基体组织被不断细化,添加2.5% Cu时,该合金的硬度值达到最大。Cu含量在1.0%~2.0%之间,合金的耐腐蚀性能较好。含Cu为0.5%的合金耐腐蚀性能优异。     

胶囊含量对建筑防腐蚀环氧树脂涂层组织和力学性能的影响

为了提高建筑防腐蚀环氧树脂涂层的力学性能,选择在环氧树脂中同时加入胶囊的方法,制得了具有自修复功能的建筑防腐蚀涂层,研究了胶囊引起的涂层力学特性变化并测试了涂层自修复效果.研究结果表明:制备的涂层中并未产生裂纹,形成了致密的组织,胶囊在涂层内保持完好的外形结构,没有出现胶囊的破损或粘结.当胶囊含量提高后,涂层硬度保持基...     

微合金化对TiB2颗粒增强铝基复合材料微观组织和力学性能影响的研究进展

微量添加合金元素是改善铝基复合材料综合性能的有效方法,是基于电磁搅拌、超声振动等物理工艺,双峰结构、仿生层状材料等制备技术之外改善增强相/基体界面结构、调控强度-韧性力学性能的一种行之有效的低成本技术.近年来,合金元素在TiB2颗粒增强铝基复合材料中的研究备受关注,取得了一定的成果,对其作用机理的理解也向纳米层级甚至原子层级迈进.本文归纳了国内外微量添加合金元素对TiB2/Al复合材料中TiB2颗粒形貌、微观组织、力学性能的一系列最新进展,阐述了微合金化机制,并展望了其在调控复合材料裂纹萌生与扩展、发挥微纳尺度本征力学性能、协调材料强度和韧性矛盾中的潜在价值,以期为制备高性能铝基复合材料提供借鉴和参考.     

Fe和C元素对铜合金组织结构及力学性能的影响

目的 增强铜合金的强度、硬度,拓展该合金的应用范围.方法 在铜粉中添加不同比例共析成分的铁粉和石墨粉,利用真空热压烧结法,制备Cu-Fe-C合金.结果 热压烧结可以原位生成渗碳体;随着铁粉、石墨粉添加量的增加,铜基体的硬度持续增加,Cu-Fe-C合金的抗拉强度先上升后下降;当铁粉和石墨粉的质量分数为5％时,抗拉强度由1...     

异构金属材料优异力学性能及其机理的研究进展

异构金属的微观异质结构同时提高了金属结构材料的强度和塑性。近年来,强韧性匹配优异的新型异构金属得到了广泛关注和快速发展,在汽车、交通等诸多领域拥有广阔应用前景,是轻量化交通载具优质用材。异构金属的设计理念是通过优化微观结构设计来提高力学性能,典型结构有梯度结构、双峰结构、层状结构等,导构金属材料的共同点是内部含有强度差异较大的微观结构单元。此种特殊设计的微观结构单元可通过调控合金成分、晶粒尺寸、晶体结构的差异来形成,由于其造成了强度在空间上的差异,材料在变形过程中软、硬单元变形不一致而产生了背应力。异构金属就得益于背应力的强化/硬化效应而兼具高强度和高塑性,从而实现了强韧性的完美匹配。本文归纳了强韧性相匹配的异构金属材料的研究进展,分别对异构金属材料的力学性能特点、微观结构和变形机理进行了阐析,并对异构金属材料力学性能提升方面存在的问题和发展趋势进行了展望,旨在为力学性能优异的异构合金的设计、开发和应用提供参考。