等通道转角挤压纯铝的组织结构

研究等通道转角挤压方法挤压纯铝的组织结构，纯铝试样经过ECAE挤压，在通道转角处产生大的剪切塑性变形，使晶粒细化，ECAE前原始晶粒尺寸为2μm,为一次挤压后粒尺寸约为1．2μm，多次挤压后晶粒不断细化，8次后尺寸达到0．3μm。同时，纯铝随挤压道次增加硬度提高，但挤压3－4次后硬度趋于饱和。ECAE技术不仅能够控制晶粒尺度，而且改善了材料的性能。     

A1_2O_3／A356复合材料的凝固组织与机械性能

本文研究挤压铸造20／A356复合材料凝固组织与机械性能随凝固冷却速率的变化，并分析其断裂特征。实验结果表明：随着凝固冷却速率的降低，26／A356复合材料的X相晶粒度和共晶硅相尺寸均逐渐增大，其抗弯强度和弹性模量也随之降低。同时，由于优良的制造工艺，20／A356复合材料的抗弯强度和弹性模量分别达到521MPa和102GPa。处于国际先进水平。另外，挤压铸造A126／A356复合材料的凝固，起始于颗粒之间。颗粒表面是共晶硅相异质形核的基底。2／A356复合材料仍表现为脆断裂，断裂过程中：颗粒出现开裂和解理由阶，裂纹从脆性共晶硅相中开始生长，并逐渐向26颗粒扩展。     

ECAP变形铜锰合金的微观组织和力学性能

为研究Mn元素对铜合金的变形机制和力学性能的影响，在室温下对纯铜和铜锰合金（Cu-5Mn）进行等通道转角挤压（ECAP）。结果表明， Mn元素的添加使得铜锰合金的短程有序度增加，平面滑移倾向变强，促进了变形过程中的位错积累，刺激大量滑移带形成，且局部应力集中效应诱发变形孪晶产生，因此铜锰合金的晶粒细化效果优于纯铜，晶粒尺寸约为400 nm。位错强化、细晶强化、孪晶强化和固溶强化的共同作用，使得ECAP铜锰合金的力学性能显著提升，抗拉强度高达482 MPa，从而为高性能靶材的制备提供了一种有效方法。     

纯镁在ECAP中组织演变及温度对变形组织的影响

利用等通道转角挤压(ECAP)技术在200～300℃温度下对纯镁进行挤压,使用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)表征分析不同温度下挤压后纯镁的组织特征以及相同温度下不同区域的组织特征。结果表明,挤压后材料的晶粒尺寸由应变速率和温度决定,经200℃挤压后晶粒最细,平均晶粒尺寸约25.6μm。经225℃挤压1/2道次后,剪切变形前组织主要为长条状粗大晶粒,粗晶中伴有孪晶产生;剪切区的组织主要为剪切变形带和大量的细晶围绕在粗晶周围;剪切变形后组织主要为再结晶组织和少量长条状粗晶。纯镁在225℃挤压后晶粒内部存在较多的基面位错,同时也存在〈c+a〉非基面位错。低温ECAP挤压时,再结晶方式为非连续动态再结晶和孪晶动态再结晶共同作用,高温变形时以非连续动态再结晶为主。     

等通道转角挤压视塑性试验分析

采用视塑性方法研究等通道转角挤压变形规律。通过观测试样变形平面上网格结点的位移来确定等通道转角挤压中金属流动变形规律，确定等通道转角挤压变形区的范围及剪切变形的分布。     

增强体对铝硅合金复合材料中硅相形貌的影响

采用挤压铸造法制备Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｓｉ合金复合材料。文章研究了增强体对铝硅合金中硅相形貌的影响。结果表明，氧化铝短纤维和硅相之间存在共格界面。此纤维可为硅相的非自发形核提供适宜的结晶衬底。复合材料中的初生硅可在短纤维表面形核并生长为颗粒状。复合材料中的纤维在Ａｌ－Ｓｉ共晶体的共生生长过程中，可触发硅相中的孪晶，导致纤维附近的共晶硅呈变质形态。     

喷射沉积硅铝合金组织结构与性能的分析

用自行研制的喷射装置制备硅铝合金坯体 ,分析喷射沉积坯体的组织结构及固溶处理后的组织变化 ,测试对热挤压后坯件拉伸、表面硬度、耐磨等性能。在较高过冷度下 ,熔体形核率增加、沉积时液滴的冲击使初生硅破碎 ,细化了硅铝合金组织。固熔处理温度、保温时间对硅铝合金组织影响较大。喷射沉积挤压硅铝合金力学性能与铸造组织相比 ,抗冲击性能大幅提高 ,硬度提高 3 0 % ,耐磨性提高 2 5 %。     

Al-5Ti-B细化剂对A356合金微观组织的影响

制定合理的熔炼工艺熔配A356合金,并在浇注前加入不同含量的Al-5Ti-B细化剂对合金液进行细化处理,研究细化剂对A356合金组织和性能的影响.研究结果表明:加入Al-5Ti-B能使A356合金中的初生α-Al相显著细化,该相由粗大的树枝晶变为细小、无定向的枝晶;由于晶粒变小晶界增多,硅相变得更为分散地分布在枝晶和晶粒间隙内,导致粗大的针片状共晶硅减少且长度变短,使应力集中程度降低.当细化剂加入量在1.0%时细化效果最好,二次枝晶间距为22.98μm,铸态下其硬度为62.4HB,而不经过细化处理的A356合金,其硬度仅为52.0HB,相比提高了12.4%.     

钛铝合金原位拉伸损伤与断裂过程研究

通过原位拉伸及卸载试验,和试样断口与表面的SEM分析,对钛铝合金原位拉伸断裂过程、断裂起始点及断裂扩展情况进行了研究。结果发现该材料断口上呈现沿层断裂和穿层断裂的混合形态,并在裂纹前端取向不利的层团附近出现大量微裂纹损伤。发现其断裂过程为：随着外加载荷的增加,试样首先在晶粒沿层薄弱区开裂,继续加载会在主裂纹前端附近产生一些微裂纹损伤,接着裂纹将穿层断裂,同时积蓄的能量得到部分的释放,直至试样的整体断裂。     

铝硅合金细化处理的研究进展

系统介绍了铝硅系合金的细化处理方法, 包括变质处理法、喷射成形法、溶体处理法、倾斜板铸造技术、大凝固界面温度梯度半连续铸造法等。指出在铸造过程中加强冷却能力、获得高的凝固界面温度梯度和界面过冷, 可以显著细化铝硅合金及其初晶硅尺寸, 从而获得高性能铝硅合金。     

变质处理及热循环对AI-17%Si合金组织和储热性能的影响

以AlTi5B中间合金和磷盐为复合变质剂,通过金相分析和差热分析等方法研究了变质处理和熔化-凝固热循环对Al-17%Si合金显微组织、储热性能的影响.结果表明;经过磷盐和AlTi5B复合变质处理后的合金,原粗大块状、条状的初晶硅明显减小且棱角钝化,较大针状的共晶硅变为颗粒状;在480～620℃随循环次数增加初晶硅颗粒由小变大,潜热值下降.     

选区电子束熔炼Ti-6Al-4V钛合金的绝热剪切各向异性

使用分离式霍普金森压杆对选区电子束熔炼的Ti-6Al-4V合金棒材进行动态加载,通过动态加载曲线对比、X射线衍射及金相观察,分析了晶界和hcp-α相取向对纵/径向试样绝热剪切行为的影响。结果表明,纵向试样的临界应变和绝热剪切形成能均比径向试样的小,即绝热剪切敏感性比径向试样的高,因此试样在纵/径方向上存在绝热剪切各向异性。在同一加载方向下,晶界与hcp-α相取向对材料流变应力的影响相反,而且hcp-α相取向的作用更强。当hcp-α相的c轴平行于加载方向时(纵向试样),材料的流变应力更大、变形做功更多、热软化效应更强,因此纵向试样更易发生绝热剪切。     

交流电场对Al-Si共晶合金凝固组织的影响

研究交流电场作用下Al-Si共晶凝固组织的变化。结果表明,电场作用改变了共晶Si的生长形态,随电流密度增加,共晶Si的形态经历一次先细化后粗化的过程。电场的处理作用使Al-Si共晶合金中潜在的形核质点增加,电流密度为16.98mA/mm2时,形核率达到最大值,电场对共晶Si的生长有抑制作用。     

氧化铝/锌合金界面反应及其对复合材料凝固组织的影响

利用挤压铸造制备了氧化铝／锌合金复合材料,研究了氧化铝／锌合金界面反应及其对复合材料凝固组织的影响．结果表明,复合材料的基体组织细小,合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体的结合;在复合材料凝固过程中,氧化铝纤维可作为锌合金中共晶体非自发形核的衬底,纤维／基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用,导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变组成．     

锡铜共晶合金焊料的机械性能

主要叙述了锡铜合金的润湿性质以及它们的块材与基材连接时的拉伸特性、剪切特性、蠕变特性、疲劳特性及热疲劳特性等方面的研究结果．     

岩石节理粗糙度新指标及新的JRC确定方法

为使二维粗糙度指标能够反映岩石节理形貌的方向特征,同时可以克服采样间距取值对粗糙度指标大小的影响。将岩石节理面划分为一系列连续的长方体微凸体,提出一种确定长方体微凸体计算长度的计算模型。通过平均同一剪切方向上长方体微凸体的计算高度提出了一个新的描述形貌面粗糙度的指标c。指标c是由长方体微凸体2种破坏模式结合一种确定长方体计算长度的模型得到,可以将节理几何特征与剪切强度结合起来,进而将节理粗糙度与节理剪切强度结合起来,这就为考虑剪切方向性的岩石节理剪切强度公式的提出提供可能。粗糙度指标c可以将形貌面客观定量表示,同时具有方向性,即剪切方向不同时对应的c不同。以标准JRC曲线为例,基于图像分割技术提取了标准JRC曲线坐标信息,阐述了粗糙度指标c的计算过程。在某一测量间距下获取的粗糙度指标不足之处是比该测量间距较小的粗糙度将被掩盖,而小尺度的粗糙对于抵抗剪切的贡献不应被忽略。通过计算不同采样间距的粗糙度指标c,发现指标c随着采样间距增大而呈幂函数形式减小,显示具有分形特征。基于分形思想,提出可同时反映节理形貌面各向异性并且不受测量尺度影响的粗糙度评价系统。分析了粗糙度描述系统指标与JRC之间的关系,证明该描述系统指标可与节理剪切强度建立良好的关系。     

晶界特征分布对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢绝热剪切带自组织的影响

通过形变热处理工艺优化不锈钢的晶界特征分布,并采用厚壁圆筒外爆压缩加载实验对形变热处理前后的试样进行动态加载,研究了晶界特征分布对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢绝热剪切带自组织的影响。结果表明,形变热处理工艺优化了不锈钢的晶界特征分布,特殊晶界比例尤其是∑3晶界比例分别从27.8%,18.9%提高到72.5%,55.8%,一般大角度晶界被小角度晶界和特殊晶粒团簇取代或阻断。加载后两种状态试样的剪切带的数量和间距差别较小,但是固溶试样剪切带的平均扩展速率为446 m/s,最长剪切带长度为2.33 mm,而形变热处理试样分别为338 m/s和1.75 mm。晶界特征分布优化对剪切带的形核影响较小,但是由于特殊晶界比例的提高,明显阻碍了绝热剪切带的扩展,提高了高速变形条件下的抗损伤能力。     

Study of the Effect of Strontium (Sr) on the Nucleation of Eutectic Silicon (Si) in High Purity Hypoeutectic Al-5Si Alloys

High purity Al-5Si (wt. %) master alloys containing different levels of Sr additions were manufactured in an arc melter under high vacuum. The alloys were melt-spun which resulted in the production of thin ribbons. The microstructure of the ribbons consisted of Al matrix and entrained eutectic droplets. The ribbons were subsequently investigated using differential scanning calorimetry (DSC) and conventional transmission electron microscopy (CTEM) to examine the effect of Sr on the droplet undercooling and nucleation of eutectic silicon. The results indicate that the addition of Sr increases the eutectic droplet nucleation undercooling (ΔT). This may be due to Sr poisoning of the AlP phase.