磁控溅射TiCN薄膜对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响

基于正交试验设计，在铝合金表面磁控溅射沉积TiCN薄膜，采用盐雾腐蚀、电化学腐蚀、硬度测试等探究磁控溅射工艺参数（钛靶功率、碳靶功率、氮氩比）对Al-Cu-Mg-Ag合金硬度与抗腐蚀性能的影响规律，并结合扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等对其机理进行探讨。结果表明：磁控溅射工艺参数对合金的膜层硬度、盐雾最大腐蚀深度、腐蚀电流密度、膜基结合力的影响顺序分别为：氮氩比>C靶功率>Ti靶功率；C靶功率>氮氩比>Ti靶功率；C靶功率>氮氩比>Ti靶功率；Ti靶功率>C靶功率=氮氩比。C靶功率200 W、Ti靶功率100 W、氮氩比为1：40时，可以获得耐蚀性、硬度和膜基结合力综合性能优良的TiCN膜层。     

8090Al合金的时效析出

本文研究了8090铝合金（Al-Li-Cu-Mg-Zr)时效过程中的δ′sh t PFZ(无析出区）长大规律，发现它们与时间的1/3次方成正比，同时讨论时效对变形机制的影响即位错从切过δ′相到绕过的转变；并讨论了时效对材料塑性的影响及其原因。     

LY12合金在形变过程中蜷线位错的变化及其对拉伸性能的影响

本文研究了LY12合金中蜷线位错的形成条件及其对析出相和拉伸性能的影响,研究了在形变过程中蜷线位错的变化。结果表明,LY12合金在T3和T6状态存在蜷线位错,形变后蜷线位错消失。本文探讨了形变消除蜷线位错的原因。试验发现,蜷线位错有利于θ′相优先析出,因而造成θ′相分布不均匀,使强韧性下降     

GH4169合金δ相的析出动力学研究

采用X射线衍射技术测定了GH4169合金中δ相在900℃、930℃时的析出动力学,并采用光学显微镜进行组织观察,结果表明：δ相的形核位置和形核方式与时效温度有关.当时效温度在900℃时,δ相主要在晶界和孪晶界上形核析出,而晶内颗粒状δ相由时效初期析出的亚稳态γ″相转变形成;当时效温度为930℃时,δ相不仅可以在晶界和孪晶界形核析出,还可以从基体γ莫直接形核析出,并且随着时效时间的延长,δ相逐渐向晶内生长,最终形成魏氏体δ相.当时效温度一定时,δ相的析出含量与时效时间满足Avram i方程.     

Mg-Gd-Y合金中与β'相粗化相关的析出结构

为了研究Mg97Gd2Y1合金中β'相的粗化过程以及相关析出结构的形成和演变机制,使用原子分辨的高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜(high angle annular dark field scanning transmission electron microscope,HAADF-STEM)成像技术表征了合金不同时效阶段形成的析出结构,并结合第一性原理计算的方法分析了它们的稳定性.结果表明,相关的β'F、βM和β"相主要在β'相粗化过程的早期形成,它们的形成与β'相相界面周围存在较高的错配应变场密切相关;随着β'相粗化过程的进行,βM和β"相的尺寸和数量逐渐减少,而由β'与β'F相交替组成的竹节状析出物增多,成为合金基体中主要的析出结构;当错配应变足够大时,β'F相内部出现位错,β相在位错处可以形核,并逐渐长大成为基体中主要的平衡析出结构.     

硬面合金中碳氮析出物的研究

硬面合金是利用研制的氮合金自保护硬面药芯焊丝在低碳钢板上堆焊得到.Nb和Ti作为最有效的碳氮合金化元素被加入到硬面合金中.用光学显微镜、扫描电镜、电子探针研究了硬面合金中碳氮析出物形态和组成,并进行了热力学分析,讨论了碳氮析出物对组织的影响.结果表明:硬面合金中的碳氮析出物为分布在晶界和位错上的MX(M＝合金元素,X＝C、N)复合型碳氮化物,焊态和热处理条件下具有不同的数量和尺寸.初生碳氮析出物在焊缝凝固过程中形成,并具有较大尺寸;细小的二次碳氮析出物能在堆焊热处理后大量弥散析出,对基体产生明显硬化作用.硬面合金中的碳氮析出沿位错和晶界弥散分布,抑制了富Cr析出相的形成并改善耐晶界腐蚀性能.     

CoAlW合金时效过程中γ'相析出的相场模拟

运用相场方法模拟了CoAlW合金时效过程中,L12有序结构的γ'相从共格无序面心立方母相γ中析出的过程.基于静态浓度波的形式描述结构的有序度,构造了关于浓度和有序度的自由能曲面.将晶格的错配应变和L12结构的4种反相纳入模型中,并考虑两相弹性模量差别对组织演化的影响.通过二维计算机模拟,得到与实验相符的组织形态,证实了...     

CoAlW合金时效过程中γ'相析出的相场模拟

运用相场方法模拟了CoAlW合金时效过程中,L12有序结构的γ′相从共格无序面心立方母相γ中析出的过程。基于静态浓度波的形式描述结构的有序度,构造了关于浓度和有序度的自由能曲面。将晶格的错配应变和L12结构的4种反相纳入模型中,并考虑两相弹性模量差别对组织演化的影响。通过二维计算机模拟,得到与实验相符的组织形态,证实了CoAlW合金中γ/γ′沉淀强化机制。     

Al－Li－Cu－Mg－Zr（8090）合金屈服强度与变形温度和速率间的关系

研究了变形温度（７７～５２３Ｋ）和变形速率（１．７７×１０－４～１．７７×１０－２ｓ－１）对Ａｌ－Ｌｉ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｚｒ（８０９０）合金时效后屈服强度的影响，并观察了位错结构，欠时效和接近峰值时效试样的屈服强度，随变形温度从７７Ｋ上升到２９０Ｋ而降低，而在２９０～４５０Ｋ间则表现出正温度系数。在此区间内，位错成对运动，并切过有序相δ＇－－Ｌｉ２，在应力一应变曲线上还观察到锯齿屈服效应。在高于４５０Ｋ，屈服强度随温度升高而降低，位错呈单个运动，并逐渐形成缠结．     

ChCl-Urea低共熔溶剂中银锡合金的电沉积行为研究

以氯化胆碱-尿素(ChCl-Urea)低共熔溶剂为基础液,电沉积制备银锡合金镀层,采用循环伏安曲线、计时电流曲线对银锡合金的电化学过程进行分析,使用扫描电子显微镜(SEM)对银锡合金镀层微观形貌进行研究,利用极化曲线对银锡合金镀层的耐蚀性进行分析.结果表明,ChCl-Urea低共熔离子液体体系中,银锡的成核方式为三维瞬...     

Flow stress behavior and processing map of Al-Cu-Mg-Ag alloy during hot compression

The hot deformation behavior of Al-Cu-Mg-Ag was studied by isothermal hot compression tests in the temperature range of 573-773 K and strain rate range of 0.001-1 s^-1 on a Gleeble 1500 D thermal mechanical simulator. The results show the flow stress of Al-Cu-Mg-Ag alloy increases with strain rate and decreases after a peak value, indicating dynamic recovery and recrystallization. A hyperbolic sine relationship is found to correlate well the flow stress with the strain rate and temperature, the flow stress equation is estimated to illustrate the relation of strain rate and stress and temperature during high temperature deformation process. The processing maps exhibit two domains as optimum fields for hot deformation at different strains, including the high strain rate domain in 623-773 K and the low strain rate domain in 573-673 K.     

位错理论在金属切削中的应用

位错理论已用于新型材料的研究,近年来开始用于金属加工包括铸锻加工和切削加工机理的研究.本文用位错理论来阐明材料在切削过程中的塑性变形、硬化和断裂的机理,以期在原子级的水平上揭示金属切削过程的物理本质,建立更准确更符合实际情况的切削过程的物理模型;优化切削过程以及提高加工效率和加工质量.本文还用位错理论指出研制新型刀具材料的途径.     

Al-Mg-Si合金滑移面结合及位错运动机制

运用固体经验电子理论(EET理论),对A l-Mg-S i合金GP区(L10型,下同)、β相(Mg2S i)相邻滑移面之间总的共价键结合能力进行了计算,结果表明:GP区与β相滑移面之间总的结合能力分别为基体A l的1.36与3.32倍,通过这种结合能力的比较,可以合理解释它们的硬度及其对合金的硬化强化作用与位错不同交互机理的内在原因.     

航空铝合金高速铣削加工的三维数值模拟

针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050 T7451进行了高速铣削加工数值模拟,得到了铣削过程的切削力、切削温度及切屑形状.通过高速铣削实验测得了切削力,在相同的切削条件下模拟结果与实验结果比较吻合,切削温度及切屑形状也与实际相符.研究表明,三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型可以准确模拟高速铣削加工过程,能够进一步用于研究切削参数与切削力、切削热之间的关系,进行切削参数及刀具寿命优化.     

加载路径对铝合金疲劳位错结构的影响

目的研究铝合金材料在相同等效应力幅、不同非比例加载路径下的多轴疲劳寿命以及疲劳失效试件位错结构,从而明确加载路径对位错结构的影响.方法利用透射电镜分析了不同加载路径下疲劳试样的位错结构特征.结果铝合金多轴非比例加载疲劳寿命变化规律为:圆形路径<正方形路径<矩形路径<椭圆形路径,圆形路径下位错以交叉滑移为典型特征,正方形路径下以单方向的滑移线以及拉长的位错环为典型特征,矩形和椭圆形路径下均以三方向的多滑移为典型结构特征.结论加载路径对疲劳寿命有明显影响,不同加载路径下疲劳试样位错结构不同,质点对位错有较强的钉扎作用,位错以线形平行排列塞积在质点前.     

螺旋钻孔机切削机构的理论分析

螺旋钻孔机是基建施工中常用的大型灌注桩施工机械。在进行成孔作业时，其钻具前端的切削刃的形态及其动态性能对整个切削过程有很大影响，这里通过理论比较和实验研究，对螺旋钻孔机切削机构的理论进行分析探讨，以寻求合理的设计理论依据。     

基于ABAQUS的钛合金稳态切削模拟

本文基于ABAQUS软件的Johnson-Cook材料模型以及ALE网格划分技术对钛合金稳态切削加工过程进行了有限元模拟,并研究了钛合金的切屑成型过程、切削层的塑形应变以及工件温度的分布,从切屑形状上看,模拟结果与试验结果基本吻合。在此基础上分析了不同切削前角、切削深度和切削速度等参数对切削力的影响,发现在一定范围内适当增大切削前角或减小切削深度有利于切削的进行,此外切削速度的变化在一定范围内对切削力影响较小。     

Effects of thermomechanical treatment on the mechanical properties and microstructures of 6013 alloy

The mechanical properties and microstructures of 6013 alloy after different thermomechanical treatments were investigated. The detailed dislocation configurations after deformation and morphologies of age hardening precipitates were examined through transmission electron microscopy (TEM). The experimental results show that the thermomechanical treatment can significantly enhance the strength of 6013 alloy, and has a similar influence trend on single and two-step aging behaviors. With the increasing deformation ratio, the peak-hardness (HV_max) increases, the time to HV_max shortens, and the density of tangled dislocation network increases. The aging precipitates become larger and inhomogeneous by applying thernomechanical treatment. Funded by the National Key Technology R&D Program of China (No.2007BAE38B01)