Cu-0.54Al2O3弥散强化铜合金的拉伸变形和断裂行为

对Cu-0.54%Al2O3弥散强化复合材料的拉伸变形和断裂行为进行了研究.结果表明,经挤压比为30∶1 的热挤压后,复合材料的σb、σ0.2、δ和σ0.2/σb分别高达340 MPa、250 MPa、24%和74%.冷加工后合金的强度随退火温度的升高而逐渐下降,但σ 0.2/σb仍保持较高的值.挤压态合金的加工硬化指数n为0.256,明显低于纯铜.铜基体中均匀弥散分布着平均尺寸为18 nm,间距为100 nm的Al2O3纳米粒子,提高了铜基体的强度,阻碍了高温退火时再结晶的发生,降低了合金的加工硬化速率.挤压态合金的拉伸断口宏观上为杯锥状,微观上表现为明显的韧性断裂特征.     

Cu-Al2O3纳米弥散强化铜合金的短流程制备工艺及性能

研究了一种简化的短流程工艺,成功地制备出几种不同成分的Cu-Al2O3弥散强化铜合金.对Cu-0.3wt%Al合金粉末内氧化的研究表明,在700℃～900℃内氧化时,早期进行得非常迅速,硬度的提高主要发生在1 h以内;不同温度下内氧化达到硬度峰值的时间也各不相同,且900℃内氧化时硬度的峰值为最高(HV=141).随Al2O3体积分数的增加,挤压态合金σb和σ02均逐渐升高,但其增速随Al2O3的增加有逐渐减缓之势.经不同变形量的冷拉拔后,σb和σ0.2基本呈相对均匀的速度增加,且随Al2O3含量的增加,加工硬化的速率逐渐变慢,延伸率则相应降低,电导率的下降幅度不大.所有Cu-Al2O3合金在退火后均能保持其大部分强度(≥72%).     

Mg-3Zn-2Gd合金轧制态和退火态的组织与力学性能

利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了热轧态及退火态Mg-3Zn-2Gd合金的组织,并测试了其室温拉伸力学性能。结果表明:合金板材经应变为23%~67%的轧制后组织得到细化,平均晶粒尺寸由10μm减至轧制应变为67%时的4μm。初始组织中的大量孪晶和剪切带逐渐减少;随着轧制应变增至67%,剪切带消失,组织由动态再结晶晶粒和少量孪晶组成。拉伸力学性能显著提高,抗拉强度σb和屈服强度σ0.2分别由未轧制时的255 MPa和215 MPa提高至轧制应变为67%时的305 MPa和300 MPa,而伸长率δ先提高后降低。再经573 K退火处理1 h后,合金组织发生静态再结晶,变形不均匀区域消失,由细小均匀等轴晶组成;σb和σ0.2分别降至265 MPa和235 MPa,δ提高至19.0%;拉伸断口呈现大量韧窝,表现为韧性断裂。     

Al_2O_3弥散强化Cu基复合材料高温拉伸行为研究

Al2O3颗粒弥散强化铜基复合材料因具有高强度和高导电性而在电子行业和电阻焊行业有着广阔的应用前景,本文利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料的显微组织进行了分析,并用高温电子拉伸试验机测试了其高温拉伸力学性能。结果表明,Cu 0.6%Al2O3复合材料的室温拉伸屈服强度为442MPa,600℃时屈服强度为154MPa;试验温度低于300℃,其断面收缩率为22.2%～62.0%,温度高于400℃,其断面收缩率为4.5%～9.1%,呈现出明显的高温脆性。对其拉伸断口形貌和断裂机理进行了初步分析。     

挤压对喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si铝合金组织与性能的影响

采用喷射成形和挤压工艺制备了Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金,通过金相、扫描电镜和力学性能测试等实验分析了挤压件的组织和性能。结果表明:沉积态合金中,相组成主要为α-Al、α-Al12(Fe,V)3Si相,除此之外,合金中还含有少量的具有单斜结构的θ-Al13Fe4。挤压态合金在室温下的抗拉强度(σb)达到了415 MPa,屈服强度(σ0.2)达到了345MPa,延伸率(δ5)可达到22.5%;随着拉伸温度的升高,合金的拉伸强度和屈服强度都下降,而合金的延伸率则呈现"下降-上升"的中温脆性规律。     

挤压变形Al—0．8％Mg—0．6％Si—xSc合金的显微组织与力学性能

本文针对挤压变形Al—0．8％Mg—O．6％Si-xSc合金的显微组织和拉伸性能进行了研究,以确定稀土元素Sc和T6处理对该系合金性能的影响规律。结果表明,加入适量的元素Sc可以有效地细化挤压变形Al0．8％Mg-0．6％Si—xSc合金的组织,提高其室温抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率;经过T6处理后,Al—08％Si-0．6％Si—xSc舍金的抗拉强度和屈服强度可得到显著提高;挤压变形Al—0．8％Mg～O．6％Si～xSc合金在拉伸加载条件下主要呈现韧性断裂特征。     

固溶处理对AM60B＋xRE及AZ9lD＋xRE镁合金性能的影响

研究了添加少量富铈混合稀土的AM60B xRE及AZ9lD xRE合金(x＝0．4、0．8、1．2、1．6和2．0％，质量分数)固溶处理后的显微组织与机械性能．结果表明，添加混合稀土能显著提高合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0.2，固溶处理明显提高AZ9lD xRE合金的强度；AM60B xRE及AZ9lD xRE合金的铸态组织由α(Mg)固溶体、杆状Al11RE3相、颗粒状Al10Ce2Mn7相以及网状Mg17Al12相组成，经过固溶处理后，网状Mg17Al12相完全溶解，只剩下热稳定性较高的Al11RE3相和Al10Ce2Mn7相，随固溶时间的延长，其形态略有改变．AM60B xRE合金拉伸试样断口呈带局部韧窝的准解理断裂形式，而AZ9lD xRE合金则呈现沿晶断裂 解理断裂的混合断口形态．     

挤压态Mg-2Sn-2Bi-0.5Ca-0.2Mn合金的显微组织和力学性能

低合金化的Mg-Sn-Bi基合金具有较高的拉伸延展性和挤压成形性,是开发高强韧镁合金的理想材料。为了弥补其强度不足的缺点,本文通过微合金化设计了一种新型的低合金化Mg-2Sn-2Bi-0.5Ca-0.2Mn镁合金,该合金在挤压温度为523 K、挤压比为25∶1的条件下被成功挤压成形。采用电子背散射衍射仪(EBSD)、X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术表征挤压态合金的组织特征和相组成,并利用拉伸试验机测试了挤压态合金的室温拉伸性能,此外,还对合金的强韧化机制和加工硬化行为进行了详细的讨论。结果表明：挤压态合金主要由α-Mg、Mg₃Bi₂以及Mg₂Bi₂Ca相组成,且表现出几乎完全的动态再结晶组织和典型的挤压镁合金织构;合金的拉伸屈服强度为287.2 MPa,抗拉强度为353.0 MPa,伸长率为20.0%,具有良好的强韧性匹配度。合金展现出的高屈服强度是晶界强化、第二相强化和织构强化共同作用的结果;合金的断口形貌表现出典型的韧性断裂特征,然而粗大Mg<...     

金属型铸造Fe_3Al金属间化合物的组织和力学性能

研究了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al铸态及热处理后的组织、力学性能和冲击断裂行为。结果表明:合金的铸态组织为等轴晶,平均晶粒尺寸约为100μm左右;合金经1000℃,15h均匀化退火+炉冷+600℃,1h中温回火+油淬热处理后,晶界得到了细化,晶内和晶界上析出了弥散分布的第二相,合金晶粒尺寸有所长大;XRD及EPMA点扫描分析综合得出弥散相的主要成分为Fe2AlCr,基体主要相组成为Fe2AlCr、Fe3Al、FeAl,晶界处主要相组成为Fe2AlCr和FeCr;热处理后合金的σb提高了46MPa,HRC由铸态时的22.5提高到了26.8,但合金的冲击韧性有所下降;铸态时合金的断裂方式主要以沿晶断裂为主,热处理后合金断口呈沿晶+穿晶的混合型断裂特征。     

退火处理等径角挤压7090/SiCp复合材料的显微组织与断裂行为

采用喷射沉积工艺制备了SiCp/Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金基复合材料,通过等径角挤压工艺对挤压后的复合材料试样进行了大塑性变形。研究了不同退火处理制度对等径角挤压试样室温力学性能及显微组织的影响,观察了不同状态的断裂特征,结果表明,退火处理后,等径角挤压试样发生韧性断裂,断口出现大量的韧窝,韧窝底部存在一定量等径角剪切破碎产生的细小SiC粒子。同时该复合材料等径角挤压后的力学性能及断裂行为与退火处理制度有关,随着退火温度的升高,复合材料的室温拉伸强度逐渐增大,但其塑性逐渐降低。SiC增强颗粒与Al合金基体之间的界面结合力较小,在拉伸过程中以拔出的形式为主。     

基体合金对连续M40石墨纤维/Al复合材料纤维损伤及断裂机制的影响

选用M40石墨纤维为增强体,采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为40%,基体合金分别为ZL102、ZL114A、ZL205A及ZL301合金的连续M40/Al复合材料,并用NaOH溶液萃取出M40纤维,研究了基体合金对连续M40/Al复合材料纤维损伤和断裂机制的影响。结果表明:不同的基体合金对M40纤维造成的损伤差异较大,从M40/ZL301复合材料中萃取的纤维拉伸强度最高,其拉伸强度为1 686 MPa,约为纤维原丝拉伸强度的38.3%;而从M40/ZL102复合材料中萃取的纤维拉伸强度最低,其拉伸强度仅为687 MPa,且纤维表面粗糙程度不一。不同M40/Al复合材料的断裂机制存在明显差别,M40/ZL102和M40/ZL114A复合材料断裂时无纤维拔出及界面脱粘,裂纹横向穿过纤维导致复合材料在低应力下失效;M40/ZL205A复合材料则表现为少量纤维拔出,界面轻微脱粘;同时,M40/ZL301复合材料表现为大量纤维拔出,裂纹沿界面纵向扩展,界面脱粘明显,纤维充分发挥其承载作用,复合材料的拉伸强度最高,达到了670.2 MPa。      

纳米Al2O3粒子浓度对弥散强化铜合金退火行为的影响

通过力学性能、金相和TEM观察对低、中浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究.结果表明:低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能,500℃退火后发生再结晶,900℃退火后已基本完全再结晶,屈强比约为56%.中浓度合金抗高温软化性能较好,900℃退火后,合金仍然以回复过程为主,金相尺度下不能看到再结晶晶粒,屈强比可达70%.弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布的纳米Al2O3粒子.Al2O3粒子尺寸在10～20nm内时,粒子间距＞200nm时,阻碍晶界迁移能力较差,粒子间距＜90nm时,可显著阻碍晶界的迁移,合金抗高温软化性能优越.     

纳米Al_2O_3弥散强化铜复合材料的产业化制备及研究

采用内氧化法以水雾化铜铝粉为原料制备出铝含量(质量分数)分别为0.15%、0.40%、0.60%的Al2O3弥散铜复合材料。研究了Al2O3弥散强化铜材料的组织与性能,结果表明,弥散铜材料的晶粒细小,晶粒大小约为10μm;γ-Al2O3在基体中均匀分布,平均尺寸约为6nm,间距为40nm;挤压态为Al含量0.60%的弥散铜棒材(Φ25mm)不经任何中间热处理,直接冷拉拔即可得到Φ3mm的铜丝,其抗拉强度高达680MPa,电导率达78%IACS。     

铸态和挤压态Mg-4Sm-Al-0.3Mn-xZn合金微观组织和力学性能研究

本工作通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸试验机对铸态和挤压态Mg-4SmAl-0.3Mn-x Zn(x=0、1、2、3)(质量分数)合金的微观组织及力学性能进行了研究。铸态、固溶态合金中观察到了Mg-Al-Sm三元析出相,它是一种长条形基面析出相,具有六方结构,其中a=0.556 nm,c=0.521 nm。该相与镁基体的位向关系为:[0001]_(Mg-Al-Sm)‖[0001]_(α-Mg),■_(Mg-Al-Sm)‖■_(α-Mg)。三种元素的原子比为Mg∶Al∶Sm=98.73∶0.71∶0.56。铸态合金中Mg-4Sm-Al-0.3Mn-3Zn合金具有最佳的拉伸性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为96 MPa、138 MPa和7.2%。挤压态合金中Mg-4Sm-Al-0.3Mn-2Zn合金具有最佳的拉伸性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为269 MPa、298 MPa和16%。     

微量Sr和Mn对Mg-8Li-3Al变形合金力学性能的影响

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机对比研究了微量添加Sr和Mn对Mg-8Li-3Al合金组织和力学性能的影响,结果表明:基础合金Mg-8Li-3Al主要由α-Mg,β-Li和Al12Mg17金属间化合物组成,Sr和Mn的加入使合金中形成了Al4Sr和Al2Mn3等金属间化合物。合金元素Sr和Mn对合金组织均有细化效果,Sr的细化效果优于Mn。添加Sr和Mn后合金的强度均有所提高,其中挤压态Mg-8Li-3Al-0.5Sr-0.5Mn合金的σb=242.15 MPa,σ0.2=206.96 MPa,δ=22.43%,比Mg-8Li-3Al镁合金的力学性能分别提高了14.98%,28.11%和8.31%。     

纳米晶Al的制备及拉伸性能(Ⅰ)

采用活性氢等离子蒸发法制备出纳米Al粉体，然后将粉体冷压成块体经适当热处理的纳米Al块体试样的屈服强度σ0．2是普通粗晶Al的12～16倍，断裂强度σb是粗晶Al的5～6倍，断裂延伸率达4％，为典型的韧窝塑性断口．讨论了纳米晶Al的断裂机制     

压力对Al-5.0Cu-0.4Mn-0.1Ti-0.1RE-0.25V合金组织和力学性能的影响

目的以Al-5.0Cu-0.4Mn-0.1Ti-0.1RE-0.25V合金为研究对象,分析其在挤压压力为0,50,100 MPa时的合金组织及力学性能。方法试验采用拉伸性能测试、宏观腐蚀、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等测试方法进行研究。结果提高挤压压力能明显细化铸态合金的晶粒,提高合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率;挤压压力为100 MPa时的合金相对于50MPa时的合金,不论是晶粒细化程度还是力学性能提升效果均不明显;V在合金中的溶解度较低,在合金中积聚生成的微米级初生Al10V在拉伸过程中部分发生断裂,对合金的力学性能不利。结论当挤压力为50 MPa时,合金可获得较好的力学性能。     

6vol%纳米B_4C_P/2009Al复合材料的颗粒分布特征及性能

采用三维高效混料机混料、多级真空热压和热挤压制备了增强体含量为6vol%的纳米B_4C_P(n-B_4C_P,50nm)/2009Al复合材料,研究复合材料中n-B_4C_P分布、形成机制以及对n-B_4C_P/2009Al复合材料力学性能的影响。结果表明:当混料球料比为5∶1时,复合粉末经过30h混料后,纳米B_4C_P基本均匀分布于Al合金颗粒表面;热压态复合材料中n-B_4C_P偏聚在基体晶界处,经过热挤压后,复合材料中的n-B_4C_P呈弥散均匀分布。热挤压过程中,基体合金的塑性流动对分布于晶界处的纳米B_4C_P形成剪切作用力,断裂的纳米B_4C_P团聚体沿着剪切应力方向发生重新分布是实现n-B_4C_P均匀分布的主要机制。经过495℃保温1h后水淬,175℃人工时效16h后,增强体含量为6vol%n-B_4C_P/2009Al复合材料硬度比基体合金提高了36.4%,抗拉强度和屈服强度分别提高10.9%和26.2%。n-B_4C_P/2009Al复合材料的拉伸断口表现出韧性断裂和脆性断裂混合特征。     

纳米晶Al的制备及拉伸性能(Ⅱ)

将用蒸发法制备的纳米Al粉体冷压成直径25×2mm的块材经620℃／40min热处理后，进行变形量为55％的冷轧形变处理线切割成标距为10mm的拉伸试样.冷轧后样品的相对密度为99％，平均晶粒尺寸约为53nm．拉伸实验结果表明：冷变形致密化的纳米晶Al的屈服强度σ0．2和断裂强度σb分别是同质粗晶Al的12～16倍和5～6倍：延伸率δ比同质冷轧粗晶Al提高大约28％，比未经冷变形的纳米晶Al提高近一倍研究了冷变形对纳水晶Al拉伸性能的影响     

热处理工艺对包套挤压镍微合金化TiAl合金组织与性能的影响

以包套挤压镍微合金化TiAl合金为研究对象,研究了热处理工艺对合金组织和室温、800℃拉伸性能的影响.结果表明,70%变形量包套挤压合金经(α γ)双相区1250℃热处理获得了再结晶完全的双态组织,其中不含有残留的层片结构;挤压合金经(α2 γ)双相区退火处理后,合金室温拉伸屈服强度为535MPa,抗拉强度为650MPa,延伸率为3%;800℃拉伸屈服强度为365MPa,抗拉强度为400MPa,延伸率为156%,这种组织有利于进一步加工成形,使超塑成形成为可能.