Al-Zn-Mg-Cu合金半固态成形的研究现状与应用

半固态成形技术为实现Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金"以铸代锻"的目标提供了有效途径。主要综述了Al-Zn-Mg-Cu合金半固态制浆与成形技术、半固态成形合金的成分调控、微观组织结构与性能等方面的研究现状与进展,同时结合笔者所在学术团队的研究经历,对半固态成形件的组织和性能进行了简要分析。详细综述了Al-Zn-Mg-Cu合金半固态制浆和成形方法,着重介绍了环缝式电磁搅拌技术、蛇形通道浇注法及复合式半固态成形技术。进而综述了Al-Zn-Mg-Cu半固态成形合金的成分及微观组织结构调控方面的研究进展,介绍了合金成分调控及热处理工艺优化对性能的积极影响,分析比较了Al-Zn-Mg-Cu合金半固态成形后的微观组织和力学性能的研究现状。最后,对该成形方向的研究和应用现状进行了总结,分析了其需要解决的主要问题,并对其发展方向进行了展望。     

铀锆合金真空熔炼中铀挥发损失行为

铀锆合金熔炼中铀的挥发行为对控制合金成分及调控合金性能具有重要意义。应用热力学、动力学理论对金属铀及铀锆合金的挥发行为进行了研究,采用miedema模型对铀锆合金中铀活度系数进行了计算,并对不同温度、不同合金成分中铀的蒸气压、挥发速率变化规律进行了研究。结果表明,铀的挥发主要受熔炼温度及锆的含量影响。温度越高铀越易挥发,二者近似为指数关系,而锆合金含量越高,则铀越不易挥发,锆组元的加入有利于抑制铀的挥发损失。研究结果为后续工艺研究提供了参考依据。     

添加Ce的HSn70-1合金组织与性能研究

本文根据对HSn70-1合金特性进行分析,通过Ni、Mn合理配比、添加稀土元素工艺试验、冷凝管耐腐蚀试验,确定适合生产加工和保证产品综合性能的合金成分控制范围,研究了添加稀土元素的HSn70-1合金力学性能与退火温度的关系曲线,确定了添加稀土元素的HSn70-1冷凝管合理成分配比及工艺。     

合金化对铌-硅基超高温合金组织和性能影响的研究进展

综述了合金化元素对铌-硅基超高温合金组成相、相结构以及组织形貌的影响规律,并讨论了合金化元素在相形成方面的作用机理;总结了几个重要合金化元素对铌-硅基合金高温抗氧化性能和力学性能的影响规律;最后介绍了相图计算在铌-硅基合金成分设计和组织分析方面的应用.     

添加钼对锆合金性能的影响研究

添加合金元素来提高锆合金的力学性能和耐腐蚀性能,近年来受到研究学者的广泛关注。概述了加钼锆合金的国内外研究现状和发展趋势,着重介绍了添加钼元素对锆合金力学性能、耐腐蚀性能、微观组织、形变织构、第二相等方面的影响。在锆-铌合金中添加适量的钼,再通过适当的热机械处理,可以得到高强度、耐腐蚀、晶粒细小的锆合金。     

热处理和铌含量对铀铌合金显微组织与相结构的影响

铀铌合金的显微组织和相结构与铌含量和热处理制度密切相关。通过定量金相法对不同热处理制度下铀铌合金的显微组织和相结构演化进行了表征和分析。结果表明:淬火铀铌合金为单相过饱和固溶体,随铌含量增加,其相结构变化依次为正交、单斜、四方结构,显微组织形貌变化依次为针状、板条、等轴晶粒;慢冷铀铌合金为富铌(γ_(1-2))和贫铌(α′)片层交替组成的珠光体;马氏体组织退火时优先沿奥氏体晶界发生胞状分解,分解组织也为富铌和贫铌片层交替组成的珠光体,分解动力学符合JMAK方程。     

国外Inconel706合金的研究进展

Inconel 706合金由于具有良好的冶金性能、加工性能和机械性能等,因而成为近年来的研究热点。综述了有关该合金的成分、冶炼、冷热加工工艺、各种力学性能和应用背景等方面的最新研究成果。     

国个Inconel706合金的研究进展

Ｉｎｃｏｎｅｌ７０６合金由于具有良好和冶金性能、加工性能和机械性能等，因而成为近年来的研究热点。综述了有关该合金的成分、冶炼、冷热加工工艺、各种力学性能应用背景等方面的最新研究成果。     

难熔高熵合金性能调控与增材制造EI北大核心CSCD

难熔高熵合金(refractory high-entropy alloys, RHEAs)通过添加多种难熔元素形成等原子比或近等原子比的多主元合金,具有简单的相结构和优异的高温性能,在高温合金领域具有极为广阔的应用前景。本文以难熔高熵合金的性能特点与制备工艺为基础,从合金制备与成形面临的挑战出发,综述了难熔高熵合金的性能调控方法与研究进展,介绍了增材制造难熔高熵合金实现的突破与面临的困境,对难熔高熵合金的成分设计及优化、材料制备与加工、增材制造成形进行了展望,并对其未来重点研究方向提出了如下建议:通过调控相结构和相界面克服难熔高熵合金的强韧制约;结合传统强韧化理论与难熔高熵合金自身性能特点进行材料设计;借助增材制造技术的工艺特征促进难熔高熵合金的形性调控;探究难熔高熵合金在高温及多场耦合环境下的使役性能与失效机制。     

Al-Zn-Mg系铝合金的微合金化研究进展EI北大核心CSCD

Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合金化成为该合金性能改善的一种重要手段。本文简要总结了微合金化元素对Al-Zn-Mg系铝合金力学性能、热加工行为及耐腐蚀性能的影响,重点关注了微合金化元素在不同工艺阶段下形成的第二相颗粒能有效细化晶粒并强烈阻碍位错运动;讨论了热加工变形过程中钉扎晶界及亚晶界、抑制回复再结晶的作用;阐述了提高合金耐腐蚀性能方法的内在机理。最后对Al-Zn-Mg系铝合金微合金化的研究方向进行展望,深入理解微合金化元素间、主微合金元素间的相互作用机理,实现微合金化元素的精准、精确投放将是未来主要的研究内容之一。明确微合金化元素在热加工过程中对变形组织及位错组态的调控作用将对提高合金耐腐蚀性能提供借鉴。     

容错事故燃料包壳用FeCrAl合金的研究进展EI北大核心CSCD

福岛事故后,人们迫切需要开发相应的燃料包壳材料以忍受严重事故发生时的极端工况,从而提高核电站的事故承受能力。尽管FeCrAl合金的宏观中子吸收截面要远远高于锆合金,但其在严重事故下良好的耐腐蚀性、优越的高温力学性能及抗辐照损伤能力,使其被列为事故容错燃料包壳的候选材料之一。然而,现有FeCrAl合金难以满足核电站用材料的要求,因此需对其进行优化,以获得更佳的性能。本文系统总结了近年来关于优化后FeCrAl合金的腐蚀行为、力学性能、辐照后的微观结构及力学性能变化、焊接性及加工性等方面的研究进展,分析了FeCrAl合金的高温腐蚀机理以及引起FeCrAl合金微观结构及力学性能变化的主要原因,提出了FeCrAl合金在高温腐蚀、焊接性以及加工性等过程中存在的主要问题以及未来的研究方向。     

难熔高熵合金研究进展

高熵合金是近年来的新兴领域,与传统合金不同,其一般是由五种或者五种以上主要元素组成,每种主元的含量在5%~35%(原子分数)之间,多种元素混乱排列却拥有简单的相结构,高熵合金的优点显著,发展空间巨大。以难熔金属元素为基础的难熔高熵合金近年来大受关注,含有3种及以上的难熔金属组成的高熵合金称为难熔高熵合金,由于难熔金属的熔点均较高,因此难熔高熵合金表现出了较好的高温力学性能和高温抗氧化性能以及耐腐蚀性能,受到大众欢迎,有望取代传统的高温合金。详细的阐述了难熔高熵合金的制备方法、相结构、力学性能、抗氧化性能与耐腐蚀性能,最后对难熔高熵合金的发展进行了展望。     

轻水反应堆（LWR）用包壳材料研究进展

轻水反应堆（LWR）是国际上多数核电站采用的堆型。锆具有良好的加工性能,优良的机械性能,较高的熔点、优异的耐蚀性能及核性能,被用作燃料包壳和堆芯结构材料,是发展核电及核动力舰船不可替代的关键结构材料和功能材料。随着核电技术的发展,对堆芯包壳材料性能提出了更高的要求,综述了核用锆合金包壳材料的国内外研究和使用现状以及新型SiC包壳材料的研发现状。总体来说,锆合金在未来几十年内仍是核反应堆包壳材料的主要用材,开展新合金的研发,不断提升锆合金的性能是世界各国研究者共同的目标;适时加大投入力度,强化条件建设,就能加快具有国内自主知识产权锆合金的产业化步伐,可最终实现核电及核动力用锆合金材料的自主化;SiC材料具有更高的熔点、更好的耐腐蚀性能,是一种极具应用潜力的材料,有可能成为第4代核反应堆的包壳材料,但还需投入大量研究。     

高熵非晶合金耐腐蚀性能研究进展

高熵非晶合金是近年来发展起来的一种新型合金材料,因其兼具高熵合金和非晶合金优异的力学性能、耐腐蚀性能、磁性能等功能特性,引发了众多学者的广泛关注。本文简述了高熵非晶合金的含义与特点,介绍了高熵非晶材料的制备方法及组织与性能;归纳了该类材料的耐蚀机理与耐腐蚀性能的最新研究成果;展望了采用机器学习助力设计高熵非晶合金的新范式,并指出探究工况环境下的腐蚀失效机制、完善高熵非晶合金微观耐蚀机理与优化相关制备工艺是该材料广泛应用的前提条件。针对高熵非晶合金的开发及其耐腐蚀性开展的应用基础研究,将为我国海洋事业的“远洋化、深海化”提供先进的技术支撑和材料保障。     

钛合金深冷处理工艺研究综述

钛合金以其优异的生物相容性、出色的力学性能和抗腐蚀性而广泛应用于航空航天等领域。然而,现代工艺制备的钛合金存在延展性和耐疲劳性较差的问题,同时钛金属本身的耐磨性也较差,因此需要通过合适的后处理工艺来改善其力学性能。在这种背景下,深冷处理凭借其便捷、无污染、低成本及能显著改善金属材料组织和综合性能等优势,成为机械加工领域备受瞩目的研究方向。首先简要介绍了深冷处理的发展历程以及2种主要加工方法：液态法和气态法,同时概括了气态法的具体流程。其次重点综述了国内外深冷处理工艺对钛合金组织和织构的影响,分别从深冷时间、深冷温度与循环次数3个方面,归纳了深冷处理工艺对钛合金硬度和拉伸性能的影响以及深冷工艺的作用机理,并进一步探究了深冷处理工艺对钛合金制件摩擦磨损性能和耐疲劳性能的影响规律。最后介绍了深冷处理复合工艺方法,为基于深冷处理的加工工艺的发展提供有益参考和启示。     

高熵合金力学性能的研究进展

高熵合金作为一类新型的合金,具有许多优于传统合金的性能,在诸多领域有广阔的应用前景。高熵合金现阶段的研究主要集中在其力学性能方面,它的高强度、高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性等优点展现出了其作为在严酷条件下服役的结构材料的潜力,但目前对高熵合金的研究仍处于探索性阶段,所以研究高熵合金的力学性能具有重要的现实意义。主要综述了组分、制备工艺、热处理工艺、冷轧等对高熵合金的组织与力学性能的影响,并展望了高熵合金的应用前景。     

增材制造高熵合金研究进展

高熵合金(High-entropy alloys, HEA)由于具有优异的力学性能、抗高温氧化性能、耐腐蚀性能等优点,受到了越来越多学者的关注。目前高熵合金的制备一般采用传统的铸锻轧,这对于制备一些形状复杂的高端零部件和超细晶组织是一种严峻的挑战,而采用增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术是解决上述问题的一个有效途径。重点阐述了国内外近年来在高熵合金增材制造材料种类、快速凝固非平衡组织演化、裂纹等成形缺陷、力学性能及成形特征方面的研究进展,为增材制造高熵合金进一步发展提供一定参考。最后,对增材制造高熵合金的研究进展进行了总结,并对增材制造高熵合金成分的设计提供了一定的思路。     

铝合金表面特性对其胶接性能影响的研究进展

不同的表面处理方法会导致铝合金表面的表面理化特性发生改变,从而对铝合金板材与胶黏剂的界面结合强度以及胶接接头的耐腐蚀性能有很大的影响。本文从铝合金表面粗糙度、微观织构、表面氧化层和涂层化学特性等方面入手,对铝合金胶接接头的界面强度和耐腐蚀性能影响的研究现状进行了综述。探讨了铝合金胶接研究发展趋势,并认为铝合金表面理化特性的参数化表征以及表面特性与胶接性能的关系模型建立等方面是今后研究的重要方向。     

Phase Engineering of High-Entropy Alloys

High-entropy alloys (HEAs) are based on five or more principal elements with equal or nearly equal molar fractions and possess many significant advantages over traditional alloys, including high strength and hardness, excellent corrosion resistance, outstanding thermal stability, and irradiation resistance. Phase structure plays a vital role in determining the property of HEAs. For further enhancing the performance of HEAs in various application fields, a controllable synthesis with desired phases is required. In this review, the diverse phase structures of HEAs and the related properties are first introduced. Then, alternative tuning strategies to promote the desired phase structure of HEAs are focused upon. Property adjusting of phase-engineered HEAs is also discussed in depth. Lastly, some insights into the challenges and future prospects in this rapidly emerging research field are provided.