半固态AZ91D镁合金的压缩变形和显微组织

利用平行板触变压缩仪研究了电磁搅拌的半固态AZ91D合金试样的压缩变形和组织.结果表明:随着半固态压缩变形温度的升高,AZ91D镁合金试样变形的速度加快,即变形应变速度增大,但压缩应力不断下降;在某一载荷下,AZ91D镁合金试样压缩变形应力和应变呈明显的线性关系,与压缩温度的高低无关.随着半固态压缩载荷的提高,AZ91D镁合金试样变形的速度增加,应变速度增大,应力下降速度加快;在不同的压缩载荷下,AZ91D镁合金试样的压缩变形应力和应变都呈明显的线性关系.在实验中的各种半固态压缩变形条件下,初生α-Mg在压缩后AZ91D镁合金试样组织中的分布很均匀,几乎不存在组织偏析.当初生固相的形态呈球状结构,在相同的变形条件下,不同种类合金的半固态压缩变形规律非常相似.     

镁基多孔材料准静态压缩行为与吸能特性研究

基于可去除填充颗粒的粉末冶金技术制备了孔隙率在40%～80%,孔径在1～2mm内变化的多孔镁和多孔AZ91D镁合金,并系统考察了材料的准静压压缩行为和吸能特性。结果发现,镁基多孔材料的压缩应力-应变曲线由线性弹性区、平台和致密化区域组成,但曲线锯齿状波动较大,表明材料的脆性断裂机制。压缩屈服强度与相对密度的关系可通过Gibson-Ashby模型来理解,但屈服强度对孔径的依赖性较低。吸能本领随相对密度的增加而增加,相同条件下,多孔AZ91D镁合金的吸能本领高于多孔镁,多孔镁的吸能效率则高于多孔AZ91D镁合金。     

AZ91镁合金表面MgFe_2O_4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶-凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe2O4薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2+与Fe3+的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明:各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg2+/nFe3+、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2+/nFe3+=0.35,烧结温度400℃,烧结时间5 h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe2O4薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690 mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

热处理对AZ91D及AZ71镁合金组织及力学性能的影响

研究了热处理工艺对AZ91D及AZ71镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,在AZ91D和AZ71镁合金中,温度升高,β相含量都是先增加后减小,400℃时合金中的β相几乎消失,完全由α基体相组成;硬度都是先减小后增加,235℃时硬度最大;耐冲击性都是先减小后增加,235℃时耐冲击性最低。     

AZ91D镁合金表面熔盐置换扩散涂层组织及耐腐蚀性能研究

采用AlCl3-NaCl熔盐自发置换扩散工艺在AZ91D镁合金表面制备镁铝金属间化合物涂层,并利用开路电位、电化学阻抗方法对镁合金及熔盐置换扩散改性处理试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究。结果表明:熔盐自发置换扩散铝涂层在温度为400℃,保温8h的工艺条件下呈现出了明显的分层结构特征。根据组织结构不同,可将其分为:颗粒状形貌的外层和具有网状结构的内层;经表面熔盐自发置换扩散处理后的镁合金试样,腐蚀电位比未改性的AZ91D镁合金大幅提高,膜层阻抗约为未改性的AZ91D镁合金的10倍。     

短切碳纤维/AZ91D镁合金复合材料高温变形动态再结晶行为

在变形温度为340~400℃、应变速率为0.001~0.1 s^-1、最大真应变为0.7的条件下,采用等温压缩实验研究了短切碳纤维（CF_s）/AZ91D复合材料和AZ91D镁合金的动态再结晶行为。结果表明：CF_s/AZ91D复合材料和AZ91D镁合金在高温压缩过程中均发生了显著的动态再结晶;CF_s极大地促进了AZ91D基体的动态再结晶过程,减小了动态再结晶临界应变并细化了再结晶晶粒组织;AZ91D镁合金动态再结晶体积分数随应变量增加表现为典型的"S"型变化曲线,而CF_s/AZ91D复合材料则呈现出快速增长-缓慢增长-趋于平稳的非线性变化规律。根据实验结果分别建立了CF_s/AZ91D复合材料和AZ91D镁合金的动态再结晶临界应变模型和动力学模型,在此基础上分析了二者高温变形动态再结晶行为的差异。     

AZ91镁合金表面MgFe204薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶．凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe：O。薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2＋与Fe3＋的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明：各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg3＋／nFe3＋、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2＋／nFe3＋=0．35,烧结温度400℃,烧结时间5h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe20。薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

机械振动和半固态等温热处理对消失模 AZ91 D 组织的影响

研究了不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样,在振动凝固和“ 振动凝固+ 半固态热处理冶 条件下组织的变化情况。 结果表明,对不同浇注温度下消失模铸造 AZ91 D 镁合金试样实施振动凝固都能细化试样的显微组织,且在浇注温度为 740 ℃ ,振动力为 1 . 5 kN 时细化效果最好;对经振动和不振动凝固的试样进行半固态等温热处理,两者的组织都能得到球化,且随着等温时间的延长,两者的组织都会合并长大,其中半固态等温热处理的较佳工艺为 570 ℃ 下保温 10 min。     

镁合金AZ91D的差热分析及凝固组织观察

用差热分析并结合组织观察的方法研究了AZ91D镁合金的凝固相变温度及凝固组织变化特征.通过对AZ91D镁合金差热曲线的分析和不同温度下组织的比较分析,初步确定了该合金的共晶转变温度和液相线温度.同时,通过对不同温度下7个急冷试样的组织观察,分析了AZ91D镁合金在凝固过程中的相变及组织演化特征,并确证了差热分析所得相变温度的准确性.     

热处理对AZ91D及AZ71镁合金组织及力学性能的影响

研究了热处理工艺对AZ91D及AZ71镁合金显微组织及力学性能的影响。结果表明，在AZ91D和AZ71镁合金中，温度升高，β相含量都是先增加后减小，400℃时合金中的口相几乎消失，完全由α基体相组成；硬度都是先减小后增加，235℃时硬度最大；耐冲击性都是先减小后增加，235℃时耐冲击性最低。     

多孔青铜过滤片的制备工艺及结构特性探究

开发一种工艺简单、重复性好、孔形孔径易控制、制取成本低的铜基多孔材料制备工艺是当前的研究热点之一.本文以青铜粉为原料,K_2CO_3为造孔剂,采用烧结溶解法制备多孔青铜过滤片,研究了造孔剂、烧结温度对样品孔隙率的影响,分析了烧结温度、压制压力对样品最大孔径和透气系数的影响,以及孔隙率与抗压强度的关系.研究结果表明:当造孔剂体积分数为20%~40%时,所制备样品的孔隙率为22.8%~44.4%,开孔孔隙率为18.5%~37.2%;随着烧结温度的升高,样品孔隙率和透气系数下降;随着压制压力增加,最大孔径和透气系数均减小;随着样品孔隙率增大,抗压强度减小.当选择造孔剂体积分数30%、压制压力150 MPa、烧结温度800℃的工艺参数下,制备出孔隙率32.2%、最大孔径4.6μm、透气系数9.27 m~3/(h·k Pa·m~2)、压缩强度27.9 MPa的多孔青铜过滤片.     

基于气体捕捉法的泡沫Ti-6Al-4V等温发泡规律研究

为了确定气体捕捉法制备泡沫Ti-6Al-4V等温发泡过程中孔隙率和微观孔洞的变化规律,在不同发泡温度及发泡时间下制备了泡沫Ti-6Al-4V.运用阿基米德原理对泡沫Ti-6Al-4V的孔隙率进行测量,通过OM和SEM对其微观特征进行观察.研究表明:泡沫Ti-6Al-4V的孔隙率及孔径均随等温发泡温度升高而增加;但当发泡温度大于950℃时,孔隙率和孔径均减小,且孔洞形态由球形变成多边形,这是由于基体内生成大尺寸β相造成的.增加发泡时间能以促进孔洞长大的方式提高泡沫Ti-6Al-4V的孔隙率,球形孔洞数量随着发泡时间的增加逐渐增多.经950℃/10 h发泡得到了孔隙率34.2%、孔径平均值156μm、孔洞为球形且分布弥散的泡沫Ti-6Al-4V.     

抛光砖废渣复合发泡法制备闭孔泡沫陶瓷

以抛光砖废渣粉为主要原料,采用复合发泡法制备高温发泡陶瓷。通过正交试验确定了发泡剂的复合比,研究了复合发泡机制及烧成制度对发泡体孔结构和性能的影响。结果表明,多种发泡剂协同作用,拓宽了单一发泡剂的放气温度区间,利于形成均匀封闭的气孔结构。按炭黑、碳酸钙、氧化铁、碳化硅质量比1∶3∶1.5∶1(四者占反应体系的总质量分数为6.5%)与瓷粉等混合制坯,程序升温至1 160℃下保温100min,可制得闭气孔率为62.94%,气孔直径为1.2~1.9mm,体积密度为369kg/m~3,吸水率为0.44%,导热系数为0.079 W/(m·K)的闭孔泡沫陶瓷。     

Effect of selective laser melting on microstructure and properties of AZ91D alloy

Selective laser melting technology is used to manufacture porous and solid AZ91D alloys. The effects of laser power and hatch spacing on the density, blowholes, microstructure and mechanical properties of AZ91D alloy are studied. The laser power and hatch spacing play a significant role in the density and blowholes of AZ91D specimens. The grains size of specimens increases from 1 μm–2 μm to 8 μm–10 μm from the bottom to the top in single molten pool. Compared with grain size of die‐casting alloy (30 μm), that of selective laser melted gets refinement. There is no significant change in microstructure in the bottom, middle and top of specimens. The micro‐hardness of AZ91D alloy, reaching up to 115.3 HV 0.1, is superior to that of die‐casting alloy (56 HV 0.1). The compression properties of porous and solid specimens reach the degree of die‐casting solid magnesium alloy. AZ91D alloy shows the potential in the application of medical biodegradable materials.     

Processing of porous Ti and Ti5Mn foams by spark plasma sintering

Titanium and its alloys are one of the best metallic biomaterials to be used for implant application. In this study, porous Ti and Ti5Mn alloy with different porosities were successfully synthesized by powder metallurgy process with the addition of NH₄HCO₃ as space holder and TiH₂ as foaming agent. The consolidation of powder was achieved by spark plasma sintering process (SPS) at 16 MPa and pressureless conditions. The morphology of porous structure was investigated by using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray micro-tomography (μ-CT). Nano-indentation tester was used to evaluate Young’s modulus of the porous Ti and Ti5Mn alloy. Experimental results showed that pure Ti sample, which sintered under pressure of 16 MPa, full relative density was achieved even at a relative low sintering temperature 750 °C; however, in the case of pressureless condition at sintering temperature 1000 °C the porosity was 53% and Young’s modulus was 40 GPa. The Ti5Mn alloy indicated a good pore distribution, and the porosity decreased from 56% to 21% by increasing the sintering temperature from 950 °C to 1100 °C. Young’s modulus was increased from 35 GPa to 51.83 GPa with increasing of the sintering temperatures from 950 °C to 1100 °C.     

水灰比对镁系无机轻质材料性能的影响规律

以镁系胶凝材料为主料,双氧水为发泡剂,二氧化锰为激发剂,硬脂酸钙为稳定剂,聚丙烯酰胺为增稠剂,通过化学发泡法制备内部含有大量密闭气孔的镁系无机轻质材料。探讨了水灰比(镁盐水用量与氧化镁粉比率)对镁质无机轻质材料表观密度、压缩强度、弯曲强度、孔结构及耐水性的影响规律。实验结果表明,水灰比不仅影响镁系无机轻质材料的孔结构和发泡成型,对晶体结构也有较大影响。随着水灰比增大,浆体稠度降低,镁系无机轻质材料的表观密度减小,孔结构形态逐渐得到改善,力学强度和耐水性则是先增大后减小。在水灰比为1.4时,强度相峰值最大,镁系无机轻质材料压缩强度和弯曲强度最大,耐水性最佳,同时平均孔径较小,孔隙率和圆度值最接近开普勒理想模型数值,表观密度仅为0.41g/cm~3,适合作为节能轻质墙体材料使用。     

Damping properties of porous AZ91 magnesium alloy reinforced with copper particles

Abstract

The well distributed open porous AZ91 magnesium alloy reinforced with copper particles was successfully prepared through powder metallurgy route based on space holder method. Its damping properties were characterised by internal friction and the internal friction measurement in a temperature range from room temperature to 100°C was performed by a multifunction internal friction apparatus. Experimental results revealed that the damping capacity of the porous AZ91 magnesium alloy was increased as a result of the addition of copper particle and the increase was further enhanced with increasing volume fraction of copper particle. Attempt is performed to correlate the increase in damping with the microstructural change arising due to the addition of copper particles. It was suggested that the increase should be related to the appearance of plastic zone and thus an increase in dislocation density at the matrix particles interfaces.     

挤压对AZ91铸造镁合金力学性能的影响

对挤压变形前后的AZ91镁合金进行了微观组织和力学性能研究.结果表明:挤压成形后合金的抗拉强度和塑性均得到提高;孪晶的产生,导致挤压合金室温压缩的应力-应变曲线上有屈服平台出现;晶粒尺寸强烈影响合金的强度.室温时,挤压合金的流变强度较铸态的高,而高温压缩的强度则较铸态的低.     

固溶温度对TA19钛合金组织及性能的影响

采用5种不同固溶温度和相同时效温度的热处理制度对TA19钛合金进行固溶时效处理,研究不同固溶温度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶温度对TA19钛合金显微组织的初生α相含量影响显著;经相变点以下10℃到50℃固溶保温1 h后风冷,再经595℃时效保温8 h后空冷,获得的室温和高温力学性能均能满足AMS 4975标准的要求;固溶温度选择相变点以下10℃时,TA19钛合金的室温和高温力学性能及蠕变性能匹配最好,对应的显微组织中初生α相含量为15%~18%。