固溶、时效、深冷处理对QAl9-4铝青铜组织及性能的影响

为改善QAl9-4铝青铜的使用性能,对挤压态QAl9-4铝青铜采用固溶、时效、深冷的热处理工艺,利用布氏硬度、SEM、EDS、光学显微镜等手段分析QAl9-4铝青铜处理前后的显微组织和硬度的变化。结果表明:随着固溶温度的升高,硬度增大,随着时效、深冷次数的增加,布氏硬度略有升高;随着固溶温度的升高,时效、深冷次数的增加,QAl9-4铝青铜显微组织中α固溶体、α+KⅡ共析体增多,β'相减少,晶粒细化,金属基体尺寸更加稳定。在950℃固溶后进行时效+深冷+时效+深冷处理,QAl9-4铝青铜的显微组织和硬度都比较理想。     

深冷处理对LC9铝合金力学性能及摩擦因数的影响

探讨了深冷处理对LC9铝合金力学性能和摩擦因数的影响.结果表明,深冷处理后IC9铝合金的硬度、弹性模量、硬弹比和弹性回复系数分别为2.54 GPa、72.61 GPa、0.035和57.95％,较退火态的分别提高了52.10％、16.38％、34.62％和82.87％,摩擦因数则降低了10.28％,其抗压痕变形能力显著提高.     

深冷处理对QAl9-4铝青铜组织和性能的影响

为改善铝青铜QAl9-4的力学性能和耐腐蚀性能,对挤压态QAl9-4铝青铜进行深冷的热处理,利用布氏硬度计、SEM、EDS、XRD、光学显微镜、称量法等手段,分析了QAl9-4铝青铜处理前后的显微组织、硬度、腐蚀质量损失变化。结果表明,深冷处理后QAl9-4铝青铜的衍射峰强度发生变化,(220)晶面的相对强度明显增加,经0.5 h深冷处理后晶粒细化,空位密度降低,致密性增强,位错密度增大,有利于硬度提高,同时在盐水中具有更好的耐腐蚀性。     

基于准连续介质法预测薄膜材料纳米硬度和弹性模量

采用准连续介质法模拟了单晶Al和单晶Cu纳米压痕实验中的初始塑性变形过程,获得了压头在不同压深下的加载和卸载曲线.在计算得到的载荷-压深曲线基础上,根据Oliver-Pharr法计算了薄膜材料的接触刚度、纳米硬度和弹性模量,并与相关文献的实验结果进行了比较.研究表明,接触刚度-位移曲线呈线性关系;纳米硬度测量中存在尺寸效应,而在弹性模量测量中却不存在尺寸效应.单晶Al和单晶Cu纳米硬度和弹性模量计算值分别为(0.584±0.013)和(84.088±0.332)GPa,(0.755±0.027)和(131.833±4.449)GPa.预测值与实验结果吻合,表明使用该方法预测薄膜材料的纳米硬度和弹性模量是可行的.     

深冷处理对铝青铜微观组织与性能的影响

对固溶态铝青铜(Cu-2.2%Al、Cu-4.5%Al、Cu-7%Al)进行深冷处理(Deep Cryogenic Treatment,DCT),研究深冷时间和层错能对铝青铜微观组织、布氏硬度与拉伸性能影响。结果表明:铝青铜经深冷处理后晶粒得到细化,并形成孪晶。随着深冷时间的延长,Cu-2.2%Al、Cu-4.5%Al和Cu-7%Al铝青铜的布氏硬度先增大再减小,最后趋于平稳,在10~12 h达到峰值,分别为98.5 HBS、93.7 HBS和96.1 HBS,并建立了布氏硬度与深冷时间的关系方程。延长深冷时间可以提高铝青铜的屈服强度,但是对抗拉强度、均匀伸长率的影响差别不大。层错能对Cu-2.2%Al和Cu-4.5%Al合金的抗拉强度影响不大,但是对Cu-7%Al合金的抗拉强度提高显著;屈服强度和均匀伸长率则随着层错能的降低而升高。     

深冷处理对ZQAl10-4-4铝青铜压缩性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜及电子万能试验机对深冷处理前后ZQAl10-4-4铝青铜的微观组织、压缩断口形貌及抗压强度进行了观察与测试,探讨了深冷处理对ZQAl10-4-4铝青铜压缩性能的影响。结果表明,深冷处理能降低铸态铝青铜的抗压强度,深冷处理后再经600 ℃×5 min回火,铝青铜的抗压强度得到明显提高,铝青铜的显微组织与抗压强度有良好的对应关系。     

用纳米压痕法表征钨纳米晶须的力学性能

通过化学气相沉积方法合成截面为六边形的单晶钨纳米晶须,利用纳米压痕仪和原子力显微镜对硅基底上的钨纳米晶须的力学性能进行表征。纳米压痕测试结果表明,钨纳米晶须的硬度为(6.2±1.7) GPa,弹性模量为(225±20) GPa。对比研究结果表明,钨纳米晶须的硬度与钨微米晶须的硬度相当,但比块体钨单晶高35%。这种硬度的增高是由于具有完好晶体结构的钨晶须在压痕测试中不会出现块体钨单晶中的位错崩。钨纳米晶须的弹性模量相当于钨微米晶须的80%,主要是由于纳米晶须的尺寸效应和测量过程中的基底效应所致。     

铱单晶的纳米压痕尺寸效应研究

采用纳米压痕技术和原子力显微镜对铱(Ir)单晶(100)和(110)取向的载荷-位移曲线、弹性模量、压痕形貌、压痕硬度-加载深度等进行了研究。结果表明,Ir(100)与Ir(110)单晶的弹性模量分别为477和493 GPa;加载深度为10~2500 nm时,Ir单晶的纳米压痕硬度存在压痕尺寸效应,在10~500nm时表现更为强烈,表明随着加载深度的增加,单晶材料的硬度减小;基于Nix-Gao模型,计算出Ir(100)和Ir(110)单晶的纳米硬度H0分别为2.32和2.46 GPa,当加载深度分别大于4910和5220 nm时,Ir单晶的纳米硬度不存在尺寸效应,可作为金属铱硬度测试的重要依据;采用硬度和深度的幂律关系计算出Ir(100)和Ir(110)单晶的尺寸效应因子(m)分别为0.44和0.48,该值远远大于其他金属和半导体材料,这种反常现象可能与铱原子间的异常强的交互作用有关。     

激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的微纳压痕尺寸效应

目的 研究不同状态激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的纳米压痕尺寸效应。方法 对原始态合金分别进行600、700、800、900℃退火处理,利用扫描电子显微镜观察原始态和4种退火态合金的显微组织。基于纳米压痕技术测量原始态及4种退火态合金的纳米硬度和弹性模量。基于比例试样阻力模型、Nix-Gao模型和Meyer定律对纳米硬度进行函数拟合。结果 随着退火温度的升高,原始态组织从魏氏体逐渐演变为网篮组织。5种形态的Ti-6Al-4V合金的硬度和弹性模量均出现随压入深度的增加而减小的现象,表现出典型的压痕尺寸效应,基于试验测得的原始态及4种退火态合金的纳米硬度分别为3.66、4.36、3.96、3.88、4.77 GPa,弹性模量分别为113.1、125.2、102.1、100.3、108.7 GPa;基于比例试样阻力模型计算的纳米硬度分别为3.53、4.34、3.92、3.52、4.04 GPa;基于Nix-Gao模型计算的纳米硬度分别为3.68、3.94、4.07、3.85、4.47 GPa;基于Meyer定律拟合出的迈耶指数分别为1.75、1.86、1.82、1.80、1.81,均小于...     

应用纳米压痕技术表征3GPa压力处理后CuZnAl合金的力学性能

对CuZnAl合金在3GPa压力下进行700℃保温10min的热处理,并借助纳米压痕仪对3GPa压力处理后CuZnAl合金微观力学性能进行了分析.结果表明:3GPa压力热处理后CuZnAl合金的纳米硬度、弹性模量及摩擦系数分别为3.31 GPa、88.63 GPa和0.247,且弹性模量和摩擦系数的波动幅度较小.     

钛合金表面微弧氧化膜的特点及成膜分析

用微弧氧化方法在钛合金上形成二氧化钛薄膜，用扫描电镜、X射线衍射以及透射电镜分析了膜的组织结构和化学成分，用纳米压入仪和划擦仪测量了膜的硬度和弹性模量及划擦抗力。结果表明，钛合金表面形成一层微弧氧化膜，含有纳米晶结构。薄膜由晶体和少量非晶体组成，硬度和弹性模量分别为0．78GPa和35．6GPa，划擦过程中未出现膜从基体表面的剥落，但高载荷下膜本身有破坏和脱落。     

Ti-Mo-Zr-Fe合金的微观结构与纳米压入特性的关系

通过不同的热处理制度控制TMZF合金中的相组成和含量，利用XRD分析确定各种相结构。利用纳米压入测量仪测试了不同组织结构下的硬度和弹性模量。结果表明，当合金中存在ω相时，合金的的硬度和弹性模量最高，随着热处理温度的提高，合金中的ω相消失，代之而来的是α相，而且越接近β转变温度，α相含量越少，对应的弹性模量和硬度越来越低。对于Ti—Mo—Zr-Fe合金来说压入性能（硬度、弹性模量）与相成分之间存在着良好的匹配关系。     

深冷处理对15%SiCp/2009铝基复合材料组织与力学性能的影响

采用硬度测试、X射线衍射物相分析、力学性能测试和透射电镜(TEM)观测等方式,研究长时间深冷处理对固溶-时效处理的碳化硅颗粒增强铝基复合材料组织与性能的影响,并从材料组织角度分析了深冷处理改善碳化硅颗粒增强铝基复合材料力学性能的机理。结果表明,与未经深冷处理的时效态铝基复合材料相比,经深冷处理的铝基复合材料试样提前2 h达到硬度峰值,约211.7 HV0.1,且整个时效阶段硬度均高于未深冷处理试样;时效早期(欠时效)阶段,经深冷时效处理的颗粒增强铝基复合材料试样组织中存在细小且均匀分布的针状析出相,而对比时效试样组织未见明显析出现象; 过时效阶段中,深冷-时效试样与时效试样均存在大尺寸析出相,且后者析出相尺寸、分布明显不均匀,但两者的力学性能随时效时间的延长而趋于近乎一致,说明深冷处理的影响降低。     

反应溅射TiC薄膜的微结构及力学性能

采用反应磁控残射法在不同的甲烷分压下制备了一系列的TiC薄膜，利用XRD和TEM表征了薄膜的相组成和微结构，用力学探针测量了薄膜的硬度和弹性模量，并利用AFM观察了薄膜的生长形貌和压痕形貌，研究了甲烷分压对薄膜相组成、微结构和力学性能的影响。结果表明，甲烷分压对薄膜的相组成、微结构和力学性能均有明显的影响：低的甲烷分压下，制备的薄膜样品中有仗相的存在，薄膜的硬度和弹性模量较低；甲烷分压提高0.02～0.04Pa左右，薄膜内形成晶粒细小的单相TiC，并获得最高的硬度(30．9GPa)和弹性模量(343GPa)；进一步提高甲烷分压，薄膜互现非晶态，其硬度和弹性模量亦随之降低。     

铝青铜合金的研究与发展

从铝青铜的热处理工艺和微合金化两个方面总结了目前铝青铜合金在国内外的研究现状与发展趋势。综合目前的研究结果,详细介绍了合金元素及热处理对铝青铜合金的强度、硬度、伸长率及耐磨、耐蚀性能等综合性能的影响,为进一步研究铝青铜合金提供了参考。     

深冷保温时间对三维正交Cf/Al复合材料显微组织与力学性能的影响

采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为50%的三维正交Cf/Al复合材料,主要研究了深冷保温时间对复合材料残余应力、致密度、组织及力学性能的影响,并分析了其影响机理。结果表明,深冷处理改善了三维正交Cf/Al复合材料的显微组织,提高了其致密度,且对三维正交Cf/Al复合材料的残余应力、力学性能有显著的影响。经过深冷处理后,三维正交Cf/Al复合材料的残余应力降低,且随深冷保温时间的增加,残余应力值不断降低。而且深冷处理显著提高了三维正交Cf/Al复合材料的抗拉强度和弹性模量,经36h深冷处理的三维正交Cf/Al复合材料的抗拉强度和弹性模量达到841.33 MPa、132.19GPa,较铸态下的738.85 MPa、105.80GPa分别提高了13.9%、24.9%。经过深冷处理后,显微组织的改善及残余应力的释放是三维正交Cf/Al复合材料力学性能提高的主要原因。     

Nanowear of a Zr Based Bulk Metallic Glass/Nanocrystalline Alloy

THE VARIOUS PROPERTIES of bulk metallic glasseshave been extensively studied[1-4].Some resultsshowed that partial crystallization could improve themechanical properties of the bulk metallic glasses[5,6].There were some investigations about the wearproperty of bulk metallic glasses[7-11].For the ribbonof melt-spun metallic glasses,the experimental resultswere contradictory[12-15].Some results indicated thatthe metallic glass had better wear property than thecrystalline alloy with same c…     

热处理对挤压铸造TiB2P/6061Al复合材料组织与性能的影响

采用挤压铸造法制备了不同体积分数的TiBzv／6061Al复合材料，利用扫描电镜、透射电镜、硬度计、三点弯曲等手段对复合材料的组织与力学性能进行了研究，分析了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明：不同的热处理条件下TiB2P／6061Al复合材料的组织不同：退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错：时效态时观察到大量的位错和析出相，界面产物尺寸比退火态时相对大些，且在界面附近的基体中存在明显的无析出区。热处理状态对弹性模量的影响不大，但对材料的硬度和抗弯强度影响较大。45％TiB2v／6061Al复合材料时效处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了40％和23％。     

TiO2对中空硅减反射涂层硬度的影响

目的 提高中空硅减反射(AR)涂层的硬度.方法 采用溶胶-凝胶法制备中空二氧化硅纳米微球(HSNs)胶体溶液,通过异丙醇钛(TTIP)的水解缩合作用,在HSNs表面沉积纳米TiO2后,制备HSNs@TiO2胶体溶液.将HSNs@TiO2胶体溶液与酸性硅溶胶(ACSS)复合,制备HSNs@TiO2/ACSS减反射液,通过旋涂法在玻璃基板上制备相应的AR涂层.通过特高分辨率场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和原子力显微镜对HSNs和HSNs@TiO2纳米粒子的形貌进行分析,通过紫外-可见分光光度计和纳米压痕仪对HSNs/ACSS AR涂层和HSNs@TiO2/ACSS AR涂层的透射率、硬度和弹性模量分别进行分析.结果 纳米TiO2沉积在HSNs表面后,减反射液中HSNs@TiO2纳米粒子的粒径较HSNs粒径增大1～30 nm不等.由HSNs@TiO2/ACSS减反射液制备的AR涂层表面颗粒及团簇明显,表面粗糙度(RMS)可达9.61 nm,远高于HSNs/ACSS AR涂层的3.62 nm.含有较大粒径HSNs@TiO2纳米粒子的HSNs@TiO2/ACSS AR涂层使玻璃基板在550 nm波长处的透射率增加1.3％,低于HSNs/ACSS AR涂层的增加值2.8％.纳米TiO2沉积之前,HSNS/ACSS AR涂层的硬度和弹性模量分别为2.3 GPa和56.3 GPa,纳米TiO2沉积之后,HSNs@TiO2/ACSS AR涂层的硬度和弹性模量分别为3.3 GPa和55.2 GPa,AR涂层的硬度显著提高.结论 溶胶-凝胶法在HSNs上沉积纳米TiO2后,可有效提高AR涂层的硬度,因此AR涂层的环境适用性有望得到进一步提高.     

DLC、TiN涂层对TC4钛合金抗砂尘冲蚀性能的影响

为提高TC4钛合金的抗砂尘冲蚀性能,采用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源注入与磁过滤真空阴极弧(FCVA)沉积复合技术、磁控溅射技术在TC4钛合金表面制备DLC、TiN涂层。采用SEM、Raman、XRD、纳米压痕仪和划痕仪等方法对涂层的物相结构、硬度、弹性模量以及与基体的结合力进行表征。在冲蚀试验平台上考核试样在不同入射角度条件下的抗砂尘冲蚀性能。结果表明:DLC涂层表面结构致密,含有大量sp3键,硬度为62.1 GPa,弹性模量为391.64 GPa,结合力达80.4 N;TiN涂层表面存在许多熔滴颗粒及空穴,硬度为22.72 GPa,弹性模量为383.18 GPa,结合力达34.7 N。30°冲蚀条件下,涂层主要是通过提高基体表面硬度来抵抗砂尘粒子的微切削作用,从而提高TC4钛合金的抗砂尘冲蚀性能。90°冲蚀条件下,涂层通过延缓基体的塑性变形来实现TC4钛合金抗砂尘冲蚀性能的提高。