三维开孔Ni-Cr-Fe合金泡沫的准静态压缩性能和能量吸收特性(英文)

采用固体粉末法在1050°C下对三维网状开孔泡沫Ni表面进行CrFe共沉积,然后经过1200°C高温固相扩散处理对开孔泡沫NiCrFe进行表面合金化。研究不同保温条件下Cr、Fe含量对NiCrFe合金泡沫的准静态压缩性能和能量吸收性能。同时,将开孔NiCrFe合金泡沫的真实力学性能与纯泡沫Ni和假设的NiCrFe合金泡沫模型进行比较。结果表明:不同Cr、Fe含量的开孔NiCrFe合金泡沫骨架显示出相似的硬度,整体上开孔NiCrFe合金泡沫的压缩强度和能量吸收性能随着合金泡沫中Cr、Fe含量的增加而明显增大。开孔NiCrFe合金泡沫的应力—应变行为与纯泡沫Ni相似,表明NiCrFe合金泡沫具有典型韧性金属泡沫的变形特性。同时,单位体积开孔NiCrFe合金泡沫的能量吸收最大值与泡沫Ni相比增加了22倍。经计算得出的NiFeCr合金泡沫的理论屈服强度与实际屈服强度大体一致。     

冷压-溶解-真空烧结法制备泡沫铝的工艺研究

介绍了以NaCl粒子为造孔剂利用冷压-溶解-真空烧结法制备泡沫铝的新工艺。研究了该方法制备泡沫铝的关键工艺过程，分析讨论了试验工艺条件和工艺参数对泡沫铝形成及质量的影响。结果表明，该方法工艺简单，可制备出孔分布较均匀，且孔结构及孔隙率易于控制的通孔泡沫铝。压制压力250MPa、烧结温度540℃保温2h为最佳的制备工艺参数。     

等离子烧结Al35Ti15Cr20Mn20Cu10/6061Al复合材料的组织与性能

采用机械合金化与放电等离子烧结工艺制备了体积分数为5%的Al35Ti15Cr20Mn20Cu10增强6061Al复合材料,重点研究了烧结温度对轻质高熵合金增强铝基复合材料微观组织及力学性能的影响。当烧结温度为540℃时,复合材料的致密度最大为98.6%。此时复合材料基体与增强体之间产生明显过渡层,界面结合以扩散结合为主。随着烧结温度升高,复合材料的屈服强度出现先上升后下降的趋势。当烧结温度为540℃时,复合材料的屈服强度达到186MPa,相比基体的屈服强度提升了约75%,复合材料的屈服强度接近Iso-strain模型的计算值。     

医用多孔Ti-10Mo合金的制备及力学性能

以元素粉末为原料添加造孔剂碳酸氢铵,采用粉末冶金模压烧结技术制备了多孔Ti-10Mo合金,探讨了烧结工艺与造孔剂含量对合金组织、孔隙特征和力学性能的影响规律。结果表明,在1300℃烧结可制备出具有典型魏氏体组织、孔隙分布均匀的多孔Ti-10Mo合金材料;随着造孔剂含量增加,合金孔隙率增加,孔径变大孔壁变薄,当造孔剂含量达到50%,孔隙结构互相贯通,孔径尺寸大幅增加;添加50%~60%造孔剂,制备Ti-10Mo合金孔隙率为62.8%~66.9%,平均孔径尺寸为485.6~545.9μm,其弹性模量为2.9~1.3 GPa,抗压屈服强度为129.2~56.1 MPa。     

生物医用多孔Ti-6Mo合金选择性激光烧结的结构特征和力学行为

采用选择性激光烧结金属元素Ti、Mo和粘结剂的混合粉末,制备了多孔Ti-6Mo合金,并研究了其结构特征和力学性能。结果表明,多孔Ti-6Mo合金的孔隙结构与烧结工艺有关,随着烧结温度从1000℃升高到1200℃,孔隙由三维连通孔变为相互孤立孔,孔隙率从58%下降到24%,孔径从112μm减小到43μm;多孔Ti-6Mo合金在室温为片层组织,均由大量α相和少数β相构成,并伴有微量α析出物;压缩应力-应变曲线表现为弹性变形、塑性屈服和断裂区三阶段,随着孔隙率降低,弹性模量和屈服强度分别在2.07~11.9 GPa和31.4~152.8 MPa增大,且相对弹性模量和相对屈服强度和相对密度之间遵循幂律关系。多孔Ti-6Mo合金的孔隙特征和力学性能均可满足自然骨要求,是一种可行的医用材料。     

微量Cr对93W-Ni-Fe合金组织及力学性能的影响

研究了Cr元素对93W-4.9Ni-2.1Fe高密度合金性能和微观结构的影响,并探讨固溶淬火工艺对添加微量Cr的93W-Ni-Fe合金微观结构及力学性能的影响.实验采用光学金相、扫描电镜和能谱等对烧结态、固溶淬火态样品的组织形貌进行表征,采用准静态拉伸实验对合金的拉伸强度和伸长率进行测试,采用阿基米德排水法对合金的相对密度进行测试.结果表明:随着Cr含量(质量分数)由0增加到1.5%,烧结态93W-Ni-Fe合金的拉伸强度、相对密度、伸长率分别由997.2 MPa、99.27%和14.94%降至834.7 MPa、95.21%和5.69%.随着Cr含量由0增加到1.5%,固溶淬火态93W合金的拉伸强度、相对密度、伸长率分别由1 039 MPa、99.33%和18.37%降至888.5MPa、96.10%和7.39%;Cr元素与W、Ni、Fe、O等元素在93W-Ni-Fe合金中生成富Cr固溶体,并在合金界面上形成偏聚,降低93W-Ni-Fe合金界面的结合强度,导致合金的力学性能降低.     

Ce含量对Ce/Cr涂层开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金力学性能的影响（英文）

采用固体粉末包埋工艺将Ce/Cr涂层均匀分布在开孔Ni-Cr-Fe泡沫合金表面。利用静态压缩试验对Ce/Cr涂层改性Ni-Cr-Fe泡沫合金的力学性能进行研究。同时,对静态压缩条件下Ce/Cr涂层Ni-Cr-Fe泡沫合金的变形和破坏机制进行讨论。研究结果表明:添加不同含量的Ce O2粉对Ce/Cr涂层泡沫合金力学性能产生较大影响。虽然与初始Ni-Cr-Fe泡沫合金相比密度增加,但是Ce/Cr涂层泡沫合金的屈服强度和能量吸收性能明显提高。尤其2%Ce/Cr(质量分数)涂层泡沫合金的能量吸收性能为初始Ni-Cr-Fe泡沫合金的1.9倍。此外,Ce/Cr涂层泡沫合金的力学性能随着应变速率的增加而增加。扫描电子显微镜(SEM)观察显示变形和开裂是Ce/Cr涂层泡沫合金主要的变形行为。     

放电等离子烧结MoNbTaW难熔高熵合金

以纯金属元素粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺制备了MoNbTaW难熔高熵合金,研究了烧结温度和保温时间等工艺参数对MoNbTaW难熔高熵合金的物相、晶体结构、烧结行为和力学性能的影响。结果表明,在烧结温度1800℃和保温5min即可形成BCC单相高熵合金;烧结温度是影响MoNbTaW难熔高熵合金致密度、晶粒尺寸和力学性能的主要因素;随着烧结温度的升高,合金的晶粒尺寸增大,致密度、硬度和和屈服强度均增高;烧结温度为2000℃时合金的致密度可达99.8%,化学成分无偏析,屈服强度为1314±14MPa,断裂韧性为(5～6)MPa.m_1/2,其断裂模式为解理断裂。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

汽车用Ti-6Al-4V-1Ni-0.5Cr钛合金管材的挤压工艺优化

进行了不同挤压温度和挤压比下汽车用Ti-6Al-4V-1Ni-0.5Cr合金管材的挤压成形,并进行了力学性能和耐磨损性能的测试、比较和分析。结果表明:钛合金管材试样的抗拉强度和屈服强度随挤压温度和挤压比的增加而先增大后减小,断后伸长率和磨损体积先减小后增大。与850℃挤压的结果相比,925℃挤压的试样抗拉强度和屈服强度分别增大了39、38 MPa,断后伸长率和磨损体积分别减小了1.7%、39.29%;与挤压比10的结果相比,挤压比16的试样抗拉强度和屈服强度分别增大了37、34 MPa,断后伸长率和磨损体积分别减小了3.7%、37.04%。Ti-6Al-4V-1Ni-0.5Cr钛合金管材试样的挤压工艺参数优选为挤压温度925℃和挤压比16。     

泡沫钛制备及力学性能评价研究

利用占位体烧结法在不同的占位体粒径、体积分数以及不同的烧结温度、时间条件下制备出泡沫钛。采用光学金相、扫描电镜等对泡沫钛的孔隙结构进行分析;通过室温压缩实验对泡沫钛的力学性能进行评价。结果表明,泡沫钛孔隙横截面呈圆形,纵截面呈椭圆形,其孔隙率与占位体体积分数的差值随占位体粒径、体积分数的增加、烧结温度的升高、时间的延长呈升高的变化趋势。同时,烧结温度越高,所制备的泡沫钛孔壁越致密。与传统的泡沫材料不同,泡沫钛应力-应变关系曲线并没有出现明显的应力平台,抗压缩强度和弹性模量随孔隙率的增加呈下降的变化趋势,当孔隙率为67.6%时,抗压缩强度和弹性模量分别达到14.4 MPa和1.17 GPa。抗压缩强度随孔径的增大呈先升高再降低的变化趋势,而弹性模量随孔径的增加基本不变,当孔径达到1.15～1.53 mm时,其抗压缩强度和弹性模量分别达到48.9 MPa和1.72 GPa。     

泡沫钛孔隙结构及力学性能

通过挂浆烧结法制备了两种不同孔隙结构的泡沫钛,利用数码相机和扫描电镜对泡沫钛孔隙结构与形貌观特征进行了观察,通过静态的室温压缩试验,测试了泡沫钛的力学性能与吸能特性。研究发现,应用挂浆烧结法制备的泡沫钛继承了先驱体的结构特征,呈三维立体网状结构,且孔棱是非致密的,存在大量的微孔。泡沫钛是应变速率不敏感的,在应变速率3×10_-4s_-1~1×10_-2s_-1范围内,其屈服强度为1.00MPa~2.38MPa,且泡沫钛具有一定的吸能特性,细孔泡沫钛和粗孔泡沫钛的最大吸能量分别为0.78MJ/m₃和0.22MJ/m₃。     

Effects of SiC and MgO on alumina-based ceramic foams filters

Alumina-based foam ceramic filters were fabricated by using alumina, SiC, magnesia powder as major materials. It has been found that this ceramic filter has a uniform macrostructure for filtering molten metals. The influences of SiC and magnesia content, the sintering temperatures on ceramic properties were discussed. Aluminabased foam ceramic filters containing 2.2 mass% magnesia and 7.6 mass% SiC has a compressive strength of 1.36 MPa and a thermal shock resistance of 5 times. Its main phases after 1 hour sintering at 1 500℃ consist of alumina,silicon carbide, spinel and mullite.     

Effects of filter materials on microstructure and mechanical properties of AZ91

The present investigation studied the effects of different kinds of ceramic foam filters (CFF) incorporating gas bubbling on the microstructure and mechanical properties of virgin AZ91 alloys, and the reactions between filters and Mg melt during filtration. The results show that the purification process of CFF incorporating gas bubbling process can obviously improve the R m and A of AZ91 alloy, especially the A. Amongst the selected four kinds of CFF, the MgO filter is the most suitable for filtrating Mg melt, and the filtration effective sequence of four kinds of filtrating materials is as follows: MgOAl2O3ZrO2SiC. With MgO filter incorporating gas bubbling treatment under Ar flow rate of 2 L/min and temperature of 730 °C, the ultimate tensile strength R m and elongation A can be improved greatly from 175.3 MPa and 2.74% to 195.4 MPa and 4.54%, respectively. No inclusions are found on the fracture surface of the sample filtrated by MgO ceramic foam filter, and the fracture mode is quasicleavage crack.     

Ti40合金热压缩变形过程的开裂行为研究

用渗流铸造法制备了3种特殊孔结构(宽孔径范围孔结构、层状梯度孔结构、层状周期孔结构)的Al-Si12泡沫,对其吸声性能进行了研究.结果表明,相同厚度下,层数多的层状梯度孔径结构泡沫铝的吸声性能优于层数少的梯度孔径结构泡沫铝;层数多的层状周期孔结构泡沫铝的吸声性能比层数少的周期孔结构泡沫铝的吸声性能略有提高;具有4层周期孔结构的Al-Si12泡沫铝样品具有较好的吸声性能,其平均吸声系数为0.82,比常规单一孔径结构的泡沫铝的平均吸声系数提高了0.21,其原因与扩张室结构、流阻及微型谐振腔有关.     

添加造孔剂法制备开孔泡沫铝及其性能研究

以球形尿素颗粒为造孔剂,采用传统的粉末冶金工艺制备开孔泡沫铝并研究了其性能.结果表明,添加造孔剂法制备的泡沫铝可以任意控制孔隙率及孔径的大小,且孔结构良好,保持了造孔剂的形状;高的烧结温度使泡沫铝的压缩强度提高,但过高的温度将导致孔壁熔化.本试验制成的泡沫铝其压缩曲线和泡沫金属典型压缩曲线相似,且抗压强度和经典理论计算结果一致.     

采用泡沫陶瓷过滤净化铁液工艺

论述了铁液过滤净化的作用和意义，分析了几种常用的金属液过滤元件的特点和效果，介绍了新研制的低烧结型莫来石质泡沫的主要性能，并对泡沫陶瓷净化灰铸铁、球铁和合金铸铁进行了应用研究。结果表明：泡沫陶瓷过滤工艺的净化效果最优。低温烧结型莫来石质泡沫陶瓷不仅性价比高，而且能显著改善铁液纯净度，提高铸铁力学性能。     

Physical processes in laser-assisted aluminum foaming

Aluminum foam has become popular in recent years and has the potential to be used in many applications due to its lightweight structure. In this paper, laser-assisted foaming experiments have been performed to fabricate closed cell porous aluminum structures with different relative densities (0.39 to 0.33) and porosities of 61 to 67%. The influence of the processing conditions on the evolution of cell morphology of the foam is investigated. Preliminary results suggest that a pore size gradient and a density gradient exist in the structure as the processing condition changes. The foam has large pores and lower density for slow processing speed, in contrast to the fast processing speed with small pore size but higher density. Additionally, an example of laser-assisted cutting of Al foam is also demonstrated.     

SiC泡沫陶瓷增强ZL205A铝合金复合材料的制备与性能研究

本实验通过挤压浸渗工艺成功制备了SiC泡沫陶瓷增强ZL205A铝合金复合材料,并研究了不同孔隙率的泡沫陶瓷增强相对复合材料性能的影响。通过微观结构分析,制备的复合材料两相间结合紧密,没有裂纹及其他缺陷产生。多孔陶瓷作为增强相可以有效地细化ZL205A合金的晶粒,多孔陶瓷孔隙率的降低,孔结构越小,合金晶粒越细小。对制备的复合材料进行力学性能测试,复合材料的硬度和抗弯强度最高能够达到127.6HV和415MPa。对制备的复合材料进行摩擦磨损测试,结果表明,连续陶瓷相的存在将铝基体严重的粘着磨损和剥落磨损转变为较轻的磨粒磨损,极大提升了复合材料的摩擦磨损性能,为其用于耐磨领域提供了理论依据。     

烧结制备泡沫陶瓷过滤器工艺的优化

采用Al2 O3 和耐火粘土代替贵重的ZrO2 作为基体 ,制备泡沫陶瓷过滤器。并通过添加稀土氧化物Y2 O3 及CeO显著缩短高温烧结时间 ,提高生产效率。烧结的过滤器在液态球墨铸铁中浸泡 ,抗损坏时间延长。所制备的过滤器完全可以满足过滤液态球墨铸铁的要求。