触变挤压铜合金的力学性能

采用触变挤压工艺成形ZCuSn10P1铜合金轴套零件。通过单向拉伸试验和硬度试验测试了触变挤压铜合金的抗拉强度、延伸率、布氏硬度和显微硬度。利用扫描电镜观测了断口形貌并分析了断裂方式,研究了成形压力对触变挤压铜合金力学性能的影响。结果表明,抗拉强度随成形压力增加而先增加后降低;延伸率随成形压力增加而不断减小;成形压力与抗拉强度和延伸率的函数关系分别近似为抛物线和幂指数。触变挤压铜合金拉伸断裂方式为沿晶断裂和韧性断裂的混合型断裂。布氏硬度随成形压力增加而先增加后降低。相同工艺条件下,液相显微硬度值最高,固/液界面次之,固相最低;固相、固/液界面和液相的显微硬度均随成形压力增加而先增加后降低。触变挤压铜合金综合力学性能要高于常规铸造,较佳工艺参数为成形压力250 MPa、挤压速率15 mm/s,其抗拉强度、延伸率和布氏硬度分别为387 MPa、2.8%、1280 MPa。     

热处理温度对半固态挤压锡青铜组织性能的影响

以半固态挤压ZCuSn10P1锡青铜为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、布氏硬度计、拉伸试验机研究了热处理温度对半固态挤压锡青铜微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:热处理对半固态挤压锡青铜强度、硬度和组织影响较大。当热处理温度由250℃升高至650℃时,锡青铜抗拉强度先增加后降低,延伸率增加;布氏硬度先增加后降低;固相和固液界面显微硬度增加,液相显微硬度降低;固相平均晶粒尺寸增加,但热处理温度650℃时组织已不是球状而变成蔷薇状。随温度增加,固相中Sn和P元素增加,元素偏析减弱。综合性能较佳的热处理工艺为350℃保温120 min,此时锡青铜抗拉强度为402 MPa,延伸率为4.5%,布氏硬度为1360 MPa,与热处理前相比分别提高了3.88%,60.71%,6.25%。     

预退火时间对半固态挤压铜合金组织及性能的影响

用预退火-轧制-重熔应变诱导熔化激活法制备半固态浆料并进行反挤压成形制备铜合金轴套零件,研究预退火时间对铜合金轴套显微组织、硬度、力学性能的影响规律。结果表明：预退火时间对半固态铜合金轴套组织、力学性能、硬度的影响较大。预退火处理后ZCuSn10P1铜合金固相晶粒中Sn含量趋于均匀,700 ℃退火处理改善了ZCuSn10P1铜合金的元素偏析倾向。随着预退火时间增加,半固态铜合金轴套组织的平均晶粒尺寸逐渐增加,形状因子和液相率逐渐减小;轴套布氏硬度降低,抗拉强度和延伸率先增加后降低。综合性能较佳的预退火工艺为700 ℃退火2 h,此时ZCuSn10P1铜合金轴套组织均匀性好、元素分布更均匀,轴套平均晶粒尺寸为：73.06 μm,平均形状因子为0.72,抗拉强度为382 MPa,延伸率为5.5%,平均布氏硬度为127 HBW。     

半固态触变反挤压锡青铜的组织演变和力学性能

本文将CuSn10P1铜合金进行半固态触变反挤压成形实验。研究冷轧变形量、等温温度及等温时间对CuSn10P1铜合金的微观组织演变和力学性能的影响规律。结果表明：半固态触变反挤压能够有效地改善铜合金半固态成形件中的液相偏聚现象,冷轧变形量及等温处理工艺对半固态触变反挤压锡青铜微观组织和力学性能影响较大。随冷轧变形量增加,平均晶粒尺寸先减小后增大,成形件抗拉强度先升高后降低。随等温温度的升高和等温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,成形件抗拉强度先升高后降低。当冷轧变形量30%、等温温度900℃、等温时间20min时,半固态触变反挤压CuSn10P1铜合金成形件的组织和性能较好且各部位均匀。成形件纵向各位置组织的液相率分别为14.41%、14.37%、14.33%、14.30%,晶粒尺寸为60.60 μm、60.28 μm、59.51 μm、61.10 μm,形状因子分别为1.29、1.24、1.26、1.27,成形件抗拉强度为407 MPa,延伸率为7.6%。     

退火温度对触变挤压锡青铜轴套组织性能的影响

以触变挤压锡青铜轴套零件为材料进行退火处理,研究退火温度对触变挤压锡青铜轴套零件微观组织、元素分布、磨损性能和力学性能的影响规律。结果表明经过退火处理后,Sn、P元素可以从液相中扩散到固相Cu基体中形成α-Cu固溶体,随着退火温度的增加,平均晶粒尺寸逐渐增加,形状因子先减小后增加,布氏硬度先增加后减小,磨损率和摩擦系数先增加后降低,抗拉强度和延伸率先升高后降低。500 ℃退火120 min时锡青铜轴套微观组织和综合性能最好,形状因子为1.26,平均晶粒尺寸为75.2 μm,抗拉强度为423 MPa,延伸率为6.6%。布氏硬度为141 HBW,磨损率为6%,摩擦系数为0.48。     

铜含量对触变成形Al-Si-Cu-Mg合金显微组织与力学性能的影响（英文）

研究了铜含量对触变Al-6Si-xCu-0.3Mg(x=3,4,5,6,质量分数,%)合金显微组织与力学性能的影响。试样在液相分数为50%时进行触变成形,并对部分样品进行T6热处理。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射、硬度和拉伸测试对样品进行表征。结果表明,冷却倾斜板铸造和触变成形工艺能促进铝基体中细小分散的金属间化合物的形成。与硬模铸造相比,合金的力学性能大幅度提高。随着铜含量的增加,触变成形合金的硬度和拉伸强度提高。热处理触变成形Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为298MPa、201 MPa和4.5%。而当铜含量增加至6%时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为361 MPa、274 MPa和1.1%。触变成形Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金的失效形式为韧窝断裂,而当铜含量增加至6%时,失效形式为解理断裂。     

半固态挤压铸造铜合金组织和力学性能研究

以半固态ZCuSn10P1铜合金为研究对象,自主设计了1套1模4件挤压模具并进行了半固态挤压铸造成形实验,研究了成形比压和挤压速率对半固态ZCuSn10P1铜合金挤压铸造组织和性能的影响规律。结果表明:当成形比压由180 MPa增加到250 MPa时,半固态铜合金平均晶粒直径逐渐减小,由89.25μm减小至77.96μm,液相率由36.7%减少至22.3%,抗拉强度由318 MPa增加至387 MPa,提高了21.70%,延伸率由4.2%降至2.8%;当挤压速率由11 mm/s增加至15 mm/s时,固相晶粒圆整度由1.54减小至1.32,此时抗拉强度由368 MPa增加至387 MPa,提高了5.16%,延伸率由3.3%降低至2.8%。     

挤压比对2297铝合金力学性能与电学性能的影响

通过热挤压成型工艺制备2297铝合金棒材,采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度测试等手段研究挤压比对合金力学性能与电学性能的影响。结果表明:随着挤压比的增大,塑性变形量也逐渐增大,挤压棒材原始粗大的晶粒沿着挤压的方向逐渐拉长变细成纤维状晶粒,挤压态合金显微硬度随着挤压比的增大呈逐渐上升的趋势,而导电率随着挤压比的增大逐渐下降;挤压棒材经固溶时效处理后,棒材发生了明显的静态再结晶及晶粒的长大现象;随着挤压比的增加,时效态棒材的显微硬度、抗拉强度和屈服强度呈逐渐上升的趋势,而导电率和延伸率呈逐渐下降的趋势;挤压比为61时,时效态棒材的抗拉强度为332 MPa,屈服强度为240 MPa,延伸率为10.11%,显微硬度为126.6 HV,导电率为28.73%IACS。     

7075铝合金半固态触变挤压件的显微组织和力学性能（英文）

通过触变挤压工艺对热挤压态7075铝合金深腔圆筒形零件进行成形，分析等温温度和保温时间对成形件显微组织和力学性能的影响。通过正交试验优化T6热处理工艺参数，研究T6热处理对成形件显微组织和力学性能的影响。结果表明，通过触变挤压可以成功成形表面光滑的深腔圆筒形零件，成形温度和加热时间对成形件的金相组织有显著影响。T6热处理可以大大提高深腔圆筒形零件的力学性能，最优的T6热处理工艺参数为：465℃固溶16 h,150℃时效16 h。当半固态坯料在600℃加热10 min后，成形的深腔圆筒形零件具有最佳的综合力学性能，其极限抗拉强度为573.57 MPa，伸长率为13.44%，显微硬度为HV 187.12。     

挤压铸造工艺对含Y2wt% AZ91D稀土镁合金组织与性能的影响

研究了挤压铸造工艺参数(挤压压力、浇注温度和保压时间)对含2wt%Y的AZ91D稀土合金组织与性能的影响。采用X射线衍射、金相分析、拉伸试验和SEM等方法分析了合金挤压态和固溶时效态的显微组织及其力学性能。结果表明:浇注温度对镁合金组织和性能影响最大,挤压压力其次,最后是保压时间。试验获得最佳工艺参数为:浇注温度720℃、挤压压力100 MPa、保压时间25 s。试样最大抗拉强度达到241.56 MPa、伸长率12.4%、布氏硬度80.06HB。固溶时效后铸件的力学性能明显提高,组织晶粒更细小且分布均匀。     

新SIMA制备坯料触变挤压AZ61镁合金零件的组织与性能(英文)

新应变诱导熔化激活法被用来制备高质量的AZ61镁合金半固态坯料。利用光学显微镜和拉伸实验,研究触变挤压成形零件的微观组织与力学性能。结果表明:当施加的压力为784MPa,保压时间为90s,模具温度为450℃时,半固态坯料能够完全充填模具型腔。与半固态等温处理方法相比,新SIMA法制备的半固态坯料触变挤压成形零件的抗拉强度和伸长率分别为300.5MPa和22%;并且成形零件的微观组织晶粒细小、组织均匀。随着等温处理温度的升高和保温时间的延长,成形零件的抗拉强度和伸长率先增加后降低。当挤压道次从1增加至4时,成形零件的抗拉强度和伸长率明显增加。     

时效温度对Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr钛合金微观组织及力学性能的影响

研究了Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金经过β相区固溶(880 ℃)、不同温度时效(540~620 ℃)处理后次生α相(α_s)析出形貌及其对力学性能的影响。结果表明:随着时效温度由540 ℃升高至620 ℃,合金中析出α_s相片层厚度由0.030 μm增加到0.142 μm,屈服强度由1353 MPa降低至1074 MPa,断后伸长率由2.5%升高至11.4%,即时效析出的微米级片层α_s能够显著调控合金的力学性能。此外,时效温度升高使合金的拉伸断裂由沿晶脆性断裂为主转变为韧窝穿晶为主的韧性断裂方式。Ti-5Al-4Zr-10Mo-3Cr合金时效析出的片层状α_s相的厚度大于0.1 μm,合金的断后伸长率≥6%。当时效温度为600 ℃时,合金的硬度为387 HV10,抗拉强度为1182 MPa,伸长率为8.5%,具有良好的强塑性匹配。     

Ho对铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、电子拉伸实验机、布氏硬度计等研究了铸态Mg-5Y-3Sm-xHo-0.5Zr(x=0,2,4,6)合金的组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-5Y-3Sm-0.5Zr合金主要由α-Mg和大部分位于晶界的Mg24Y5和Mg41Sm5第二相组成。添加Ho后,在晶界处出现了Mg24Ho5新相,Ho的含量高低对合金相组成没有影响。随着Ho含量的不断提高,析出的第二相逐渐增多,晶粒尺寸逐渐减小。当Ho含量为4%时,该铸态合金的综合力学性能最好,抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别为193 MPa、170 MPa、72.8 HBW和4.15%。     

对A356Al合金细化和变质处理的研究

研究了A356Al合金熔体处理过程中细化与变质的交互作用。结果表明:只添加Al-10Sr的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为19.6μm,抗拉强度228MPa、屈服强度177MPa、伸长率8.9%、布氏硬度73HBW;而只添加Al-4Ti-1B的熔体处理,α-Al二次枝晶间距为17.3μm,抗拉强度203MPa、屈服强度159MPa、伸长率6.9%、布氏硬度67HBW。指出:Si相的形态对A356Al合金力学性能影响最大,变质效力是限制A356Al合金力学性能的首要因素。     

时效处理和挤压后预变形工艺对Mg-Gd合金组织和力学性能的影响

将挤压态Mg-4Gd合金沿挤压方向进行10%预拉伸处理,然后研究了时效处理对预变形后合金组织和力学性能的影响。结果表明:预拉伸处理产生加工硬化的同时促进了变形镁合金中灰暗过渡相及明亮平衡相的形核,时效过程加速了过渡相的形成及其向平衡相的转化。随着时效温度升高,明亮平衡相的平均尺寸增加。预拉伸试样经时效处理可提高力学性能,当时效工艺为210℃×24 h时,合金综合力学性能最佳,其硬度、屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为66.65 HV0.1、137.4 MPa、245.4 MPa和22.1%;时效温度升高使得合金的峰值硬度降低,但达到硬度峰值所需时间缩短且强度和伸长率均保持在较高水平。     

等通道转角挤压制备超细晶Mg15Al双相合金组织与性能

对高铝双相合金Mg15Al在553K以Bc路线进行了不同道次的等通道挤压(ECAP),获得了超细晶高铝镁合金。通过OM,SEM,TEM分析了ECAP前后合金的微观组织结构及断口形貌,并测试了不同挤压道次后合金的硬度和室温拉伸性能,分析了ECAP细化晶粒机理及其性能改善原因。结果表明,随挤压道次增加,累计形变增强,网状硬脆相β-Mg17Al12破碎,合金晶粒显著细化,但对单相区和两相混合区细化效果不同。在α、β两相共存区内,4道次ECAP后形成100nm～200nm的细晶粒;在α单相区,4道次ECAP后晶粒为1μm以下,且在初晶α-Mg内析出弥散细小的β相,起到细晶强化和弥散强化作用。8道次ECAP后,晶粒略有长大。ECAP使合金的硬度、抗拉强度和延伸率同时得到提高,尤其是4道次ECAP后,硬度提高了32.04%,抗拉强度σb从150MPa提高到269.3MPa,延伸率δ由0.05%提高到7.4%;8道次ECAP后,硬度、抗拉强度略有下降,延伸率略有上升。SEM断口观察显示ECAP使合金拉伸断口形貌由铸态的解理断裂特征转变为延性韧窝断裂特征。     

稀土铈对AZ61变形镁合金组织和力学性能的影响

研究了不同稀土铈含量对AZ61合金显微组织和力学性能的影响.实验发现:加入稀土铈后,AZ61合金铸态组织的β相变少、变细,铸态晶粒细化;大部分铈与铝结合生成高熔点、高热稳定性的稀土相Al4Ce;在热挤压和退火过程中,Al4Ce能够阻碍晶粒或亚晶粒的长大,使晶粒细化.适量的稀土铈提高了挤压态合金的强度、延伸率和显微硬度;而过量的稀土铈则会导致AZ61合金的性能下降;含1.0%稀土铈的挤压态合金可得到最高的抗拉强度308.1MPa、最高屈服强度180.1MPa、最大的显微硬度HV80.5和最高的延伸率14.2%;所有试验合金的断裂方式是解理断裂.     

喷射成形6061铝合金的热处理工艺

对喷射成形6061铝合金的热处理工艺进行研究,采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等研究固溶温度、时效温度和时效保温时间对合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随固溶温度的升高,合金硬度也随之升高,而其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率则先增大后减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增大后减小,断后伸长率却一直减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度曲线随时效温保温时间的延长呈驼峰状变化,断后伸长率则变化不大,只在17 h时有所增大;喷射成形6061铝合金的最佳热处理工艺为530℃固溶1 h+175℃时效8 h。     

超声处理对铸态二元铝青铜组织与性能的影响

研究了超声外场对铸态二元铝青铜组织与性能的影响。结果表明,超声处理能够显著细化合金组织,处理后的铝青铜合金能够获得均匀细小的组织。施加超声处理后的合金抗拉强度为620MPa、硬度(HB)为257、伸长率为2.8%,与未处理态相比,分别提高了17%、51.2%和47.4%。分析其拉伸断口发现,未超声处理的合金断裂方式为脆性断裂,超声处理的合金断口有大量韧窝存在,塑性显著提高。     

成形速度对7050铝合金锻件力学性能和断口形貌的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸试验等研究了成形速度对7050铝合金锻件显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,随成形速度的增加,7050铝合金锻件的晶粒截面形貌逐渐由圆形过渡到细长状,且局部出现粗化。抗拉强度和屈服强度随成形速度增加呈先增加后减小的趋势,伸长率随成形速度的增加逐渐减小;当成形速度为2 mm/s时,抗拉强度、屈服强度分别达到608 MPa和560 MPa,伸长率为12.7%;当成形速度分别为2 mm/s和8 mm/s时,拉伸后试样的断裂形式以穿晶断裂为主,伴随着少量的第二相粗大颗粒和晶间断裂,且随着成形速度的减小,韧窝数量不断增加,韧窝深度也逐渐变深。实际热模锻生产成形速度宜选择2~8 mm/s。