Al含量对含稀土AZ系镁合金组织及性能的影响

以含稀土AZ系镁合金为基,制备了铝含量分别为5%、7%、9%的合金试样,并对其进行435 ℃×24 h固溶+200 ℃×24 h时效处理,对试样的铸态、固溶态和时效态的显微组织进行了观察,随后测定了试样时效后的力学性能以及耐蚀性能。结果表明,铸态镁合金组织主要为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂+Al₁₁(La,Ce)₃和(La,Ce)Al₄;随着Al含量的增加,β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相增多,晶粒细化。固溶处理后,组织中的β-Mg₁₇Al₁₂相会逐渐溶解,随着Al含量的增多,溶解将会不完全,未溶的强化相β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相弥散分布在晶界及其附近处。时效处理后,随着Al含量的增加,组织中继续析出的β-Mg₁₇Al₁₂相增多,稀土化合物相尺寸细化。随着Al元素的增多,试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,塑韧性则愈来愈差,耐腐蚀性越来越好。     

镍基690合金的晶粒控制及其对力学性能的影响

针对不同C含量的690合金,分别研究了C含量对合金晶粒长大行为及退火孪晶的影响。结果表明:在0.011%~0.028%的范围内,C含量变化显著影响690合金晶粒长大过程,其平均晶粒尺寸随着C含量升高而逐渐减小,尤其是C含量在0.020%~0.028%区间时,C含量的晶粒细化效果更为显著。合金组织中∑3ⁿ(n=1、2、3)晶界体积分数基本均随C含量升高而呈先升后降趋势;0.020%左右C含量合金具有更高的∑9和∑27晶界体积分数分布。在此基础上选择C含量为0.02%的合金进一步探讨了固溶温度变化引起的合金晶粒尺寸与力学性能之间的定量关系发现:690合金晶粒细化对强度的影响规律遵循位错塞积模型的Hall-Petch关系,且通过拟合发现抗拉强度强化系数k_T值(18.95 MPa·mm^1/2)小于屈服强度强化系数k_y值(23.67 MPa·mm^1/2),晶粒细化对屈服强度的强化效果比抗拉强度更高。溶质元素变化通过固溶强化引起的强化增量为243 MPa,而晶粒细化引起的强化增量在157~7 MPa之间,690合金强化机制主要为固溶强化机制。     

固溶处理对TiB2/7050Al复合材料组织与性能的影响

研究了固溶处理对TiB₂/7050Al复合材料组织与性能的影响规律。结果表明,TiB₂/7050Al复合材料内的可溶性第二相主要为MgZn₂(η相)、AlZnMgCu(T相)和Al₂CuMg(S相)。η相在470℃已完全溶解,T相在476℃开始溶解,S相在491℃下可完全溶解。随固溶温度的升高,复合材料的强度整体呈上升趋势,但伸长率先增加后降低。在480℃固溶时,复合材料同时具备高强度和高塑性,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为658 MPa、719 MPa和11.3%;继续升高固溶温度至490℃,虽然可使铝基体内残余S相完全溶解,但也使基体再结晶晶粒异常长大,降低了复合材料的塑性。     

热处理对半固态注射成形石墨烯/镁基复合材料组织及性能的影响

研究了不同固溶温度和时效时间对半固态注射成形石墨烯增强镁基复合材料组织及性能的影响。结果表明,随着固溶温度升高,复合材料硬度(HV)逐渐减小,在200℃时复合材料硬度最高;β-Mg17Al12相含量先增大后减少,在400℃时几乎全部消失。随着时效时间增加,复合材料硬度(HV)先增加后减少,在时效12h时达到最大,为93.17。经过固溶处理和时效处理后石墨烯在复合材料基体中稳定存在,且对复合材料的硬度产生影响。     

固溶处理对TiB2/6061复合材料硬度及耐磨性的影响

采用氟盐法制备了TiB₂质量分数为3%的原位合成TiB₂/6061复合材料,研究了固溶温度和固溶时间对复合材料硬度和耐磨性能的影响。结果表明:TiB₂颗粒弥散分布在6061铝合金基体中,明显细化6061铝合金基体晶粒。当固溶温度一定时,随固溶时间延长,复合材料的硬度和耐磨性可获得明显提高,但固溶时间在6~10 h时,复合材料的性能变化不显著。当固溶时间一定时,随固溶温度升高,复合材料硬度和耐磨性呈现先上升后下降的趋势。3wt%TiB₂/6061复合材料经530 ℃×10 h固溶处理后,硬度和耐磨性能最佳,相较于铸态硬度值提高了79.5％,磨损量减少了59.1%。固溶处理后复合材料的磨损表面犁沟变细变浅,材料脱落现象减少。     

固溶温度对TiZr基合金组织结构及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度测试、拉伸实验以及电化学工作站等研究了不同状态TiZr基合金的显微组织、相组成、力学性能以及电化学性能。结果表明：锻造态TiZr基合金的组织由α′马氏体相和β相组成；经固溶处理后，合金发生了α′+β→α″+β的相变过程，随着固溶温度的升高β相的含量亦随之增加。锻造态TiZr基合金显微组织存在明显的β晶界，并且β晶粒内部的针状α′马氏体相呈现出相互交错的形貌；而当固溶温度为750℃和800℃时，合金发生了再结晶现象，晶粒明显细化，并且在拉伸过程中出现“双屈服”现象。电化学测试结果显示合金经750℃固溶处理后，在3.5 vol%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度i_corr(8.341 nA·cm^-2)和维钝电流密度i_p(20.807 nA·cm^-2)最小，表明在此状态下合金具有良好的耐腐蚀性能。     

热变形温度和预变形对(TiB+Y2O3)/近α钛基复合材料硅化物析出行为的影响(英文)

基于热压缩试验，研究变形温度和预变形对(TiB+Y₂O₃)双增强相近α钛基复合材料显微组织演变的影响。结果表明：热变形时析出的硅化物的尺寸随变形温度的升高而增大，但其析出数量呈先增加后减少的趋势。预变形使硅化物的析出位置由α/β界面或β块扩散到整个基体组织。动态再结晶是复合材料晶粒细化的主要原因，由预变形引入的位错加速连续动态再结晶的进程。在变形时，位错在断裂的TiB_w和富集的Y₂O₃增强相周围大量增殖和聚集，推动局部晶粒的细化。不同于TiB_w和Y₂O₃对晶粒细化的影响，根据其分布位置的不同，纳米硅化物分别通过钉扎晶界和阻碍位错运动促进α晶粒的动态再结晶。     

原位纳米ZrB2颗粒增强7085铝合金的微观组织与力学性能研究

本文通过原位合成技术，成功制备了纳米ZrB₂颗粒增强7085铝合金基复合材料。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪进行表征，并进行力学性能测试，研究了ZrB₂纳米增强体对7085铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明，ZrB₂纳米增强体可以显著提高7085铝合金的强度。但是随着增强体体积分数增大，ZrB₂颗粒团聚现象加剧，不利于复合材料的塑韧性提高。同时，在复合材料中引入微量稀土元素Sc可使纳米ZrB₂颗粒团聚现象得到改善，并进一步细化基体晶粒，使复合材料的强度和延长率都得到提高。当ZrB₂含量为2%(体积分数)、Sc含量为0.4%(质量分数)时，复合材料的抗拉强度为534 MPa、伸长率为10.2%，相较于7085铝合金基体分别提高了17.4%、14.6%。     

添加In对SAC305焊料显微组织和性能的影响（英文）

在Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)焊料中熔入0.5%～10%(质量分数)的In粉以改变钎料的显微组织，进而改善焊料的性能。实验结果表明：β-Sn(In)、Ag₃(Sn,In)和Cu₆(Sn,In)₅相存在于所有的含In钎料中，在SAC305-10In焊料中发现了InSn₄物相。随着In含量的增加，β-Sn晶粒形核点增加，其形核模型由{101}转变为{301}，从而细化β-Sn晶粒，使得β-Sn的形态由粗大晶粒转变为交错晶粒，最后转变为多晶粒。结果表明，这种β-Sn晶粒形态转变引起细晶强化与固溶强化的联合作用，使得SAC305-xIn焊料的显微硬度随着In添加量的增加而显著升高。     

固溶时效对半固态挤压SiC/AZ91D组织与性能的影响

为了获得综合力学性能良好的镁基复合材料,采用近液相线保温法制备10μm 15%SiC/AZ91D(质量分数)半固态坯料进行半固态挤压后得到其复合材料,再经过415℃固溶处理24 h(T4)和进一步220℃时效处理8 h(T6)。结果表明:随着固溶时效的进行,晶界处的层片状和点状Mg₁₇Al₁₂相溶解,然后在晶粒中二次析出,并逐渐球化。与T6处理前的15%SiC/AZ91D复合材料相比,经T6处理后其具有良好的综合力学性能,拉伸强度、屈服强度、伸长率和硬度(HV)分别达到242 MPa、204 MPa、2.3%和1322 MPa。     

Hf含量对湿化学法制备超细W-Y2O3复合材料显微组织与性能的影响

本文在现有W-Y₂O₃材料基础上,引入微量Hf⁴⁺掺杂入Y₂O₃,调节Y₂O₃与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能。通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y₂(Hf)O₃复合材料。采用SEM、TEM等表征手段对W-Y₂(Hf)O₃复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律。结果表明：掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y₂O₃粉体。烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV_0.2,致密度为97.6%。在钨基材料中...     

喷射成形(SiCp+β-LiAlSiO4)/6092Al基复合材料的界面结构及性能(英文)

采用喷射成形技术和模锻工艺成功制备45%SiC_p/6092Al、5%β-LiAlSiO₄/6092Al和(45%SiC_p+5%β-LiAlSiO₄(Euc))/6092Al(质量分数)基复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料试样的显微组织、界面结构及物相成分进行分析，采用热膨胀仪和电子万能试验机分别对复合材料试样的热膨胀性能、弯曲强度和模量进行测试。结果表明：(45%SiC_p+5%Euc)/6092Al基复合材料中碳化硅颗粒和Euc颗粒在6092Al基体中分布均匀，并与铝基体形成强力结合界面，SiC_p/Al和Euc/Al界面平直清晰，没有发现界面反应。复合材料试样经固溶人工时效后，在303～473 K温度范围内，(45%SiC_p+5%Euc)/6092Al基复合材料试样的线膨胀系数为14.68×10^-6 K^-1，弯曲强度和模...     

热处理对颗粒增强镁基复合材料组织与性能的影响

通过搅拌铸造工艺制备体积分数为10%的SiC颗粒增强AZ91镁基复合材料。对复合材料依次进行了固溶、热变形和时效处理,研究了热处理对镁基复合材料组织和性能的影响。结果表明,铸态复合材料经固溶处理后,晶界处分布的大块Mg17Al12相消失,复合材料的强度和伸长率得到显著提高。热变形后,复合材料的晶粒细化,颗粒分布更加均匀,提高了复合材料的力学性能。经时效处理后,复合材料中析出弥散细小的Mg17Al12相,使热变形后复合材料的力学性能得到进一步提高。     

热处理对MWCNTs/AZ80镁基复合材料组织和力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工法制备了不同体积分数碳纳米管增强AZ80镁基复合材料,考察了固溶+时效热处理对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明:镁基复合材料组织致密,晶粒细小,其中的碳纳米管均匀分布;热处理导致碳纳米管与AZ80基体界面上有A13Ni2化合物生成,改善了界面结构;复合材料的抗拉强度随碳纳米管体积分数的增加逐渐增加,固溶+时效处理后的复合材料的抗拉强度有所提高,影响MWCNTs/AZ80复合材料力学性能的主要因素是碳纳米管与镁基体之间的界面结合情况。     

真空退火处理对冷喷涂铝基复合材料组织与性能的影响

采用冷喷涂增材制造工艺制备了Al-25Al₂O₃、Al-50Al₂O₃和Al-75Al₂O₃(体积分数,%)具有不同体积含量Al₂O₃颗粒的铝基复合材料,并采用SEM、EBSD、硬度测试和拉伸测试等测试方法分析了真空退火处理对冷喷涂铝基复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明,Al₂O₃颗粒的加入增加了冷喷涂增材材料的强度和硬度,并随着Al₂O₃含量的增加而增强。这是由于冷喷涂过程中Al₂O₃颗粒的锤击作用导致机械互锁以及严重塑性变形和动态再结晶引起的晶粒细化。退火后材料的强度和硬度将逐渐降低,伸长率逐渐增加,材料内部的组织结构逐渐变得均匀。     

固相合成法制备Al_2O_3亚微米颗粒增强AZ31复合材料及强化机理

采用固相合成方法制备Al_2O_3亚微米颗粒增强AZ31镁基复合材料,利用OM、SEM、TEM对Al_2O_3/AZ31镁基复合材料进行组织观察,利用维氏硬度仪、电子万能拉伸试验机对Al_2O_3/AZ31镁基复合材料进行力学性能测试。结果表明:经过固相合成后,Al_2O_3亚微米颗粒均匀的分布在AZ31基体中,通过对基体位错运动的钉扎作用,使该区域的位错密度增加,促进动态再结晶形核,复合材料的晶粒被显著细化。Al_2O_3/AZ31复合材料的力学性能随着Al_2O_3亚微米颗粒含量的增加而提高,当Al_2O_3颗粒含量为2%时,复合材料的力学性能达到最大值,其硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为83HV、302 MPa、203 MPa和8.15%。     

Sc元素对激光选区熔化TiB2/AlSi10Mg复合材料组织和性能的影响

采用稀土元素Sc对激光选区熔化TiB₂/AlSi10Mg复合材料进行变质处理,借助场发射扫描电镜、电子探针显微分析仪、显微硬度计以及电子万能试验机等,分别研究了添加Sc元素和固溶时效热处理对复合材料显微组织、密度和力学性能的影响。结果表明:与TiB₂/AlSi10Mg复合材料相比,Sc元素的加入可以进一步细化Al-Si共晶,产生细晶强化和弥散强化作用,TiB₂/AlSi10MgSc复合材料的抗拉强度和显微硬度分别提升了56.7 MPa (14.4%) 和15.3 HV0.1 (11.3%)。激光选区熔化TiB₂/AlSi10MgSc复合材料的硬度和强度随着固溶温度升高而逐渐降低,但伸长率得到明显改善。     

碳化硅颗粒增强TC11钛基复合材料的组织与力学性能研究

采用球磨工艺将碳化硅颗粒与TC11钛合金粉末混合,通过放电等离子体烧结工艺制备了碳化硅颗粒增强钛基复合材料(SiCp/TC11),并研究了复合材料的微观结构和力学性能。结果表明,SiCp/TC11复合材料内部无孔洞,烧结致密。碳化硅颗粒与钛基体发生反应,生成碳化钛颗粒。随着碳化硅颗粒含量的增加,SiCp/TC11复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,维氏硬度升高。添加0.5%(质量分数)的碳化硅颗粒后,SiCp/TC11复合材料的室温屈服强度和抗拉强度分别提高了31.3%和14.1%,500℃高温抗拉强度提高了6.9%。SiCp/TC11复合材料强度的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及载荷传递。     

固溶时效处理对BT25y钛合金显微组织及硬度的影响

研究了固溶处理和固溶时效处理对BT25y钛合金组织形态、物相组成和显微硬度的影响。结果表明,锻态组织呈现典型的双态组织特征。试样在相变点T_β之下固溶处理,随着固溶温度的升高,初生α相含量逐渐减少,β转变组织逐渐增多,β转变组织中片层状次生α相的厚度逐渐增大,β相含量逐渐增大。试样在相变点之上固溶处理,初生α相完全消失,显微组织转变为全片层组织。对固溶试样时效处理后,初生α相形态和尺寸变化不明显,β转变组织发生了明显分解。相变点之下固溶试样时效处理后β相含量有所减少,而在相变点之上固溶试样时效处理后β相含量有所增加。试样中片层状β转变组织含量增加与组织细化效应会有效强化两相钛合金,而β相含量提高会软化两相钛合金,与固溶处理试样相比,相变点之下固溶处理的试样时效后的硬度由于β相含量减少和组织细化综合作用而增幅显著,而相变点之上固溶处理的试样时效后硬度由于β相含量增加和组织细化的综合作用呈现少量增加。     

Al2O3/Cu多孔复合材料的微观形貌和压缩性能

采用高能球磨-粉末冶金法制备了Al₂O₃/Cu多孔复合材料(A-C-M)。首先利用高能球磨法将Cu粉和Al₂O₃粉末均匀细化，然后将Al₂O₃/Cu复合粉末与造孔剂尿素均匀混合后，再将混合粉末冷压成型，最后通过溶脱-烧结工艺制得A-C-M。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对粉末原料和A-C-M的微观形貌进行表征分析，使用万能试验机对A-C-M进行压缩性能测试，探讨了尿素和Al₂O₃含量对A-C-M性能的影响。结果表明：高能球磨使Al₂O₃/Cu复合粉末的形貌由球状变为片状，复合粉末尺寸先减小后增大，在球磨4 h时获得最小平均粒径为25μm; A-C-M含有两种特征孔，100～300μm的大孔和1～10μm的微孔；随尿素含量的增加，孔的连通程度及复合材料的孔隙率逐渐增加，其压缩强度逐渐降低；随Al₂O₃含量的增加，A...