快速凝固结合粉末冶金法制备Al_2O_3颗粒增强AZ91镁基复合材料的组织与力学性能

采用自制的双辊雾化急冷设备,用快速凝固结合粉末冶金方法制备了Al2O3颗粒增强AZ91镁基复合材料,研究了该复合材料的显微组织、相组成和力学性能。结果表明:Al2O3颗粒增强相在基体中分布均匀,复合材料的室温δ、σb、σ0.2分别为2.00%,325.00 MPa,293.64 MPa;复合材料表现出较好的高温力学性能,473 K时,其δ、σb、σ0.2分别为11.24%,209.75 MPa,195.53 MPa。     

微量Ag对无氧铜性能的影响

研究了微量Ag(Ag≤0.1%）对无氧铜性能的影响，结果表明：经Ag强化的无氧铜银合金，在电导率下降甚少的情况下，显著提高了抗拉强度、硬度和软化温度。无氧铜银合金（Ag=0.08%）的性能分别达到：IACS＝97.3%、σb=450MPa、HV5＝135和Tc＝250℃。     

多级时效对新型高强铸造铝合金组织和性能的影响

本文主要讨论多级时效工艺对新型高强铸造铝合金微观组织和力学性能的影响。试验结果表明：在100℃×10 h＋120℃×10 h＋140℃×25 h多级时效条件下,该新型合金的性能相当稳定,平均抗拉强度σb=485 MPa、延伸率5δ=8.4%。     

Al-10%Cr合金的固液混合压铸工艺

采用固液混合压铸工艺制备了Al-10%Cr合金,角光学显微镜、密度测量仪、硬度计、拉伸试验机和摩擦试验机等对合金的组织和性能进行了分析.结果表明:该工艺获得的高铬铝合金坯料显微组织均匀,晶粒细小呈近等轴状,密度为2.924 g·cm-3;热挤压后合金的抗拉强度σb为119 MPa,屈服强度σ0.2为8.9,MPa,伸长率σ为1%,磨损率为16.9 mg·m-1,均优于传统铸造和半固态铸造所得相同成分合金的;该工艺使Al-10%Cr合金的工业应用成为可能.     

微量Mg对 Ni-2.5%Be合金组织、性能和热处理制度的影响

作者用光学及电子金相法和机械性能测试法研究了微量(0.1wt%)Mg 对Ni-2.5wt%Be 合金组织、性能和热处理制度的影响。结果表明,在Ni-2.5wt%Be 合金中添加0.1 wt%Mg 能显著抑制合金在热处理过程中的晶粒长大倾向及晶界不连续析出,提高时效强化效果。其最佳热处理制度为1090°±10℃/5～10分,水冷+500%/1～2小时,空冷。经此制度处理后,Ni-2.5%Be-0.1%Mg 合金的强度比不含Mg 的Ni-2.5%Be 合金的峰值时效强度高137 MPa(σ_b=1726 MPa,σ_(0.2)=1393 MPa,HV=6276 MPa(640kgf/mm~2),δ=4.4%,E=203902 MPa).     

2E12铝合金的疲劳性能与裂纹扩展行为

研究了2E12合金在不同应力水平下的疲劳性能及疲劳裂纹扩展速率,采用透射电镜和扫描电镜观察了该合金的微观组织和断口形貌特征.结果表明:高纯2E12合金具有良好的耐损伤疲劳性能,当应力比R=0.1时,疲劳强度σ=172 MPa,R=0.5时的疲劳强度σ=280 MPa,比R=0.1时提高了60%,缺口的存在降低了疲劳强度.R=0.1,△K=30 Mpa·m1/2时,da/dN约为2.7×10-3 mm/周,比国产2024合金裂纹扩展速率(6.5×10-3 mm/周)低60%左右.2E12合金疲劳断口由裂纹源区、裂纹扩展区及瞬断区三部分组成,裂纹萌生一般位于试样表面应力集中处或不同类型的缺陷部位.     

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板轧制工艺的研究

本文研究了轧制方式、轧制温度等对SiC颗粒增强铝基复合材料显微组织和力学性能的影响.轧制温度为410 ℃,平行于挤压方向取样并进行交叉轧制可以制备出高质量、高性能的薄板,轧制态7075/SiCp复合材料薄板的力学性能为:σs=542.51 MPa,σb=666.09 MPa,δ=4.91%.7075/SiCp铝基复合材料是极具吸引力的低密度结构材料,广泛应用于制造飞机结构及要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件.在航空、航天、交通等实际工程应用领域中,对轧制态铝基复合材料薄板的需求越来越大.     

铸造高强度铝合金ZL107A的组织与性能

在Al-Si-Cu系铸造合金ZL107的基础上通过添加Mg、Zn、Cd、Ti等多元微量合金化元素研制出ZL107A铸造高强度铝合金。经T5状态热处理后ZL107A的性能：σb420～470MPa，σ0.2325～390MPa，δ54％～6％，145HBS，因而可用于制造大型、高强、复杂关键的工程结构铝铸件。     

Mg-4Al-2RE合金压缩蠕变本构方程的建立

采用自制的蠕变试验装置研究了AE42(Mg-4Al-2RE)合金在温度为125~175℃(398~448K)、压力为88~112 MPa范围内的压缩蠕变行为,并采用回归法建立了该合金的压缩蠕变本构方程。结果表明:随着温度升高和压力增大,AE42合金的压缩蠕变应变和稳态蠕变速率都呈明显的上升趋势;在175℃(398K)、100~112 MPa条件下,合金进入加速蠕变阶段,出现蠕变断裂现象;AE42合金的压缩蠕变本构方程为εs=8.19×10-7σ5.39exp(-90 410/RT),蠕变机制为晶界扩散主导的位错攀移机制。     

H5铜基弹性合金的研制与应用

H5是一种成分为Cu-Zn-Al-Ni 的新型铜基高强弹性合金。其强度超过锡磷青铜和一些铍青铜。该合金具有良好的冷热加工性能,可以产生各种类型的板、带、棒、线和管材。可以进行各种焊接。合金熔炼温度为1473～1623 K,热加工温度为1023～1073 K,总加工率大于90%,退火温度为923～973 K,冷加工率大于40%。当冷加工率为35%时,板材性能σ_b≥715 MPa,HV≥2156 MPa,σ≥3%,线材性能σ_b≥882 MPa,HV≥2205 MPa,E≥120540 MPa,ρ=10.33×10~(4)Ω(?)m,盐雾年腐蚀速度为0.0013毫米/年。除δ外,所有性能都优于锡磷青铜QSn 6.5-0.1合金,成本也较QSn6.5-0.1合金低。     

高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析

采用激光焊对硅含量为50％（质量分数）的高硅铝合金壳体和硅含量为27％的硅铝合金盖板进行封焊实验.通过对焊缝区微观组织的观察,获得了焊缝区的组织特征及存在的缺陷.分析认为,焊接过程中温度和应力的急剧变化引发高硅铝材料内部的硅裂是焊缝微裂纹产生的主要原因,也是壳体封焊后气密性不能满足要求的主要因素.在此基础上,通过对焊接参数优化改进,提高了接头的质量.     

喷雾沉积快凝高硅铝合金中硅粒子细化的研究

对用喷雾沉积法制取高硅铝合金进行了研究,发现用该方法制得的高硅铝合金的组织较铸态组织产生了明显的细化,其Ｓｉ粒子细化到１０μｍ以下。本文从冶金学角度分析了这一现象,同时也对喷雾沉积过程中影响合金组织细化的主要工艺参数进行了研究。     

硬质合金圆盘刀分切硅钢片的磨损形态及机理研究

分析了圆盘剪分切加工过程中圆盘刀的受力,利用硬质合金圆盘刀进行了硅钢片的分切加工试验,研究了硬质合金圆盘刀的磨损,对比分析了圆盘刀刃口磨损前后的表面形貌、微观结构和钴元素含量的变化,探讨了其磨损形式及机理。结果表明,硬质合金圆盘刀磨损主要在刃口两侧形成磨损带,随着磨损的发生,圆盘刀切削刃过渡圆弧半径增大、刃口变钝,刀具的磨损形式主要表现为WC硬质颗粒裸露脱落及材料的黏结撕裂,磨损机理主要为硬质合金黏结相钴元素的流失、疲劳磨损和黏结磨损。     

Friction and Wear Properties of 3D Carbon/Silicon Carbide Composites Prepared by Liquid Silicon Infiltration

Carbon/silicon carbide (C/SiC) composites were prepared by a liquid silicon infiltration (LSI) process and their microstructure and friction and wear properties studied. The matrices of the C/C green bodies were found to be reinforced with dense carbon fiber bundles hanging together. The density of the composites before and after the LSI process was 1.25 and 1.94 g/cm³, respectively. However, the open porosity of C/SiC composites was about 16% due to the opening of closed pores during the machining process. The C/SiC composites exhibited excellent tribological properties in the dry condition, with an average coefficient of friction (COF) and wear rate of about 0.29 and 16.15 μg/m MPa, respectively. In comparison, the average COF was about 0.13 in the moist condition, with a wear rate of 5.87 μg/m MPa. The main wear mechanism of the C/SiC composites was worn particles and debris with a high degree of hardness, producing a plough effect on the friction surface in the dry condition and an adhesive effect in the moist condition.     

高硅铝合金的金刚石涂层刀具铣削损伤机理研究

高硅铝合金由于硅含量很高,故切削加工性较差,切削刀具极易磨损且已加工表面存在大量缺陷.为进一步研究材料加工损伤,采用化学气相沉积法制备了金刚石涂层铣刀,开展70％Si/Al(70％指质量分数)合金材料铣削试验.试验研究了铣削力、刀具磨损及加工损伤机理,并与常用TiN涂层铣刀进行了对比.结果 表明:铣削过程中由于初晶硅硬...     

Silicon Nitride and Carbonitride Films for Waveguide Structures Based on Strained Silicon

Waveguide microstructures based on strained silicon with the use of silicon carbonitride and silicon nitride films as cladding layers are created. A plasma-enhanced chemical vapor deposition technique is developed, which allows obtaining high values of intrinsic mechanical stresses in films (about 700 MPa). The strained waveguide structures are characterized by micro-Raman spectroscopy during a scanning procedure. It is demonstrated that deposition of silicon carbonitride and silicon nitride films induces compressive stresses in the silicon waveguide, which is proved by the shift of the maximum of the main peak of scattering on LO-phonons of silicon toward higher wave numbers. The compressive stresses in the silicon waveguide clad with silicon nitride and carbonitride layers are estimated as 350 and 250 MPa, respectively, which is sufficient for the emergence of nonlinear optical properties of silicon (Pockels effect).     

钛合金表面硅电极电火花强化及其耐磨性能

用硅电极分别在空气和硅油中对钛合金表面进行了电火花沉积强化改性。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、辉光放电光谱仪分析了改性层的形态、结构和成分分布,采用显微硬度计测试了改性层的硬度分布,通过电化学极化曲线和交流阻抗技术测试评价了改性层的耐蚀性,利用球-盘磨损试验机研究了改性层的耐空气环境磨损与耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。研究结果表明:硅电极在空气中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2、Si和TiN,硬度达2180HK。硅电极在硅油介质中电火花强化Ti6Al4V合金表面,形成约40μm厚的合金化改性层,主要物相为Ti5Si3、TiSi2和TiC,硬度达1810HK。硅电极电火花强化改性层的组成和硬度沿层深均呈梯度变化。硅电极电火花强化改性层显著提高了钛合金基材的抗空气环境干磨损性能,显著提高了钛合金基材的耐NaCl水溶液腐蚀磨损性能。     

铝硅钛合金疲劳裂纹扩展行为研究

以电解铝硅钛中间合金为主要原料，熔炼与ZL101A合金成分基本相同的合金AST101，对比研究了AST101和ZL101A合金的疲劳裂纹扩展行为。在应力比R=0.1和0.5的试验条件下，AST101合金的抗疲劳裂纹扩展能力不如ZL101合金。金相分析表明，AST101合金的铁含量较高，在合金中形成了脆性针状富铁相，该相自身的断裂和与基体的脱粘促进了合金疲劳裂纹的扩展，此外，AST101合金的微观组织特性影响了疲劳裂纹的闭合程度，也降低了合金的抗疲劳裂纹扩展能力。     

粉末球磨预处理对高硅铝合金材料组织与物理性能的影响

为制备出能满足使用要求的高硅铝合金电子封装材料,采用高能球磨对Al-Si合金粉末进行氧化预处理,结合包套热挤压制备Al2O3与SiO2增强的弥散强化型铝硅复合材料,并采用透射电镜、金相显微镜及热物性测试仪,对材料显微组织、密度、气密性、热膨胀系数及热导率进行分析测试.试验结果表明:与高温空气氧化相比,粉末高能球磨后,所制备材料的晶粒更加细小,特别是硅粒子已明显细化;粉末球磨后所制备材料密度接近于理论密度,其致密度在99%左右;材料气密性很好,在1 nPa·m3·s-1以下;材料热膨胀系数随粉末球磨时间延长而下降,当球磨时间超过24 h后,材料膨胀系数小于13 (K-1;随着球磨时间延长材料热导率增加,球磨32 h后,材料热导率高达145.5 W·m-1·K-1.     

硼含量对铅镁铝合金组织与力学性能的影响

采用真空熔炼法制备了含硼的铅镁铝合金,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪和力学性能试验机等研究了硼含量对合金组织与力学性能的影响。结果表明:添加硼后,合金中出现了黑色的颗粒状AlB2相,且与Mg-Mg17Al12共晶组织相伴生;随着硼含量的增加,AlB2相分布趋于均匀化,Mg-Mg17Al12共晶相增多;当硼的质量分数为1%时,合金的力学性能最好,抗拉强度、硬度和伸长率分别为105MPa,160MPa和6.87%,室温拉伸断口主要为韧性断裂和准解理断裂的混合特征。