纳米晶精密电铸技术的研究

采用高频脉冲电流、高速冲液及加入有机添加剂等细化晶粒方法，开展了纳米晶精密电铸技术的试验研究。分析、研究了过程参数及添加剂对沉积层的晶粒尺寸及微观硬度和耐腐蚀性的影响。结果表明，采用上述细化晶粒方法，可制备出晶粒最小尺寸为20nm的电铸沉积层；随着晶粒尺寸的减小，沉积层微观硬度和耐腐蚀性能得到了明显提高。     

N含量对移动容器用正火钢组织及性能的影响

为适应移动容器行业减重需求,采用V-N微合金技术,通过细化晶粒和析出强化机制,研发出60 kg级高强度移动容器用正火钢,揭示出不同N含量对正火态钢板组织、性能及其热加工温度适应性影响的规律。V含量在0. 14%～0. 20%范围时,随着N含量由0. 094‰提高至0. 129‰,平均晶粒直径由3. 31μm细化至2. 89μm,屈服强度上升了24 MPa,达到512 MPa,抗拉强度为668 MPa,下降了27 MPa,-40℃低温冲击吸收能量略有提高;当N含量提高至0. 198‰时,平均晶粒直径细化至1. 96μm,屈服强度进一步上升至525 MPa,抗拉强度变化不大,为665 MPa,-40℃低温冲击吸收能量显著提升,平均值达到146 J,较N含量0. 094‰时提高了83 J。研究表明,N含量为0. 198‰的钢板对热成型温度的适应性显著改善,热成型温度从870℃提高至950℃时,钢板晶粒粗化程度小,晶粒度仍维持在10级以上水平。     

大变形轧制制备超细晶镍基合金的显微组织与拉伸性能

通过98%大变形异步-同步混合轧制的方法,制备了超细晶镍基合金,并对退火后该合金的显微组织与拉伸性能进行了研究。结果表明:轧制后镍基合金组织得到显著细化,经700℃退火后晶粒尺寸在200nm以内,经800℃退火后晶粒尺寸仍然在300nm之内,超细晶镍基合金具有良好的组织稳定性;轧制后镍基合金的强度得到显著提高,经700℃和800℃退火后仍具有较高的强度,尤其经700℃退火后,其屈服强度及抗拉强度分别从轧制前的243 MPa和679 MPa提高到了1 907 MPa和1 949 MPa;强度的提高和良好的组织稳定性主要归因于超细晶镍基合金在退火过程中析出大量均匀弥散分布的纳米γ′相。     

纳米晶精密电铸层微观结构的测试与研究

采用高速冲液电铸装置、高频脉冲电流等方法，制备出金属镍纳米晶粒电铸沉积层。运用TEM、SEM和XRD等现代分析手段对纳米晶沉积层微观结构进行了分析研究。结果表明，沉积电流密度对细化沉积层晶粒有着重要影响。随着沉积层晶粒细化，横断面上晶粒生长从树枝状晶向细小等轴～柱状晶方式转变，在(200)晶面存在着明显择优生长取向。分析了细化晶粒对沉积层内应力的影响。     

大应变轧制Mg-Al-Sn合金板材的微观组织与力学性能

通过对Mg-3Al-1Sn合金(AT31)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,得到强度和塑性兼备的新型变形镁合金板材。组织分析表明,AT31合金中析出了一定数量的Mg17Al12相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒均得到有效的细化,因此合金的强度显著提高。经250℃低温轧制后,AT31合金的晶粒尺寸细化最明显,单道次约58%应变量之后晶粒尺寸约4.72μm;随着应变量提升至约66%,AT31合金的晶粒尺寸略有长大,约4.94μm。经300℃下轧制之后,最低晶粒尺寸可达到约5.58μm;同样,随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升。与此对应,这与拉伸所测的屈服强度变化规律完全一致的,即符合经典的细晶强化理论。经过250℃温度下的单道次约58%大应变量轧制变形后,Mg-3Al-1Sn合金板材的抗拉强度及伸长率匹配性最优,屈服强度约185 MPa,抗拉强度约256 MPa,伸长率约29.2%,具备优异的强塑性兼备特性。鉴于此,Mg-Al-Sn合金在工业中有着广阔的应用潜力。     

ECAP与ARB纯铝的微观组织和力学性能的比较

采用ECAP和ARB2种剧烈塑性变形方法对L2纯铝进行加工，对比分析了材料的微观组织和力学性能变化。结果表明，ECAP和ARB都能细化晶粒、增加硬度、提高抗拉强度。但由于ECAP和ARB细化晶粒的机理不同，所以经过相同变形量后纯铝的晶粒细化程度不同，显微硬度和抗拉强度的增幅也不同。ECAP10道次后等轴晶均匀，晶粒大小约为1μm；ARB轧制7道次后超细晶增多，晶粒最小可以细化到500nm左右。     

钙对Mg-6Al变形镁合金显微组织和拉伸性能的影响

研究了钙含量对Mg-6Al变形镁合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：随着钙含量的增加,Mg-6Al合金中的β-Mg17Al12相逐渐变少、变细,铸态晶粒明显细化;大部分钙和铝结合生成高熔点Al2Ca相,能够阻碍晶粒的长大,使晶粒细化;钙的添加量少于1％时,随着钙含量的增加,合金的室温抗拉强度和伸长率均提高,钙的添加量大于1％时,合金的拉伸性能下降;钙含量为1％时,合金室温抗拉强度比不加钙时的提高了33．3％,伸长率达到2．65％,提高了1倍多。     

添加Re及Zr对CuAlMnZn合金弹性回复率的影响

介绍在CuAlMnZn形状记忆合金中添加适量的Re和Zr,在经过800℃保温10min,冷却至585℃保温150min,水淬至室温的热处理条件后,其弹性恢复率得到明显的改善.Re和Zr可起到细化晶粒的作用,从细化效果看,Zr的细化效果明显优于Re.而且Zr还可以提高马氏体相变温度.     

ARB法制备超细晶材料的组织与性能研究

采用累积叠轧焊方法（ARB）对MB2镁合金和1060工业纯铝进行试验,分析了它们变形前后内部微观组织结构的演变和力学性能的变化。结果表明,MB2镁合金平均晶粒细化到1.2μm,抗拉强度由轧制前的235 MPa提高到300 MPa;1060工业纯铝晶粒细化到约400 nm,抗拉强度由轧制前的87MPa提高到220 MPa,硬度由轧制前的37 HV提高到83 HV;2种材料的延伸率在ARB 1道次后下降,并随着轧制道次的增加,材料组织均匀程度提高,抗拉强度变化平缓;MB2镁合金的延伸率回升幅度较大。     

多次循环淬火工艺参数对10Ni5CrMoV钢晶粒细化的影响

对10Ni5CrMoV钢在930～1030℃进行不同保温时间、不同次数的循环淬火,采用光学显微镜观察显微组织变化,并探讨了加热温度、保温时间、循环次数对晶粒尺寸的影响,对热处理前后该钢的力学性能和断口形貌进行了分析。结果表明:不同温度下随着保温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,100 s时最佳;循环次数小于3时晶粒粗大且不均匀,大于3时细化效果增加不明显;随加热温度升高,晶粒尺寸先降后增,950℃最细小;细化晶粒的最佳工艺为加热温度950℃、保温100 s、3次循环淬火,可使晶粒尺寸由253μm细化至63μm,淬回火后钢的强度及塑韧性均有明显提高。     

脉冲射流电铸纳米晶铜的组织与性能

采用射流电铸快速成型方法，在脉冲电流条件下制备了铜铸层，研究了脉冲电流频率和峰值电流密度对铜铸层表面形貌、微观组织结构、晶粒大小以及力学性能的影响。结果表明：在高电流密度下制备出的块体纳米晶铜，晶粒尺寸为32-65nm；提高脉冲电流频率和峰值电流密度有利于获得颗粒细小、表面平整的纳米晶铜铸层；制备的纳米晶铜最大抗拉强度高达590MPa，是普通粗晶铜的4．5倍，纳米晶铜的最大伸长率为10％．     

AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变

研究了热处理对AZ31镁合金轧制板材显微组织、室温力学性能和成形性能的影响。热处理温度在300～350℃范围时,显微组织观察表明,热处理后孪晶消失、组织逐渐趋于均匀化、平均晶粒尺寸变小;力学性能和胀形性能测试结果表明,板材的屈服强度明显降低、抗拉强度略有下降、屈强比降低、伸长率提高,杯突值提高。在350℃、15 min空冷处理后,AZ31镁合金板材的综合性能最好。     

室温和650 ℃下晶粒尺寸对GH4169合金疲劳小裂纹萌生和扩展行为的影响

在室温和650 ℃条件下,研究晶粒尺寸对GH4169合金疲劳小裂纹萌生机理和扩展行为的影响。通过在960 ℃、 1 010 ℃、1 020 ℃、1 050 ℃条件下,各保温1 h来改变试样晶粒尺寸。通过光学显微镜来观察不同热处理后的微观组织。利用覆膜法监测小裂纹扩展过程。结果表明,两种温度下疲劳小裂纹萌生机理和扩展模式在细晶组织和粗晶组织间均会发生转变。室温和650 ℃条件下,裂纹扩展速率在小裂纹阶段近似恒定。室温下,平均晶粒尺寸变化对小裂纹扩展速率几乎没有影响。650 ℃下,随着平均晶粒尺寸增加,小裂纹扩展速率增大。无论哪种温度下,一旦表面裂纹长度达到一定临界尺寸,小裂纹会加速扩展,进入长裂纹阶段。室温下不同平均晶粒尺寸试样临界裂纹长度基本相同,650 ℃下随着平均晶粒尺寸增加临界裂纹长度增加。     

High-temperature mechanical properties investigation of Al-6.5 % Cu gas tungsten arc welds made with scandium modified 2319 filler

The present study has investigated the influence of scandium additions on the structure and mechanical properties of AA2219 gas tungsten arc (GTA) weldments. Controlled amounts of scandium modified AA2319 fillers were introduced into the molten pool of AA2219 by predeposited cast inserts under different welding conditions in GTA welding. Full penetration GTA welds were prepared using alternating current. It was observed that grain size decreased with increasing amounts of scandium and gradual transformation from columnar to equiaxed grain morphology. The observed grain refinement was shown to result in an appreciable increase in fusion zone hardness, strength, and ductility. Room temperature hardness and tensile properties at different temperatures (room temperature, 100, 150, 200 and 250 °C) of weldments in the as-welded condition were observed and correlated with microstructure. The results show that the welds subjected to post-weld aging treatment have displayed superior hardness and tensile strength.     

热等静压温度对激光选区熔化成形GH3536裂纹和组织性能的影响

利用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备了GH3536镍基高温合金,研究了不同热等静压(Hot isostatic pressing,HIP)温度对SLM成形GH3536合金裂纹和组织性能的影响。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction,EBSD)、电子探针显微分析仪(Electron probe microanalyzer,EPMA)等方式表征了GH3536相组成和组织演变,利用高温持久性能试验机测试合金室温和高温拉伸性能。结果表明：经HIP后,SLM成形GH3536合金相组成保持不变,均为γ相,但晶格常数降低,且随着HIP温度的升高而降低。SLM态合金中存在10～100μm的微裂纹和气孔缺陷,微裂纹主要存在于熔池边界。经HIP后,合金中微裂纹完全消除,但仍存在少量孔洞。GH3536合金经高温高压处理后,晶粒尺寸增大,抗拉强度有所降低。其中SLM态试样室温抗拉强度...     

挤压工艺参数对4032铝合金组织与性能的影响

采用YK28-800型双动数控液压机研究了挤压温度及变形程度等工艺参数对4032铝合金挤压后显微组织和力学性能的影响。结果表明:挤压温度不变而变形程度增大时,初晶硅在基体上分布更细小均匀;当挤压温度高于350℃变形程度在25%～70%时,挤压变形后合金的抗拉强度变化不明显,而伸长率随变形程度的增加而提高,但在变形程度超过70%后伸长率明显下降;挤压变形温度为400℃时,变形后的合金可获得最大的伸长率和一定的抗拉强度。     

Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金的显微组织、力学性能及时效析出相

通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、高温拉伸试验机等对不同状态下Mg-12Gd-3Y-0.5Zr镁合金的显微组织、高温力学性能及时效析出相进行了分析。结果表明:该合金铸态组织由α-Mg固溶体、Mg5Gd析出相及α-Mg+Mg24Y5共晶体组成;挤压变形后合金的晶粒尺寸明显减小;合金挤压轧制板材在常温及150℃时有较高的抗拉强度,当温度进一步升高时强度下降较快;合金轧制板材时效析出相在高温(高于250℃)拉伸过程中没有发生相变,但在拉伸过程中会改变分布及形貌,使得变形抗力减小。     

不同填料氟橡胶复合材料高温性能研究

为提高氟橡胶(FKM)高温性能,在FKM中分别加入相同质量分数的聚四氟乙烯(PTFE)、气相二氧化硅(SiO2)、纳米氧化锌(Nano-ZnO),采用机械共混法制备3种FKM复合材料;研究常温和160℃高温下3种填料对FKM复合材料力学性能的影响,结合三维形貌和扫描电镜微观形貌,分析FKM复合材料的摩擦磨损机制。结果表明:PTFE填料降低了FKM材料的力学性能,但可提高其高温摩擦性能;Nano-ZnO填料可提高FKM材料常温力学性能,但对高温力学及摩擦性能没有明显改善;Silica填料可显著改善FKM材料常温与高温条件下的抗磨减摩、抗拉伸撕裂等特性;160℃试验条件下,Silica填料可使FKM材料的拉伸强度提高31%,撕裂强度提高142%,摩擦因数降低52%,磨损量减少36.4%;在FKM中添加Silica可提高基体强度,高温摩擦时形成熔融层,使复合材料具有优异的耐磨性能。     

稀土钇对Zn-25Al铸态组织及力学性能的影响

以Zn-25Al合金为基体材料,通过常规铸造方法制备了不同稀土含量的锌铝合金。采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、硬度计等分析研究了稀土Y对试验合金显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,添加稀土钇后,在锌铝合金中,其与Al、Zn等元素形成硬度高、热硬性好的复杂成分化合物且分散于晶界和枝晶中,细化了组织,有效地阻碍了高温时基体的变形和晶界移动。随着钇含量的增加,在室温、100℃和180℃3个温度下合金的抗拉强度和硬度基本上呈先升后降的趋势。当钇含量为0.6%时合金的综合性能最好,高温强度和硬度提高显著。180℃时的抗拉强度比不加Y时提高33.3%,硬度提高64.9%。当钇含量超过0.6%时力学性能下降。     

铁、镍对2618合金挤压前后组织及性能的影响

研究了铁、镍含量对2618合金挤压前后及挤压加淬火时效后组织与性能的影响。结果表明,当铁、镍含量分别增加至1．4％和1．45％时,铸态组织中出现了粗大的针片状Al9FeNi相,挤压后破碎为粗大颗粒相;增加铁、镍含量对合金时效后的晶粒度没有影响,且降低2618合金的室温力学性能,但能提高合金300℃强度。