复合材料研究新进展(上)

<正>复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各组元材料的优点,克服单一组元的缺陷。复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料,根据基体种类可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料和炭基复合材料等,按增强(韧)相可分为颗粒增强、晶须增强或纤维增强复合材料。复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、体育器材、医疗器械等领域,近几年更是得到了突飞猛进的发展。     

三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织和剥落腐蚀性能的影响

针对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金热处理工艺中存在的不足,提出固溶-降温析出-再固溶的三级固溶热处理工艺,通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析以及硬度、电导率、腐蚀剥落性能测试,研究三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金锻件的微观组织及剥落腐蚀行为的影响.结果表明:三级固溶处理可使晶界析出相明显粗化、离散度增大.同时,三级同溶处理可使Al-Zn-Mg-Cu系铝合金抗剥落腐蚀性能得到明显改善,抗拉强度仍能保持在610 MPa左右;与常规固溶相比,该合金经三级固溶+峰值时效处理后的电导率由30.8%(IACS)提高到33.2%(IACS),抗剥蚀等级由EB+提高为EA.     

Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金的研究现状与展望

Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金因为高强度和高韧性,已作为轻质高强结构材料广泛应用于航空航天领域.该文主要介绍国内外高强铝合金的发展历程及最新研究进展, 指出Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金的研究经历了高强低韧→高强耐蚀→高强高韧耐蚀→超强高韧耐蚀4个发展阶段,认为调控晶界结构及晶界析出相状态已成为目前铝合金研究的重点;简要评述微观组织和晶界结构对超强铝合金性能的影响,并介绍超强铝合会弥散相和形变-热处理工艺的研究现状及其调控晶界结构和晶界析出相状态的原理.最后指出寻找新型弥散相和开发新型的形变-热处理工艺足提高超强铝合金性能的重要发展方向和途径.     

WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co涂层硬质合金的组织与性能

用控制烧结工艺制备了均质基体结构与梯度基体结构的WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co硬质合金,采用化学气相沉积工艺在合金表面涂上TiCN/Al203/TiN涂层,制备成相应的涂层硬质合金及刀片.运用金相观察、扫描电镜分析、三点抗弯强度测试及切削性能测试,研究了梯度基体结构对涂层WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co硬质合金的组织与力学性能影响.结果表明,采用梯度烧结工艺,可以在合金的表层形成梯度韧性区,该韧性区可以提高裂纹扩展阻力.所制备的梯度基体结构合金的抗弯强度明显超过均质基体结构合金,而相应涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能.     

具有盘状析出相铝合金的时交强化模型

以析出热力学、长大动力学及强化理论为基础,研究了具有盘状析出相的铝合金在时效过程中的析出相尺寸、体积分数变化及其对时效合金强化效果的影响,得到了合金成分、时效参数与组织参数、屈服强度间的解析关系式,进而从微观与宏观相结合的角度建立起了具有盘状析出相铝合金的时效工艺－屈服强度量化模型,并将该模型应用于Al-Cu二元系列合金的时效性能预测,取得了较满意的结果。同时,由数据的归纳和组合得出了Al-Cu二元系列合金中盘状析出相临界形核能垒的简易求解式f（△G,x0/xc）＝常数,有助于该模型的普遍适用化。     

熔铸工艺对2618合金中Al_9FeNi相形态的影响

研究了熔体过热、加冷料搅拌及冷却速度对 2 6 18合金中Al9FeNi相形态的影响。结果表明 ,与 2 6 18合金熔体 72 0℃正常熔炼浇注相比 ,熔体 96 0℃过热处理可得到更加细小均匀的针片状Al9FeNi相 ,特别是880℃过热加纯铝锭冷料搅拌处理可得到长度约 4μm的细小颗粒状Al9FeNi相 ,而合金熔体在 72 0℃过热后缓慢冷却导致Al9FeNi相的初晶偏析     

等径角挤压对Al-Cu-Mg-Ag合金组织性能的影响

为研究大塑形变形对耐热铝合金的作用,采用铸冶金工艺制备了新型的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金,通过显微组织观察、差热分析及硬度测试等方法,研究了等径角挤压对耐热铝合金显微组织与力学性能的影响.结果表明:通过对挤压态的Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金在固溶淬火后时效前进行等径角挤压变形,可获得晶粒尺寸低于2μm的块体超...     

Al-Zn-Mg-Cu系富铝角相平衡计算及实验研究

采用Thermo-Calc软件计算和光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及示差扫描量热仪实验分析手段,研究了Al-Zn-Mg-Cu系富铝角等温(480℃)截面图和Al-12Zn-xMg-1.5Cu合金的垂直截面图。结果表明,相平衡计算结果与实验分析吻合良好。在等温等锌截面计算相图中,随着Zn含量提高,α(Al)单相区和α(Al)+S(Al2CuMg)相区分别缩小和扩大,在α(Al)单相区内,Mg在铝固溶体的固溶度降低,Cu的固溶度变化不大。在等温等铜截面计算相图中,随着Cu含量降低,α(Al)单相区扩大,α+S(Al2CuMg)两相区缩小。合金元素的极限固溶度对温度极为敏感,在多相共晶点附近温区,合金元素的极限固溶度最大。     

铝合金轮毂等温锻造成形中不均匀润滑的数值模拟和实验分析

通过采用有限体积法(FVM),在MSC.Superforge有限元商业软件上实现了铝合金轮毂等温模锻成形的数值模拟,并进行了铝合金轮毂等温模锻成形实验。研究发现,轮毂锻件成形规律在数值模拟与实验中不一致,将数值模拟与实验进行分析可知,模拟实验中加强筋上对应的轮缘为凹形,即加强筋上方金属晚于其他区域成形;而实际实验中加强筋上对应的轮缘为凸形,即加强筋上方金属早于其他区域成形。在计算机上获得了锻件与模具接触判定和潜在润滑凹槽值,可以推断轮毂成形过程中,加强筋处未充满的间隙形成封闭腔室,受到成形金属的排斥作用,润滑剂更易向加强筋流动,造成了数值模拟与实验中金属流动规律的差异。     

Effects of Adding Cerium to Lithium on Properties of Lithium Anode

研究了在 30 ℃的 LiOH 碱性水溶液中,添加合金元素 Ce 对锂负极性能的影响。开路电位下的自腐蚀析氢速率及电化学测试结果表明,添加 Ce 对锂负极的析氢速率有明显的抑制作用。Ce 添加量为 0.08%(质量分数)时,对锂负极的缓蚀效率接近 83.3%。SEM观察表明,与纯锂负极相比,Li-Ce 合金负极放电后的表面膜更加致密少孔。XRD 分析表明,该表面膜里除了含有 LiOH 及 LiOH·H2O外,还有 Ce(OH)3存在,说明在碱性 LiOH 水溶液电解质中,Li-Ce 合金负极表面形成的 Ce(OH)3沉淀物在抑制自腐蚀析氢及影响放电电位方面起着关键作用。