热处理对激光选区熔化成形Inconel 718合金显微组织结构和力学性能的影响

主要研究了激光选区熔化(selective laser melting, SLM)成形Inconel 718合金经固溶时效(SA)、均匀化+固溶时效(H+SA)、热等静压+固溶时效(HIP+SA) 3种热处理后显微组织结构的转变与力学性能之间的关系。结果表明,沉积态试样的晶粒内部存在大量树枝晶结构,枝晶间析出了大量硬脆Laves相。恰当的均匀化处理虽能促进δ相析出,但无γ"、γ'相,材料强度较低。热等静压(1080℃, 148 MPa, 2 h)能有效消除沉积态中的Laves相和微孔,经随后SA处理,材料的晶粒明显细化,晶界趋于平直,且强化相析出,材料的屈服强度、抗拉强度和硬度(HV_(0.2))显著提高,分别达到1191 MPa、1361 MPa、4900 MPa,断后伸长率达13.30%,在提高材料强度的同时较大程度保留了材料的延展性,获得了良好的综合力学性能。     

浇注温度和固溶温度对挤压铸造Al-6.8Zn-2.5Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响

研究了浇注温度和固溶温度对挤压铸造Al-6.8Zn-2.5Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响。结果表明,与金属型重力铸造相比,挤压铸造可以显著细化合金的微观组织,减少铸件缩松缺陷,从而提高其力学性能。在金属型重力铸造下,初生α-Al相晶粒尺寸随着浇注温度的增加而增大。在挤压力为60MPa时,随浇注温度的增加,α-Al相晶粒尺寸先减小而后增加。在浇注温度为720℃时,凝固组织的二次枝晶间距最小,约为26.3μm,铸件的抗拉强度和伸长率分别为310 MPa和4.0%。铸件经过470℃固溶10h+130℃时效24h热处理后,抗拉强度和伸长率分别达到590MPa和4.7%,获得了良好的强韧化效果。     

机械合金化与放电等离子烧结制备WC颗粒增强Fe基合金的组织与力学性能

将Fe粉、Cu粉、Ni粉、Mo粉、C粉和WC粉混合,球磨40h后进行放电等离子烧结,制备WC颗粒增强Fe基合金,研究WC颗粒对球磨后粉末的形貌、相组成,以及WC颗粒含量(质量分数)对烧结合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:WC颗粒在球磨过程中起加强研磨的作用,经过40 h球磨后,Cu、Ni、Mo和C等合金元素完全固溶于Fe基体中。WC颗粒的添加有助于得到组织均匀、细小的Fe基合金,合金的微观组织以粒状珠光体为主,含有一定量的残余奥氏体、渗碳体/碳化物及WC颗粒;不含WC颗粒的合金和含10%WC颗粒的合金密度分别为7.79 g/cm3和8.09 g/cm3,均接近全致密。添加10%WC颗粒的合金具有较好的综合力学性能,硬度和抗弯强度分别达到54 HRC和2 780 MPa,比不含WC颗粒的合金硬度和抗弯强度分别提高6 HRC和488 MPa。但过多的WC颗粒反而使合金的抗弯强度下降。     

基于机器学习的挤压铸造铝合金力学性能预测

基于现有挤压铸造研究数据,以不同合金元素及其含量下铝合金的力学性能作为训练数据,结合带有因子分解机(Factorization Machine,FM)的多项式回归模型,通过机器学习算法,以梯度下降策略对模型进行训练学习。然后,以合金的元素含量作为输入条件,预测该成分下合金的力学性能,并与试验力学性能作对比验证。结果表明,该模型能较好地预测不同元素含量铝合金的抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率等力学性能指标。     

不同烧结条件下Fe-Cu-Ni-Mo-C合金的弯曲疲劳性能及断口分析

以部分扩散预合金Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C粉末为原料,利用模壁润滑温压技术与3种烧结工艺制备合金材料,研究不同烧结工艺下合金的疲劳性能。结果表明:3组不同烧结工艺制备的试样在104~109循环周次下的应力幅值-循环周次(S-N)曲线均为一条连续下降的曲线,不存在传统疲劳概念上的疲劳极限,只存在条件疲劳极限;在107循环周次下,3组试样的条件疲劳极限分别为280、264和239 MPa。断口分析发现,3组试样的疲劳裂纹均萌生在试样表面的棱角处,且均表现为多源萌生;疲劳裂纹扩展以穿晶断裂为主,不同的组织对裂纹的扩展有明显的影响;扩展区存在典型的解理和疲劳辉纹形貌;断裂区有塑性韧窝出现。     

高速列车制动装置中气室压铸件ADC1疲劳失效起因分析

针对实际ADC1压铸件疲劳失效,对不同部位的断口进行切割取样,利用扫描电镜和能谱仪观察与分析了断口的表面形貌与特征,探讨了该压铸件断裂疲劳失效的起因,分析和探讨了孔洞和氧化膜在铸件疲劳失效过程中的作用。结果表明,铸件表面附近尺寸较大的孔洞和内部大面积氧化膜的聚集是铸件疲劳失效的起因。铸件中孔洞越靠近边缘、尺寸越大,越容易导致铸件的失效。大面积氧化膜直接降低了铸件基体的连续性,在载荷的作用下,易形成应力集中产生裂纹,导致断裂失效的发生。     

直喷式发动机铝合金活塞铸造工艺的优化

针对直喷式发动机铝合金活塞铸件,分析了直喷式发动机活塞铸造工艺特点,以及实际生产中收缩缺陷形成原因,针对直喷式发动机活塞端面壁厚差较大的特点,提出了工艺与模具优化的方案,通过模具结构优化,在保证模具寿命前提下,消除了上述收缩缺陷,实现了铸件的高成品率。     

半固态7050铝合金热压缩变形行为

在Gleeble-3500热模拟机上对半固态7050铝合金进行了高温热压缩试验,研究了该合金在变形温度为420～465℃、应变速率为0.001～0.100s-1条件下的流变应力行为以及变形过程中的显微组织。结果表明,流变应力在变形初期随着应变的增大迅速增大,出现峰值应力后逐渐平稳,流变应力随着应变速率的增大而增大,随着变形温度的升高而下降;流变应力可以用双曲线正弦形式的关系来描述,通过线性拟合计算出该材料的形变激活能等参数,获得流变应力的本构方程。随着变形温度升高和应变速率降低,合金中拉长的晶粒变大,合金热压缩变形的主要软化机制为动态再结晶。     

半固态5083铝合金的二次加热组织与触变轧制

采用大挤压比热挤压预变形的SIMA法制备了5083铝合金半固态坯料,研究了在不同加热温度和保温时间条件下二次加热重熔组织的演变规律,以及不同工艺参数对一道次触变轧制后带材力学性能的影响.结果表明,在二次加热过程中,晶粒形状和液相率主要受加热温度影响,而受加热保温时间的影响不大.在一道次触变轧制中,当二次加热温度为600℃,轧制变形量为60％时,可以获得抗拉强度为260.93MPa,伸长率为26.81％的较好综合力学性能的带材.经40％变形量二次冷轧后,带材的抗拉强度提高了70MPa.结合拉伸断口的宏观和微观形貌分析,可知带材的断裂方式为微孔聚集型的韧性断裂.     

型腔背压条件下的压铸数值模拟及缺陷分析

压铸过程中金属液充型行为受型腔残余气体背压影响,为准确模拟金属液充型过程,需考虑背压条件。通过引入背压控制方程,计算了某汽车用铝合金滤清器压铸充型过程,并以计算结果为依据提出了改进方案。引入背压条件预测气孔缺陷位置与实际情况一致。通过调整排气口位置能够改变局部型腔背压,进而改变金属液充型行为,从而消除了铸件缺陷。