Microstructures of electron beam welding joint of CNTs/ Al composites

Carbon nanotube(CNT) reinforced aluminum metal matrix composites were welded by electron beam welding and the microstructures of welded joints were investigated.The result showed that the interfacial reaction happened between the CNTs and Al matrix,which resulted in producing brittle Al4C3 compounds in electron beam welds.The extent of interfacial reaction varies gradually in the depth and width direction.The length of the reactants Al4C3 became short duo to the temperature gradient in the molten pool.The quantity and size of Al4C3 compounds increased with the increase of beam current and the decrease of welding speed in the middle zone of weld.However,no needle-like phase Al4C3was observed in HAZ.     

高温与强气流条件下渗硅TiAl基合金表面抗氧化性能分析

采用固体粉末包埋法在TiAl基合金表面渗硅，着重研究了渗硅层在高温强气流冲击条件下的抗循环氧化性能，用XRD及SEM／EDS分析了渗硅层氧化后的成分结构和形貌。结果表明，渗硅后形成以Tissi3、Al2O3和TiSi2、Si为主的复合渗层，在高温强气流冲击条件下，表面生成以SiO2为主的氧化层并与Al2O3层紧密结合。900℃循环氧化时间小于160h时，渗硅层在强气流冲击下的抗氧化性与静态空气中基本相同；氧化时间超过160h后增重略高于静态空气氧化。TiAl基合金渗硅后表现出良好的抗高温强气流循环氧化性能。     

后热处理对搅拌摩擦加工制备Al-Ti复合材料组织特征的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备Al-Ti复合材料,并对其进行600 ℃/6 h的后热处理,采用SEM、TEM、XRD对搅拌摩擦区热处理前后的微观组织结构及相进行了分析;采用X射线衍射图分析软件TOPAS测量了搅拌区热处理前后的物相晶格常数,研究了后热处理对搅拌摩擦加工制备的Al-Ti复合材料组织特征的影响。结果表明:600 ℃/6 h后热处理后,金属间化合物与铝基结合界面良好;且后热处理可使Ti、Al和Al₃Ti彼此间的扩散速率加快,促进Al₃Ti和新相Al₅Ti₂金属间化合物的产生;此外微观结构中存在位错墙;热处理前后Al₃Ti的轴向比c/a都高于标准数据,但热处理后提高了约0.4%,明显低于热处理前约1.2%的增幅;进行后热处理后,Al-Ti复合材料因搅拌摩擦加工引发的微观缺陷的增殖、再次扩散及缺陷间的互作用,使得原位反应再次进行,促使搅拌区金属间化合物含量提高。     

添加La_2O_3对搅拌摩擦加工制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工(FSP)方法在Al基体中添加微米级Ni粉及(Ni+La_2O_3)混合粉末,制备Ni/Al及(Ni+La_2O_3)/Al复合材料。采用SEM、EDS及XRD对复合区微观结构及相组成进行分析,采用室温拉伸试验对Ni/Al、(Ni+La_2O_3)/Al复合材料力学性能进行了测试。结果表明:Ni/Al复合材料中主要成分为Al、Al3Ni和Ni粉团聚物,Ni粉团聚物尺寸粗大,形貌呈壳-核结构,核为团聚的Ni,壳为Al3Ni增强相层;La_2O_3对Al-Ni原位反应有较大影响,能够强化Al-Ni原位反应,生成更多增强相;La_2O_3阻碍了Ni粉的相互吸附和聚拢行为,从而减少了团聚现象;(Ni+La_2O_3)/Al复合材料的抗拉强度可以达到186 MPa,与Al基体(抗拉强度72 MPa)、纯Al FSP(抗拉强度90 MPa)、Ni/Al复合材料(抗拉强度144 MPa)相比,其抗拉强度分别提高了158%、107%、29%。     

多壁碳纳米管增强铝基复合材料的高温力学性能EI北大核心CSCD

采用搅拌摩擦加工技术制备不同含量多壁碳纳米管增强铝基复合材料,并对复合材料高温力学性能进行研究。结果表明:多壁碳纳米管的添加使得铝基体材料微观组织更加细小,并形成了少量纳米晶;铝基体中有较高密度位错,并在局部呈位错缠结状分布。与未添加多壁碳纳米管的铝基体相比,复合材料的高温拉伸强度明显增强,且随着碳纳米管含量的增加,复合材料强度逐渐提高,而高温塑性不断降低,350℃时,6.6%(体积分数)MWCNTs/Al复合材料的抗拉强度达到78MPa,为未添加多壁碳纳米管铝基材强度的3.9倍;断口分析表明,随着测试温度的提高,韧窝逐渐变小,呈脆性断裂特征。     

钢的激光增材制造研究进展及前景展望

激光增材制造是一种兼顾精确成形和高性能需求的一体化制造技术,为钢构件的高质量快速制造提供了新思路、新方法。从目前典型钢构件的激光增材制造成形质量控制、组织特征、力学性能和应用现状4个方面出发,主要综述了不同的能量输入及氧含量对成形致密度的影响,提出了如何降低孔隙率的方法,对比了不同激光增材制造工艺方法下,制备模具钢、不锈钢和超高强钢试件热处理前后的微观组织和力学性能。在此基础上,对钢构件激光增材制造的发展趋势和需要进一步深入研究的问题进行了讨论,指出了激光增材制造修复技术与超声辅助工艺相结合的发展前景。     

TiNi形状记忆合金/钛合金异种材料激光焊

由于TiNi合金与钛合金的物理和化学性能差异较大,故其焊接性较差,焊缝区易形成大量的金属间化合物并产生裂纹。为实现上述材料的良好连接、提高接头性能,本文对采用激光焊连接0.2mm厚TiNi形状记忆合金和TC4钛合金异种材料进行了探索。分别采用直接对接焊和手工填丝焊的方法,研究了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,直接对接焊时焊缝中心产生了纵向裂纹;手工填丝焊则通过合适的焊接工艺,改善了焊缝成形,避免了裂纹的产生。较优的焊接工艺参数为功率百分比18%、脉冲宽度3ms、脉冲频率3Hz;在界面区,Ni与TC4形成的过渡层宽度约为2μm,Ni与TiNi形成的过渡层宽度约为0.5μm。接头最大抗拉强度为332MPa,断裂位置发生在靠近TiNi侧的熔合线附近。     

搅拌针表面形状对焊缝金属轴向迁移的影响

采用不同表面形状的搅拌针对20 mm厚7075铝板进行焊接,分析其对焊缝金属沿轴向迁移的影响.结果表明,使用圆锥形搅拌针焊接时,随着旋转速度增加,焊核区面积、塑化金属沿两边向上迁移高度先增大后减小,疏松区面积则先减小后增大.同一焊缝中焊核区内塑化金属沿前进边向上迁移高度大于返回边.采用375 r/min旋转速度焊接时获得的焊核区面积、塑化金属向上迁移高度最大,疏松区面积最小.而使用三角平面搅拌针焊接时,瞬时空腔的出现增强了沿焊缝水平方向上"抽吸-挤压"效应,同时改善塑化金属沿轴向上的流动性,导致疏松缺陷消失.     

AZ91D镁合金表面真空扩散渗铝层结构及性能研究

采用真空固态扩散渗铝的方法,在420℃对AZ91D镁合金进行表面合金化改性处理.对渗铝层的组织结构、耐腐蚀性能、显微硬度等进行了研究,测量了该合金扩散渗铝前后试样的电化学腐蚀极化曲线.结果表明,真空固态扩散在AZ91D镁合金表面获得了均匀致密的渗铝层,渗铝层由表及里依次由Al3Mg2最外层,β-Mg17Al12次外层,以及以β-Mg17Al12为主的β-Mg17Al12+α-Mg两相组织内层构成,该渗铝层明显改善了AZ91D镁合金在质量分数5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并提高了材料的表面显微硬度(1600～1800 MPa).     

工艺参数对铝合金搅拌摩擦增材制造成形的影响

采用4mm厚的5A03-H铝合金板材作为基材,利用无倾角成形工具,进行搅拌摩擦增材制造工艺实验,研究工艺参数对增材区成形的影响。结果表明:随着行进速度提高,单道增材宽度、界面迁移高度和迁移宽度值均减小。当行进速度为60mm/min时,界面迁移量较小,单道增材宽度较大。增材间距大时,会有两道次间的未结合界面和迁移界面缺陷;随间距减小,未结合界面逐渐转变成迁移界面;当间距达到某个值时,迁移界面消失。为了得到成形良好的增材区,必须优化增材加工的间距。逆向增材与同向增材相比,能有效地抑制并消除向增材区中心迁移的界面,因此可获得较大的有效增材宽度。