Sc,Zr和Ti对纯铝组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中分别添加等量的Sc,Zr和Ti元素,研究和对比了3种晶粒细化剂对纯铝组织和力学性能的影响。结果表明,0.2%Sc对纯铝的细化效果较弱,但合金的强度和硬度得到很大的提高,且塑性下降不多;添加0.2%Ti时所产生的细化作用优于0.2%Zr,使合金的平均晶粒尺寸减小到160μm左右,同时使合金的强度、硬度及塑性达到了合理的配合。     

搅拌针锥度和螺纹头数对厚板铝合金FSW焊缝金属迁移的影响

研究了20 mm厚2024-T4铝合金板材在搅拌摩擦焊过程中,搅拌针锥度与搅拌针表面螺纹头数对焊缝塑性金属在搅拌针周围迁移程度的影响.结果表明,随搅拌针螺纹头数增加,搅拌头旋转1圈时搅拌针螺纹所转移的高温金属量增加,焊核中塑性金属在前进边和返回边的轴向上迁移程度增加,宏观表现为焊核高度、宽度和面积增大;搅拌针锥度由25°减少至15°时,焊缝塑化金属量增加,焊核塑性金属在焊缝横截面上横向和轴向的迁移程度都增大,焊核面积增大.采用多头螺纹和较小锥度的搅拌针,可以改善厚板焊接时温度梯度大、焊缝金属流动不充分的问题,保证焊缝冶金质量.     

基于多指标综合评分方差分析的镍铬合金储能缝焊工艺研究

以接头的拉剪力、重叠量和焊透率的加权综合评分值为检测质量指标,对0.5 mm厚的Cr20Ni80镍铬合金进行了储能缝焊(CDSEW)试验,采用多指标综合评分方差分析法(ANOVA)研究了焊接速度、放电频率和储能量对缝焊接头质量的影响,并对试样进行了金相观察.结果表明:焊接速度对镍铬合金储能缝焊接头质量影响显著,储能量对其影响比较显著,但影响程度低于焊接速度,而放电频率对接头质量无显著影响,焊接速度越大,失效能量越小,接头的塑性变形能力越差.最优工艺组合下三指标检测量的综合评分值为0.978,对应的拉剪力为4.971 kN,重叠量为45.8％,焊透率为63.7％.镍铬合金在缝焊过程中未发生相变,整个接头全为单相奥氏体固溶组织,焊缝熔核区组织均匀,晶粒以树枝状分布.     

WC-Ni-Co硬质合金表面激光熔凝修复组织与摩擦磨损性能

目的 为实现WC-Ni-Co硬质合金的表面疲劳裂纹缺陷修复,研究不同预热温度对合金表面激光熔凝层组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响规律.方法 采用4 kW光纤激光器制备了不同预热温度的WC-Ni-Co硬质合金熔凝层,用着色探伤剂检测表面裂纹,用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察熔凝层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测定熔凝层的元素分布和相组成,用显微硬度计和磨损试验机测定熔凝层的硬度和耐磨性能,并观察了熔凝层的磨损形貌,分析熔凝层的磨损机理.结果 熔凝层包含原始WC相、α-Co基体相、共晶鱼骨状碳化物、弥散分布的细小二次碳化物等组织,与基材WC颗粒的不规则形状相比,经熔凝后WC颗粒发生了明显的长大和界面平直化,且共晶鱼骨状碳化物为WC、Cr7C3、CoCx和C6(CoCrNi)23的混合物.熔凝层的范围随着预热温度的升高逐渐增加,最大达866.7μm;当预热温度达到400℃以上时,熔凝后得到的熔凝层没有产生裂纹.熔凝层的平均显微硬度达到934HV0.5,远高于基材硬度762HV0.5.预热温度的升高会降低熔凝层的摩擦因数,提高表面的耐磨性.结论 当预热温度达到或超过400℃时,熔凝层中的WC颗粒分布较为均匀,无裂纹等缺陷,具有较高的硬度和耐磨性.     

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).     

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.     

Effect of rotary direction and speed on mechanical properties in friction stir spot welding of A6061 sheets e

Friction stir spot welding of A6061 sheets was conducted using a tool with thread pin. The hook geometries, hook formation and mechanical properties of the joints welded with different rotary directions and speeds were investigated. The results show that the hook in the joint welded in clockwise was curved upwards and that in anticlockwise was curved downwards. The hook formation was related to the plastic material flow in the joint. With increasing the rotary speed in clockwise direction, the hook moved upwards and far way from the center of the keyhole, resulting in an increase in the effective weld width and a decrease in the effective sheet thickness. Three types of fractuces were observed and they were affected by the hook geometries. The tensile shear load increased firstly and then decreased when the rotary speed increased in clockwise direction, which was related to the hook geometries.     

纯镁表面真空扩散渗铝层的组织和性能

采用真空扩散渗铝的方法,在445 ℃对纯镁进行了表面合金化改性处理.采用金相显微镜、XRD、EDS和显微硬度测试等方法对渗层进行了组织结构和显微硬度分析.结果表明,经表面合金化处理,在纯镁表面获得了均匀致密的渗铝层,渗层中有大量的金属间化合物β-Mg17Al12生成,渗层与基体之间为冶金结合,材料表层的显微硬度有很大提高.     

高致密度激光选区熔化Inconel 718合金中的微小孔隙缺陷和拉伸性能

本文采用激光选区熔化技术制备了高致密度Inconel 718合金试样，研究了工艺参数（激光功率，扫描速度）对合金试样致密度的影响规律，分析了孔隙缺陷的形成原因，对比研究了微小孔隙缺陷存在条件下的拉伸性能变化，并比较了热处理对不同致密度合金力学性能影响。实验结果表明：工艺参数的改变决定了激光与粉末相互作用的模式，在较高激光功率、低扫描速度条件下发生了“匙孔”模式，气孔较多，致密度降低；当功率减小或者扫描速度增大会由“匙孔”模式向“热传导”模式转变，气孔较少，致密度会升高；但是当激光功率过小或者扫描速度过大时产生未熔合孔隙缺陷，使得材料的致密度出现大幅度减小的现象。拉伸测试结果表明，激光选区熔化成形Inconel 718合金的强度并不会随着致密度的增大呈严格单调增大的变化趋势，微小孔隙缺陷的形貌、数量和尺寸也会对拉伸性能产生影响。SIDA热处理可以大幅提高激光选区熔化成形Inconel 718合金的显微硬度及抗拉强度，但塑性呈显著降低。     

La2O3含量对搅拌摩擦加工制备Ni /Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工方法在Al基体中添加不同La₂O₃含量的混合粉末(Ni+La₂O₃),制备 (Ni+La₂O₃)/Al复合材料。采用SEM、EDS、 EPMA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+La₂O₃)/Al复合材料力学性能进行了测试。结果表明,随着La₂O₃含量的增加,(Ni+La₂O₃)/Al复合材料的组织和性能先变好后变差。当La₂O₃添加量达到5%时,复合材料中Al₃Ni增强颗粒分布均匀、颗粒数量最多,块状的Ni粉团聚减少,其抗拉强度达到最大值215MPa,相比Ni/Al复合材料(抗拉强度176MPa),其抗拉强度提高了22%;当La₂O₃的添加量为7%时,复合材料中Al₃Ni增强颗粒含量减少,块状Ni粉团聚重新出现,抗拉强度下降至201MPa。