振动时效机理研究

分析了残余应力的产生及常规消除残余应力方法的机理,研究了在循环应力下材料塑性变形特征,以及频加载率和应力集中对材料塑性变形的影响.结果表明,振动时效是在材料的弹性范围内发生的微塑性变形,微塑性变形只在材料的部分晶粒内发生,在亚晶粒内部形成位错带,亚晶界发生旋转形成"晶粒",亚晶界的位错开通,形成一个个微观屈服小区,晶格扭曲减少,从而使工件中的残余应力峰值降低并得到均布.     

垂直磁记录介质Co-50Fe10Ta5Zr合金高温塑性变形行为研究

研究了铸造Co-50Fc10Ta5Zr合金在高温的塑性变形行为.结果表明,随加热温度的升高和应变速率的减小,该合金由脆性转变成塑性.当温度为1200℃,两火热轧,应变速率为1.2s1时,道次变形量为5％,总变形量为20％的工艺进行热轧制加工,可减少铸造Co-50Fe10Ta5Zr合金的内部缺陷.     

塑性变形对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为及拉伸断裂行为的影响

研究塑性变形对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金析出行为及拉伸断裂行为的影响。结果表明：塑性变形引发的晶体缺陷为时效析出提供了更多的形核核心,不仅使β′相的数量增加,还促进晶界、孪晶与基体界面处析出相的生成。析出相数量的增多可有效阻碍拉伸变形过程中的位错滑移从而强化合金基体,2%变形合金可实现强度与塑性的良好配合。塑性变形量增大,微裂纹在晶界析出相与基体界面处产生并沿晶界扩展,再加之断口表面平滑刻面的形成导致合金的拉伸性能降低。     

铁/铝爆炸复合双金属管界面的结合性能

采用爆炸焊接法制备Fe/Al双金属复合管,为表征复合管界面的结合性能进行了压缩、压扁及压剪实验。实验结果表明,复合管结合良好,其界面强度大于纯铝层的抗剪强度,并且能够承受轴向和径向变形。利用扫描电子显微镜观察了原始界面形貌。测试结果表明,结合良好的复合管界面呈波状或直线状。采用液压胀形工艺以Fe/Al双金属复合管制备出复合管正三通,发现良好的界面结合对铁/铝双金属管的塑性成型具有重要作用。     

初始制备状态对Ni3Al表面纳米结构组织的影响

采用表面机械研磨技术在定向凝固态和铸造态Ni3Al表面制备纳米结构表层,采用扫描电镜、XRD和TEM等对纳米结构表层的组织特征进行研究,探讨定向凝固和铸造两种制备状态对Ni3Al表面纳米结构组织特征的影响.结果表明经过相同工艺表面机械研磨处理后,两种制备状态的Ni3Al发生了无序化转变和晶粒细化,但两者的表层组织特征间存在显著差异;铸造态Ni3Al试样中Ni(Al)固溶体的含量达65%,远高于定向凝固态Ni3Al试样中的7%;铸造态试样表层的晶粒尺寸约为56nm,远大于定向凝固态试样的22nm;两种Ni3Al试样制备态时,化学成分和显微硬度的差异可能是造成这种差异的原因.     

工业纯铝等通道球形转角膨胀挤压变形的力学与摩擦学性能

对传统等通道转角挤压工艺(equal channel angular extrusion,ECAE)进行改进,提出一种新型剧烈塑性变形法(severe plastic deformation,SPD)——等通道球形转角膨胀挤压(equal channel angular expansion extrusion with spherical cavity,ECAEE-SC)。该工艺通过耦合镦-剪-挤等多种变形效应,可在单道次挤压下实现坯料内部较大的塑性应变累积,进而获得理想的晶粒细化与性能提升效果。在室温条件下采用ECAEE-SC工艺对工业纯铝(Al-1060)进行单道次挤压,并与相同条件下的2道次ECAE处理变形结果进行对比。采用EBSD、SEM等测试手段,研究了工业纯铝经ECAEE-SC变形晶粒特征与磨损表面形貌,并测试了变形材料显微硬度、拉伸性能与摩擦学性能。结果表明,在ECAEE-SC工艺剧烈塑性应变诱导下,工业纯铝经单道次挤压变形后晶粒显著细化,呈典型的剪切条带状特征。与初始退火态相比,变形材料显微硬度与抗拉伸强度分别提升了92.6%和91.8%,且性能提升效果明显优于2道次ECAE变形。同时,ECAEE-SC工艺有效提高了工业纯铝的耐磨性能,工业纯铝变形后表面磨痕宽度最小,磨痕深度最浅,其磨损机理以磨粒磨损为主导。     

SPD技术对锆及锆合金力学行为影响研究现状

综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用。经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提升程度存在一定的差别。位错滑移是锆及锆合金高周疲劳的主要损伤机制,位错运动(包括位错滑移及位错攀移)是锆及锆合金低周疲劳的主要损伤机制。文章最后指出现阶段锆及锆合金SPD技术的发展趋势及应用前景。     

高强高导铜合金的强化机理与研究热点

铜合金材料作为高新技术产业的主流材料,需同时具备高强高导的性能.但是根据不同的应用环境,在保持高导电率的前提下如何选择合适的强化方法是制备铜合金的瓶颈.据研究可知,合金化法(形变强化、时效强化、固溶强化、细晶强化)和复合材料法(人工复合材料法、自身复合材料法)可以提高铜合金材料强度,但对其导电率有一定的影响.通过添加稀土元素、快速凝固法或大塑性变形等强化方法,有望获得高强度、高导电率的铜合金.本文着重探讨了合金化法和复合材料法的强化机理及其优缺点,并对铜合金的研究热点进行讨论和展望.     

表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的研究进展

多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短.受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观尺度的梯度纳米结构,强化和保护了材料表面,有效地解决了上述问题.结合国内外表面纳米化的研究结果,综述了金属材料梯度纳米材料的研究进展.首先,介绍了梯度塑性变形、物理化学沉积等表面纳米化加工技术的最新进展.其次,对梯度等轴纳米晶、梯度纳米层片和梯度纳米孪晶等多种表面纳米化材料的微观结构进行了归纳,并对最新发展的梯度纳米结构材料表层晶粒的晶体学取向等微观信息表征方法进行了系统地阐述.随后,总结了梯度纳米结构对工程材料的表面强度、塑性、强-塑匹配、加工硬化、疲劳、耐磨、腐蚀和热稳定性等性能的影响.最后展望了表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的发展趋势及工程应用所面临的挑战.     

金属退火硬化现象及机理的研究进展

通常金属进行退火时都会发生软化现象,而对于一些特殊的金属或者合金,将出现退火硬化的反常现象。对纯金属、铜合金、镍钨合金、锌铝合金和铝合金等体系中退火硬化现象及机理进行了总结与分析。铝钪、铝镱和铝锆系合金中存在铸态直接退火硬化现象,而其它合金体系需要进行冷变形才会出现退火硬化现象。退火硬化的机理主要包括:晶界溶质偏析、晶界弛豫、第二相颗粒的晶界钉扎、位错源限制硬化、溶质偏析对孪晶边界迁移或位错滑动的钉扎效应、退火孪晶、第二相纳米粒子强化等。