基于统计分析的镍基单晶高温合金最佳固溶热处理时间选择

提出了一种基于二代镍基单晶（SX）高温合金γ′相尺寸变化统计分析的SX高温合金固溶热处理最佳时间的选择方法。通过数值分析引入了微观结构均匀性ω，根据数据统计ω曲线可分为3个阶段：显著变化区、过渡区和稳态区。过渡区描述了固溶热处理时间选择的最佳范围。通过测量合金的γ′筏化和蠕变性能，验证了该方法的有效性。同时也通过第四代镍基SX高温合金验证了该方法的准确性。该方法能够有效地建立最优的热处理工艺，并为SX高温合金的设计和工程应用提供指导。     

钛系瓶级PET切片的合成及其固相增黏工艺研究

使用自制钛催化剂在2L聚合反应釜中合成钛系聚酯(PET)基础切片,探讨了调色剂、稳定剂、助剂对反应过程及切片性能的影响;然后在50 L聚合反应釜中进行了放大试验,并将基础切片在真空转鼓中进行固相增黏,得到瓶级PET切片。结果表明:在相同的聚合反应条件下,钛催化剂用量(以钛离子计,相对于精对苯二甲酸(PTA))为7μg/g时,合成的钛系基础切片的色相、乙醛含量与乙二醇锑用量(以锑离子计,相对于PTA)为220μg/g时得到的锑系基础切片相当;在钛系基础切片合成中添加助剂,在固相增黏时合理控制升温过程,可有效解决钛系基础切片在固相缩聚反应中存在的固相增黏速率、切片色相与乙醛含量之间相互制约的矛盾,增黏后的钛系瓶级PET切片的色相、乙醛含量等指标优于锑系瓶级PET切片。     

纳米压痕法研究单晶Al3Sc相的硬度和杨氏模量

使用EBSD和纳米压痕法研究毫米级块状单晶Al₃Sc对应的取向、硬度和杨氏模量。试验结果表明,选用过共晶Al-Sc合金加热至液态后缓慢冷却(60 ℃/h)可以得到毫米级单晶Al₃Sc,通过EBSD和纳米压痕法得到五个不同取向(567)、(139)、(124)、(113)和(144)单晶Al₃Sc的硬度在3.7~4.3 GPa,复合弹性响应模量在143.6~146.1 GPa。对比不同泊松比下各取向的杨氏模量理论值与试验值,发现泊松比为0.188时二者之间差异最小,对应各取向的杨氏模量试验值在157.5~160.6 GPa。     

晶体取向对单晶铝磁致塑性的影响

在静磁场中对单晶铝进行了沿100、110和111晶向的拉伸试验,目的是揭示晶体取向对其磁致塑性的影响。结果表明:与无磁场拉伸试验相比,在磁场中拉伸的单晶铝断后伸长率增加,且晶体取向影响其增幅。磁场的作用机制为:增加滑移带数量,使位错在更多的滑移面上运动,降低位错的塞积程度和减弱位错间的交互作用,这有利于晶体更充分地变形。此外,沿不同晶向拉伸的试样中位错林密度不同,从而阻碍了可动位错的运动,导致磁致塑性的差异。静磁场能改变弱顺磁性障碍与位错构成的钉扎中心的电子自旋状态,降低位错势垒,使位错更易运动。     

非对称因素对热轧纯钛中厚板出口楔形的影响

针对纯钛中厚板热轧过程中可能出现的轧件断面楔形问题,结合四辊轧机设备和工艺的非对称特点,基于影响函数法建立双悬臂梁辊系弹性变形模型,研究对中误差、机架刚度差、坯料楔形、横向温差等非对称因素对轧件断面楔形的影响。结果表明对中误差、机架刚度差、横向温差对出口楔形的影响随着板宽和压下量的增大而增大,入口楔形对出口楔形的影响随着板宽增大和压下量的减小而增大。     

微量钛对离子渗氮渗层特性及性能的影响

为调控离子渗氮渗层特性,获得少脆性化合物层、厚韧性扩散层的渗氮层,提高离子渗氮渗层抗冲击性和重载下的耐磨性,对 42CrMo 钢进行了添加微量钛的创新离子渗氮处理。 利用光学显微镜、SEM、XRD 和显微硬度计对渗层的截面显微组织、表面形貌和成分、物相和截面硬度进行了测试和分析。 结果表明:添加微量钛离子渗氮可显著改善渗层特性,获得少化合物层的高硬高韧渗氮层,同时显著提高离子渗氮效率。 在 540 ℃ ×4 h 工艺条件下,添加微量钛可使离子渗氮有效硬化层厚度显著增加,由常规离子渗氮的 225 μm 增加到 380 μm,即渗氮效率提高近 70%;有效硬化层厚度提高的情况下,化合物层厚度反而减薄,由常规离子渗氮的 19 μm 降低到 10 μm,即化合物层厚度降低了约 50%;渗层中化合物层与有效硬化层之比值由常规离子渗氮的 8. 5%降低到 2. 6%。 同时添加微量钛离子渗氮渗层中形成了高硬度强化相 TiN,使渗层表面硬度由 703 HV0. 05 提高至 895 HV0. 05 。 添加微量钛离子渗氮获得了薄化合物层、高硬高韧、厚有效硬化层的优良渗氮层特性,该渗层特性对改善离子渗氮零部件抗冲击性和重载下的耐磨性具有重要研究和应用价值。     

锂离子电池高镍正极材料的界面改性研究

单晶型高镍锂离子电池正极材料,具有工作电压高、比容量高、压实密度高等优势,极具应用潜力.为了改善单晶高镍材料的循环稳定性和热稳定性,选用具有良好抗氧化性的高分子聚合物PVF为表面修饰剂,通过液相法成功在高镍材料颗粒表面上均匀构筑了一层8～10 nm高分子聚合物,不仅如此还借助碱性条件下的消去反应,引入参与构成SEI重要成份LiF.研究结果表明,当修饰剂的量控制在3％(质量分数)时,材料在1 C充放电,循环100次后容量保持率为87.4％,没有经过修饰的材料容量保持率仅有75.5％.DSC测试表明提升了材料的热稳定性,从而提高了电池的安全性.     

硬脆单晶材料塑性域去除机理研究进展

硬脆单晶材料具有高硬度、低密度、低热膨胀系数、化学稳定性好等特点,近年来在光学、航空航天、电子、固体激光器等领域应用广泛。这类材料由于高硬度、低断裂韧性等特点,加工过程容易产生脆性断裂,属于典型的难加工材料。硬脆单晶材料的塑性域加工技术成为超精密加工领域研究的热点问题,然而目前对硬脆单晶材料塑性域去除机理的研究尚处于探索阶段。介绍了硬脆单晶材料塑性域加工的概念,综述了硬脆单晶材料的塑性域去除机理,指出了目前硬脆单晶材料在塑性域去除机理研究方面存在的问题,并对硬脆单晶材料塑性域去除机理的未来研究方向进行了展望。     

α钛富氧层增厚动力学模型

为了实现在工业化生产中对α钛富氧层厚度预测和控制,通过实验研究α钛富氧层在高温空气环境中的形成及增厚过程,讨论热处理温度和时间的影响作用,建立高温(750~850℃)空气环境下关于温度、时间的富氧层增厚动力学模型。结果表明:当恒温热处理温度为750~850℃时,α钛富氧层厚度x与保温时间t0.5呈正比例关系,且升高热处理温度可显著提高富氧层增厚速度。在此温度范围内,氧原子的扩散激活能约为203473 J/mol,计算曲线与实验数据吻合性较好。结合文献中已有的扩散系数方程和实验测得的富氧层厚度数据,推导得到5个富氧层增厚动力学方程,其中3个方程的计算曲线与实验数据吻合性较好,可为实际生产中预估富氧层厚度提供理论支持。     

美国船舶海水管路用钛的低成本技术及应用概况

随着船舶耐腐蚀、高可靠要求的提升,对耐腐蚀性能突出的钛材需求日益迫切,但高初始成本一直是制约钛及钛合金在船舶领域大范围应用的重要因素之一。为此,国内外针对钛材低成本技术开展了大量研究,部分成果获得应用,但系统性不足。从材料制造和应用等层面系统性对美国船用钛材低成本技术进行介绍,以期为钛材在船舶海水管路领域的应用提供系统性的低成本技术发展思路。