铸态Ti-20Zr-20Al钛合金动态压缩力学性能与断裂机制研究

采用X射线衍射仪、金相显微镜、分离式霍普金森杆和扫描电镜等手段研究了Ti-20Zr-20Al钛合金在动态压缩条件下的微观结构、力学性能和断裂机制。结果表明,Ti-20Zr-20Al铸态合金由Zr基体相和TiAl/Ti₃Al针状相组成; 随着应变率增加,合金的抗压强度增加,失效应变显著增加; Ti-20Zr-20Al合金的断裂机制为解理断裂; 随着应变率增加,试验压缩断裂后碎片总数增大,平均粒径减小。采用DID模型模拟的材料碎片尺度与实验结果比较吻合,Grady模型与实验结果的偏差较大。     

化学气相沉积钨涂层的研究现状与进展

化学气相沉积钨涂层具有工艺简单、技术成熟度高、涂层综合质量优异等特点，广泛应用于国防、航天、核工业等领域。首先介绍了化学气相沉积钨涂层的原理和特点，重点讨论了化学气相沉积钨涂层的工艺及应用研究现状，包括化学气相沉积钨涂层微观组织控制工艺及在耐辐射、耐磨耐蚀和高温防护领域的应用，同时对新型化学气相沉积钨涂层技术的发展进行了展望。一是改善现有工艺存在的反应气源与反应产物毒性大等问题，满足绿色环保的发展要求；二是改善现有工艺存在的沉积温度高、沉积速率偏低等问题，实现在不同衬底表面的高效、高质量沉积；三是改善现有化学气相沉积钨涂层结构与功能单一等问题，满足构件对钨涂层高性能和多功能的需求。     

Mg-Gd-Y-Zr合金TIG电弧熔覆层微观组织演变及力学性能研究

目的 在AZ91D镁合金表面熔覆Mg-Gd-Y-Zr合金，分析熔覆层微观组织演变规律及其对熔覆层力学性能的影响。方法 采用直流脉冲钨极氩弧焊（DC PTIG welding），在不同平均电流下，将Mg-Gd-Y-Zr合金焊丝送入AZ91D镁合金熔池，制备熔覆层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪，分析不同平均电流条件下的熔覆层微观组织。基于显微维氏硬度仪与往复式滑动摩擦磨损设备，表征熔覆层硬度及摩擦学性能。结果 熔覆层微观组织主要由α-Mg、Mg24(Gd,Y)5及Al2(Gd,Y)相组成。熔覆层呈现明显分层特征，主要是由晶界Mg24(Gd,Y)5相分布差异造成。平均电流增大，熔覆层中心晶粒尺寸先保持不变，而后快速增大，Al2(Gd,Y)相由细小弥散颗粒变为团聚状分布，晶界Mg24(Gd,Y)5相则由连续网状演变为不连续岛状，直至变为细小颗粒状。熔覆层硬度随平均电流增加，呈现略微上升，随后快速下降的趋势，其最高硬度达90.8HV。摩擦磨损测试过程中，平均电流为110 A所得熔覆层失重速率小于AZ91D基材。结论 采用DC PTIG在AZ91D基体表面成功制备了耐磨性能优于基体的含Gd、Y稀土元素的熔覆层，稀释率决定熔覆层Al2(Gd,Y)相形貌及分布规律。     

7050铝合金双级双峰时效强化机理

本文系统地研究了7050铝合金双级双峰时效微观组织对强度和硬度的影响。 结果表明，7050铝合金的双级时效出现了双峰现象。 第二峰的硬度和强度均略高于第一峰。 透射电子显微镜（TEM）观察表明，第二峰值的硬度和强度的增加是由于一定数量的n相数量的增加引起的。 此外，n相和GP区的共同作用优于GP区单独的效果。     

355 MPa级转向架构架用钢连续冷却转变行为

高速动车组转向架构架对高速动车组的运行品质、行车安全起到至关重要的作用。为向355 MPa级转向架构架用钢的工业试制提供指导，在Gleeble-3800热模拟试验机上进行了热模拟试验，结合热膨胀法和金相-硬度法，绘制了355 MPa级转向架构架用钢动态连续冷却转变曲线，研究了试验钢在连续冷却条件下的显微组织演变规律。结果表明，冷速小于1 ℃/s时，其组织主要为多边形铁素体和珠光体；冷速大于5 ℃/s时，贝氏体类组织快速增加；冷速达到50 ℃/s时，为板条贝氏体组织。因此，对于355 MPa级转向架构架用钢，冷速控制在1~5 ℃/s较为适宜，其组织主要由比例适中软硬性相结合的铁素体、珠光体和贝氏体构成，可以获得优良的强韧性匹配。     

1 200 MPa级冷轧先进高强钢轧制稳定性的分析及控制

针对1 200 MPa级冷轧先进高强钢轧制不稳定问题,对热轧原料组织性能均匀性、冷轧压缩比、冷连轧机组轧制策略等进行了分析。结果表明,热轧工序投入边部加热器,采用分段冷却等手段,可有效降低热轧原料头尾部组织性能差异,保证通卷性能均匀,进而保证通卷轧制过程稳定;通过优化冷连轧机组压缩比,可有效降低材料本身的加工硬化强度,进而避免连轧机组后面机架的轧制超负荷情况;通过优化冷连轧机组轧制策略,可保证轧制过程中各机架均匀变形,避免出现轧制力差异较大的情况,进而保证轧制过程稳定。采用上述措施,1 200 MPa级冷轧先进高强钢轧制力控制在约15 000 kN,厚度精度控制在±0.06 mm以内,可保证该级别高强钢的稳定轧制。     

脉冲偏压对TiAlCN薄膜结构与力学性能的影响

利用多弧离子镀-磁控溅射复合技术通过改变脉冲偏压在Si片与SS304基体表面制备了TiAlCN薄膜,研究了不同脉冲偏压对薄膜结构和力学性能的影响。薄膜成分、表面形貌、相结构及力学性能分别利用能量弥散X射线谱(EDS)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和纳米压痕仪等设备进行表征。结果表明,随着脉冲负偏压的增加,薄膜中Ti元素的含量先减小后增大,而Al元素有相反的变化趋势。适当增大脉冲偏压,薄膜表面颗粒、凹坑等缺陷得到明显改善。物相分析表明TiAlCN薄膜主要由(Ti,Al)(C,N)相,Ti4N3-x相和Ti3Al相组成。薄膜平均硬度与弹性模量随脉冲负偏压的增加先增大后减小,在负偏压-200 V时达到最大值分别为36.8 GPa和410 GPa。     

哈氏合金X电子束表面处理微观组织研究

哈氏合金因其优良性能被广泛应用于航空工业,利用强流脉冲电子束(HCPEB)轰击哈氏合金X表面对其进行改性,并对其显微组织进行分析和讨论。利用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀后试样,利用电子背散射衍射(EBSD)观察未腐蚀试样。结果表明：从扫描电镜照片可以看到,未轰击试样晶界被腐蚀,轰击后试样表面存在约为2μm的重熔层,腐蚀程度减轻,晶界处出现颗粒状碳化物；从EBSD结果可知,轰击5次试样晶粒尺寸最小,轰击5次和10次试样晶粒取向性更好,多为[101]和[110]。实验表明强流脉冲电子束轰击能够使哈氏合金X表面出现重熔层,并改变其晶粒大小和晶体取向。     

冷轧预变形对新型铝锂合金的时效析出与力学性能影响

采用大气熔炼铸造及热变形方法制备了Al-4.5Cu-1Li-0.7Mg-1Zn-0.3Ag-0.3Mn-0.2Zr新型铝锂合金板材。通过维氏硬度、拉伸性能、扫描电镜、透射电镜等方法，研究了固溶后不同冷轧预变形量对显微组织和力学性能影响。结果表明，时效前的冷轧预变形量有效促进了新型铝锂基体合金中T1(Al2CuLi)相的析出与均匀分布，减少了θ′(Al2Cu)相的体积分数。冷轧预变形量的增加，缩短了峰时效时间，晶界析出相由连续析出变为非连续析出，无沉淀析出区宽度变小。当冷轧预变形量为15%时，时效态合金的屈服强度与抗拉强度分别达到了668 MPa、690 MPa，延伸率保持在7.9%。     

TG6钛合金冷却过程的块状转变机制研究

在近α型TG6钛合金两相区淬火过程中,对初生α相αP周围形成的块状组织αm进行表征研究,块状组织αm与αP存在明显的界面,合金元素Al、Sn和Zr浓度介于αP和β基体之间,EBSD分析结果表明αm取向与αP保持一致。在冷却过程中,αP周围β基体中合金元素扩散受到限制,进而在局部过渡成分区域通过扩散转变形成αm组织。当固溶温度从1040℃提高至1060℃,同时保温时间从30 min减少为5 min,溶质元素扩散受限,αm体积分数从5.2%提升至30.7%。