60Cu-Zn-xMg合金组织与性能研究

采用熔铸、挤压的方法制备了60Cu-Zn-xMg(x=2,4,6,at.%)棒材.利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子万能试验机、CK7525卧式车床等手段对镁黄铜的微观组织、力学性能和切削性能进行了研究.结果表明,当镁含量x≥4at.%时,合金物相由α相、β相和Cu2Mg相组成;随着镁含量的增加,合金塑性下降,切削性能提高;试验所制备合金的力学性能均与C36000相当.     

强变形AZ31镁合金的静态再结晶

通过光学显微镜及SEM/EBSD观察研究强变形AZ31镁合金在300～673 K的退火行为,分析显微组织、晶粒尺寸分布、平均晶粒尺寸、硬度及变形织构随退火温度的变化.结果表明:细晶组分随着温度的升高不断降低,退火过程按退火温度可分为孕育、再结晶急速长大及晶粒正常长大3个阶段.强变形过程中,发生连续动态再结晶的镁合金在随后的退火过程中主要受晶粒长大控制,没有发生织构变化,即为连续静态再结晶.     

金属纳米微粒晶体结构的稳定性及其结合能

建立了金属纳米微粒的结合能模型,该模型以微粒尺寸、形状因子和密堆因子为主要参数.根据该模型计算V、Cr、Nb、Mo、Ta、W和Fe元素纳米微粒的结合能.结果表明:一定形状下,在一定的临界尺寸时各纳米微粒bee结构的结合能和fcc结构的结合能相等:当微粒尺寸大于该临界尺寸时,bcc结构更稳定,小于该尺寸时,fcc结构更稳定.进一步的计算表明,球形和正四面体形可以看作近正多面体形的两个极限,多面体形微粒发生结构转变的临界尺寸介于两个极限尺寸之间,与文献中报道的结果一致.     

预应变与预时效对6101导电铝合金组织与性能的影响

在人工时效基础上引入预应变与预时效以提高6101铝合金的力学与导电性能。通过性能检测与组织观察,研究了合金在人工时效热处理（固溶+时效）及引入预应变与预时效后的热处理（固溶+预应变+时效,固溶+预时效+预应变+再时效）过程中显微组织、力学性能及导电性能的变化规律。结果表明:当合金经过60%冷轧变形再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率分别达到262 MPa及55.7% IACS,高于一般人工时效后的合金。当合金在180℃预时效2 h后经过60%冷轧变形,再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率进一步提升至289 MPa与58.0% IACS。引入预应变与预时效后所产生的应变强化与析出强化的交互作用,是合金的力学性能和导电性能得到提升的根本原因。      

硬质合金电化学腐蚀行为的研究进展

硬质合金广泛应用于工业生产中,其服役环境复杂,除了要求其优异的力学性能之外,对其耐腐蚀性也提出了很高的的要求,因此,本文分析了国内外有关硬质合金腐蚀行为的研究及其进展。重点总结了实验室中常用的硬质合金腐蚀性能评价与表征方法,包括浸出法和电化学测试方法;从WC的平均晶粒尺寸、粘结相的种类和含量、溶液pH值、溶液中的阴离子、温度、W在Co中的固溶度(磁饱和强度)和合金元素(Cr、V、Ti、Ta、Ru、Al等)等方面分析了微观结构和服役环境对硬质合金腐蚀性能的影响;从腐蚀热力学与动力学两方面阐述了硬质合金的腐蚀机理。服役条件下硬质合金往往不是受到单一的电化学腐蚀作用,而是其它因素(静载荷、冲击载荷、摩擦等)与电化学腐蚀的联合作用,今后有必要开展这方面的研究;另外以往的研究者多从整体、统计的角度来评价硬质合金的电化学腐蚀行为,今后应该借助更加先进的电化学研究手段(如:电化学扫描探针显微镜、电化学隧道扫描显微镜等)进行微区电化学研究,在一个试样上同时研究粘结相和硬质相的电化学特性,这有利于说明硬质合金腐蚀的本质。     

7055铝合金厚板的淬透性

通过末端淬火的方法研究7055铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:该合金板材的淬透深度可达45 mm,使其淬透的冷却速率需大于230℃/min;随着冷却速率的减小,淬火过程析出平衡相的数量和尺寸增加,时效后析出的η′沉淀强化相的数量减少,晶界无沉淀析出带宽度增加;在所研究的冷却速率范围内,时效后铝合金板材的硬度、晶界无沉淀析出带宽度与冷却速率的对数均呈线性关系。     

Ta-W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层组织结构与氧化行为

采用料浆烧结法在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-Zr涂层,利用内热法在大气环境下测试了涂层在1 400 ℃的抗氧化性能,通过扫描电镜、电子探针和波谱分析等手段分析了Ta-10W合金Si-Cr-Ti-Zr涂层氧化前后的微观形貌与组织结构。结果表明：原始涂层呈3层结构,从表面到基体的组织依次为(Zr,Cr,Ti)Si₂→(Ta,W)Si₂→(Ta,W)₅Si₃→Ta合金; 1 400 ℃高温下保持10 h,涂层仍可有效防护钽合金基体不失效; 涂层高温抗氧化机理在于形成了致密的(Si,Zr,Cr,Ti)O₂复合氧化膜,有效减缓了氧元素向内扩散的速率。     

非等温时效对2A14铝合金晶间腐蚀和力学性能的影响

通过拉伸测试、晶间腐蚀实验、极化曲线分析,以及光学显微镜、透射电镜分析等手段,研究了非等温时效工艺对2A14铝合金力学性能、抗晶间腐蚀性能和显微组织的影响。结果表明：相比于T6峰时效,合金经非等温时效处理后,晶内尺寸细小、分布弥散的亚稳θ'相数量增多,合金的硬度和强度提高; 沿晶界处析出的θ'(θ)相尺寸增大,不连续程度增加,使得合金的抗晶间腐蚀性能得到提升。     

石墨烯-铜基复合材料的原位合成制备、组织及性能研究

采用旋转化学气相沉积法和真空热压烧结工艺原位制备了综合性能优良的石墨烯-铜基复合材料。利用拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和光学显微镜等仪器, 并通过测试材料维氏硬度、导电性和导热性, 分析了复合粉体的结构和形貌以及石墨烯添加对复合材料组织和性能的影响。结果表明, 在旋转化学气相沉积过程中, 通过改变甲烷气体的浓度(由0.17%提高到0.67%), 结合真空热压烧结工艺, 成功制备出石墨烯含量为0.015%和0.026%的铜基复合材料。2种复合材料均接近完全致密(≥99.0%); 铜基体晶粒尺寸由于石墨烯的添加而明显细化:纯铜块体材料的平均晶粒直径约为46.8 μm, 而石墨烯含量为0.015％和0.026%的复合材料的平均晶粒直径分别为22.7和17.9 μm; 复合材料的硬度显著提高, 相比纯铜样品均增长了约30%; 随着石墨烯含量增加, 复合材料导电性和导热性逐渐降低, 但下降幅度较小, 与纯铜样品接近。     

强变形诱导析出相回溶对Al-Cu合金稳定性的影响

采用硬度检测、透射电镜观察、选区电子衍射等方法,研究了Al-Cu合金固溶态、含θ'相和含θ相的试样在强变形诱导析出相低温回溶后的加热退火过程中晶粒尺寸、高角晶界百分比及组织结构和硬度的变化.试验结果显示:当退火温度低于150℃时,A1-Cu合金三种状态的试样其晶粒尺寸与高角晶界的百分数基本上没有变化;加热温度至200℃以上后,晶粒尺寸、高角晶界百分比开始增加;加热至250 ℃时,固溶态试样的晶粒尺寸长大至100 μm左右,含析出相的试样品粒尺寸保持在10.0～15.0μm.在250 ℃退火50 min后,固溶态试样的硬度值一直低于含θ'、θ析出相试样的硬度值.