固溶处理对NbTiZr合金微观组织与力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备了50Nb-20Ti-Zr(mass%)合金,并研究了固溶处理对其组织和性能的影响。结果表明:当固溶时间为6 h时,该合金的典型组织是以条幅分解为基础的片层状组织,并且随固溶温度的升高,晶界无析出带现象越明显,合金的弹性模量没有明显的变化,但其断裂强度有所下降;当固溶时间为18 h时,随固溶温度的升高,合金的组织呈现出"片层状-球化-针片状-等轴化"的演化过程,合金的弹性模量与断裂强度均逐渐增加。合金的断口形貌是由塑性韧窝、河流花样和平行分布的准解理小刻面组成,属于韧性断裂和脆性断裂组合的混合型断裂。     

形变热处理对Cu-0.80Cr-0.30Zr-0.03P合金时效性能的影响

通过真空熔炼的方法制备了Cu-0.80Cr-0.30Zr-0.03P合金,研究了合金经冷变形及固溶时效处理后的导电率和显微硬度等性能,绘制了Cu-0.80Cr-0.30Zr-0.03P合金的相变动力学(S)曲线以及等温转变动力学(TTT)曲线,同时分析了合金的时效析出相种类。结果表明:Cu-0.8Cr-0.30Zr-0.03P合金的最佳热处理工艺为900℃×1 h固溶处理,之后80%冷变形,最后450℃时效4 h,此时合金的导电率、显微硬度、抗拉强度和伸长率分别为84.03%·IACS、187.7 HV0.2、428 MPa和9.8%,对合金时效后的衍射花样进行标定,确定析出相为Cu_(10)Zr_7。     

基于三维热加工图的X12合金的热变形行为

三维热加工图描述了功率耗散区和流动失稳区随着应变速率、温度和应变的变化。采用Gleeble-1500D热/力模拟试验机在变形温度950～1200℃,应变速率0.05～5 s~(-1)的条件下对X12合金的热变形行为进行了研究。考虑应变对X12合金可成形性的影响,基于动态材料模型,建立了X12合金的三维热加工图,确定了X12合金热变形的最佳参数为应变大于0.3,温度为1150～1200℃,应变速率为0.05～0.63 s~(-1)。通过对有限元软件DEFORM的二次开发,将X12合金的三维加工图数据与DEFORM进行集成,对?8 mm×12 mmX12合金圆柱试样在不同温度及应变速率下的压缩过程进行了有限元模拟,得到了该试样压缩过程中的功率耗散系数及流动失稳系数分布图,验证了X12合金的最佳热变形工艺参数。     

退火及变形工艺对Ti-51.1Ni形状记忆合金性能的影响

采用拉伸实验研究了退火温度、变形速率、变形温度和应力-应变循环等对退火态Ti-51.1Ni形状记忆合金力学性能、形状记忆效应(SME)和超弹性(SE)的影响。结果表明,随退火温度(T_a)升高,Ti-51.1Ni合金的抗拉强度(R_m)先升高后降低,极大值1650 MPa和极小值1060 MPa分别在400℃和650℃退火后取得,650℃退火态合金的塑性最好。当变形速率在2～12 mm/min范围内时,变形速率对Ti-51.1Ni合金拉伸性能影响不大。随T_a升高,合金的应力诱发马氏体临界应力(σ_M)先降低后升高,残余应变(ε_r)先升高后降低,350℃和600℃以上温度退火态合金呈SE,400～550℃退火态合金呈SME。随变形温度(T_d)升高,合金的σ_M升高,ε_r降低,形状记忆行为由SME向SE转变;当T_d为-20℃和0℃时合金呈SME,T_d为25℃时合金呈SME+SE,T_d超过25℃后合金呈SE。随应力-应变循环次数增加,350℃退火态合金的SE最稳定,500℃退火态合金的SME最稳定。     

TiO2纳米粒子对铝锂合金微弧氧化膜结构及性能的影响

为改善微弧氧化膜层的耐蚀性及力学性能,向电解液中添加TiO₂纳米粒子后对2297铝锂合金进行了微弧氧化。利用SEM、XRD、EDS、辉光放电表征技术及电化学测试技术,分析了TiO₂纳米粒子对微弧氧化膜结构、力学性能及耐蚀性的影响。结果表明：添加TiO₂纳米粒子后,微弧氧化膜层变得平坦致密。随着TiO₂纳米粒子添加量的提高,膜层表面放电通道的孔径逐渐减小,数量逐渐增多。TiO₂纳米粒子会抑制熔融Al₂O₃与电解液中$ {\rm{SiO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 ^- }}}$的接触,所以膜层中Si元素的含量随TiO₂纳米粒子添加量的增加而逐渐下降(原子数分数从初始的10.27%下降到了3.10%)。显微硬度测试结果表明,TiO₂纳米粒子的引入增加了膜层的致密度及平整度,所以膜层的硬度得到了提升(添加1 g/L TiO₂纳米粒子后硬度提高了15%)。电化学测试结果显示,当微弧氧化的其它条件相同时,TiO₂纳米粒子的适量添加会提升膜层的耐蚀性,但过量添加时,由于膜层放电通道数量的增多等原因,其耐蚀性下降。     

多级时效处理对Al-4.74Zn-2.13Mg-1.20Cu合金性能的影响

对Al-4.74Zn-2.13Mg-1.20Cu合金进行了几种不同的多级时效处理,采用显微硬度仪、拉伸实验、扫描电镜以及透射电镜等研究了Al-4.74Zn-2.13Mg-1.20Cu合金在峰时效下多级时效过程中的力学性能变化以及合金内部析出相的转变。结果表明,120℃×24 h为合金的峰时效工艺参数;双级时效可明显改善合金的电导率,但使合金强度、硬度降低;三级时效既可使合金达到峰时效下的力学性能,又可以提高合金的电导率,三级时效(120℃×24 h+180℃×1 h+120℃×24 h)下合金的综合性能最好。双级时效使合金内部晶粒粗大,随三级时效时间的减少,合金内部析出相尺寸也减小。     

Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金的时效行为

研究了时效处理后不同程度冷变形的Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金的时效行为,利用光学显微镜和透射电镜分析了合金时效过程和显微组织,并对其孪晶及析出相进行了标定;同时研究了时效处理和冷轧变形量对合金导电率和显微硬度的影响,建立了导电率方程和时效析出动力学方程,探讨了合金的时效强化机制和时效析出动力学。结果表明:经过时效处理,Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金的硬度和导电率均得到提升;Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金经40%冷轧变形后,在500℃时效1 h后,其导电率为44%·IACS,显微硬度为255 HV0.1。Cu-1.5Ni-1.0Co-0.6Si合金在500℃时效时,合金析出相析出完成所用时间最短。     

缺陷类型对FGH95粉末高温合金界面开裂行为影响的模拟

为了研究缺陷类型对粉末高温合金缺陷处应力应变分布的影响,通过弹性模量表征,将缺陷分为硬夹杂(弹性模量大于基体)、软夹杂(弹性模量小于基体)、孔洞(弹性模量为0)。用有限元模型模拟了弹塑性条件下不同类型缺陷对缺陷/基体界面应力应变分布的影响。结果表明,缺陷类型对界面附近应力应变分布影响明显。在该研究的基础上,分析了不同类型缺陷的致裂机制,即:当界面粘接强度较低时,界面应力是评价界面附近破坏的主要参量,当界面粘接强度较高时,基体最大主应力和基体最大塑性应变是评价界面附近破坏的主要参量。分析了当界面结合强度较强、较弱(相对于基体)两种情况下,硬夹杂和软夹杂的界面裂纹在外加载荷作用下的演变过程。从断口上观察分析了源区含不同类别夹杂开裂形貌,其开裂行为与模拟结果一致,验证了模拟的有效性。     

H13钢压铸模具开裂分析

H13热作模具在使用过程中发生提前失效,在其工作面发现裂纹。利用金相显微镜(OM)、洛氏硬度计（RHT）、扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS),分析对比试样的金相组织、基体硬度、微区元素分布情况等。结果表明:H13热作模具钢由于疲劳断裂导致失效,断裂原因为基体组织不均匀、非金属夹杂物与有害杂质元素较多。提高钢的冶金质量、改善热处理工艺、严格控制非金属夹杂物与有害元素含量,可保证模具钢拥有良好的疲劳强度和较长的使用寿命。