Fe-Co薄膜与Al2O3 基体相互扩散和相互作用相关的微观结构演变

利用先进分析透射电子显微镜,检测并系统地研究了磁控溅射Fe-Co薄膜与Al₂O₃基体之间的相互扩散。结果表明,扩散会形成尖晶石相FeAl₂O₄,并导致界面层的形成。微观结构表征表明,在界面附近的Fe-Co薄膜中形成了与相互扩散相关的非公度结构。本研究不仅检测到Fe-Co薄膜与蓝宝石基体之间的相互扩散和伴随的新相形成,而且揭示了界面区域相应的微观结构演变,这些结果可能对薄膜的磁学性质有很大的影响。     

选取激光熔化成形Hastelloy X合金有限元模拟及组织性能的各向异性

基于选区激光熔化（SLM）制备Hastelloy X合金的成形原理,通过Fortran语言编写DLUX子程序加载高斯光源,采用有限元分析软件ABAQUS对有限元模型的瞬态温度场和冷却速度进行数值模拟,并用试验对分析结果进行验证。研究了粉末颗粒与高斯光源在成形时的热传递、熔化、金属液流动及凝固过程,结果表明：Hastelloy X合金的微观组织中纵截面呈现鱼鳞状等轴晶,横截面呈现羽毛状柱状晶。SLM成形产生了很大的温度梯度,是一个高冷却速度非平衡动态过程,平均冷速为3.02×106℃/s,在高冷速、细晶强化作用下纵横截面的抗拉强度分别达到了锻造的97%和89%,屈服强度远优于锻造工艺,纵截面呈现高强塑匹配性能,满足了工业行业标准需求。     

流变铸造AZ91-Sn合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能

研究了不同Sn含量流变铸造AZ91合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能。结果表明：Sn的合金化改变了Al在镁基体中的固溶度,并且显著细化了微观组织。加入0.8%（质量分数,下同）的Sn后,合金平均晶粒尺寸从105.0 μm降至42.1 μm。高熔点的金属间化合物为析出相提供了异质形核点,这些弥散析出的第二相在流变凝固过程中有效地细化了镁基体。弥散分布的第二相抑制了枝晶组织生长,从而进一步提升了合金的力学性能。随着Sn含量的增加,合金磨损率显著降低,磨粒磨损逐渐消失。3.0%Sn合金化的流变铸造AZ91合金具有最高的抗拉伸强度以及最好的耐磨损性能。     

700℃超超临界汽轮机用镍基转子锻件的试制

为了快速实现突破、掌握大吨位镍基合金转子锻件的制造关键技术并积累关键数据,中国一重开展了700℃超超临界汽轮机转子用大截面镍基合金转子锻件的试制。通过多次镦拔的自由锻造方式完成了直径＞?600mm的试制件的制造。经过检测,锻态晶粒度可达4~6级,性能热处理态晶粒度可保持在1~2级,试制锻件室温抗拉强度>1000MPa,屈服强度>600MPa,冲击A_KV>45J,700℃抗拉强度>800MPa,屈服强度>500MPa,室温和700℃的延伸率和断面伸缩率均在20%以上,实现了大截面镍基合金锻件的均质化制造。     

钛合金线性摩擦焊接头焊接缺陷分析

本文选用几种不同工艺参数对TC17钛合金进行线性摩擦焊试验。采用填埋热电偶的方法测量焊接过程中界面温度,运用光学显微镜、扫描电子显微镜等测试手段对接头焊接缺陷进行深入分析,利用显微硬度仪测量了两种不同参数下接头的显微硬度分布。研究表明：当振幅a=1mm时,焊接过程中热输入严重不足,无法得到良好的焊接接头,焊接过程中界面最高温度仅达到相变点附近,而采用a=3mm焊接时,界面温度可以达到1170℃。振幅a=1mm得到的TC17(α+β)/TC17(β)钛合金线性摩擦焊接头界面会出现孔洞、磨损颗粒、氧化物及夹杂、局部未焊合等焊接缺陷。显微硬度测试结果表明：在a=3mm参数下接头焊缝中心显微硬度值最低,相反残留氧化物及夹杂的存在使得振幅a=1mm时得到的接头焊缝中心显微硬度值达到最大。     

Microstructural evolution,flow stress and constitutive modeling of Al−1.88Mg−0.18Sc−0.084Er alloy during hot compression

To explore the hot compression behavior and microstructural evolution, fine-grained Al?1.88Mg?0.18Sc? 0.084Er (wt.%) aluminum alloy wires were fabricated with Castex (continuous casting?extrusion) and ECAP-Conform, and their hot compression behavior was investigated at temperatures of 673?793 K and strain rates of 0.001?10 s^?1; the microstructures were characterized by optical microscope, X-ray diffractometer, transmission electron microscope, and electron backscattered diffractometer, and the flow stresses were obtained by thermal compression simulator. Microstructural evolution and flow curves reveal that dynamic recovery is the dominant softening mechanism. Continuous dynamic recrystallization followed by dynamic grain growth takes place at a temperature of 773 K and a strain rate of 0.001 s^?1; the yielding drop phenomenon was discovered. Hyperbolic sine constitutive equation incorporating dislocation variables was presented, and a power law constitutive equation was established. The stress exponent is 3.262, and the activation energy for deformation is 154.465 kJ/mol, indicating that dislocation viscous glide is the dominant deformation mechanism.     

稀土元素添加对铁基非晶复合材料腐蚀行为影响

采用工业原料经包覆剂(CaO-Fe₂O₃-SiO₂)处理制备Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料棒状试样,添加稀土元素Ce、Dy及Ce+Dy,通过XRD研究稀土元素对微观组织的影响;采用电化学工作站三电极体系测试试样在1mol/L的HCl及1mol/L的NaOH中的腐蚀行为。结果表明：合金在添加稀土元素的组织依然为非晶复合材料(过冷奥氏体相CFe_15.1+ 铁素体相Fe-Cr),加入1%Ce的试样在HCl及NaOH的耐蚀性均为最佳,在HCl中自腐蚀电位为-0.16205V,自腐蚀电流密度为7.6999×10^₈A.cm^_-2,极化阻值达到9.5774×10^₈Ω.cm^₂,在NaOH自腐蚀电位和自腐蚀电流密度为-0.1839V,1.7453×10^_-8A.cm^_-2,极化阻值为7.1574×10^₈Ω.cm^₂,耐蚀性远优于AISI304,是潜力巨大的耐蚀材料。     

道次压下率对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织、力学性能及均匀性的影响

通过实验和数值模拟的方法研究了道次压下率（PRPP）对7055铝合金板材的应变分布、微观组织、力学性能及其沿厚度方向的均匀性的影响。结果表明,总变形量相同的情况下,增大道次压下率,可以减小7055铝合金板材表层与中间层之间的等效应变差。道次压下率较小的工艺轧制板材的表层比中间层的再结晶比例高,并且中间层有尺寸较大的再结晶晶粒。然而,经道次压下率较大的工艺轧制的板材沿厚度方向有均匀的再结晶比例和再结晶晶粒尺寸。因此,道次压下率较大的轧制工艺可以提高板材组织和力学性能的均匀性。     

低温挤压制备高塑细晶Zn-6Al合金

研究了不同挤压温度（350和200 ℃）对反挤压Zn-6Al合金室温拉伸性能的影响。利用扫描电镜、电子背散射技术以及电子万能试验机对Zn-Al合金的微观组织和力学性能进行了详细的研究。结果表明,由于具有细晶组织、高的施密特因子和无层片状组织,随着挤压温度从350 ℃降低至200 ℃,在应变速率为10^-3 s^-1时,反挤压Zn-6Al合金的伸长率从98%提高至198%。     

冷轧Ti/Al层状复合材料固-液反应过程中的界面微观组织演变

将冷轧Ti/Al层状复合材料在675~750 ℃下进行不同时间的退火处理,退火过程中钛和铝都保持过剩,研究了Ti/Al层状复合材料的界面微观组织演变。结果表明：Ti和Al的界面层由2个亚层组成,其中一个为紧密的TiAl₃亚层,其微观结构为紧密的TiAl₃层,其中分布着随机取向的充满Al的裂纹,另一个为颗粒状的TiAl₃亚层,其微观组织结构是颗粒状的TiAl₃分布在Al基体中。在不同的退火温度和时间条件下,紧密TiAl₃亚层的厚度几乎没有变化,但是颗粒状亚层的厚度随着退火温度及时间的增加而增加;另外,界面层中的TiAl₃颗粒的体积分数在不同的温度下均随着退火时间的延长而下降。因此提出了反应扩散模型来描述界面层的形成机理,在此模型中,TiAl₃相是化学反应和扩散的结果,并且也考虑了TiAl₃相的溶解。计算结果表明TiAl₃相的形成与生长由化学反应控制,其等效厚度与退火时间之间遵循线性规律,这主要是因为Ti和Al原子能够快速地通过紧密的薄TiAl₃亚层。