钛铝金属间化合物的进展与挑战

按照起步(1974~1985年),热潮(1986~1995年),兴起(1996~2005年)和特定应用(2006年~)4个阶段回顾了钛铝金属间化合物的研发历程,评述了各阶段对钛铝合金发展起到主导作用的里程碑事件,简要总结了在合金化、显微组织类别、一次加工(熔炼)、二次加工(热加工)、性能、三次加工(成形)等6个方面的主要进展.提出了钛铝合金未来发展面临的5方面挑战:铸造合金与技术的进一步发展、低成本变形合金技术、第三代合金研制、基于新制备技术的新应用以及新成形工艺研发.     

退火温度对汽车用Fe-Cr-Mo合金组织及阻尼性能的影响

以高阻尼汽车用Fe-Cr-Mo合金为对象,研究了不同退火温度对其组织和阻尼性能的影响规律。结果表明,随着磁场强度的增加,合金的磁致伸缩系数先增加然后趋于稳定;当退火温度为900℃,合金的磁致伸缩系数最高;随着退火温度的升高,合金的损耗因子先增加后降低,在退火温度为900℃时取得最大值;合金经充分的退火后,饱和磁致伸缩系数与最大阻尼值成正比关系。     

基于MATLAB奥氏体不锈钢热老化组织演化的相场模拟

建立了奥氏体不锈钢的Fe、Cr二元热力学模型,并采用连续相场法模拟合金的调幅分解过程,通过MATLAB进行编程计算。结果表明,调幅分解组织各向同性,组织特征由合金成分决定。Fe、Cr含量相等时,两相呈相互交错的网状结构;当二者不相等时,以多数相为基体,少数相为孤立的球状组织。调幅分解分为早期、中期和晚期3个过程。早期主要为成分波长的调制,中间成分的概率密度函数随着时间的增加而减小;中期为两相分离阶段,合金成分由平均向两边分离;后期主要以粗化为主,中间成分对应的密度下降。Cr含量为0.5%的中间成分概率密度函数明显高于其他两种,且合金组织尺度要比其他合金粗大。几种合金的析出相体积分数变化趋势基本一致,早期析出相体积分数为0%,中期迅速增加,后期缓慢增加。     

Ti含量对A357铝合金组织与力学性能的影响

以A 357合金为对象,研究了Ti含量对其组织与力学性能的影响。结果表明,A 357合金铝液中加入Ti,可以使铝液在较小的过冷度下出现大量细小的非自发晶核,抗拉强度和相对伸长率都随着Ti加入量的增加而增大。当Ti含量为0.14%时,合金的抗拉强度和相对伸长率最好,分别为311.26 MPa和3.3%。     

脉冲磁场-机械振动复合处理细化Al-5%Fe合金凝固组织

以脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度为研究因素,对Al-5%Fe合金施加脉冲磁场-机械振动复合处理进行了研究。研究表明,通过控制复合处理参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织;A13Fe相由长针状转变为细针状及针点状;在0~250 V范围内,随脉冲电压的增加,A13Fe相呈现先细化后粗化的趋势;在0~5 Hz范围内,随脉冲频率的增加,A13Fe相逐渐细化;模具预热温度对A13Fe相的尺寸无规律性影响,400℃时细化效果最好;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe相逐渐粗化。     

基于IBO软件的钛-钨假合金摩擦焊接过程温度场研究

使用有限元方法借助IBO软件模拟了钛-钨假合金的焊接,采用约翰逊库克方程来定义材料属性,建立了热力耦合模型,讨论了摩擦系数随温度变化的影响。结果表明,温度分布的计算结果和焊接接头形状的模拟结果均与实测结果吻合。     

异形板类铜合金砂型铸件的冒口便捷设计方法

进行铜合金板类铸件砂型铸造工艺设计时,在铸件的浇注位置及冒口位置确定后,冒口尺寸的确定是重要的内容,通常采用经验设计方法或凝固模拟技术,但前者不够准确,而后者繁复费时,故缺乏一种既较为准确、又十分便捷的冒口设计方法去指导工艺设计。笔者根据长期的实践经验及统计分析,并结合计算机凝固模拟技术,找出铝青铜及黄铜异形板类铸件形状参数与冒口形状参数之间的关系,建立了较为准确和便捷的冒口计算、核算方法,既能保证铸件质量而又能获得较高的工艺出品率,还能提高工艺设计效率,这对于铜合金板类铸件冒口设计是有指导意义的。     

铁基自熔合金涂层T/M-GSA电弧钎涂研究

利用自制的药芯焊丝,通过T/M-GSA电弧钎涂工艺在Q235钢表面制备了铁基自熔合金涂层,涂层有较好的成形性,表面光亮致密且与基体为冶金结合。采用SEM,EDS,XRD和显微硬度分析,研究了涂层的微观组织、相组成和硬度分布。结果表明:涂层的微观组织主要是固溶了较多Cr,Si的γ-(Fe,Ni)作为涂层的基体相,少量的先析出相(Cr,Fe)_7C_3和大量的(Cr,Fe)_7C_3+γ-(Fe,Ni)共晶作为基体的支撑骨架。涂层平均的显微硬度超过HV_(0.1)500,约是钢基体的3倍。Cr,Si元素固溶在γ-(Fe,Ni)相中的引起的固溶强化以及析出的(Cr,Fe)_7C_3高硬度相是涂层得以强化的主要原因。     

多轴挤压对Cu-0.7Cr合金时效析出及性能的影响

采用多轴反复挤压法得到了不同挤压道次下的Cu-0.7Cr合金的微观组织,研究了挤压道次对合金时效析出行为和性能的影响。结果表明,多轴反复挤压可细化合金晶粒,提高孪晶含量,并增加位错密度。时效处理时,缺陷将促进纳米Cr颗粒析出,显著提高合金的硬度和电导率。挤压5道次后,Cu-0.7Cr合金经时效后可获得理想的硬度和电导率组合,硬度和电导率与未挤压的固溶时效试样相比,分别提高了160%和20%。     

Ni含量对Mg-Gd合金组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射分析(XRD)等手段,研究了Ni含量对Mg98-xGd2Nix(摩尔分数,下同,x=0,0.5,1.0)合金组织的影响。结果表明,铸态下,不含Ni的Mg98Gd2合金组织由初生树枝状α-Mg和分布在树枝间的少量共晶第二相Mg5Gd相组成;添加0.5%的Ni后,合金中Mg5Gd相消失而出现第二相X-Mg12GdNi相,其面积分数达到27%;Ni含量增加至1%时,合金相组成未发生变化,X相面积分数增至42%。在500℃固溶热处理时,随着固溶时间延长,Mg98Gd2合金中第二相Mg5Gd相逐渐溶入基体,而固溶时间达到20h,含Ni的Mg97.5Gd2Ni0.5和Mg97Gd2Ni1合金中第二相X相未发生明显溶解,且基体α-Mg的二次枝晶臂未见明显长大,表明X相具有优良的热稳定性并能有效抑制基体α-Mg的长大。