Fe-Al金属间化合物对铝/钢钎焊接头力学性能的影响

研究了Zn-Al钎料钎焊铝/钢接头的铺展性能、钎焊接头力学性能与显微组织. 铺展试验结果表明,随着钎料中铝含量的增加,钎料在3003铝合金、Q235钢表面的铺展面积均增大,铝含量为15%(质量分数)时,在3003铝合金与Q235钢表面的铺展面积均达到最大值,继续增加铝含量,钎料铺展性能降低. 钎焊接头力学性能试验结果表明,随着钎料中铝含量的增加,钎焊接头强度提高,铝含量为12%(质量分数)时,88Zn-12Al钎料铝/钢钎焊接头强度最高,继续增加铝含量,钎焊接头强度降低. 综合考虑铺展性能及接头力学性能,88Zn-12Al钎料钎焊铝/钢接头性能最佳.     

多级结构超疏水钛合金表面制备及性能

本文以Ti6Al4V钛合金为基材,利用微弧氧化和水热法在钛合金表面形成微纳复合多级粗糙结构,进一步通过氟化处理得到具有多级结构的超疏水钛合金表面。利用傅里叶变换红外光谱、能谱仪和场发射扫描电子显微镜等对材料表面结构和组成进行了系统的表征。利用水接触角对材料表面润湿性能进行了分析。因此,通过表面多级粗糙结构的构建以及低表面能处理,能够实现超疏水表面的构建。血小板黏附和溶血率测试结果表明材料表面具有较好的血液相容性。材料表面修饰前后耐腐蚀性能测试表明,超疏水结构能有效地降低材料表面与血液和腐蚀液的接触面积,进而降低材料表面与血细胞的相互作用,同时可以有效提高材料表面的耐腐蚀性能。     

冷变形TB3合金二次时效后低周疲劳行为的研究

对于经过冷变形的固溶态Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金,透射电子显微镜(TEM)观察结果表明:其内部冷变形产生的高密度位错在常规时效后依然大量存在,这将导致合金材料力学性能的劣化。针对此问题,本实验研究了一种二次时效工艺,在常规时效基础上增加了短时间高温时效阶段。TEM观察结果表明,二次时效工艺处理后,合金内部位错密度大幅降低,与此同时时效析出的α片出现了变体选择效应。对经过冷变形及二次时效工艺处理后的TB3合金试样(SA试样)和未变形的常规峰值时效状态试样(FA试样)进行低周轴向拉压疲劳测试结果表明:在总应变幅低于0.01时,SA试样疲劳寿命稍高;总应变幅高于0.01时,FA试样疲劳寿命稍高。另外,对低周疲劳测试后的试样TEM观察结果表明:(1)位错滑移是该合金低周疲劳过程中的主要变形方式;(2)低周疲劳产生的位错条带结构在FA试样中较宽且不连续,而在SA试样中细小均匀。     

Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al合金的时效强化及其数值模拟（英文）

对Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金时效强化过程及时效强化机制进行了详细研究。对时效后经过塑性变形的TB3样品进行透射电子显微镜(TEM)观察发现:在早期时效样品中,位错可以绕过细小的α片;而在时效后期的样品中,α片尺寸长大且伴随着体积分数增大,β晶粒被粗大的α片分割成许多封闭的单元,变形过程中位错不能绕过这些粗大的α片而被限制在这些相对封闭的单元中。鉴于此,对早期时效(时效时间少于2h)的TB3合金,结合Orowan强化机制及强度混合定律建立了其时效强度模型,而对于时效后期(时效时间超过2h)试样,结合细晶强化理论及强度混合定律建立了时效强度模型。这些强度模型的计算结果与实测值吻合。     

Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头显微组织与力学性能

研究了Ag元素对Zn-Al钎料显微组织的影响,添加Ag元素能够细化Zn-Al钎料显微组织.结合钎焊接头力学性能、钎焊接头显微组织以及断口形貌,分析了Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头的断裂机理.在外力作用下,钎缝显微组织中脆硬的块状CuAl₂相与其周围组织难以实现同步协调变形,在CuAl₂相边缘容易产生应力集中,从而萌生裂纹源,这是Zn-Al-Ag钎料铜-铝钎焊接头发生断裂的主要原因.添加Ag元素后,钎缝中块状CuAl₂相尺寸变小,应力集中倾向降低,对应的钎焊接头强度提高.当Ag元素添加量为3.3%(质量分数)时,钎焊接头强度达到最高,其对应的断口形貌中韧窝状形貌大而深.     

Ti-2.5Cu合金应力时效析出行为及其力学性能研究

对固溶处理后的Ti-2.5Cu合金施加大约200 MPa弹性压应力,同时进行时效处理。TEM观察结果表明:Ti-2.5Cu合金时效处理析出了片状的Ti2Cu强化相粒子;在未施加压应力常规时效的试样中出现了3种Ti2Cu片的变体;而在应力时效处理后的试样里,一些晶粒中只出现2种或1种Ti2Cu片的变体,即弹性应力导致了时效析出Ti2Cu粒子的变体选择效应。拉伸试验结果表明,时效析出相变体选择效应导致了合金材料的强度降低和延伸率升高。     

Fe2O3在钛合金干滑动磨损及摩擦层形成中的作用

通过在Ti6Al4V合金滑动界面人工添加Fe_2O_3纳米颗粒及其与TiO_2、MoS_2的混合物,试图促进含Fe_2O_3摩擦层在室温下的快速形成;研究了Fe_2O_3、TiO_2、MoS_2在钛合金滑动过程中的作用,并探讨Fe_2O_3相对含量对钛合金磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:干滑动下的Ti6Al4V合金耐磨性较差,磨面添加的TiO_2进一步加速磨损,MoS_2一定程度上降低了磨损但并不显著,而Fe_2O_3完全抑制磨损但增大了摩擦系数。高载下,富TiO_2、MoS_2颗粒并不能形成摩擦层,反而聚集在磨面犁沟或者凹坑处,而富Fe_2O_3则容易形成致密的摩擦层覆盖于磨损表面,这证实了钛合金高温耐磨性的改善是由于Fe_2O_3的出现。混合MoS_2+80%(质量分数)Fe_2O_3形成的摩擦层,兼具MoS_2的润滑性和Fe_2O_3的承载能力,给Ti6Al4V合金带来最佳的摩擦磨损性能。     

3003铝合金/紫铜异种金属钎焊接头力学性能及显微组织

研究了Zn-Al钎料钎焊3003铝合金/紫铜的铺展性能及钎焊接头力学性能. 结果表明,随着钎料中铝含量的增加,钎料在3003铝合金表面的铺展性能提高,铝含量增至10%~15%(质量分数)范围内时,钎料均具有优异的铺展性能,铝含量超过15%(质量分数)后,铺展性能下降. 钎料在紫铜表面的铺展面积随着钎料中铝含量的增加而增大. 钎焊接头力学性能试验表明,随着钎料中铝含量的增加,搭接钎焊接头抗剪强度提高,铝含量增至12%(质量分数)时,对应的钎焊接头强度最高,继续增加铝含量,钎焊接头强度降低. 综合考虑铺展性能及钎焊接头力学性能,88Zn-12Al钎料性能最佳.     

TB3合金应力时效后低周疲劳行为的研究

以Mg-Mn合金为基体材料,通过Y、Nd稀土元素合金化的方法,制备了新型Mg-Mn-RE挤压变形镁合金.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等实验设备,系统地研究了Mg-Mn-RE挤压镁合金的相组成、微观组织、常规性能;采用交流阻抗谱研究了Mg-Mn-RE挤压镁合金的腐蚀机理.铸态Mg-1Mn-2Y-1Nd合金的显微组织主要由平均晶粒尺寸为410～360 μm的α-Mg晶粒组成.随着Nd含量的增加,铸态Mg-1Mn-2Y-2Nd合金的显微组织明显细化并且包含了Mg12Nd相和Mg24Y5相.在热挤压过程中,与Mg-1Mn-2Y-1Nd合金相比,Mg-2Y-1Mn-2Nd合金中发生了明显的再结晶,再结晶晶粒尺寸变大,同时形成粗大的Mg12Nd相和细小的Mg24Y5相.电化学交流阻抗谱结果表明,Nd的加入使Mg-Mn系合金的抗腐蚀性能降低.     

Age Hardening and Its Modeling of Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al Alloy

对Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金时效强化过程及时效强化机制进行了详细研究。对时效后经过塑性变形的TB3样品进行透射电子显微镜(TEM)观察发现:在早期时效样品中,位错可以绕过细小的α片;而在时效后期的样品中,α片尺寸长大且伴随着体积分数增大,β晶粒被粗大的α片分割成许多封闭的单元,变形过程中位错不能绕过这些粗大的α片而被限制在这些相对封闭的单元中。鉴于此,对早期时效(时效时间少于2h)的TB3合金,结合Orowan强化机制及强度混合定律建立了其时效强度模型,而对于时效后期(时效时间超过2h)试样,结合细晶强化理论及强度混合定律建立了时效强度模型。这些强度模型的计算结果与实测值吻合。