基于仿生结构的Al-Ti-Ti2AlNb层状复合材料的组织与力学性能

受生物材料的韧脆复合结构的启发，本文将Al箔、Ti箔和Ti2AlNb箔材堆叠排列，采真空热压烧结技术制备了层级结构的Al-Ti-Ti2AlNb层状复合材料。利用SEM、XRD等技术表征了材料的微观结构，并测试了抗弯与抗压性能。研究发现，本文设计的层状结构复合了Ti、TiAl系列间化合物、Ti2AlNb等多种材料，层级结构明显，界面清晰。抗弯强度与抗压强度分别为1231±71MPa和1341±63MPa，相比同类材料具有显著的优势。分析认为，多层级结构的存在对裂纹的扩展有显著地阻碍作用；相比常规的二元TiAl层状材料，Ti2AlNb层的存在显著提高了力学性能。     

吸铸TiAl基合金铸件内部气孔缺陷产生原因

本文旨在探索底漏式真空吸铸方法成形TiAl基合金排气阀件过程中的气孔缺陷的产生原因。通过比较不同工艺参数下吸铸成形的TiAl基合金排气阀内部孔洞缺陷形貌与分布状态,确定了缺陷的种类为气孔。结合数值模拟计算吸铸过程中合金熔体流动形态的结果,得到排气阀内部气孔缺陷形成的原因。通过优化真空吸铸过程的工艺参数,可以成功消除排气阀铸件内的气孔缺陷。     

时效前的预变形对喷射成形2195铝锂合金组织与性能的影响

研究了时效前的预拉伸变形量对喷射成形2195铝锂合金时效析出行为及力学性能的影响规律。结果表明:2195合金经固溶处理后直接时效,组织以δ′(Al₃Li)相+少量T1(Al₂CuLi)相为主,晶界处分布着大量断续分布的颗粒析出相组织(富AlCu相及AlCuFe相)。时效前的预拉伸变形在合金基体中引入的大量位错成为T1相、θ′相的有效形核点,显著促进T1相和θ′相晶内均匀、细小弥散析出,并降低晶界无析出带宽度,形成以T1、δ′相、θ′相为主的混合析出相组织。力学性能测试结果表明:当热处理工艺为(510℃,2 h)固溶处理+3%预拉伸+(155℃,24 h)时效处理,喷射成形2195铝锂合金室温抗拉强度约为(663±1)MPa,屈服强度约为(647±1)MPa,伸长率为(10.4±0.6)%,能够获得良好的强韧性匹配。     

吸铸TiAl基合金排气阀内部气孔缺陷产生原因分析

通过比较不同工艺参数下吸铸成形的TiAl基合金排气阀内部孔洞缺陷形貌与分布状态,确定了缺陷的种类为气孔。结合数值模拟计算吸铸过程中合金熔体流动形态的结果,得到排气阀内部气孔缺陷形成的原因。通过优化真空吸铸过程的工艺参数,可以成功消除排气阀铸件内的气孔缺陷。     

超高温Nb-Si基复合材料研究现状

主要论述了Nb-Si系原位复合材料的研究近况,主要总结通过合金化和制备工艺的改善,以期使室温断裂韧性、高温强度及抗氧化性能获得良好匹配,对进一步提出优化的制备和研究方案奠定了基础。     

预变形对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金时效组织与力学性能的影响

利用TEM、XRD、SEM、DSC以及室温拉伸等方法,研究了预变形对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。通过对比未经预变形和预变形量为3%及4%的Al-Zn-Mg-Cu合金时效态微观组织与拉伸力学性能,发现:预变形可以提高铝合金时效析出速率和密度,变形量为3%时可促进析出相在晶内弥散分布,但增加到4%会导致析出相粗化;经预变形处理后晶间析出相尺寸减小,晶界无析出带宽度降低;抗拉强度和屈服强度提高,伸长率略微提高,经3%预变形以及80℃、12 h和120℃、8 h时效后的抗拉强度可达到(813±4) MPa,伸长率为10.10%±0.77%。分析认为,预变形产生的位错为析出相形核提供了异质形核的质点,改善了其在晶内与晶间的分布状态。     

电弧熔炼Nb-16Si-2Fe合金铸态组织及高温压缩行为

目的了解Nb-16Si-2Fe合金热变形的高温力学行为,并掌握其变形过程中的组织演变。方法采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-16Si-2Fe合金,利用Gleeble-1500热模拟机对合金进行高温压缩实验,并通过XRD对合金相结构进行分析。结果合金由白色树枝晶状Nbss固溶体相、灰色连续基体Nb3Si相及黑色块状Nb4Fe Si相组成。试样在较低温度、较大变形速率压缩时,产生脆性断裂。在1200~1400℃范围内,随着变形温度的升高及变形速率的降低,试样开裂倾向减小,应力峰值降低。脆性Nb3Si相由连续分布变成孤岛状分布,并发生共析反应分解生成细小两相组织。结论高温压缩过程使硬脆相Nb3Si含量降低,韧性相Nbss相含量增加,合金高温强度下降,一定程度上降低了该合金的塑性加工难度。     

Fe对Nb-16Si-22Ti-2Cr-2Al-2Hf合金组织与高温压缩性能影响研究

采用真空非自耗电弧炉制备了不同Fe含量的Nb-16Si-22Ti-2Cr-2Al-2Hf-xFe(x=0,1,2,3,原子分数)4种合金。采用XRD对合金相结构分析表明,制备的合金由Nbss相,Nb_3Si相及Nb_5Si_3相组成。微观组织分析发现,随着Fe元素含量的增加,促进共析反应Nb_3Si→Nbss+Nb_5Si_3的进行,合金相组成由Nbss+Nb_3Si转变为Nbss+Nb_5Si_3。Nb_3Si组织由连续变成分散的块状,体积分数减小,Nbss相由树枝晶状转变为等轴晶状,平均晶粒大小约5μm,体积分数有所增加。采用Gleeble-1500热模拟机对合金进行高温压缩实验,发现随着Fe元素含量的增加,压缩温度的升高及应变速率的降低,合金压缩开裂倾向减小,应力峰值降低,变形能力增加。Fe元素的添加令Nb-Si基超高温合金具有更好的高温塑性变形能力,对改善Nb-Si合金的热加工性能具有重要的意义。     

工艺参数对真空吸铸TiAl基合金连杆铸造过程的影响

本文利用底漏式真空吸铸方法制备TiAl合金汽车发动机连杆铸件,并研究了吸铸工艺参数对铸造过程的影响.分别采用了金属型芯金属模具、陶瓷芯金属模具以及陶瓷型壳进行性吸铸实验,研究了不同的吸铸参数对连杆铸件的成形性影响.得到了TiAl合金底漏式真空吸铸的优化工艺参数,初步获得了形状完整的连杆件.     

淬火温度对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金组织和与性能的影响

强度接近800MPa的超高强Al-Zn-Mg-Cu合金在航空工业上拥有广阔的应用前景,对结构轻量化具有重要意义,但较差的耐蚀性能限制了该合金的应用。本文通过控制淬火用的水介质温度（简称淬火温度）,在超高强Al-Zn-Mg-Cu合金晶间形成淬火析出相来调控耐腐蚀性能。研究对比了经不同温度淬火后的峰时效态微观组织、拉伸力学性能、晶间腐蚀性能以及剥落腐蚀性能,发现：提高淬火温度有助于形成晶内与晶间淬火析出相,促进时效析出相断续分布,并提高了晶间析出相中Cu元素含量;当淬火温度升高至80℃,室温拉伸强度性能仅下降了1.4%,但晶间腐蚀深度降低了约50%,剥落腐蚀由ED级优化为PC-EA级,但继续增加淬火温度则降低耐蚀性能。分析认为,淬火温度在60-80℃之间时,晶界区域形成的淬火析出相提高了晶界电位,阻断了腐蚀扩展通道,同时由于晶内淬火析出相的数量较少,在不显著降低力学性能的前提下提高了耐腐蚀性能。