SPS烧结原位制备Al_2O_3-TiC增强Cu基复合材料的组织与性能

用SPS热压烧结技术制备原位自生的Al_2O_3-Ti C增强铜基复合材料。利用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)分析(Al-TiO_2-C)含量、烧结温度对复合材料组织和性能的影响。结果表明:随着(Al-TiO_2-C)添加量的增加,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率下降明显,硬度增加明显;而随着烧结温度的提高,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率升高,强度先增加后减小;当(Al-TiO_2-C)的含量为8%,烧结温度为980℃时,复合材料的组织与性能最优。     

铝合金蛇形轧制轧板曲率解析模型研究

根据蛇形轧制的受力特点将变形区划分为5个不同的区域,分别计算了各个区域的压力分布及角位移,在此基础上运用平面应变主应力法建立了7150铝合金蛇形轧制轧板曲率的解析模型.通过蛇形轧制实验对解析模型的精确性进行了验证.使用该解析模型对蛇形轧制过程中由线性应变差引起的轧板曲率、剪切应变差引起的轧板曲率以及总的轧板曲率进行了研究.结果表明,随着错位距离的增加由剪切应变差引起的轧板曲率增加而由线性应变差引起的轧板曲率减小,它们的共同作用导致总的轧板曲率先减小后增加.随着异速比的增加,由剪切应变差引起的轧板曲率增加,由线性应变差引起的轧板曲率保持不变,它们的共同效果使总的轧板曲率增加.增大轧板初始厚度或减小压下量都会减小轧板曲率.     

固溶时效对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金组织性能的影响

研究了不同固溶工艺条件对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金显微组织的影响,对合金固溶-时效后的显微硬度和导电率进行了分析,并采用电子衍射及透射电镜分析其显微组织。结果表明:合金铸态组织以等轴晶为主,热轧变形组织中存在许多细小析出相。热轧合金在固溶处理过程中基体变形组织发生再结晶和晶粒长大,且随着固溶温度升高,析出相固溶量增加,至975℃时,析出相粒子基本回溶到基体中。合金中的析出相与Cu-Ni-Si合金具有相同的结构和形貌,与Cu基体的位向关系为:[001]Cu//[110]p,(010)Cu//(001)p;[112]Cu//[32 4]p,(110)Cu//(2 11)p。合金最佳固溶-时效处理工艺为975℃×1.5 h+500℃×4 h时效,在此工艺条件下,合金显微硬度为232 HV,相对导电率为49%IACS。     

微合金化Cu-Ni-Sn-P合金的组织和性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微维氏硬度计和涡流电导率仪,分析了不同镍锡比对Cu-Ni-Sn-P合金铸态、固溶态及时效态组织和性能的影响,从而优化了Cu-Ni-Sn-P合金中镍和锡元素的成分配比,同时研究了不同形变热处理工艺对Cu-0.87Ni-1.82Sn-0.07P合金组织和性能的影响。结果表明,Ni∶Sn为1∶2时Cu-Ni-Sn-P合金(Cu-0.87Ni-1.82Sn-0.07P合金)的综合性能最佳,固溶时效处理后硬度最高达119.9 HV0.5,电导率为35.0%IACS。时效前经过30%预冷轧变形能提高时效峰值硬度,450 ℃时效后硬度可达164 HV0.5。断口组织多为韧窝,韧性较好,抗软化温度为480 ℃。时效强化析出相与位错为切过关系,析出相呈现为球形Ni-P颗粒;晶界处析出颗粒较大,晶内析出的颗粒普遍较小,尺寸介于几十纳米到数百纳米之间。     

无压烧结Ti3SiC2/铝基复合材料组织与性能

MAX相具有独特的层状晶体结构,不但具备常用铝基复合材料外加陶瓷颗粒的性能特征,同时具有可与石墨媲美的摩擦性能.本文以Al粉、Si粉和典型MAX相Ti_3SiC_2为原料,采用冷压成型-无压烧结方法制备了Ti_3SiC_2/Al-Si复合材料,并通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了烧结温度、Si元素含量对复合材料组织与性能的影响.研究表明:随着烧结温度从500℃提高到700℃,复合材料致密度先上升后下降,摩擦系数先降低后上升,硬度逐渐增大至最大值并基本保持稳定;随着Si质量分数从0增加到20.7%,复合材料的致密度逐渐降低,硬度逐渐增大,摩擦系数先降低后增大,晶粒尺寸随之下降,12.5%Si晶粒最为细小;烧结温度为650℃,Si元素质量分数为12.5%的铝基复合材料具有最低的摩擦系数0.18,相应的硬度为62 HV,致密度为92.12%.XRD物相和扫描电镜组织分析表明,复合材料的主要相组成为Al、Ti_3SiC_2,及由界面反应产生的Al_4C_3和Al的氧化产物Al_2O_3.     

Co对CuNiSi合金应力松弛行为的影响

采用悬臂梁弯曲应力松弛测试方法对CuNiSiCo合金的应力松弛性能进行了测试,利用TEM探究Co对CuNiSi合金应力松弛组织的影响,并建立了应力松弛模型。结果表明,应力松弛过程可动位错密度是降低的经验公式σ*=[K′ln(t+a0)+C]-n的模拟结果,与实验结果基本相符;合金松弛分为2个阶段,第一阶段应力松弛速率较大,由于在应力松弛的初期阶段,可动位错数量很多,位错移动的阻力比较小,位错移动的驱动力比较大;第二阶段,应力松弛速率较小,处于缓慢松弛阶段,这一阶段位错与杂质原子以及位错与第二相粒子发生交互作用,使位错增殖;Co在Cu中的固溶度较小且易于与空位结合,从而抑制了调幅分解形成所需的空位移动,致使含Co元素的CuNi-Co-Si铜合金空位大量减少,抑制了可动位错的滑移;另一方面,促进了基体中析出相的析出,析出相弥散均匀地分布在合金基体中,在发生应力松弛过程中,移动的可动位错在遇到弥散分布的第二相之后,会被第二相所钉扎,故Co替代部分Ni形成的CuNiSiCo合金的应力松弛性能要优于CuNiSi合金。     

Cu-0.33Cr-0.05Ti 合金时效相变动力学

通过中频感应熔炼制备了Cu-0.33Cr-0.05Ti合金铸锭,铸锭经热挤压、固溶、冷拔和中间退火工序制备成直径2.1mm的线材,对合金线材进行时效处理,研究时效处理对合金导电率的影响并对该合金的时效动力学进行了分析.结果表明:Cu-0.33Cr-0.05Ti合金在400℃×2h可获得较高的导电率,导电率为83.13%IACS,随保温时间的延长,合金的导电率变化趋于平缓.根据马基申-富列明格规律和Avrami经验方程计算得到Cu-0.33Cr-0.05Ti合金在350,400及450℃的Avrami方程分别为f=1-exp(-0.0199t1.0555),f=1-exp(-0.0578t0.8632)和f=1-exp(-0.0613t0.7724),并得到了合金时效时的等温脱溶转变曲线.     

Al_2O_3-TiC/Cu复合材料的热变形行为及流变应力的本构方程计算

采用热压烧结技术制备了原位自生的Al_2O_3-TiC/Cu复合材料。采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行了Al_2O_3-TiC/Cu复合材料的单轴等温压缩试验。研究了Al_2O_3-TiC/Cu复合材料在不同应变速率和不同变形温度下的热变形行为,并建立了本构方程。结果表明:Al_2O_3-TiC/Cu复合材料的真应力-真应变曲线表现的热变形机制主要为动态回复,随着应变速率的增大或变形温度的降低,峰值应力增大;Al_2O_3-TiC/Cu复合材料的流变应力、流变温度和应变速率之间的关系可用双曲线正弦函数描述。     

Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金的析出与再结晶的交互行为

通过对施加30%~70%的冷变形量的Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金时效过程中的显微硬度及导电率规律分析和透射电镜观察,发现固溶合金时效前冷变形可加速时效初期第二相析出,导电率得以快速上升。如合金经过30%形变400℃时效1 h后导电率可达43%IACS,而固溶后直接时效为40.7%IACS。经过冷轧-时效后,沿位错分布着许多细小的析出相,使位错在时效过程中运动困难,同时合金内形成了高密度的位错,析出相弥散细小分布在基体中,故可以获得较高的显微硬度,如经30%形变于400℃时效2 h其显微硬度可达HV223,而未加形变直接时效合金的显微硬度为HV202。形变析出与再结晶过程中再结晶时间tR和时效析出时间tP取决于形变量和时效制度,在一定的形变量和较高的时效温度的条件下,合金内晶粒易发生再结晶。合金70%变形500℃时效2 h,由于基体中产生高密度的位错,会降低再结晶激活能QR,故在显微组织中发现了亚晶粒,从而降低了合金的强化效果,此时其显微硬度为HV206。该合金在450℃时效处理时组织转变主要有两种:一是第二相弥散分布在铜基体中;另一种是析出与再结晶交互作用而产生的不连续析出。     

钴对Cu-Zn-Al合金耐腐蚀性能的研究

研究了加入元素钴对铜-锌-铝合金组织的影响,利用腐蚀试验研究了元素钴的加入对铜-锌-铝耐脱锌腐蚀性能的影响。研究结果表明,加入钴可以明显地细化铜-锌-铝合金的组织,使粗大的α、β相变成短小的细板条状组织。加入钴可以明显改善铜-锌-铝合金耐脱锌腐蚀性能,确定了铜-锌-铝合金的最佳钴含量。