Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形行为研究

针对高功率柴油发动机活塞在高温下变形和烧蚀严重,导致活塞早期失效,使用寿命不能满足设计要求的问题,文中采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和热模拟实验机等实验仪器,研究了在不同热压缩变形参数下,Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金显微组织以及流变应力的变化规律,利用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形流变应力行为。研究结果表明:该合金在高温压缩变形过程中存在动态回复和动态再结晶现象,流变应力值随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减少;在高温低应变速率下,组织形貌由于动态再结晶而形成完整的亚晶结构;该合金的热变形激活能Q=294.08 kJ·mol~(-1),建立了Al-Si-Cu-Mg-Ni活塞合金热压缩变形条件下的流变应力本构方程。     

高温加速试验与运行条件下10CrMo910钢组织变化的比较

根据拉尔森-米列尔公式,对主蒸汽管道10CrMo910钢进行无应力和加应力条件下的高温加速试验,并与实际运行15×104h的10CrMo910钢进行显微组织与碳化物变化的分析比较,确定高温加速试验与实际运行是否存在差异.结果表明,加载应力所产生的显微组织变化和合金元素再分配比未加应力显著,但加速试验所产生的显微组织变化和合金元素再分配远没有实际运行的显著.     

低溶质Cu-Cr-Zr合金时效过程中的显微组织与性能研究

通过对低溶质Cu-Cr-Zr合金试样进行金相显微分析、透射电镜分析、能谱分析、X-射线分析及硬度测试,研究Cu-Cr-Zr合金的显微组织与性能,进而探索不同加工工艺及不同时效制度对Cu-Cr-Zr合金组织、硬度及高温氧化性能的影响.结果表明:固溶处理 冷变形 时效处理方式的强化效果最佳;在固溶度限度内,合金元素总量越多,合金硬度越高;合金元素的加入在表面形成了氧化膜,提高了合金的抗氧化性能.     

含稀土钇铸态Mg-Al-Ca-Ti合金的组织和性能

在Mg-Al-Ca-Ti合金中添加稀土元素钇(Y)获得含稀土的铸造镁合金.通过X射线衍射物相分析、显微组织观察和显微硬度的测试,探寻稀土元素Y对铸态镁合金相结构、组织和力学性能的影响.结果表明,加入一定量的稀土元素Y改变了铸造Mg-Al-Ca-Ti合金的组织形态与相结构,微量稀土元素Y影响Al-Mg-Ca-Ti合金中第二相的数量、形态和分布,显著提高合金的显微硬度,有望改进铸造镁合金的室温和高温力学性能.     

改型K417L镍基高温合金的热疲劳行为

利用开有V形缺口的平板试样,研究了两种不同成分的改型K417L镍基铸造高温合金在最高温度为1100℃,最低温度为室温的热循环下的热疲劳行为.通过光学显微镜和扫描电镜观察合金的组织和热疲劳裂纹形貌,研究热疲劳损伤机制.结果表明:晶界及显微组织的差异是造成改型合金热疲劳性能劣于原K417L合金的主要原因;改型合金的热疲劳主裂纹主要从V形缺口处萌生,主裂纹和二次裂纹都沿晶界扩展,裂纹沿着或穿过MC碳化物,高温氧化是影响裂纹生长的主要因素.     

Ti-15-3合金高温变形的微观组织

Ti-15-3合金的组织和性能对工艺参数十分敏感，生产中不易获得组织和性能稳定一致的产品，通过在Gleeble-1500型热加工模拟试验机上进行的等温恒应变速率压缩试验和金相及透射分析，研究了变形温度、变形程度和变形速率对Ti-15-3合金热变形的显微组织的影响，分析表明，Ti-15-3合金高温变形时容易发生动态回复，高温大变形下低速变形时有发生少量的再结晶，这些研究对于制定该合金合理的热变形工艺，保证产品的质量和提高使用性能具有重要的理论价值和实际意义。     

CoCrFeNiCu_2Sn_x高熵合金的微观组织与性能

利用铜模浇铸的方法制备了CoCrFeNiCu2Snx(摩尔比:x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)高熵合金,研究了Sn的含量对合金组织结构和性能的影响。利用XRD、SEM和EDS分析了高熵合金的相结构、微观组织和成分分布,测试了高熵合金的显微硬度和压缩性能。结果表明,当x=0.2,0.4和0.6时,CoCrFeNiCu2Snx合金的组织形貌没有发生明显的改变,但在合金中形成了一种Sn含量较高、新的FCC3结构相,合金由FCC1、FCC2和FCC3三种面心立方的相构成;当x=0.8和1.0时,合金的形貌依然为枝晶状,但FCC2结构相几乎完全转变为富Sn的FCC3结构相,合金中只有FCC1和FCC3两种结构相。合金的屈服强度和显微硬度随着Sn元素含量的增加而提高,当x=1.0时,合金的屈服强度和显微硬度均达到最高值,分别为1102MPa和391HV。     

Ti-Cu-Ni-Zr块体非晶合金形成能力及其压缩性能

采用铜模铸造法制备了不同直径的Ti40Cu34+xNi16-xZr10(x=0,2,4,5,6)系列合金,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)研究了合金的相结构、显微组织、热稳定性.结果表明:只有Ti40Cu39Ni11Zr10合金成分可制备出2 mm的全非晶结构,增加制备尺寸到3 mm、4 mm后,有TiCu晶体相析出;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别为665 K和712 K,过冷液相区ΔTx为47K.压缩实验表明:Ti40Cu39Ni11Zr10块体非晶合金具有高达1 931 MPa的屈服强度,并伴有0.3%左右微量压缩变形量,塑性变形以锯齿形式出现;Ti40Cu34Ni16Zr10合金具有1.3%的压缩变形量,TiCu相的析出提高了该合金压缩变形量.     

TiN对AlCoCrFeNi合金组织和力学性能的影响

为了研究TiN含量对AlCoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响,采用真空电弧熔炼方法制备了AlCoCrFeNi(TiN)_X高熵合金,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机和压缩试验机对合金的微观组织和力学性能进行测试和分析.结果表明:AlCoCrFeNi(TiN)_X高熵合金以体心立方(BCC)结构为主,TiN使其发生严重的晶格畸变,致使BCC结构主峰向左偏移;晶界处析出纳米颗粒,致使其塑性降低,合金强度先升高后降低;随着TiN的添加,弥散强化增强,合金的磨损机理从粘着磨损转变为磨料磨损,合金硬度增加,耐磨性能增强;当TiN摩尔值为1.0时,合金具有最小摩擦系数0.28,最大硬度625 HV.     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度.     

23MnNiCrMo钢的相变及组织特征

对 2 3MnNiCrMo煤机链条钢进行了连冷转变、等温转变、回火转变的研究 应用日本Formastor -Digital全自动相变膨胀仪测定了临界点 ,研究了过冷奥氏体的等温分解过程 ,应用电子显微镜分析了各类转变产物的组织结构 结果表明 ,2 3MnNiCrMo贝氏体钢具有一系列的相变特征和组织特点     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

凝固速率对AlCoNiCrFe合金组织结构及性能的影响

采用X—Ray衍射仪、金相显微镜、室温压缩测试、显微硬度测试手段,研究了AlCoNiCrFe高熵合金在三种不同凝固速率状态下形成合金的显微组织和力学性能影响。结果表明：AlCoNiCrFe高熵合金经不同凝固速率后因高熵效应及元素扩散困难而形成简单的BCC晶体结构,合金的晶格常数随凝固速率的升高而增大。凝固速率越高合金的组织变得越细小,喷铸后合金生成梅花状树枝晶。合金的压缩强度、硬度随凝固速率升高而增大,喷铸成直径为2mm的合金其综合力学性能最好,其硬度比母合金锭提高13．6％,其塑性达到最大38．1％。     

不锈钢丝增强AZ91镁合金复合材料的显微组织及其力学性能

采用渗流铸造法制备了体积分数约为40%、60%、80%的不锈钢丝增强AZ91镁合金复合材料.利用万能试验机对其进行压缩实验;并利用扫描电镜观察复合材料的显微组织以及压缩后的断口形貌.结果表明:不锈钢丝在AZ91镁合金基体中的分布随着其体积分数的增加逐步均匀;不锈钢丝与AZ91镁合金界面润湿性较好.压缩试验表明:复合材料的抗压强度较AZ91镁合金抗压强度明显提高,40%、60%、80%体积分数的复合材料断裂强度分别为371、387、553 MPa;随着不锈钢丝体积分数的增加,材料的破坏方式由剪切破坏转变为劈裂.     

600MPa级钛微合金化高强钢的组织与性能研究

采用光学显微镜、透射电镜以及能谱分析等对转炉CSP流程600 MPa级钛微合金化高强钢的组织及性能进行研究。结果表明,试验钢具有良好的综合力学性能,其典型组织为多边形铁素体加粒状贝氏体;位错和位错胞的强化作用成为钛微合金钢的主要强化机制之一;钢中M/A岛在增加试验钢强度的同时并未明显降低其韧性和塑性;试验钢中存在TiN、TiC和TiS等析出物,为钢的细晶强化和析出强化提供了保证;试验钢中存在大量纳米级铁碳析出物,其沉淀强化作用不容忽视。     

西安市承压含水层高压渗透模拟试验研究

为了揭示在地下水头升降过程中西安市承压含水层的物理及力学性质,采用自行设计的高压渗透固结试验设备模拟西安市承压含水层中细砂高压渗透,研究了在不同竖向压力和孔隙水压力条件下砂柱应变与时间的关系、应力与应变的关系以及砂样的渗透性,同时对比探讨了试验前后砂样微观结构。结果表明:孔隙水压力降低或竖向压力增大时,砂柱发生压缩变形且表现出分段线性的特点;在一定应力范围内,增大孔隙水压力,砂柱变形几乎没有发生回弹或者恢复。根据试验前后颗粒分析曲线、双目镜照相及电镜扫描照片的对比,可以推断砂样在压缩过程中除产生颗粒滑移和位置调整外,部分颗粒被压碎或压裂,由此导致了砂样在地下水头升降过程中颗粒级配发生改变、渗透系数急剧降低以及砂样在不同应力下表现出的分段线性、粘滞性和部分不可恢复等非完全弹性性质。     

微合金元素对重轨钢动态再结晶及其显微组织的影响

应用Gleeble-1500D热模拟试验对重轨钢进行单道次压缩实验,测定不同终轧温度下的真应力-真应变曲线,并用扫描电镜观察变形后空冷的显微组织,研究不同终轧温度和微合金元素V,Nb和Re对重轨钢动态再结晶及显微组织的影响.结果表明,V,Nb和Re能显著地抑制形变奥氏体的动态再结晶.在终轧温度较高时仍能得到细小均匀的显微组织.     

Effective Microstructure Unit in Control of Impact Toughness in CGHAZ for High Strength Bridge Steel

The high strength bridge steel was processed with the simulated coarse grain heat affected zone(CGHAZ) thermal cycle with heat input varying from 30 to 60 kJ/cm, the microstructures were investigated by means of optical microscope(OM), scanning electron microscope(SEM), electron backscattering diffraction(EBSD) and transmission electron microscope(TEM), and the impact properties were evaluated from the welding thermal cycle treated samples. The results indicate that the microstructure is primarily composed of lath bainite. With decreasing heat input, both bainite packet and block are significantly refined, and the toughness has an increasing tendency due to the grain refinement. The fracture surfaces all present cleavage or fracture for the samples with different heat inputs. Moreover, the average cleavage facet size for the CGHAZ is nearly equal to the average bainite packet size and the bainitic packet boundary can strongly impede the crack propagation, indicating that the bainitic packet is the most effective unit in control of impact toughness in the simulated CGHAZ of high strength bridge steel.     

纳米铜对粉末冶金渗碳齿轮件组织与性能影响

将质量分数为为3%的纳米Cu与一定比例的Cr、Mn、Ti粉末与Fe基体粉末通过高能球磨机均匀混合,经过压制成形、烧结和渗碳处理过程,制成粉末冶金块体材料.用扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行组织结构分析,并与传统20CrMnTi汽车齿轮制品进行性能的对比分析.结果表明:少量的纳米Cu在Fe基颗粒界面上通过扩散、熔解,促进了Fe基颗粒的有效连接和传质扩散,在Fe基颗粒界面形成Cu相;添加少量纳米Cu可以显著降低粉末冶金加工时的烧结温度,同时制成的20CrMnTi粉末冶金制品在性能上也更具有优势.