铝合金深冷处理研究进展

深冷处理作为传统热处理的补充能够提高材料的耐磨性、尺寸稳定性和综合力学性能,广泛应用于钢铁材料。近年来,深冷处理在铝合金方面的研究和应用取得了一些进展,本文对铝合金深冷处理方面的研究进展进行了系统的综述,重点分析了深冷处理在改善铝合金力学性能、尺寸稳定性和耐腐蚀性方面的宏观效果及其与处理工艺之间的关系,并从微观相组织、位错、晶格结构等不同尺度对微观组织方面的研究成果进行综述和分析,从而为铝合金深冷处理的研究和应用提供一定的指导。     

深冷处理工艺及设备的发展现状和展望

深冷处理对于一些金属材料乃至非金属材料的强度、硬度、耐磨性和尺寸稳定性等机械性能的提高能够起到积极作用,因而广受关注并获实际应用。深冷处理过程中,处理工艺选取和工艺设备是其技术关键。综合现有文献资料,在总结深冷处理工艺主要影响因素的基础上,较为详细地介绍了目前应用较普遍的深冷处理工艺及相关系统流程,并结合国内外研究现状提出了一些展望。     

7050铝合金板材深冷处理时温度场的数值模拟

基于实验测定的7050铝合金试件深冷处理的中心温度曲线,运用反传热法计算了试件深冷处理时的表面换热系数;应用有限元分析软件ANSYS计算了7050铝合金深冷处理时的温度场。研究表明7050铝合金深冷处理时的温度场与传热是非线性的,中心温度曲线的计算结果和实验结果比较吻合。     

深冷处理对5083铝合金的组织及性能的影响

采用液相法和急冷急热的方法在-196℃下,深冷处理时间(6 h、24 h和28 h)和深冷处理次数(1次、2次、3次和5次)参数下对5083铝合金进行深冷处理。通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、涡流电导仪、万能试验机、电化学工作站等分别对5083铝合金的组织及力学性能、耐蚀性能等进行分析。研究结果表明:深冷处理能细化合金晶粒,且在深冷时间为6 h时,晶粒更加均匀细小且合金抗拉强度和屈服强度分别提高至410.7 MPa和152.5 MPa,而电导率并无明显下降。同时,材料的自腐蚀电流较未处理的样品降低了65.7倍,电压提高了24.9%,阻抗弧半径增加,材料的耐腐蚀性能得到显著提高。深冷次数为2次时,试样的力学性能和耐腐蚀性能也得以提高。为了获得优良的力学和耐腐蚀性能的5083铝合金,可选择对其进行短时2次深冷或6 h单次深冷处理。     

铜合金的深冷处理研究

本文主要综述了金属深冷处理的发展历史,简要介绍了铜合金经深冷处理后性能的变化,国内外对深冷处理提高铜合金性能及其机理的研究。结合本人所阅读的文献综述了国内有关铜合金的深冷处理现状以及相关机理研究,就目前这个领域存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

铝合金深冷处理研究概况

铝合金的深冷处理工艺主要有快冷、慢冷及循环处理三种。深冷处理后,铝合金的组织和性能通常得到改善,改善程度与合金成分及深冷工艺有关。铝合金的深冷强化机制有别于黑色金属及其合金;目前有位错、亚晶、晶粒转动等理论假说。     

采用圆环三角试样评价材料的尺寸稳定性

提出了一种圆环三角法进行尺寸稳定性评价,通过圆环三角试样沿底边开口后引起的顶角及两侧面平行度的变化对7050铝合金的尺寸稳定性进行了评价。并将深冷处理与7050铝合金的固溶时效进行结合,探索了不同工艺对7050铝合金圆环三角尺寸稳定性的影响。结果表明:淬火态圆环三角试样开口顶角角度和平行度变化最大,而固溶处理后时效处理前增加深冷处理圆环三角试样顶角角度和平行度变化最小。尺寸稳定性的变化结果与残余应力检测结果吻合,说明该方法能够从残余应力层面对尺寸稳定性进行有效评价。     

有色金属合金的深冷处理发展概况

作为一种行之有效的热处理工艺手段,深冷处理因能较为明显地改善材料的力学性能和较大幅度地提高工件使用寿命,在金属材料领域已经获得了越来越广泛的应用.但相对于机理和工艺都已经研究得较为深入的黑色金属而言,有色金属的深冷处理研究还显得不够系统和深入.结合笔者的研究结果综述了国内外有色金属的深冷处理现状以及相关机理研究,并对存在的问题和发展趋势进行了分析和展望,以期为以后的研究提供一定的参考.     

深冷处理改善高速钢性能及其机理研究

深冷处理是一种有效的热处理工艺方法,通过深冷处理后,能够比较显著地改善材料的力学性能和较大幅度地提高工件的使用寿命。深冷处理工艺在金属材料领域的应用已经越来越广泛。研究表明,深冷处理不仅可以使残余奥氏体减少,而且还可以细化马氏体孪晶,促使纳米级碳化物的析出,并附着在马氏体孪晶带上。深冷处理不仅可以提高材料的硬度,也能够使材料的韧性略有增加。经过深冷处理,能够有效促使残留奥氏体向马氏体转变,并且析出超微细碳化物,可以获得比较好的综合力学性能,显著提高高速钢刀具的使用寿命。本文介绍了深冷处理工艺的特点和它的发展情况,阐述了深冷处理工艺对高速钢材料的影响,并展望了深冷处理工艺的发展前景。     

铝合金自润滑表面复合膜的制备工艺发展

铝合金自润滑表面复合材料在保持铝合金优良综合性能的同时,具有良好的耐磨性,成为近期表面处理研究的一个热点.介绍了目前主要的铝合金自润滑表面复合膜制备工艺,并对制备工艺的发展提出了自己的看法,以期对铝合金自润滑表面处理技术有所裨益.     

钛合金深冷处理工艺研究综述

钛合金以其优异的生物相容性、出色的力学性能和抗腐蚀性而广泛应用于航空航天等领域。然而,现代工艺制备的钛合金存在延展性和耐疲劳性较差的问题,同时钛金属本身的耐磨性也较差,因此需要通过合适的后处理工艺来改善其力学性能。在这种背景下,深冷处理凭借其便捷、无污染、低成本及能显著改善金属材料组织和综合性能等优势,成为机械加工领域备受瞩目的研究方向。首先简要介绍了深冷处理的发展历程以及2种主要加工方法：液态法和气态法,同时概括了气态法的具体流程。其次重点综述了国内外深冷处理工艺对钛合金组织和织构的影响,分别从深冷时间、深冷温度与循环次数3个方面,归纳了深冷处理工艺对钛合金硬度和拉伸性能的影响以及深冷工艺的作用机理,并进一步探究了深冷处理工艺对钛合金制件摩擦磨损性能和耐疲劳性能的影响规律。最后介绍了深冷处理复合工艺方法,为基于深冷处理的加工工艺的发展提供有益参考和启示。     

深冷处理对3Cr13组织和力学性能的影响

对经不同深冷处理后的3Cr13钢进行了显微组织观察和力学性能检测。试验结果表明,深冷处理可以不同程度地提高3Cr13钢的硬度;淬火后进行深冷处理＋180℃×8h回火处理后没有改善3Cr13钢的冲击韧性;深冷处理可明显提高3Cr13钢耐磨性,其中深冷处理6h后耐磨性提高最为显著,其磨损失重下降了40％。     

基于CMT技术的铝合金电弧增材制造研究现状

由于铝合金的应用领域较为广泛,使其增材制造技术成为了研究热点。CMT技术作为一种新型焊接工艺,焊接过程中弧长控制较为精确,其热输入量小、飞溅少等工艺特点非常适合铝合金等低熔点金属的增材制造,因此,铝合金CMT增材制造技术成为了近年来国内外各研究机构的研究热点。从控形控性的角度分析了国内外相关研究机构的研究方向,重点综述了焊接速度、送丝速度、CMT工艺等工艺参数和热处理对成形件形貌及性能的影响,同时概述了铝合金CMT电弧增材制造中尺寸控制、组织性能、气孔缺陷等方向的研究工作。借此指出,基于CMT技术的铝合金电弧增材制造技术的相关研究工作仍主要聚焦于试验研究阶段,并未深入到成形机理的探究。该领域的研究工作应更深入、系统地从成形尺寸精度控制、控制气孔缺陷、组织演变规律及性能优化等角度展开,力求加速推进该技术在现代制造业的应用。     

铝基合金水解制氢的研究进展

铝是地壳中含量最丰富的金属元素,也是一种重要的轻金属。由于其活泼的化学性质和较高的能量密度,铝作为一种新型能源材料正日益受到人们的关注。综述了国内外铝基合金水解制氢的研究进展,在对比分析各种铝基合金水解制氢性能以及成本等基础上,提出了铝基合金水解制氢的发展方向。     

Effect of deep cryogenic treatment on microstructure, creep and wear behaviors of AZ91 magnesium alloy

This paper focuses on the effect of deep cryogenic treatment (−196 °C) on microstructure and mechanical properties of AZ91 magnesium alloy. The execution of deep cryogenic treatment on samples changed the distribution of β precipitates. The tiny laminar β particles almost dissolved in the microstructure and the coarse divorced eutectic β phase penetrated into the matrix. This microstructural modification resulted in a significant improvement on mechanical properties of the alloy. The steady state creep rates were measured and it was found that the creep behavior of the alloy, which is dependent on the stability of the near grain boundary microstructure, was improved by the deep cryogenic treatment. For the AZ91 alloy, the results indicate a mixed mode of creep behavior, with some grain boundary effects contributing to the overall behavior. However for the deep cryogenic samples dislocation climb controlled creep is the dominant deformation mechanism. After the deep cryogenic treatment the sliding of grain boundaries was greatly suppressed due to morphological changes. As a result, the grain boundaries are less susceptible for grain boundary sliding at high temperatures. Dry sliding wear tests were also applied and the wear resistance of the alloy improved remarkably after deep cryogenic treatment.     

铜基弹性材料的研究现状

以铜基弹性材料的强化方式进行分类,综述了5种铜基弹性材料的性能、制备方法、形成机理及主要用途,介绍了国内外在铜基弹性材料方面的开发研究进展及生产和应用现状,指出了铜基弹性材料存在的问题及发展方向.     

Investigating the effect of quench environment and deep cryogenic treatment on the wear behavior of AZ91

Deep cryogenic heat treatment is a conventional supplementary treatment for steels to improve their wear resistance and hardness. Despite a variety of researches about steels, lack of investigation for the other alloys and materials is obvious. In this study, the effect of the deep cryogenic heat treatment and different quenching environments on the magnesium alloy (AZ91) was investigated via the optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), hardness evaluation and wear test. For this purpose, the samples were solutionized at 420 °C for 24 h followed by quenching in different environments of water, air and liquid nitrogen. After that the samples were deep cryogenically treated in liquid nitrogen, followed by aging. Results show that deep cryogenic heat treatment improves the hardness and wear resistance. This behavior is a consequence of aluminum atoms jumping to the nearby defects, including dislocations. Moreover, it was clarified that increasing the cooling rate of quench environment improves the hardness after aging and that the predominant wear mechanism is abrasive.