超声处理协同Er和Ce复合变质对Mg-3.2Si合金组织及性能的影响

研究了超声处理协同稀土元素Er和Ce复合变质对过共晶Mg-3.2Si合金中组织和力学性能的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,在过共晶Mg-3.2Si合金中,添加约0.6%(质量分数,下同)的Er时,初生Mg2Si相的尺寸由150μm减小到40μm,其形态从粗大树枝状变为不规则多面体形状;继续添加1.0%的Ce,可获得5～10μm的多面体或球状初生Mg2Si相,变质效果明显。在此基础上,超声处理可以有效改变初生Mg2Si相的形状和尺寸。当超声功率为1 200W时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳,合金试样的抗拉强度与伸长率分别达到158MPa和4.5%。对其断口分析可知,经超声处理的合金断裂形式为解理断裂和韧窝的混合断裂形式。     

Gd对Mg-5Si合金组织和力学性能的影响

采用Mg-30Gd中间合金对过共晶Mg-5Si合金进行变质处理,考察了Gd对合金组织与力学性能的影响,并讨论了其变质机理。结果表明,Gd对过共晶Mg-5Si合金中初生Mg2Si相具有良好的变质作用。当加入2.0%的Mg-30Gd时,变质效果最佳,初生Mg2Si相的平均尺寸减小到25μm以下,其形态大部分为近球状,并且分布均匀,合金的抗拉强度和伸长率也达到了最大值,分别为105 MPa和3.1%。但是,当Mg-30Gd增加到3.0%时,初生Mg2Si相又转变为粗大的树枝晶形态。变质机理与稀土元素富集于初生Mg2Si相生长表面抑制优先生长晶向的生长,以及金属间化合物GdxSiy为初生Mg2Si相生长提供了异质形核核心有关。     

稀土元素对Al-Mg2Si合金组织及性能的影响

研究了稀土元素的加入对Al-Mg2Si合金组织及性能的影响.结果表明:在常规铸造条件下,Al-Mg2Si合金中初晶Mg2Si为粗大的多角形块状.经过稀土元素变质后,合金中初晶Mg2Si得到明显细化,并成为分布较均匀的块状或球团状,RE对Mg2Si相从液态合金中的形核和长大过程有重要的影响.当稀土元素(混合稀土RE、Ce)加入量为0.8%时,初晶Mg2Si最细小.RE的加入,降低了初晶Mg2Si相的形核温度或生成更多细小的形核质点,从而促进了形核.稀土元素的加入使Al-20%Mg2Si合金的拉伸性能得到了很大提高,抗拉强度由225 MPa提高到260 MPa,伸长率由2.56%提高到4.4%.     

Mg及Mn元素对Al-Si合金显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜等手段对Mg和Mn复合变质处理后的过共晶Al-Si合金显微组织及形貌进行观察。结果表明:随着Si含量的增加,Al-Si合金中有粗大的不规则板条状的初生硅和长条状的共晶硅生成,且随Si含量的增加,合金的抗拉强度呈下降趋势,布氏硬度则逐渐增加;在Al-20Si合金中添加0.9%Mg后,合金中的初生硅和共晶硅得到明显细化,合金的力学性能提高;0.9Mg-xMn的加入可同时变质Al-20Si合金的初生硅和共晶硅,初生硅的形状由星形和不规则形状变为块状,共晶硅由长针状变成球状或短棒状;0.9Mg-0.5Mn复合加入后,合金的铸态抗拉强度最高,达到了210 MPa,较Al-20Si和Al-20Si-0.9Mg合金分别提高64%和37%;热处理以后的抗拉强度达到345 MPa,较铸态的提高64%。     

Sb+Ce复合变质对20Mg_2Si/Al-5Si复合材料中初生Mg_2Si相的影响

采用原位合成工艺制备了20Mg_2Si/Al-5Si复合材料,并研究了Sb+Ce复合变质对初生Mg_2Si相的影响。结果表明,当添加0.2%的Sb,随Ce添加量增加,初生Mg_2Si的平均尺寸呈现先减小后增加的趋势,初生Mg_2Si颗粒在0.2%的Sb+0.6%的Ce时最为细小,约为28μm,且分布均匀;0.4%的Sb+xCe复合变质时,有效细化了初生Mg_2Si相,其平均尺寸为30~40μm;0.6%的Sb+xCe复合变质时,初生Mg_2Si颗粒细化效果最佳,平均尺寸为27~31μm,且颗粒圆形度高,分布更加均匀。     

Sr对Mg-4%Si合金中Mg2Si的变质作用

研究Sr对过共晶Mg-4%Si（质量分数）合金中Mg2Si相的变质作用与机理。Mg-4%Si合金中存在多面体形初生Mg2Si相与汉字状共晶Mg2Si相。添加Al-10%Sr可以明显细化初生Mg2Si相,同时可以将共晶Mg2Si相由汉字状变质为多面体状或者纤维状。对初生Mg2Si相的细化作用主要是由凝固过程中含Sr颗粒的异质形核作用引起的,而对共晶Mg2Si相的变质作用是由在凝固过程中熔体中的Sr原子在Mg2Si晶体生长表面富集,从而改变了其生长优势所致的。     

Mn对Mg-3.2Si合金组织和力学性能的影响

采用Mn对过共晶Mg-3.2Si合金进行变质处理,主要考察了Mn含量对合金中初生Mg2Si相的变质效果及合金力学性能的影响。结果表明,Mn对过共晶Mg-3.2Si合金中的初生Mg2Si相具有良好的变质效果。当Mn含量为2%(质量分数)时,变质效果最佳,此时初生Mg2Si相呈多边形,平均颗粒尺寸仅为32μm,相比未变质合金降低了56.8%。随着Mn含量的增加,合金的力学性能呈先提高后降低的趋势。当Mn含量为2%时,合金表现出最佳的力学性能,其抗拉强度和伸长率分别达到187 MPa和3.2%,相比未变质合金提高了67.0%和166.7%。     

不同镁含量Al-Si-Cu合金半固态加工的组织演变（英文）

采用传统铸造工艺制备了一系列Al-6Si-3Cu-(0.3-2)Mg合金。采用倾斜冷却法制备原料,然后在液相分数为50%时进行触变成形。研究镁含量对铸态和半固态条件下Al-Si-Cu合金显微组织的的影响。研究结果表明,在Al-Si-Cu合金中添加镁,形成Al_5Cu_2Mg_3Si_5和Mg_2Si相,消耗了部分Al_2Cu相和Si。添加Mg后,针状β-Al_5FeSi相转变成汉字状的π-Al8Mg3Fe Si6相。对于铸态合金,初生α(Al)为树枝晶,随着Mg含量的增加,树枝晶逐渐减少。此外,镁的添加可明显减小α(Al)晶粒,但对硅的形貌无明显影响。对于触变成形合金,合金的显微组织为细小的球状初生相,且均匀分布硅和碎片状的金属间化合物。共晶硅由薄片状和针状转变成细小纤维状粒子。镁对半固态加工合金的共晶硅作用明显。Mg_2Si初生粒子由多边形粒子转变成细小球状粒子,而汉字状π-Al_8Mg_3FeSi_6转变成紧凑结构。随着A319合金中Mg含量的增加,触变成形合金的硬度、屈服强度和抗拉强度均增加,而伸长率降低。     

往复挤压Mg-4Al-2Si合金的高温拉伸性能

利用往复挤压制备细晶Mg-4Al-2Si合金,采用OM、XRD和SEM分析合金组织,在150℃和1.33×10-3s-1初始应变速率下测试合金的拉伸性能。结果表明:铸态组织由α-Mg、β-Mg17Al12、共晶型汉字状Mg2Si和少量初生块状Mg2Si组成。经过8道次往复挤压后,α-Mg和Mg2Si颗粒的尺寸分别为2.1和1.3μm,高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和拉伸强度保持率分别为250MPa、197MPa、62%和88%。优良的高温性能归因于细小的基体组织和稳定的Mg2Si颗粒对晶界的有效钉扎作用。     

Nd和Ce对Al-20Si合金组织和性能的影响

采用Nd和Ce对Al-20Si合金进行变质处理,利用扫描电镜、显微硬度计和万能拉伸试验机对合金的组织和力学性能进行了分析。结果表明,随着Nd含量增加,初生Si的尺寸先减小后增大,抗拉强度先增加后降低。随着Ce含量增加,初生Si尺寸先缓慢减小后快速减小,抗拉强度持续增加。复合添加0.4%的Nd和0.7%的Ce并未细化初生Si,可能原因是Nd能阻碍Ce对初生Si的细化效果。因此,Nd含量需控制在一定范围内,而Ce含量需超过临界添加量,才能较好地细化初生Si。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.