高强超声对Mg-Zn-Er合金显微组织和性能的影响

采用高强超声熔体处理法制备Mg-Zn-Er合金,研究了超声处理时间和超声输出功率对镁合金铸态显微组织和性能的影响.研究结果表明,随超声处理时间的延长或超声输出功率的增大,合金的铸态显微组织由粗大的枝晶转变为细小均匀圆整的晶粒,当处理时间或输出功率达到一定值后再延长处理时间或增大输出功率,组织有粗化的趋势.合金凝固组织中产生了沿晶界不连续分布的析出相和大量均匀弥散分布于合金基体中的析出相微粒.当熔体温度、超声处理时间和超声输出功率分别为718℃、100 s和600W时,制得的Mg-5Zn-2Er合金晶粒细小均匀圆整,其室温抗拉强度和伸长率分别为199.6MPa和11.6%.     

超声处理对铸态二元铝青铜组织与性能的影响

研究了超声外场对铸态二元铝青铜组织与性能的影响。结果表明,超声处理能够显著细化合金组织,处理后的铝青铜合金能够获得均匀细小的组织。施加超声处理后的合金抗拉强度为620MPa、硬度(HB)为257、伸长率为2.8%,与未处理态相比,分别提高了17%、51.2%和47.4%。分析其拉伸断口发现,未超声处理的合金断裂方式为脆性断裂,超声处理的合金断口有大量韧窝存在,塑性显著提高。     

电缆用冷轧纳米Cu-20%Zn的应变硬化及退火组织分析

对电缆材料用纳米金属Cu-20%Zn合金的应变硬化、不同退火温度下的组织以及准静态拉伸性能进行研究。结果表明:Cu-20%Zn合金比单纯Cu具有更高的屈服强度,从55 MPa增大至115 MPa。该合金在退火温度350℃下加工硬化曲线变化率变陡。随着变形的进行,伸长率增大至36%时发生失稳,表现出优异的强塑匹配性能并产生瞬态硬化行为。对冷轧态合金组织进行退火处理之后其基体内部出现了再结晶现象。拉伸变形处理后,合金组织内的晶粒尺寸与取向变化明显。断口组织中存在众多韧窝结构,其断裂机制属于韧性断裂。     

超声冲击对SMA490BW耐候钢十字焊接接头疲劳性能的影响

采用HJ2-Ⅲ型超声冲击枪对SMA490BW耐候钢十字焊接接头焊趾表面进行超声冲击处理。利用EHF-EM200K2-070-1A疲劳试验机对SMA490BW钢焊态和超声冲击态十字接头试样进行疲劳试验,利用显微硬度计测试焊缝处的力学性能,采用高分辨透射电镜对冲击后的十字接头焊趾区域表面微观组织进行分析。结果表明:焊态、超声冲击态十字接头的条件疲劳极限(2×10~6)分别为165.96、219.28 MPa,超声冲击处理态十字接头的疲劳强度提高了32.13%。经超声冲击处理后焊趾处的显微硬度得到提高,超声冲击处理前后焊趾区的平均硬度为203、228 HV,超声冲击处理后焊趾区的硬度提高了12.3%。焊趾表层的晶粒在超声冲击处理后得到细化,大多数晶粒的尺度在250 nm左右,有少量的晶粒尺度达到纳米级别。     

电磁搅拌对Mg-6％Zn-0.3％Zr合金组织及拉伸性能的影响

通过显微组织观察与室温拉伸性能测试,研究了电磁搅拌对铸态Mg-6％Zn-0.3％Zr合金的显微组织及拉伸性能的影响.结果表明:随着磁场强度的增大,晶粒尺度明显减小且均匀化,晶粒形状趋于等轴晶,合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率增大.拉伸断口形貌观察表明,重力铸造和电磁搅拌铸造Mg-6％Zn-0.3％Zr合金的断裂方式都是脆性断裂.     

Co添加对固溶淬火态钨基合金微观结构和性能的影响

以高能球磨粉末为原料,研究元素钴对固溶淬火态93W-Ni-Fe合金微观结构和性能的影响.对经1 490℃烧结并保温90 min的试样在1 280℃固溶2 h,随后在水中淬火,采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)及EDAX能谱等对样品的组织形貌进行表征,采用准静态拉伸实验对合金的拉伸强度及伸长率进行测试,采用排水法对合金的相对密度进行测量.结果表明:当Co含量为0~0.9%(质量分数)时,随着Co含量的增加,固溶淬火态93W-Ni-Fe合金的拉伸强度、伸长率和相对密度由不添加Co时的1 039 MPa、18.3%和99.3%分别提高到0.9%Co时的1 085.5 MPa、26.5%和99.4%;元素Co的适量加入能增加固溶淬火态合金中钨晶粒的穿晶解理断裂和粘结相的延性撕裂,改善合金组织,提高合金的性能:当元素Co含量超过0.9%时,随着Co含量的增加,固溶淬火态93W-Ni-Fe合金的性能降低;当Co含量为1.5%时,合金的拉伸强度降至1 039.5 MPa,伸长率降至24.6%.     

高能超声处理Al-1Si合金凝固组织分析

采用高能超声处理Al-1Si合金熔体,借助金相显微镜和电子探针进行组织分析,并测定合金的熔化潜热,分析了熔体中超声空化效应和声流效应影响凝固过程的机理。结果表明,试样晶粒平均尺寸由超声处理前的94μm减小到超声处理后的34μm;合金试样的熔化吸热量由263.90J/g降低为159.81J/g,在熔体中施加高能超声显著改善了合金成分的均匀性并细化了晶粒。     

超声处理对Mg-9Al-Zn-0.6Ce-1.2Ca镁合金组织及耐蚀性的影响

采用光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、极化曲线测试等研究了超声处理功率(0、600、650、700、750 W)对Mg-9Al-Zn-0.6Ce-1.2Ca合金组织与耐蚀性能的影响。结果表明:随超声处理功率逐渐增大,Mg-9Al-Zn-0.6Ce-1.2Ca合金中α-Mg相平均晶粒尺寸先增大后减小,β-Mg_(17)Al_(12)相体积分数减少,并从连续网状变为半网状、散点状,合金耐蚀性随超声处理功率增大先增大后减小;经650 W超声处理后,合金中α-Mg相平均晶粒尺寸降至最低,相比于未进行超声处理的合金,降低了52.7%,β-Mg_(17)Al_(12)相呈半网状、散点状,此时合金的耐腐蚀性能最佳。     

机械设备用AZ91D合金的变温处理纯化工艺研究

采用变温处理方法对机械设备用AZ91D镁合金进行了纯化,并进行了合金化学成分、显微组织、拉伸性能和冲击性能测试与分析。结果表明,变温处理纯化可有效改善合金的显微组织,降低杂质元素Fe和Si的含量,提高合金的拉伸性能和冲击性能。与未进行变温处理相比,变温处理可使合金中Fe含量降低79%、Si含量降低62%、抗拉强度提高21%、屈服强度提高33%、伸长率提高2.6%、冲击吸收功提高66%。优选的变温处理温度为600℃。     

熔体温度对超声处理Mg-Zn-Er合金组织和性能的影响

采用高强超声熔体处理法制备Mg-Zn-Er合金,研究了导入超声时熔体温度对合金铸态显微组织和性能的影响。结果表明,在超声处理时间和超声输出功率分别为100s和600W时,随着导入超声时熔体温度的提高,合金的铸态显微组织由粗大的枝晶转变为细小均匀圆整的晶粒,并得到最佳的导入超声熔体温度为718℃。在此温度下导入超声时,制得的Mg-5Zn-2Er合金晶粒最细小圆整、粒径分布最均匀,其室温抗拉强度和伸长率都达到最大值,分别为199.6MPa和11.6%,而合金的高温抗拉强度则为最小值。     

热处理工艺对WC-10%Co粗晶硬质合金性能及微观结构的影响

本文采用淬回火及深冷两种热处理工艺,对WC-10%Co粗晶硬质合金进行烧结后的处理,分析了合金热处理前后的物理机械性能、WC平均晶粒度及分布、钴相分布离差系数、钴相平均自由程的变化以及钴相中钨、碳的固溶度,并对烧结态、淬回火态、深冷态合金进行花岗岩冲击磨损实验,研究了热处理对合金的微观结构及物理机械性能的影响。实验表明:通过淬回火、深冷处理的粗晶合金的密度、磁力、硬度、WC平均晶粒度及分布变化较小;淬回火处理的合金钴磁降低比较明显,深冷处理对合金钴磁几乎无影响;淬回火、深冷处理后的合金钴相离差系数较烧结态有略微增大,淬回火、深冷处理的合金钴相平均自由程较烧结态的合金均有所增加;淬回火处理使钨在钴相中的固溶度提高,深冷处理使钴相中钨的固溶度降低。冲击磨损实验证明,淬回火态的WC-10%Co粗晶合金具备最佳的耐冲击磨损性能,而深冷态的合金最差。     

超声冲击法对钛合金焊接接头疲劳性能的改善

利用自行研制的HJ-II型超声冲击装置, 研究了超声冲击处理对BT20钛合金焊接接头的疲劳性能的影响, 并对TIG焊与电子束焊接接头的焊态及冲击处理态进行了对比疲劳试验. 结果表明 超声冲击处理使BT20钛合金TIG焊接接头(拉伸载荷)的疲劳强度提高了27%, 寿命延长了3～10倍; 而电子束焊接接头的疲劳强度提高了38%, 寿命延长了29～40倍.     

超声场对GW93合金铸件显微组织与拉伸性能的影响

对Mg-9Gd-3Y-1.2Zr-0.5Zn(GW93)合金熔体进行了功率(0～2000W)、时间(0～120 s)的超声处理,研究了超声功率和时间对GW93合金显微组织与拉伸性能的影响规律。结果表明:经超声处理后,镁合金α(Mg)和第二相明显细化。随着超声功率和时间的增加,α(Mg)和第二相细化程度先增强后降低,合金的抗拉强度和伸长率均先升高后降低。当功率为1000W、时间60s时,合金的α(Mg)和第二相最细小,晶粒尺寸为15.6μm,合金硬度值为74.58HB,抗拉强度为260MPa,伸长率为14.79%。与未超声处理相比,晶粒尺寸细化了76%,布氏硬度、抗拉强度和伸长率分别提高了47.98%、30%、243.95%。     

基于云模型PID控制的两种AZ镁合金铸造性能研究

采用云模型模糊PID控制进行了AZ31、AZ91镁合金的铸造,并与常规PID控制铸造合金的拉伸性能和冲击性能进行了对比。结果表明:与常规PID控制相比,云模型模糊PID控制可使铸造AZ31镁合金抗拉强度增大16.9%,冲击吸收功增大25.4%,断后伸长率小幅度减小;使铸造AZ91镁合金抗拉强度增大10.9%,冲击吸收功增大35.8%,断后伸长率小幅度减小。云模型模糊PID控制提高了两种铸造镁合金的拉伸性能和冲击性能。     

铌含量对建筑用耐候钢轧制组织与性能的影响

以轧制态建筑用耐候钢为研究对象,研究了钢中微合金元素含量对耐候钢组织和性能的影响。结果表明:微量元素铌具有细化耐候钢晶粒尺寸的作用,含量为0.04%时,耐候钢晶粒尺寸最小;随着铌含量增加,耐候钢屈服强度和抗拉强度先增大后趋于不变;铌含量0.04%时,耐候钢冲击性能最好。     

超轻Mg-Li-Al系变形镁合金挤压板材的组织及性能

通过OM、SEM、XRD和拉伸实验研究3种典型的Mg-Li-Al合金的铸态和挤压态组织及力学性能。结果表明:随着Li含量的增加,合金的结构从密排六方向体心立方转变,合金的铸态组织随之发生改变。经过250℃挤压处理后,Mg-5Li-1Al和Mg-9Li-1Al合金的晶粒沿挤压方向呈方向性排列,Mg-14Li-1Al合金由均匀的等轴晶(再结晶晶粒)组成。随着Li含量的增加,挤压态合金板材的屈服强度逐渐增大,其中挤压态Mg-9Li-1Al合金板材的综合力学性能最佳(屈服强度达到149 MPa,伸长率达到25%)。     

铸造铝硅合金的深冷处理与其组织和性能的研究

采用金相显微镜、透射电镜和拉伸试验机等手段,研究了深冷和时效处理对Al-6Si-0.4Mg合金显微组织以及25℃和-60℃拉伸性能的影响。结果表明,对固溶态Al-6Si-0.4Mg合金进行深冷处理有助于细化合金晶粒,且晶粒尺寸随着深冷时间延长而呈现先减小而后增大的趋势。在深冷时间为18 h时细化效果最好,此时合金中Si相等效圆直径最小、单位面积Si相数量最多。在深冷时间18 h、时效时间6 h时,Al-6Si-0.4Mg合金具有最佳的强塑性结合。固溶+深冷处理+时效态合金相较传统固溶+时效态合金在低温强度提高的同时,塑性也得到了明显改善,这主要与深冷处理可以细化合金晶粒、降低Si相等效圆直径、增加单位面积Si相数量以及起到预时效作用有关。     

Ni-Cr-Mo合金旋压管材组织性能的研究

采用光学显微镜、扫描电镜及万能拉伸试验机等测试手段,研究了Ni-Cr-Mo合金铸态、旋压及同溶处理后管材的组织性能.结果表明:旋压后,晶粒沿管材的轴向被拉长,径向被压扁,晶粒内部存在大量的变形挛晶、变形带,有效地破碎了粗大的碳化物颗粒,管材的轴向强度略高于周向强度.固溶处理后,合金晶粒为等轴晶,晶粒内存在大量的退火挛晶,与铸态相比,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了58.0%、44.9%和176.0%.铸态的断口韧窝较浅,部分呈沿晶断裂;旋压态断口韧窝内存在空洞,部分呈沿晶断裂;固溶态断口韧窝较深,表现为韧性断裂为主.     

固溶处理对ZK系镁合金力学及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、拉伸试验以及动态热机械分析仪等研究了固溶处理对ZK系（ZK21,ZK40,ZK60）镁合金组织、力学及阻尼性能的影响。结果表明:经固溶处理后,ZK系合金的晶粒尺寸略有长大,第二相溶解、晶格畸变增加。晶界处脆性相的溶解产生的固溶强化效应导致固溶态合金的抗拉强度和显微硬度明显高于铸态。固溶处理后合金的与应变振幅无关阻尼下降、与应变振幅相关阻尼上升,且临界应变振幅明显增大。同一应变振幅下固溶态合金阻尼性能低于铸态;第二临界应变振幅(ε_cr2)增大使固溶态ZK系合金可以在更大应变振幅范围下使用。ZK系镁合金上述阻尼性能的变化可以用Granato-Lücke理论和塑性阻尼理论来解释。      

均匀化处理对6082铝合金冲击性能影响的研究

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了均匀化处理后的6082铝合金的组织与冲击性能。结果表明,6082铝合金铸锭组织晶粒比较细小,晶界存在大量网状非平衡析出相。均匀化处理后,析出相的数量大幅减少、晶粒尺寸增大、偏析消除、非平衡相溶解、晶界上的网状化合物部分被溶解。铸态组织中析出的Al(MnFe)Si相具有较好的热稳定性。随着均匀化过程的进行,析出相逐渐球化,铸态网状析出相的溶解提高了试样的抗冲击性能。均匀化热处理后合金的综合性能得到了改善,有利于在恶劣的服役环境下使用。