液氮球磨5083合金和B4C/5083复合材料的拉伸性能

利用液氮球磨法制备了5083铝合金和B4C/5083复合材料,对该材料的微观结构和拉伸性能进行了研究.结果表明,液氮球磨5083合金和商业用5083、5083-H343材料相比,屈服强度分别提高了193%和35%;抗拉强度分别提高了72%和37%.加入增强相B4C后,B4C/5083复合材料的屈服强度和抗拉强度比5083合金提高,而伸长率降低,其原因是加载过程中载荷在基体和增强相间传递和高硬度的B4C所致.     

B_4C/5083Al基复合材料的压缩性能

利用液氮球磨+热压+热挤压方法制备了B_4C/5083Al基复合材料,对该材料的微观结构和压缩性进行研究。结果表明:B_4C颗粒基本均匀的分布于复合材料中,压缩强度可达到946.5 MPa。B_4C/5083复合材料经450℃×1 h、500℃×1 h、530℃×1 h和550℃×1 h热处理后,压缩断裂强度先升高后降低。去除团聚严重的B_4C颗粒后,该复合材料的压缩断裂强度可达982 MPa。     

热挤压多尺度B_4C增强5083铝基复合材料的加工、表征、室温力学性能和断裂行为（英文）

研究热挤压Al5083/B_4C纳米复合材料的显微组织表征和力学行为。Al5083和Al5083/B_4C粉末在氩气气氛和旋转速度400 r/min条件下球磨50 h。为提高伸长率,将球磨粉末与30%和50%(质量分数)平均粒径100μm和100μm未球磨粉末进行混合,然后进行热压和热挤压,挤压比为9:1。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱、透射电子显微镜、拉伸和硬度测试研究了热挤压合金。结果表明,机械球磨和B_4C颗粒使Al5083合金的屈服强度从130 MPa提高至560 MPa,但伸长率急剧下降(从11.3%降至0.49%)。添加平均粒径100μm未球磨颗粒可提高合金的塑性但降低拉伸强度和硬度,而添加平均粒径100μm未球磨颗粒同时降低拉伸强度和塑性。随着未球磨颗粒含量的增加,断裂机理从脆性断裂转变为韧性断裂。     

CNTs含量对CNTs/Al5083复合材料力学性能的影响

利用高能球磨和冷压烧结工艺制备出碳纳米管（CNTs）增强Al5083复合材料,并对球磨过程中CNTs的演变及成型后复合材料的力学性能和形貌进行研究。结果表明,在球磨过程中,通过机械力的作用下带动钢球将CNTs切断,长径比变小,并均匀地分散在Al基体中;在CNTs含量为2wt%下,复合材料抗拉强度和屈服强度分别达到294和239 MPa,硬度达到95 HV5,复合材料的力学性能最好。通过观察复合材料的断口,随着碳纳米管含量的增加,复合材料的断口形貌从韧性断裂向脆性断裂转变。     

高能球磨时间对CNTs/Al5083纳米晶粉体微观组织及性能的影响

采用机械合金化法制备出2wt%CNTs/Al5083纳米晶复合粉体,研究了高能球磨时间对CNTs/Al5083纳米晶粉体性能的影响。利用XRD、SEM和TEM对该复合粉体的形貌及显微组织进行观察。结果表明,延长球磨时间可改善CNTs在Al5083粉末中的分散性,并使CNTs逐渐嵌入到金属粉末中,同时使复合粉体的晶粒细化。在球磨2.5 h时,晶粒尺寸达到46.4nm。另外,2.5h的球磨时间,会破坏CNTs的结构,同时诱发动态再结晶,使晶粒变粗,不利于粉末烧结。     

搅拌摩擦加工制备具有单一和混合表面的Al5083/CeO_2/SiC复合材料的显微组织和磨损行为（英文）

利用搅拌摩擦加工(FSP),将纳米尺寸的氧化铈(CeO_2)和碳化硅(SiC)颗粒以单独和混合形式嵌入Al5083合金基体,制备表面复合材料,并研究这些增强相对合成的表面复合层显微组织和耐磨性能的作用。在室温下用销-盘式磨损试验机检测合成的单独和混合表面复合层的磨损特性。用光学显微镜和扫描电镜观察FSPed区和磨损表面的显微组织。在熔核区可观察到显著的晶粒细化和均匀分布的增强颗粒。与基体金属相比,所有复合材料都具有更高的硬度和更好的耐磨性。其中,混合复合材料Al5083/CeO_2/SiC的耐磨性能最好,摩擦因数最低,而Al5083/SiC的硬度最高,是Al5083基体合金硬度的1.5倍。混合复合材料表面耐磨性能的提高是由于CeO_2颗粒的固体润滑效果。非复合材料中主要的磨损机制是严重的粘着磨损,当存在增强颗粒时转变为磨粒磨损和分层。     

Al含量对Fe3Al金属间化合物耐磨性的影响

采用机械合金化和热压烧结法制备了不同Al含量的Fe3Al金属间化合物块体材料,室温下在M-2000磨损试验机上进行了不同载荷和距离的干摩擦磨损试验,利用SEM观察试样磨损后的表面形貌,对其耐磨性能和磨损机理进行了研究.结果表明,Al含量对热压烧结Fe3Al的耐磨性能有显著影响.除Fe-30Al外,Al含量越高,耐磨性越好,其中Fe-32Al的磨损量大幅度下降,而Fe-30Al出现反常.不同Al含量的Fe3Al块体材料的耐磨性与其力学性能密切相关.不同载荷下Fe3Al块体材料的磨损机制有着明显差异:低载荷下磨损表面发生塑性变形,磨损形式是以磨粒磨损为主的微切削和微犁沟;而在高载荷下,应力集中产生裂纹并迅速扩展,最终导致疲劳断裂,以片层状剥落为主要特征.     

5083铝合金均匀化退火工艺研究

对5083铝合金的均匀化退火工艺进行了研究.结果表明:经465℃×35h均匀化退火的5083合金组织中残留相有(FeMn)Al6和少量的β(Mg2Al3),揭示了均匀化工艺对合金组织和性能的影响规律,进而为工业化生产提供了理论依据.     

B4C/Al复合材料摩擦磨损特性研究

利用无压烧结和无压浸渗工艺制备了致密均匀的B4C/Al复合材料,通过研究复合材料在保温处理前后的组织变化和磨损形貌变化,研究了复合材料的摩擦磨损特性.结果表明,保温处理可有效减少复合材料中Al和B4C的含量,并显著提高Al3BC的含量,并形成新的陶瓷相AlB2相.由于陶瓷相的增多,保温处理后的B4C/Al复合材料的硬度得到显著提高,摩擦因数更为稳定,磨损表面较光滑,磨损量极少,显示出优异的耐磨性.     

B4C/Al中子吸收材料的拉伸性能及断口特征

通过B4C/Al中子吸收材料在室温至350℃的拉伸试验,分析了该材料的拉伸断裂主要影响因素,阐述了B4C颗粒粒度对拉伸断裂的影响.结果表明,温度对B4C/Al材料拉伸性能有明显影响,该中子吸收材料是低塑性材料,但与国外同类材料相比拉伸性能优良;大颗粒B4C与基体的协调变形能力差,拉应力下B4C和基体铝界面易产生剪切应力,使其与基体脱离开;B4C/Al材料在拉伸过程中,裂纹首先在大颗粒B4C与Al基体的界面处产生.     

恒电位对TiN涂层在人工海水环境中腐蚀磨损的影响

目的研究不同恒电位对TiN涂层在人工海水环境中腐蚀磨损行为的影响。方法用多弧离子镀系统在316不锈钢上沉积TiN涂层。通过XRD测试、纳米压痕硬度测试、膜基结合力测试、电化学工作站测试、不同恒电位下磨蚀实验和涂层的磨痕截面轮廓测试,分别评价TiN涂层的相结构、硬度、结合力、电化学性能、摩擦系数、磨损率,并通过扫描电子显微镜对涂层表面形貌、截面形貌和磨痕形貌进行分析。结果在摩擦条件下,TiN涂层的开路电位随着滑动摩擦时间的增加而逐渐降低。TiN涂层在不同恒电位(-1V、-0.5 V、OCP、0 V)下滑动摩擦,平均摩擦系数分别为0.392,0.416、0.324、0.348。磨损率分别为1.8117×10-6、3.1123×10-6、4.5958×10-6、7.7724×10-6 mm3/(N·m)。在0.5 V下,涂层被磨穿。TiN涂层在人工海水环境中的主要腐蚀磨损破坏机制为磨粒磨损和疲劳点蚀。结论提高加载电位,涂层的磨损量和磨损率同步增大。在-1、-0.5 V,OCP下,由腐蚀促进磨损的损失量占TiN涂层损失总量的比重逐渐增大,依次为0%、41.78%、61.77%。在0 V时,TiN涂层产生了由磨损促进腐蚀的损失量,占TiN涂层损失总量的比例为6.1%。     

Al含量对Al-Mg2Si复合涂层耐蚀耐磨性能的影响

目的在AZ31B镁合金表面火焰喷涂制备Al-Mg_2Si复合涂层,研究其耐腐蚀和耐磨性能。方法用SEM、电化学测试仪、高速往复摩擦磨损测试仪和超景深三维显微镜检测分析不同成分配比的Al-Mg_2Si复合涂层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。结果 Al-Mg_2Si复合涂层的电位较AZ31B镁合金基体正,且Al含量越少,电位正移越明显。Al(20%)-Mg_2Si复合涂层的自腐蚀电位正移得最多,正移了0.5288 V;自腐蚀电流密度最小,为3.298×10-6 A/cm2。Al加入量越少,复合涂层的磨损率和摩擦系数越小,当Al质量分数为20%时,两者均达到最小值,分别为2.48×10-4 mm3/(N·mm)和0.25。结论 Al含量越少,Al-Mg_2Si复合涂层的耐蚀和耐磨性能越好。     

纯钛和钛合金在人工唾液中的复合微动磨损行为(英文)

在改进后的液压伺服双向微动磨损试验机上实现双向微动。在人工唾液环境中,对TA2纯钛和Ti6Al7Nb合金在6 mm/min的加载速度下以不同接触倾角(45°和60°)和不同最大外加载荷(200~400 N)条件下进行复合微动磨损实验。详细研究循环垂向力和倾斜角的影响。结合动力学分析与微观检测结果显示:磨痕和塑性变形累积呈现强烈的非对称性。在人工唾液环境中和相同实验参数下,Ti6Al7Nb合金比TA2纯钛具有更好的抗磨损性能,并随着倾斜角度的增加和外加载荷的降低,磨损相应减轻。TA2纯钛和Ti6Al7Nb合金在人工唾液环境中的复合微动磨损机制是磨粒磨损、氧化磨损和剥层。     

扫描速度对激光熔覆Al基非晶复合层组织与性能的影响

目的在5083铝合金表面激光熔覆制备Al-Ni-Y-Co-La非晶复合熔覆层,并研究扫描速度对熔覆层组织与性能的影响规律。方法采用YAG:Nd激光器,在扫描速度分别为200、300、400 mm/min下制备Al基非晶复合层,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度仪、摩擦磨损试验机观察熔覆层微观组织及测试其显微硬度及耐磨损性能。结果熔覆层主要由α-Al相、Al3Y及Al4Ni Y等金属化合物相组成。随着扫描速度的增加,熔覆层组织由粗大的条(柱)状晶向细小的等轴晶转变,当扫描速度大于300 mm/min时,熔覆层内存在部分非晶复合区域。熔覆层平均显微硬度大于250HV0.1,当扫描速度为300 mm/min时,熔覆层显微硬度最高达300HV0.1。低载荷下,扫描速度为200、300、400 mm/min时的熔覆层和基体的平均摩擦系数分别为0.384、0.288、0.304、0.571,平均磨损体积分别为7.586×10~7、2.516×1~07、5.027×10~7、45.638×10~7μm3,熔覆层平均摩擦系数和磨损体积较5083基体均显著降低。结论采用激光熔覆技术能够制备Al基非晶复合层。当扫描速度为300 mm/min时,熔覆层具有最佳的成形性和耐磨损性能;当扫描速度进一步增大至400 mm/min时,熔池拖带基体翻卷上浮导致成分严重偏析,使熔覆层的成形性和耐磨损性能下降。     

Microstructure and wear performance of Al5083/CeO2/SiC mono and hybrid surface composites fabricated by friction stir processing

Friction stir processing (FSP) was utilized to produce surface composites by incorporating nano-sized cerium oxide (CeO₂) and silicon carbide (SiC) particles individually and in combined form into the Al5083 alloy matrix. The study signified the role of these reinforcements on microstructure and wear behavior of the resultant surface composite layers. The wear characteristics of the resultant mono and hybrid surface composite layers were investigated using a pin-on-disc wear tester at room temperature. The microstructural observations of FSPed regions and the worn out surfaces were performed by optical and scanning electron microscopy. Considerable grain refinement and uniform distribution of reinforcement particles were achieved inside the nugget zone. All the composite samples showed higher hardness and wear resistance compared to the base metal. Among the composite samples, the hybrid composite (Al5083/CeO₂/SiC) revealed the highest wear resistance and the lowest friction coefficient, whereas the Al5083/SiC composite exhibited the highest hardness, i.e., 1.5 times as hard as that of the Al5083 base metal. The enhancement in wear behavior of the hybrid composites was attributed to the solid lubrication effect provided by CeO₂ particles. The predominant wear mechanism was identified as severe adhesive in non-composite samples, which changed to abrasive wear and delamination in the presence of reinforcing particles.     

Tribological Properties of Nanostructured Al/Al_(12)(Fe,V)_3Si Alloys

Tribological behavior of nanostructured pure Al and Al–Al12(Fe,V)3Si alloys containing 27(FVS0812) and 37(FVS1212) vol% of Al12(Fe,V)3Si precipitates was investigated. All samples were prepared using mechanical alloying followed by hot pressing. Wear tests were performed at room temperature using a pin-on-disk machine. Results showed that the presence of Al12(Fe,V)3Si precipitates increases the wear resistance of nanostructured Al, and the wear resistance increases with increasing the Al12(Fe,V)3Si content. Scanning electron microscopy images of worn surfaces and wear debris demonstrated that abrasion and adhesion are the governing wear mechanisms for the nanostructured FVS0812 alloy at 2 and 5 N normal loads, whereas for the nanostructured FVS1212 alloy, the dominant wear mechanism is abrasion at these loads. A mechanically mixed layer(MML) containing Fe and O was formed on the worn surfaces of FVS0812 and FVS1212 samples at 10 N normal load. Formation and delamination of MML controls the wear behavior of these samples at the normal load of 10 N. It is also found that the presence of Al12(Fe,V)3Si precipitates decreases the friction coefficient of nanostructured Al.     

AM60B合金在25～200℃下干滑动磨损行为和磨损机制(英文)

针对AM60B合金在环境温度25～200℃、载荷12.5～300N的条件下进行干摩擦磨损实验。结果表明:随着载荷的增大,磨损率增加;从轻微磨损到严重磨损的转变的临界载荷分别为25℃时275N,100℃时150N,200℃时75N。在低载荷(<50N)下,200℃下的磨损率低于25℃和100℃的。在轻微磨损阶段,磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损和剥层磨损。当轻微磨损到严重磨损的转变开始时,剥层磨损发挥主要作用,剥层磨损是从基体内部发生的剥落。随后,塑性挤出磨损作为严重磨损出现,同时伴随着从轻微磨损到严重磨损的转变。厚的、硬的摩擦层通过限制磨面的塑性变形来阻碍从轻微磨损到严重磨损的转变。     

5083铝合金弯头冷推弯数值模拟及试验研究

为成形高质量的5083铝合金弯头管件,采用有限元数值模拟方法对冷推弯过程进行了工艺模拟,模拟过程中研究了推制速度以及摩擦系数对成形质量的影响规律,并根据模拟结果对弯头进行了实际冷成形制备研究.结果表明,推制速度为4 mm·s-1、摩擦系数为0.06是优化的成形工艺参数.实际冷成形结果与模拟结果较为吻合.研究表明,控制推...     

The degradation of corrosion resistance for Al 5083 alloy after thermal and superplastic forming processes

Corrosion behavior, particularly the intergranular corrosion susceptibility of a superplastic Al 5083 alloy (denoted as Al 5083S) and a non-superplastic Al 5083 alloy (denoted as Al 5083N) with various thermal processes and a superplastic forming process, has been systematically evaluated. The nitric acid mass loss test (NAMLT) according to ASTM G 67 indicated that the weight loss of Al 5083S was larger than that of Al 5083N, which was due to the finer grain size in the former alloy. It also showed that superplastically formed specimens of Al 5083S and the specimens of Al 5083S and Al 5083N treated with the same thermal process as the superplastically formed specimens suffered from severe intergranular corrosion. The serious intergranular corrosion of these specimens was attributed to the formation of continuous β (Mg₂Al₃) precipitates at grain boundaries, i.e., the sensitization effect. Such a detrimental effect can be eliminated by a postforming annealing treatment at 345 °C for 1 h. Furthermore, electrochemical measurements in a 3.5 wt.%NaCl solution also revealed that the sensitized specimens possessed more active corrosion potential (E_corr), breakdown potential (E_b), and protection potential (E_pp), as well as higher corrosion current density (i_corr) and passive current density (i_p), than those of the as-received specimens. Experimental results also showed that the corrosion resistance of the superplastically formed specimen was the worst among all specimens, which was attributed to the formation of cavities during the superplastic forming in addition to the sensitization effect caused by the thermal processing. The influences of both detrimental effects on the corrosion resistance of the Al 5083 specimens were also discussed.     

Mg-11Y-5Gd-2Zn镁合金干滑动的摩擦磨损行为

采用往复式摩擦磨损试验机对铸态和T6态Mg-11Y-5Gd-2Zn合金进行干摩擦磨损试验,研究载荷（3~15N）、磨擦速度（0.03~0.24m/s）、摩擦温度（25~200 °C）对合金磨损率的影响,并通过扫描电镜观察合金磨损表面形貌和磨屑。结果表明：随着载荷的增加,合金的磨损率几乎呈线性增加;随着摩擦速率的增加,合金的磨损率降低;铸态合金的磨损率高于T6态合金的。Mg-11Y-5Gd-2Zn合金中的Mg12Y1Zn1相、表面氧化相和残留的磨屑影响合金的磨损率。在本试验条件下,磨损机制主要是粘着磨损和塑性变形。