铸态Zr-Co-(Al)合金的加工硬化行为和表面裂纹扩展

采用X射线衍射仪、光学显微镜、电子万能试验机和扫描电镜等研究了铸态Zr-Co-(Al)合金的微观组织、加工硬化行为和表面裂纹扩展。结果表明：Zr₅₀Co₅₀和Zr₄₉Co₄₉Al₂合金的组织均是由B2 ZrCo相组成,少量Al元素的添加并没有改变合金的相组成,说明少量Al原子固溶到基体ZrCo相的颗粒内。与Zr₅₀Co₅₀合金相比,Zr₄₉Co₄₉Al₂合金的塑性变形抗力小于Zr₅₀Co₅₀合金的塑性变形抗力,Zr₄₉Co₄₉Al₂合金的塑性变形能力较好,利于冷加工变形。在弹塑性区和塑性区,加工硬化倾向于晶粒和晶界之间的同步,导致Zr₅₀Co₅₀合金的Δn值较小;当晶粒和晶界的变形非同步发生时,将导致Zr_49...     

室温剧烈冷变形和细化AZ31镁合金的加工硬化行为(英文)

在室温下,挤压态镁合金丝材最大累计面积减少61%,并对所得材料进行退火处理以细化晶粒。在室温下以恒定的应变速率对拉拔态和退火态试样进行拉伸试验,分析每个试样的拉拔面积减少量和平均晶粒尺寸与整个应力—应变曲线的关系。结果表明:冷变形试样具有恒定的弹性模量,但应力明显依赖变形程度。相应的θ—σ曲线(θ代表加工硬化速率,dσ/dε)表现为加工硬化扩展阶段Ⅱ和抑制阶段Ⅳ。再结晶试样随着晶粒的细化屈服应力增高且表现出典型的多晶材料加工硬化阶段:Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ。此外,随着晶粒的细化,由于晶界滑移的作用,第Ⅳ阶段出现下降。在冷拉和再结晶材料中,不同的硬化行为显示出不同的硬化机理。     

稀土Y对Mg-Zn-Mn镁合金显微组织和力学性能的影响(英文)

研究不同稀土Y含量对Mg-6Zn-1Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Y元素的添加对Mg-6Zn-1Mn合金的相结构、组织和力学性能有明显的影响。随着Y含量的增加,合金中的第二相依次从Mg7Zn3相、I相(Mg3YZn6)、I相+W相(Mg3Y2Zn3)到W相+X相(Mg12YZn)转变;热分析和组织观察证明合金相的稳定性趋势为X相W相I相Mg7Zn3相;Mn元素主要以单质颗粒形式弥散分布在基体中;Y的添加能显著提升Mg-Zn-Mn合金的力学性能,其中含6.09%Y的挤压态合金具有最佳的力学性能,其抗拉强度和屈服强度分别达到389 MPa和345 MPa。合金强度的提升主要源于Y元素的晶粒细化、Mn颗粒的弥散强化和Mg-Zn-Y稀土相的引入。     

齿条冷滚打成形加工硬化行为研究

以冷滚打成形齿条为研究对象,沿齿廓线法向对成形齿槽硬度分布进行测量,得到了硬化层沿深度方向的分布规律以及工艺参数对齿槽底部、齿槽圆角、齿壁、齿顶处硬化程度的影响规律;对成形齿槽微观组织进行分析,获得位错密度与硬化程度之间的对应关系。结果表明:齿槽圆角处成形过程中变形量最大,位错积塞现象显著,硬化程度最高,齿壁次之,齿顶处硬化程度最低;齿槽沿深度方向晶粒细化程度逐渐降低,位错密度减小,硬化程度逐渐减弱,齿槽底部受多次滚打叠加作用的影响,硬度在次表层达到最大值。     

ZM81-xSn (x = 0, 2, 4, 6, 8 and 10)变形镁合金的组织演变和力学性能

通过对不同Sn含量的ZM81合金的微观组织和力学性能的测得,研究了Sn在ZM81合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Sn元素主要以Mg2Sn共晶相形式存在,能够细化铸态组织;热挤压过程中,Sn添加能够起到抑制动态再结晶和晶粒细化的作用;T6处理,尤其是双级时效,能显著提升挤压态合金的力学性能,其中ZM81-4Sn合金具有最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为416MPa、393MPa和4.1%。实验合金高强度主要源于MgZn2和Mg2Sn析出相的双重时效强化效果;相比单级时效,双级时效态合金的析出相细小弥散,因此其力学性能更优。     

柱状晶组织HAl77-2铝黄铜的力学性能与加工硬化行为

利用室温单向拉伸实验、EBSD和TEM等手段,研究了柱状晶组织HAl77-2铝黄铜的力学性能与加工硬化行为,探讨了晶粒尺寸对拉伸变形加工硬化速率和塑性变形能力的影响及其机制.结果表明,柱状晶组织HAl77-2铝黄铜加工硬化速率-真应变关系曲线第2阶段具有显著上升趋势,晶内形成平行分布的小角度亚晶界使位错滑移长度减小并阻碍位错运动是加工硬化速率上升的主要原因,不同于文献报道的等轴晶组织黄铜加工硬化第2阶段形成形变孪晶使滑移长度减小的机制.随着晶粒尺寸的增大,柱状晶组织HAl77-2铝黄铜的屈服强度和抗拉强度降低,而断后伸长率显著增大,由晶粒尺寸为2.0 mm的70.4%增大到晶粒尺寸为6.0 mm的84.4%.较高的抗塑性失稳能力和较好的晶内变形均匀性是大晶粒柱状晶试样具有更优塑性变形能力的主要原因.     

0.21C-0.46Si-1.4Mn网状异构组织双相钢的力学性能及加工硬化行为

基于“材料素化”的理论,以普通低碳钢为原材料,引入异质结构的微观设计理念,通过循环退火+亚临界淬火的热处理工艺制备马氏体包裹铁素体的网状异构组织双相钢,观察并研究了马氏体分布形貌以及马氏体体积分数对试验钢拉伸力学性能的影响。结果表明：网状马氏体-铁素体异构组织双相钢在室温下的拉伸强度可达1084.15～1392.24 MPa,总伸长率为7.47%～8.94%,并且兼具较低的屈强比。采用Hollomon、DC-J(Differential Crussard-Jaoul)、修正MC-J(Modified C-J)三种分析模型研究了试验钢的应变硬化特性和不同阶段的应变硬化机制。结果表明双相钢的加工硬化指数与其结构特征息息相关,MC-J分析模型相较于其他两种模型,对双相钢的加工硬化更为敏感,具有三级变形行为。在准静态室温拉伸下,网状异构双相钢具有良好的加工硬化能力,随着马氏体体积分数的增加,双相钢中硬质相马氏体可以更早地发生塑性变形。     

合金元素含量对铸态Mg_(100-3x)Zn_xY_(2x)合金组织和性能的影响

在保持Zn/Y原子比(1:2)一定的条件下,利用普通铸造法制备了Mg97ZnY2、Mg97.75Zn0.75Y1.5、Mg98.5Zn0.5Y1和Mg99.25Zn0.25Y0.5四种合金,研究了合金元素加入量对该合金系铸态组织和性能的影响。合金元素添加量不会改变合金的物相组成,均主要由α-Mg和Mg12ZnY(LPSO)两相组成。但随合金元素含量降低合金相形态逐渐从网状向孤立颗粒状转变。Mg97.75Zn0.75Y1.5合金的力学性能最佳,与Mg97ZnY2合金相比其抗拉强度和断裂应变分别提高25%和85%。进一步降低合金元素添加量,合金的力学性能降低,断口形貌由韧窝、解理面相结合变为典型的脆断特征。     

增材制造制备AlxFeCoCrNiMn(x=0,0.75)异种高熵合金的焊接性能研究

文中使用激光熔化沉积(Laser melting deposition, LMD)技术制备了FeCoCrNiMn和Al_0.75FeCoCrNiMn这2种高熵合金,并采用激光焊技术对2种材料进行了焊接。对母材和焊缝进行了微观组织分析,并对焊缝进行了力学性能测试。结果显示：焊缝处的微观组织与母材差异较大,并且焊缝处的硬度降低,拉伸时易在焊缝处断裂。     

ZM71-xCe镁合金显微组织和力学性能

对添加不同含量Ce元素的Mg-Zn-Mn系ZM71变形镁合金进行挤压及热处理,测试不同状态下ZM71及ZM71-xCe合金的室温拉伸性能,利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)以及能谱(DES)、透射电镜(TEM)等分析试验手段观察了不同状态下的显微组织,初步探讨了Ce元素在ZM71合金中的存在形式和作用机制及不同添加量对合金组织和力学性能的影响。结果表明:Ce元素主要以三元稀土τ相存在于合金中,主要分布在晶界和枝晶间,能够细化铸态组织;Ce元素能够明显细化挤压态合金的组织,提升力学性能,但添加量应控制在1%以内,其中ZM71-0.5Ce具有最佳的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为318MPa、250MPa和13.6%;时效热处理不能提升挤压态高锌含量的Mg-Zn-Mn-Ce合金力学性能。     

La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）合金的储氢性能及电化学性能研究

利用高频熔炼方法制备了La1＋xMg2-xNi9（x=0，0．5，1．0，1．5）系列合金，并对其进行了XRD分析和储氢容量及电化学性能测定。结果表明：随着La含量增大，合金中LaNi5和（La，Mg）Ni3相转变为LaNi3相，且Mg2Ni相出现，晶胞体积也增大，合金的储氢容量和电化学性能提高；当x=1．5时，Mg2Ni相消失，合金的储氢性能有所下降。当x=1．0时，即La2MgNi9合金具有较好的储氢容量及电化学容量。     

稀土Y对AZ31镁合金金相组织和力学性能酌影响

研究了稀土元素Y对AZ31镁合金金相组织和力学性能的影响。结果表明：当稀土添加量为0．6％～0．9％时，仅（Mg）基体晶粒变细，并且加入量为0．9％时得到更细化的组织，13相（Mg17Al12）在晶界由连续网状变为断续弥散状分布，由于α（Mg）基体晶粒的细化和p柏形貌的改善，合金的力学性能有提高；当稀土添加量为1．2％时，α（Mg）基体晶粒显著粗化，β相（Mg17Al12）内部出现针状和圆盘状的第二相，力学性能下降。     

等通道转角挤压ZK31+4Si镁合金的显微组织及高温蠕变行为

研究ZK31+4Si镁合金经等通道转角挤压 (ECAP) 后的微观组织和高温蠕变行为。结果表明,ECAP挤压可显著细化原铸态组织中粗大的汉字状Mg2Si相,并使其趋于均匀弥散分布。ECAP挤压后试样的抗蠕变性能明显优于铸态试样,在温度为473 K,应力为70 MPa的条件下,8道次挤压试样的稳态蠕变速率约为铸态试样的1/15,蠕变寿命提高近8倍。由稳态蠕变速率与应力的对数曲线关系求得473 K下4道次挤压和8道次挤压试样的应力指数n均约为4,同时按位错蠕变机制,当应力指数n=4时,理论计算所得稳态蠕变速率与实验值非常吻合,说明在本实验条件下发生的是位错蠕变。     

等通道转角挤压ZK31+4Si镁合金的显微组织及高温蠕变行为

研究ZK31+4Si镁合金经等通道转角挤压(ECAP)后的微观组织和高温蠕变行为。结果表明,ECAP挤压可显著细化原铸态组织中粗大的汉字状Mg2Si相,并使其趋于均匀弥散分布。ECAP挤压后试样的抗蠕变性能明显优于铸态试样,在温度为473K,应力为70MPa的条件下,8道次挤压试样的稳态蠕变速率约为铸态试样的1/15,蠕变寿命提高近8倍。由稳态蠕变速率与应力的对数曲线关系求得473K下4道次挤压和8道次挤压试样的应力指数n均约为4,同时按位错蠕变机制,当应力指数n=4时,理论计算所得稳态蠕变速率与实验值非常吻合,说明在本实验条件下发生的是位错蠕变。     

（Ti0.1V0.9）100-xFex（x=0～6）储氢合金的微观结构及储氢特性

研究了（Ti0.1V0.9）100-xFex（x=0～6）合金的微观结构及其吸放氢特性。微结构分析表明，合金均由单一的体心立方（bcc）结构的钒基固溶体相组成；合金的点阵常数随着Fe含量的增加呈线性递减，晶胞体积也随之逐渐降低。储氢性能测试表明，所有合金的动力学性能均比较好，在10℃和4MPa初始氢压条件下，合金无需氢化孕育期就能吸氢。随着Fe含量从x=0增加至x=6，合金的活化性能得到改善；10℃最大吸氢量从509．5ml／g逐渐降至424．8ml／g；50℃有效放氢量先升后降，并在x=4时达到最高值255．6ml／g。在所研究的合金中，Ti9.6V86.4Fe4合金具有最佳综合性能，经2次吸放氢循环即可活化，10℃最大吸氢量为494．5ml／g，50℃有效放氢量达到255．6ml／g。     

超声振动对含LPSO结构的Mg98Y1.0Ni0.5Al0.5合金显微组织与力学性能的影响(英文)

低Y、Ni含量的LPSO结构增强镁合金具有低成本、优异力学性能的特点。为进一步提升其综合力学性能,掺杂Al元素及熔体超声振动处理是可行的途径。通过扫描电子显微镜、能谱分析、透射电子显微镜、X射线衍射和纳米压痕测试研究掺杂Al元素后低Y、Ni含量的Mg98Y1.0Ni0.5Al0.5合金的显微组织,对比超声振动对显微组织与力学性能的影响。掺杂Al后LPSO结构的含量降低,且在块状LPSO结构相邻处析出圆整的Al₂NiY相。Al₂NiY相与LPSO结构和Mg基体在界面处均不共格。通过对熔体施加超声振动处理后,Al₂NiY相被有效细化为短片状,并均匀分布在基体中,阻碍微裂纹的产生和扩展,从而提高Mg₉₈Ni_0.5Y_1.0Al_0.5合金的力学性能。与未经超声处理Mg₉₈Ni_0.5Y_1.0Al_0.5合金相比,其极限抗拉强度和伸长率提升至187 MPa和7.9...     

Microstructure and Mechanical Behavior of CrFeNi2V0.sWx (x=0, 0.25)High-Entropy Alloys

CrFeNi₂V_0.5W_x (x = 0, 0.25) alloys based on these parameters of mixing enthalpy (ΔH_mix), mixing entropy (ΔS_mix), atomic radius difference (δ), valance electron concentration, and electronegativity difference(Δχ) were designed and prepared. The microstructure and room-temperature mechanical behavior of both alloys were investigated. Compressive test results showed that the CrFeNi₂V_0.5W_0.25 alloy had higher yield strength than that of the W-free CrFeNi₂V_0.5 alloy, although they all exhibited quite larger compressive plasticity (ε > 70%). Compression fracture surface of CrFeNi₂V_0.5W_0.25 alloy revealed a ductile fracture in the face-centered cubic (FCC) phase and a brittle-like fracture in the σ phase. Moreover, tensile test results indicated that the CrFeNi₂V_0.5W_0.25 alloy exhibited excellent mechanical property with an ultimate tensile strength of 640 MPa and a high tensile elongation of 15.7%. The tensile deformation mode of the FCC phase in the CrFeNi₂V_0.5W_0.25 alloy is dominated by planar glide, relating to dislocation configurations, high-density dislocations, and dislocation wall. Therefore, dislocation slip plays a significant role in tensile deformation of CrFeNi₂V_0.5W_0.25 high-entropy alloy. The higher strength of CrFeNi₂V_0.5W_0.25 alloy is predominantly due to the solid solution strengthening of W element and σ phase precipitation strengthening. Combination of the higher tensile strength and plasticity suggests that the CrFeNi₂V_0.5W_0.25 alloy can be a promising aerospace material.     

快凝Al92.3Fe4.3V0.7Si1.7Nd1.0纳米晶合金电场时效过程研究

研究了快凝Al92.3Fe4.3V0.7Si1.7Nd1.0纳米晶合金薄带在电场时效过程中组织和力学性能的变化,并与等温时效处理结果进行比较,结果表明：电场时效处理试样的相转变温度降低,力学性能有所提高。对电场作用机理进行了初步分析。     

Mg-8Al-Sr-xCa (x=0.5, 1.0, 1.5) 合金的显微组织和力学性能

研究了Mg-8Al-Sr-xCa合金的显微组织和力学性能。铸态合金组织主要由α-Mg相和β-Mg17Al12相组成。在Ca添加至1.5%(质量分数,下同)后,形成少量Al2Ca颗粒。挤压过程中合金发生了动态再结晶,晶粒明显细化,同时第二相碎化,时效后组织中的β相趋于球形。拉伸结果显示,在Ca含量由0.5%增至1.5%时,铸态和挤压时效态合金的拉伸性能逐渐提高。挤压时效态AJ80+1.5%Ca的屈服强度和抗拉强度分别为274 MPa和327 MPa,该合金优异的拉伸强度主要是细晶强化和Al2Ca颗粒与含Ca的β-Mg17Al12相析出强化的结果。