搅拌摩擦加工Mg-Zn合金空蚀—腐蚀交互作用研究

采用搅拌摩擦加工(FSP)技术对铸态Mg-Zn合金进行表面处理,以提高其耐空蚀—腐蚀性能。使用SEM、EDS、XRD、显微硬度计观察和测定表面改性层的显微组织、元素分布、相组成和显微硬度,使用超声振动空蚀设备和电化学工作站研究其耐空蚀—腐蚀性能。结果表明:FSP技术能够细化和均匀铸态组织,消除成分偏析,提高材料表面硬度。FSP合金在人工海水中更易形成腐蚀产物膜,其保护性能更优,是FSP样品耐腐蚀性能提升的主要原因。铸态样品经FSP改性后硬度依然较低,故蒸馏水条件下的耐空蚀性能未获提升,但改性后合金良好的耐腐蚀性能提升了其在人工海水条件下的耐空蚀性能。     

6061铝合金焊接接头的组织与性能分析

通过金相技术、力学性能试验和SEM技术研究了6061-T6铝合金真空电子束焊接接头的金相组织、力学性能和断口形貌特征.结果表明:焊接接头的拉伸强度低于母材.预热和重熔可以同时降低电子束焊接接头的强度和塑性,尤其对接头的塑性影响更大.焊缝区和热影响区的硬度均低于母材,预热和重熔可以降低焊接接头的硬度.焊缝区组织主要为等轴晶和树枝柱状晶,熔合区组织主要为柱状晶.预热和重熔使得焊缝区的晶粒组织变得粗大,焊接接头的拉伸断口断面上分布的韧窝尺寸较小,且韧窝的大小接近,未发生明显的塑性流动,呈现出铸态断口特征.     

取向硅钢铸态组织分析

通过观察取向硅钢的低倍组织,分析水冷和空冷及铌的加入对铸态组织的影响,并结合金相显微镜、扫描电镜对铸态组织进行了观察及表征。对比分析了含铌取向硅钢与不含铌取向硅钢的铸态组织的差异。试验结果表明:经空冷处理的含铌铸坯其铸态组织有非常明显粗大的柱状晶,所占体积分数约64%,表层的细晶区很薄,中心是更细小的等轴晶。而采用水冷处理的含铌铸坯组织以中心等轴晶为主,所占体积分数约78%,柱状晶较小不明显。经相同水冷条件,不含铌的铸坯得到的铸态组织中其晶粒尺寸比含铌的偏大,其柱状晶比含铌铸坯的明显,中心等轴晶所占体积分数较少(约41%),说明铌的加入能使铸坯晶粒更均匀细小。     

激光表面熔化对SiC和MoS_2颗粒增强Al-4.5Cu复合材料表面完整性的影响（英文）

以Al-4.5Cu合金为基体,用搅拌铸造法制备两种复合材料。一种是用10%SiC(质量分数)和2%MoS_2(质量分数)进行增强,另一种是用10%SiC(质量分数)和4%MoS_2(质量分数)进行增强。为了研究激光表面熔化(LSM)对材料表面性能的影响,采用CO_2激光束对材料表面进行重熔。研究激光熔化表面的形貌、显微硬度、耐蚀性和耐磨性。将LSM后的整体表面完整性与铸态表面进行比较。结果表明,LSM能提高每种情况下表面的显微硬度和耐磨性。激光熔化表面孔隙率低,耐蚀性高。因此,LSM可以方便地应用于提高铝基复合材料的表面完整性。然而,在本研究中存在一个最佳的激光比能以获得最佳的表面完整性,约为38 J/m~2。     

镍铝青铜的显微组织与腐蚀和空蚀行为的关联性（英文）

对铸态镍铝青铜进行4种热处理,并对铸态和热处理后的镍铝青铜在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的显微组织、腐蚀和空蚀行为进行对比研究。结果表明,经退火后,铸态中的β′相转变为共析组织,更多的κIV相从α相中析出。正火态镍铝青铜中共析组织含量减少,β′相含量增加,淬火态主要包含α和β′相。在随后的时效过程中,β′相内析出细小的针状α和κ相。退火态耐腐蚀性最差,这是由于其具有最高含量的共析组织,而共析组织会遭受严重的选择相腐蚀。淬火态表面形成的腐蚀产物膜保护性最好,耐腐蚀性最高。对于铸态、退火和正火态,力学冲击作用是导致空蚀破坏的主导因素。淬火和淬火+时效态合金由于具有较高的硬度,因此耐空蚀性能较好,空蚀-腐蚀交互作用是导致空蚀破坏的主导因素,且腐蚀促进空蚀在交互作用中占比较大。     

坯料处理方式对纯钛挤压棒材组织及性能的影响

采用正向挤压法分别对铸态及锻态纯钛坯料进行挤压对比试验,研究了经两种不同方式处理的坯料对挤压棒材组织及性能的影响。结果表明,铸态挤压坯料有粗大的柱状晶,金属协调变形性差,挤压后棒材表面质量较差且有连续的沟槽等缺陷;经过锻造的挤压坯料具有等轴组织,变形时金属流动更加均匀,挤压后的棒材表面光滑平整,力学性能优良。     

搅拌摩擦加工铸态铝铁合金组织和性能研究

采用搅拌摩擦加工技术对含铁3％(质量分数)铸态铝铁合金进行3道次往复搅拌摩擦加工,研究加工区显微组织和力学性能的变化.结果表明,铸态铝铁合金经搅拌摩擦加工后,粗大的针状Al3Fe相被破碎成细小粒状,铸态组织转变成低位错密度的再结晶组织,且基体中存在细小的含铁亚稳相.搅拌摩擦加工后,加工区的显微硬度较铸态区降低,但分布比较均匀;加工区合金的抗拉强度稍微下降,延伸率显著增大.经搅拌摩擦加工后,合金拉伸断口呈现出微孔聚合韧性断裂特征.     

分级均匀化处理对7A55合金组织与性能的影响

研究了不同的均匀化热处理制度对7A55铝合金显微组织和性能的影响。利用OM和SEM观察了合金的微观组织,测试了其硬度与力学性能。试验结果表明,经不同的均匀化处理后,7A55铝合金的硬度、强度和伸长率均呈现增大的趋势。相较铸态合金,经三级均匀化处理后合金硬度(HV)提高了27%,抗拉强度提高了12.3%,伸长率提升了58.3%。均匀化处理可以显著改善铸态组织,包括晶界处的非平衡共晶相及晶内的粗大第二相。多级均匀化处理后的效果好于单级均匀化处理。特别是经三级均匀化处理后,晶界处的共晶相尺寸变得细小且不连续,晶内的粗大第二相完全固溶到晶内。     

水平连续铸造5182铝合金组合磁场作用下的组织演变

采用试验的方法研究了组合磁场作用下5182铝合金水平连铸过程中铸态组织的演变。试验结果表明,在无磁场作用的常规铸造条件下,由于重力影响,熔池中热的熔体上升,冷的熔体下降,铸锭下表面冷却强度大于上表面,导致液穴内部产生不均衡的流场及温度场,进而导致铸锭内部产生不均匀的铸态组织;在施加组合磁场作用后,电磁力引起的对流使熔体得到充分搅拌,加强了熔体中的传热传质,使液穴变浅,有效减少了因重力而产生的温度场差异,铸锭的铸态组织也由常规条件下粗大且不均匀的柱状晶组织转变为细小的等轴晶组织。     

氩弧重熔铁基合金粉末喷涂层的组织与性能

在铁基合金粉末中加入一定量的铬铁和不同量的碳化钨,采取火焰喷涂在Q235钢表面制备3种复合粉末喷涂层,然后对其进行氩弧重熔,用光学显微镜对重熔层显微组织进行观察,测定重熔层的硬度和耐磨性。结果表明,铁基合金粉末重熔层与基体形成了良好的冶金结合,熔化区的组织从表面到靠近结合区依次为细小的树枝晶,大小均匀的等轴晶,粗大的树枝晶。结合区比较光亮狭小,以平面晶生长。热影响区为粗大的魏氏体组织。在CrFe加入量为9%的情况下,重熔层表面硬度随WC含量的的增加先增加后减小,WC加入量为15%时,洛氏硬度达到最大值64.4 HRC,耐磨性最好。     

不同功率下脉冲激光表面处理Inconel 718合金的显微组织（英文）

对退火态的Inconel 718合金进行3种不同功率(100、50和25 W)的脉冲激光表面处理,并应用电子背散射衍射和电子通道称度成像技术对其表面显微组织特征进行研究。结果表明,激光表面处理导致所制备的样品中大量存在的退火孪晶和强化析出相消失;同时,激光重熔区中出现许多小角度晶界,且沿着这些晶界存在高密度的Laves相。随着激光功率的降低,样品重熔区的宽度和深度均逐渐变小。取向分析表明,100 W样品激光重熔区中的柱状晶可通过取向形核机制遗传初始组织的随机取向,而降低激光功率会促使重熔区中产生大量具有随机取向的晶核,它们最终长成等轴晶。硬度测试发现所有样品的激光重熔区均较基体软,这主要与强化相的溶解和晶粒的粗化有关。     

铸态和退火态Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金的组织与性能

采用真空电弧熔炼法熔炼出Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金,并在600、800和1000℃下进行真空退火热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、硬度计、万能试验机以及电化学工作站对合金铸态和不同温度退火态的微观组织、硬度、压缩力学性能以及在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。组织分析表明:铸态和退火态的Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)合金均由富(Cr,Fe)的FCC、富(Al,Ni,Ti)的BCC和σ三相组成,但退火处理使合金的组织形貌和各相的相对含量发生了改变,铸态下的粗大白色FCC柱状晶转变为细小的FCC+BCC+σ的混合组织;随着退火温度的升高,BCC和σ相含量增加。800℃退火态合金成分均匀性最好,1000℃退火态合金由于退火温度过高,组织粗大,元素偏析重新加剧。硬度试验和压缩试验结果表明:合金在铸态和3种温度退火态下的硬度都较高,表现出良好的抗回火软化能力;800℃退火态合金中由于BCC和σ相的增加,其硬度和屈服强度最高,但塑性最差。1000℃退火态合金由于大量σ相的析出以及组织粗大,其屈服强度、断裂强度和压缩形变率都急剧降低。600℃退火态合金具有理想的FCC、BCC和σ相的组成含量,其综合力学性能最好。电化学腐蚀试验表明:铸态和3种温度退火态的合金在3.5%NaCl溶液中都表现出良好的耐蚀性,800℃退火态合金由于其成分均匀性最好,耐蚀性最好。     

镁合金AZ91HP表面激光重熔Al2O3涂层的组织及性能

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在AZ91HP镁合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层.结果表明,由于受激光作用区温度场分布、陶瓷材料热物性参数和涂层厚度等因素的综合影响,激光重熔Al2O3涂层呈现出明显的分层结构特征.依据组织结构不同,可将其分为:由α-Al2O3柱状晶构成的表面熔凝区、具有团絮状形貌特征的烧结区以及保持原喷涂态结构特征的残留等离子喷涂层.由于激光重熔陶瓷涂层表面单相α-Al2O3柱状晶的形成,使其硬度及耐磨、耐蚀性均明显优于等离子喷涂Al2O3涂层和原始镁合金.     

稀土对新型中碳CARMO模具钢组织和性能的影响

实验研究了稀土变质处理对新型中碳CARMO模具钢组织和性能的影响,并利用扫描电镜、X射线能谱仪及显微硬度计等研究了该钢铸态及热处理态的成分、微观组织形貌及性能特点。结果表明,变质处理细化了晶粒,改善了铸态原始粗大枝晶及不均匀组织,夹杂物数量明显减少,共晶碳化物粒化且分布均匀,硬度增加3～5 HRC,冲击韧度提高178%。     

Mg-4Sn-1Zn生物镁合金均匀化处理制度研究

研究了均匀化处理温度和时间对铸态Mg-4Sn-1Zn合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-4Sn-1Zn合金中存在严重的枝晶偏析,合金中分布着大量粗大相,主要为Mg2Sn和MgSnZn共晶相。在均匀化处理过程中,温度对合金成分均匀化效果的影响更大,而时间的影响相对较小。合金经过410℃×12h均匀化处理后,铸态组织中的粗大相全部溶入基体中,达到了最佳的均匀化效果,此时合金的显微硬度(HV)为60。因而确定Mg-4Sn-1Zn合金的最优均匀化制度为410℃×12h。     

A6N01铝合金焊接接头的微观组织与力学性能

对高速列车车体用新型A6N01铝合金进行MIG焊接,使用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织与力学性能进行观察与分析。结果表明:焊缝金属为等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成柱状晶组织。在热影响区(HAZ),过时效区的晶粒比淬火区的更为粗大,形成HAZ软化区。A6N01铝合金母材析出短棒状β′(Mg2Si)过渡强化相。HAZ析出粗大的短棒状稳定强化相β(Mg2Si)。焊缝显微硬度最低,约为65 HV。焊接接头的抗拉强度为270 MPa,断后伸长率为6.0%。     

Mg含量对Al-Zn-Mg铝合金组织及性能的影响

通过改变镁的含量,设计了4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响。结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al₃(Zr,Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加。合金均匀化处理后空冷,基体内有大量细小弥散的针状η(MgZn₂)相析出,且随着Mg含量的提高,这种针状η(MgZn₂)相的析出数量也逐渐增多。随着Mg含量增加,硬度逐渐增加,导电率逐渐下降,且均匀化态合金的硬度及导电率比铸态的高。4种T6态合金中Al-6.0Zn-2Mg合金的综合力学性能最佳。     

奥氏体不锈钢堆焊层激光表面重熔组织及耐腐蚀性能

激光重熔表面热处理技术可提高零件表面获得高的硬度、耐磨性及耐蚀性等,在化工和核电等行业有较好的应用前景,但国内对不锈钢堆焊层焊后表面热处理的研究较少。针对这一现状,对奥氏体不锈钢堆焊层表面进行激光重熔处理,观察其显微组织,并检测重熔表面显微硬度及耐腐蚀性。结果表明,激光重熔后表面显微组织呈细小的树枝-胞状晶奥氏体;激光重熔试样显微硬度大幅提高,较焊态试样提高87.6%;在9.8%的H2SO4溶液中,激光重熔表面处理后的堆焊层金属较易形成钝化膜,耐腐蚀性较好;10%草酸溶液电解试验中,焊态堆焊层金属晶间腐蚀敏感性较高,激光重熔区域为细小的奥氏体晶粒,不易形成连续的"贫铬区",激光重熔堆焊层金属的晶间腐蚀敏感性较小。     

表面改性304不锈钢的微观组织和耐空蚀性能研究

在304不锈钢表面堆焊Fe-Cr-Ni-Co合金,并对其进行重熔处理,研究重熔层表面的微观组织和耐空蚀性能。结果表明,堆焊和重熔处理,可以细化304不锈钢中的奥氏体组织,消除堆焊缺陷,抑制裂纹扩展,提高材料的加工硬化能力和耐空蚀性能。     

差相磁场对水平连铸3004铝合金铸锭内部组织的影响

采用差相磁场水平连铸技术生产了直径为100mm的3004铝合金铸锭,采用宏微观组织观察、金相分析等方法研究差相磁场对3004铝合金水平连铸铸锭内部组织的影响.试验结果表明:差相磁场可以有效减小皮下偏析层的厚度,改善铸锭的铸态组织,施加差相磁场后3004铝合金铸态组织由粗大的柱状晶转变为细小均匀的等轴晶.