热处理对挤压变形AZ31镁合金疲劳性能的影响

研究了固溶处理、时效处理、固溶+时效处理对挤压变形AZ31镁合金低周疲劳性能的影响.结果表明,不同的热处理工艺可以提高挤压变形AZ31镁合金在较低外加总应变幅下的循环变形抗力;不同的热处理工艺可以提高挤压变形AZ31镁合金在较高外加总应变幅下的疲劳寿命,降低合金在较低外加总应变幅下的疲劳寿命;不同处理状态的挤压变形AZ31镁合金的塑性应变幅、弹性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Coffin-Manson和Basquin公式来描述.此外,不同处理状态的挤压变形AZ31镁合金的循环应力幅与塑性应变幅之间呈线性关系.     

热处理对挤压变形Mg-7%Zn-0.6%Zr-0.5%Y合金低周疲劳行为的影响

对热挤压、时效处理(T5态)及固溶+时效处理(T6态)Mg-7%Zn-0.6%Zr-0.5%Y合金(质量分数)分别进行了低周疲劳实验,探讨了热处理对合金低周疲劳变形行为的影响.结果表明:时效处理和固溶+时效处理可提高热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr-0.5%Y合金的循环变形抗力;时效处理降低了合金的疲劳寿命,固溶+时效处理可以提高合金在较高外加总应变幅下的疲劳寿命,但降低合金在较低外加总应变幅下的低周疲劳寿命;不同状态合金的弹性应变幅和塑性应变幅与载荷反向周次的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述;时效及固溶+时效处理过程中形成的长周期堆垛有序结构(LPSO相)是合金的循环变形抗力大幅提高的主要原因,而疲劳变形过程中形成的孪晶可能是时效态合金疲劳寿命降低的原因.     

挤压态AZ31镁合金的疲劳行为研究

通过外加总应变幅控制的疲劳试验和断口形貌分析,确定了挤压态AZ31镁合金的循环应力响应行为、循环变形行为、疲劳寿命行为和疲劳断裂机制。结果表明,在外加总应变幅控制的疲劳加载条件下,挤压态AZ31镁合金呈现明显的循环应变硬化现象和拉-压不对称循环变形现象,其弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述,断口上的疲劳裂纹的萌生和扩展均以穿晶模式进行。     

固溶/时效处理对体育器械用AZ80镁合金性能的影响

通过硬度测试、室温拉伸试验、室温疲劳试验,研究了AZ80镁合金在轧制、固溶、时效以及固溶+时效4种状态下的力学性能和疲劳寿命。结果表明:固溶处理对AZ80镁合金硬度提高效果不大,时效处理、固溶+时效处理均可以提高AZ80镁合金硬度,AZ80镁合金经固溶+时效处理后硬度比轧制态提高38%,效果最为明显。固溶处理使AZ80镁合金强度降低,伸长率提高,时效处理、固溶+时效处理使其强度提高,伸长率降低。在较低应变振幅(0.4%)条件下,热处理AZ80镁合金疲劳寿命小于轧制态。在中高应变振幅(0.6%、0.8%、1.0%)条件下,热处理提高了AZ80镁合金疲劳寿命,其中时效处理试样疲劳寿命最佳。在超高应变振幅(1.2%)条件下,热处理对提高AZ80镁合金疲劳寿命效果不明显。     

热处理对Al-Si-Cu-Mg铸造铝合金低周疲劳行为的影响

为了确定固溶处理及固溶+时效处理对金属型铸造A1-Si-Cu-Mg铝合金低周疲劳行为的影响,在不同外加总应变幅下进行应变控制的室温低周疲劳试验.结果表明:金属型铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金可表现为循环应变硬化、循环应变软化和循环稳定;固溶处理及固溶+时效处理可以有效地提高金属型铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金的疲劳寿命,且固溶处理对疲劳寿命提高的幅度更大;铸态及固溶态Al-Si-Cu-Mg铝合金的弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间分别呈直线关系,固溶+时效态Al-Si-Cu-Mg铝合金的弹性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈直线关系,但其塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈双线性关系;不同处理状态的铸造Al-Si-Cu-Mg铝合金的循环应力幅与塑性应变幅之间呈线性关系.     

热处理对AE42压铸镁合金低周疲劳行为的影响

研究了固溶+时效处理(T6)对AE42压铸镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、疲劳寿命以及断裂行为的影响。结果表明,压铸态和固溶+时效态的AE42镁合金均表现为循环应变硬化,固溶+时效处理可导致AE42压铸镁合金的循环应力幅有所提高,并可有效提高AE42压铸镁合金的疲劳寿命。疲劳断口形貌观察结果表明,疲劳裂纹萌生于疲劳试样的表面,并以穿晶方式扩展。     

热处理对挤压变形铝合金循环变形行为的影响

为了明确固溶、时效、以及固溶+时效处理对挤压变形Al-4%Mg-1.0%Ce合金循环变形行为的影响,针对不同处理状态的挤压变形Al-4%Mg-1.0%Ce合金进行了总应变幅控制下的低周疲劳实验。结果表明,挤压变形Al-4%Mg-1.0%Ce合金经过热处理后,循环变形抗力降低;不同处理状态的挤压变形Al-4%Mg-1.0%Ce合金均可呈现出循环硬化和循环稳定;在较高的外加总应变幅下,不同处理状态的挤压变形Al-4%Mg-1.0%Ce合金均会发生动态应变时效;固溶处理可以显著降低挤压变形Al-4%Mg-1.0%Ce合金的应变疲劳参数K’和n’,时效处理能够明显提高合金的K’和n’,而固溶+时效处理对合金的K’和n’影响不大。     

变面轧制AZ31镁合金高周疲劳行为

本文研究了变面轧制AZ31镁合金的高周疲劳行为,并与传统挤压态AZ31合金的疲劳行为进行对比。结果表明,变面轧制可以显著提高AZ31镁合金的强度,相应的疲劳强度也从75MPa提升至90MPa。在高应力幅区,孪生是主要的变形机制,Basquin公式可用于描述应力-寿命关系(S-N)。然而,在低应力幅区,疲劳变形过程受位错机制控制,此时的寿命偏离S-N曲线并趋于长寿命区。由于循环塑性区的存在,在断裂表面附近存在大量的变形孪晶。传统挤压AZ31合金断口表面较为粗糙,且大量孪晶存在;而变面轧制材料的断口表面光滑。     

Er元素对Al-Si-Cu-Mg合金的显微组织及其低周疲劳行为的影响

为了确定稀土元素Er对固溶+时效处理后金属型铸造Al-Si-Cu-Mg合金的显微组织及低周疲劳行为的影响,研究了Al-Si-Cu-Mg合金和Al-Si-Cu-Mg-Er合金的显微组织及低周疲劳行为。显微组织观察结果表明:在合金中加入0.30%的Er元素后,可有效细化固溶+时效态合金组织,并促进θ'相的析出;低周疲劳结果表明:当外加总应变幅为0.25%时,Al-Si-Cu-Mg(-Er)合金在疲劳变形初期间表现为循环应变硬化,在疲劳变形后期则表现为循环稳定;而在其它外加总应变幅下,Al-Si-Cu-Mg(-Er)合金在整个疲劳变形过程中均表现为循环应变硬化。加入0.30%的稀土元素Er后可有效提升固溶+时效态Al-Si-Cu-Mg合金的低周疲劳寿命和循环变形抗力。     

AZ91镁合金的应变疲劳行为研究

研究了铸态和挤压态AZ91镁合金的室温应变疲劳行为。结果表明,铸态镁合金表现为循环应变硬化,而挤压态镁合金可呈现循环应变硬化、软化或循环稳定。与此同时,对两种状态的AZ91镁合金的应变寿命行为和循环应力-应变行为进行了分析测试,确定了相应的室温应变疲劳参数。此外,利用扫描电子显微镜观察分析了铸态和挤压态AZ91镁合金的疲劳裂纹萌生和扩展行为。     

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.     

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.     

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.