超细晶/纳米晶钨材料制备技术的研究进展

晶粒细化可显著提高超细晶/纳米晶钨材料的性能,介绍了超细晶/纳米晶钨材料制备技术的最新研究进展,包括粉末冶金法和深度塑性变形法,粉末冶金法的烧结工艺主要包括热等静压烧结、超高压通电烧结、放电等离子体烧结、微波烧结等;深度塑性变形法包括高压扭转、等通道挤压、表面机械研磨处理和累积轧制等。由于超细晶/纳米晶钨材料存在大量的晶界可有效提高材料的力学性能和抗辐照性能,因此有望解决纯钨材料作为核聚变堆面向等离子体材料存在的问题,对超细晶/纳米晶钨材料的发展提出了建议。     

强烈塑性变形法制备金属纳米晶体材料

通过分析变形特点,综述压制球磨粉末(SPDC)、等径角挤压(ECAP)和自身表面纳米化3种通过强烈塑性变形制备纳米晶体材料的原理与方法,分析强烈塑性变形的组织细化机制及所获得的纳米晶体材料的结构与性能特征,指出该研究领域所存在的问题和今后的发展方向。     

室温ARB技术制备超细晶铜板的研究

通过等效应变、轧制压下量和轧制温升的理论分析以及纯铜的变形试验，研究室温累积叠轧变形（accumulative roll bonding，ARB）制备超细晶铜板。结果表明，室温ARB变形可以获得超细晶板带材，纯铜6道次ARB变形后．平均晶粒大小约为0．5μm。     

采用多向压缩制备超细晶纯铝的研究

采用多向压缩技术成功制备了最终晶粒尺寸为2 μm的超细晶纯铝。对不同应变量下材料的微观结构表征发现,变形过程中的晶粒细化机制主要是变形带细化和位错分割细化; 由于变形导致材料温度升高,材料的晶粒细化也与再结晶有关系。硬度测试表明,随着应变量增加,材料硬度先增加后减小,等效应变为1.4时,材料硬度达到了最大值46.3HV。材料硬度的升高主要与位错增殖及缠结有关,硬度值的降低与位错密度降低、压缩过程中材料的动态回复有关。     

Al-Sc-Zr-Er-Ti铝合金累积叠轧组织性能及织构研究

采用背散射电子衍射、X射线衍射、拉伸试验等手段研究了Al?Sc?Zr?Er?Ti铝合金室温累积叠轧过程中组织、性能与织构的变化.结果表明,累积叠轧使合金的大角度晶界比例提升,从而有效细化晶粒,4道次后合金超细晶粒平均晶粒尺寸达到0.83μm,晶粒组织也更加均匀.随着叠轧次数增加,整体织构强度增加,沿α取向线的Brass...     

复合添加VC/Cr3C2晶粒长大抑制剂对WC-12%Co超细晶硬质合金性能的影响

采用真空／压力烧结工艺制备样品。研究复合添加晶粒长大抑制剂及烧结温度对WC-12％Co超细硬质合金微观结构及性能的影响。结果表明．当晶粒抑制剂含量为0．5％VC／0．2％Cr3C2．1430℃；和4MPa烧结制备的WC-12％Co超细硬质合金的抗弯强度达3786MPa。硬度为91．7HR。WC平均晶粒尺寸为0．6μm。富集在WC品粒（0001）面上的V阻止WC晶面迁移．固溶在粘结相中的Crsca减缓WC颗粒在粘结相中溶饵析出和再结晶长大过程．二者综合作用使WC晶粒细化。     

微量Zr/B/Ti对C71500合金铸态组织和力学性能的影响

通过硬度测试、金相和电镜观察、能谱分析以及差热分析等疗法研究微量元素Zr,Ti和B对C71500合金铸态组织和性能的影响.结果表明,微量Zr,Ti和B对合金有明显的晶粒细化和性能强化作用.微量的B即可强烈地细化合金的铸造组织,Zr虽然也在一定程度上具有细化作用,但效果没有B明显.Ti和B的复合添加并没有在B的基础上进一步细化晶粒,但显著地提高合金的硬度.随着晶粒细化程度的提高,枝晶偏析逐渐减弱,铸锭的三晶区消除,断面呈现全部等轴晶.     

超细粉体的晶粒度与晶格畸变的X射线分析研究

晶粒及其点阵畸变程度对材料的性能有重要的影响，利用Ｖｏｉｇｔ函数法对超细过程产生的晶粒细化和晶格畸变进行了探讨。超细加工过程对材料产生的晶粒细化和晶格畸变效应是明显的，晶粒大小受加工粉碎次数和分级的影响，而晶格畸变则主要与粉体受冲击的机械强度有关。产生畸变的内在原因，可能是晶格在机械冲击下格架发生了扭曲变形。     

纳米晶块体Co-45Ni-10Cr合金在H2SO4溶液中腐蚀电化学行为研究

利用粉末冶金工艺制备常规尺寸（CS）Co-45Ni-10Cr合金粉末,再利用机械合金化法制备纳米尺寸（NS）Co-45Ni-10Cr合金粉末,采用真空热压技术得到相应的块体Co-45Ni-10Cr合金。腐蚀介质选择不同浓度的H2SO4溶液,利用电化学工作站分别测试两种Co-45Ni-10Cr（CS和NS）块体合金的自腐蚀电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,对比研究了它们的腐蚀行为以及晶粒细化对于它们腐蚀行为产生的影响。结果表明：两种Co-45Ni-10Cr（CS和NS）块体合金的自腐蚀电位均随腐蚀介质H2SO4溶液浓度增大而发生负移,腐蚀倾向逐渐加剧,同时腐蚀电流密度均增大,电荷传递电阻相应减小,因此腐蚀速度加快。此外,两种Co-45Ni-10Cr（CS和NS）块体合金的交流阻抗谱均为单一容抗弧,说明腐蚀速率均由电化学过程控制。与Co-45Ni-10Cr（CS）合金相比,Co-45Ni-10Cr（NS）合金的腐蚀速率减慢,这表明纳米化后Co-45Ni-10Cr块体合金的耐腐蚀性能有所提高。     

连续等通道角挤压制备超细晶铜

研究连续等通道角挤压对改善纯铜组织和性能的作用.结果表明,按Bc路径,在250℃时挤压8道次后,得到了均匀、细化的等轴晶,晶粒尺寸在2.5μm.在160℃时,经8道次变形的晶粒尺寸达到0.7μm,12道次后达到0.4μm.变形后铜的显微硬度从63HV增加到135HV,强度最高达428MPa,延伸率保持在9%-12%.     

掺微量Zr的Al-Mg合金的原子成键与力学性能

运用固体经验电子理论(EET),对掺微量Zr的Al-Mg合金的价电子结构进行计算。从价电子结构层次阐明加入微量Zr对Al-Mg合金原子成键产生的强烈作用,是合金硬度、强度和晶粒热稳定性提高的内在原因。结果表明,Zr与Al原子存在强的结合倾向,易在合金熔体中生成粗大的初生Al3Zr颗粒,起非匀质形核细化晶粒作用。在合金凝固过程中,易形成Al-Zr晶胞原子偏聚区,在基体析出细小弥散的次生Al3Zr颗粒,起到增强合金基体的共价键络的作用。     

不同添加物对铸造铝及铝合金晶粒细化的影响

介绍了晶粒细化的最新技术及其细晶机理。Al-Ti-B、Al-Ti-C、Al-Ti-C-B和Al-Ti-B-Re等晶粒细化剂能有效细化铝和铝合金晶粒,但这些晶粒细化剂含有金属熔液中没有的元素,容易出现衰退的现象,可能造成合金污染。纳米晶促变形核法,加入的是包含金属熔液中固有的合金元素细化剂,而固液混合铸造是在熔液中加入大量同种成分的合金粉末,它们都具有很好的细晶效果和应用价值。     

电解低钛铝合金微观组织细化及在铸造铝硅合金制备中的应用

通过与AlTi和AlTiB细化剂对纯铝的品粒细化效果进行比较，研究电解加钛的晶拉细化作用，并利用工业铝电解槽生产的电解低钛铝合金熔体直接生产A356合金。结果表明，电解加钛对纯铝具有良好的晶拉细化作用。细化效果与AlTiB中间合金相当，在试验钛古量范围内。电解加钛的晶粒细化效果明显优于AlTi中间合金。用电解低钛铝合金制备的A356合金，在不进行细化处理的情况下．性能与以纯铝并用AlTi或AlTiB中间合金细化处理传统工艺制备的A356合金相当。     

搅拌摩擦加工制备颗粒增强镁基复合材料

利用摩擦搅拌加工技术, 对AZ31镁合金进行表面组织细化、表面复合化。通过金相显微镜和扫描电镜观察研究搅拌摩擦加工后的加工显微组织及退火显微组织, 并测试加工区的硬度, 发现摩擦搅拌区晶粒明显细化, 晶粒尺寸可降至几微米, 且复合化表面即使高温长时间退火, 组织依然稳定; 摩擦搅拌加工制备复合材料, 分别添加纳米Si₃N₄粒子和SiO₂粒子复合于AZ31镁合金表面, 纳米粒子均匀分布于合金表面, 与未添加任何粒子的样品相比, 晶粒细化效果明显提高, 且由于复合粒子在基体中产生大量新界面, 抑制了晶界迁移, 使搅拌摩擦加工后的组织具有很高的热稳定性。     

Al-Ti-C细化剂组织及细化效果

采用铝热还原法工艺制备AlTiC中间合金,用X射线及扫描电镜(SEM)等手段分析AlTiC中间合金的成分、组成和形貌.利用自行研制的AlTiC中间合金工业纯铝进行细化,借助于光学显微镜(OM)等手段对其晶粒细化效果进行分析对比.结果表明,AlTiC中间合金对工业纯铝的细化效果优于某国产的AlTiB中间合金.     

Influence of freeze–thaw cycles on mechanical responses of cemented paste tailings in surface storage

ABSTRACT

Surface cemented paste tailings disposal (SPD) has become a useful practice in many mines around the world. The method is a sustainable tailings management that returns tailings to fill the surface cavities and subsidence caused by mining operations, thereby maximising the safety, efficiency and environment of tailings management. This study was conducted to manifest the mechanical responses of the SPD cover layer induced by freezing and thawing cycle (FTC). It shows that with an increase of FTCs, lots of microcracks are formed, scaled and spalled on the sample's surface. The uniaxial compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) of SPD specimens decrease with increasing FTCs. The reduction of the specimen with a higher cement-to-tailing ratio and longer curing age is smaller than that with lower cement content. The logarithm equation can be available to estimate the UCS values of SPD with the measured data of UPV. The results may be helpful to better understand not only SPD for sustainable tailings management but also the enhancement of the rehabilitation of subsidence in mine regions.     

超声波探针水平位置变化对Al-1.0%Cu铸锭凝固组织的影响

本文通过使用Al-1.0%Cu合金进行了一系列试验,研究了超声波探针水平位置变化对铸锭凝固组织的影响,并且使用铝粉-水的混合物进行了模拟试验,观察了探针水平位置变化对透明容器内物质流动的影响,最后,探讨了超声波的晶粒细化机理。结果表明:(1)在探针固定于水平方向不同位置的条件下,当探针位于铸型中心线浸入熔体时,得到的细等轴晶区最大,且呈对称分布。(2)当探针的固定位置贴近铸型壁时,细等轴晶区向探针端面附近集中并缩减,柱状晶区进一步扩大。(3)根据克劳修斯-克拉柏龙方程,细等轴晶是由于超声波引起压力脉冲而导致金属的熔点上升,生成稳定的固相而形成的。(4)强声流起着分散金属熔体内刚形成的固相的作用。