Al/Si复合材料的制备及热力学特性的研究

研究了高增强相含量Al/Si复合材料压力熔渗法制备工艺,复合材料内的自由孔隙和硅颗粒的分布均匀,同时研究了Al/Si复合材料的特性和断裂行为,通过金相组织分析和断口观察表明,复合材料的断裂行为主要是由于硅颗粒的脆裂性而引起的,并且由此向材料内部延伸最后导致复合材料断裂失效;特别研究了复合材料在高精度热机械分析仪下的热膨胀行为,实验得出Al/Si复合材料的平均线性热膨胀系数在(8～10)×10-6/℃范围内,并随着硅含量的增加而降低;实验基于Turner的模型进行,实验测得Al/Si复合材料的热膨胀系数与理论计算值的存在差别,这是由于理论模型没有考虑材料制备过程中粉末形状,粒度、第二相颗粒不可避免的不均匀分布,孔隙度以及剪切应力对热膨胀性能的影响,其结果与预测相符合.     

机械合金化CuRECr合金的显微组织结构及性能分析

利用机械合金化和真空烧结技术制备CuRECr25和CuRECr50合金，讨论了机械合金化不同球磨时间、球料比等工艺参数对合金显微组织结构、物理机械性能，含氧量、含氮量等的影响，并且与CuCr25、CuCr50合金进行了物理机械性能比较。研究结果表明：CuRECr合金组织均匀、细微，具有强度、硬度高等特点，为改进CuCr系电真空接触材料开辟了新途径。     

Cr元素对Diamond/Cu复合材料界面结构及热导性能的影响

采用预制件制备,压力浸渗金属工艺制备Diamond/Cu复合材料,分析了Cu基体合金化及金刚石颗粒表面金属化情况下,Cr元素对复合材料界面结构和热性能的影响。结果表明,Diamond/Cu-Cr复合材料中金刚石与Cu-Cr合金界面结合良好,Cr元素在界面处发生富集并与金刚石反应生成Cr3C2,其界面结构为金刚石-Cr3C2-富Cr的Cu-Cr合金层-Cu-Cr基体,复合材料的热导率达到520W.m-.1K-1;Diamond-Cr/Cu复合材料中金刚石表面金属化Cr层在熔渗过程中与Cu互扩散,促进界面结合,形成金刚石-Cr3C2层-纯Cr层-Cu-Cr互扩散层-Cu的界面结构。与Diamond/Cu-Cr复合材料相比界面处增加了Cr层,材料的热导率仅为279W.m-1.K-1,但均高于Diamond/Cu复合材料的热导率。     

退火温度对Ti3Al合金热轧板材微观组织和室温拉伸性能的影响

研究了退火温度对Ti-24Al-15Nb-1.5Mo合金热轧板材的微观组织和拉伸性能的影响,结果表明,热轧板材在600～950℃退火时,微观组织中的基体B2转变组织发生了很大的变化,并直接影响板材的室温拉伸性能.600℃退火获得由初生α2相和基体O相组成的两相组织,这种组织具有最高的强度和最低的塑性;800～900℃退火获得由初生α2相和被保留B2相包围的片状O/B2相集束组成的混合组织,随退火温度的提高,片状O/B2集束粗化,板材强度降低,塑性快速提高;950℃退火处理B2转变组织基体发生了复杂的相变,B2转变组织基体中α2相和B2相增加,O相减少,板材强度、塑性与900℃退火的板材相比略有增加.     

原位合成TiB2对B4C/2024Al合金复合材料组织与力学性能的影响

在B4C粉末中加入5%高纯TiO2,经过压制和烧结制备B4C-TiB2陶瓷预制体,然后在氩气气氛中1 200℃下浸渗2024铝合金制得B4C-TiB2/Al合金复合材料。对该复合材料进行力学性能测试、X射线衍射分析、显微组织观察和断口分析。结果表明:该复合材料主要由B4C,Al,Al3BC和AlB2相组成,原位合成的TiB2使B4C/Al合金复合材料的抗弯强度和断裂韧性显著提高,分别达到361 MPa和7.49 MPa m1/2,增幅分别为14.6%和11.5%,但密度变化很小。原位合成TiB2使B4C/Al合金复合材料的抗弯强度和断裂韧性提高主要来源于金属铝塑性变形的裂纹桥接机制、TiB2细化晶粒及微裂纹引起的主裂纹偏转分叉机制。     

C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu的微观结构与力学性能

以炭纤维针刺整体毡为预制体,先采用CVI增密工艺制备密度1.10 g/cm3的C/C坯料,然后通过PIP法将ZrC陶瓷加入C/C制得密度1.50 g/cm3的C/C-ZrC骨架,最后对C/C-ZrC骨架压力浸渗Cu.结果表明:C/C-ZrC骨架的浸铜体积分数达24％,开孔浸铜率达74％,浸铜后的材料密度3.63 g/cm3,开孔率5.6％,获得良好的浸铜效果.浸入骨架的Cu填充到骨架中网胎层和纤维束间的孔隙里,与ZrC、炭一起构成骨架浸铜材料的基体.骨架中的炭纤维对基体增韧增强,使C/C-ZrC骨架浸铜后的材料抗弯强度达到302 MPa,抗压强度达到342 MPa.     

返回次数对镍基K4169合金组织及性能的影响

采用50%返回料+50%新料的新工艺熔炼镍基K4169合金,进行了4次返回料的熔炼试验。采用金相显微镜及扫描电镜对新料合金及返回料合金的微观形貌进行了观察,用直读光谱仪对不同返回次数的合金进行了化学成分分析、对其力学和持久性能进行测试,研究了返回料熔炼对合金化学成分、微观组织及力学性能的影响。结果表明:随返回次数增加,化学成分无明显变化,合金的气体含量略呈下降趋势且总含量低于40×10-6,返回料冶炼过程中可不添加B和Zr。K4169合金凝固组织为典型枝晶结构,返回料对K4169合金的铸态枝晶组织没有明显影响。MC型碳化物及Laves相在热处理过程中部分分解,析出针片状δ相,在所有元素中,Nb的偏析最为严重,通过适当延长固溶处理时间可提高元素Nb的分布均匀性和抑制δ相的生成。返回料合金的室温拉伸强度及屈服强度随返回次数增加略有增加,合金的持久寿命较新料合金略有降低,但均明显超过现有技术标准规定的要求。熔炼的返回料合金具有良好的中温塑性,总体上与新料的质量水平相当。返回料合金的铸造性能与新料相当,可以代替新料用于铸件生产。     

浆料注射法制备Cf/SiC-ZrC复合材料的力学和抗氧化性能

以 SiC 粉和 ZrC 粉为原料,配制固含量体积分数为 30%的水基陶瓷浆料,分别采用浆料注射法和真空浸渍法将浆料引入到密度为 0.2 g/cm³的碳纤维预制体中,结合化学气相渗透和反应熔渗工艺制备 C_f/SiC-ZrC 复合材料。观察分析素坯和 C_f/SiC-ZrC 复合材料的形貌与组织结构,测定复合材料的密度、开孔率、抗弯强度和抗氧化性能等。结果表明,相比真空浸渍法,浆料注射法能一次将 SiC 粉和 ZrC 粉均匀引入碳纤维预制体中,坯体体积一次填充率为 37.3%。注射法制备的复合材料平均密度为 2.91 g/cm³,中心和外层的抗弯强度相差较小,分别为41.12 MPa 和 43.90 MPa,材料的断裂方式均表现为假塑性断裂。样品在空气中氧化 120 min 后,表面形成较连续致密的氧化层,氧化趋于平衡稳定,表现出较好的抗氧化性能。     

高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料组织性能的探究

采用真空热压烧结工艺制备Al-30Si合金、30%Sip/Al、30%SiCp/2024Al、30%SiCp/6061Al(均为体积分数)复合材料,测定其热膨胀系数及力学性能。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对其微观组织结构及断口形貌进行表征,探究了高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料的组织与性能,分析了材料的断裂机制。结果表明:SiCp/2024Al复合材料中SiC颗粒分布均匀,组织致密,综合性能好,热膨胀系数(CTE)为13.69×10-6/K,硬度达到134 HB,极限抗拉强度达353 MPa。SiCp/6061Al复合材料中SiC颗粒分布较均匀,界面结合较好,组织不够致密,有少许孔隙,性能较好。SiCp/6061Al和SiCp/2024Al复合材料的断裂方式都是界面基体的撕裂结合SiC颗粒的断裂。Sip/Al复合材料中Si颗粒分布较均匀,断裂方式为界面脱开,性能较差。Al-30Si合金在烧结过程中形成大量板条状的Si相,性能最差,断裂方式以合金撕裂为主。     

V5Cr5Ti合金的高温拉伸性能及其断口特征

采用真空自耗重熔法制备了V5Cr5Ti合金,测试了V5Cr5Ti合金的高温拉伸性能,分析了高温拉伸断口的宏观、微观形貌,探讨了钒合金的断裂机理。结果表明：随温度升高,V5Cr5Ti合金的强度性能下降,塑性性能先降低后升高;在700～900℃,V5Cr5Ti合金仍具有良好的强韧性综合性能;其高温断口特征表现为韧性断裂为主,韧性和脆性特征共存的现象。     

700h台架试车对GH220合金一级涡轮叶片组织和性能的影响

对GH220合金一级涡轮叶片经过700小时台架试车后的合金组织与性能进行了全面分析,结果表明:合金组织稳定,性能良好,可继续试车。     

SiC颗粒增强2A02Al基复合材料组织和性能的研究

采用热压烧结工艺制备了30%SiCp/2A02Al复合材料,对烧结试样进行热挤压变形,利用OM、SEM和TEM观察了复合材料微观组织和断口形貌,并检测了密度和力学性能。结果表明：SiCp/2A02Al复合材料的基体与增强体界面结合良好,界面清晰平滑;热挤压后SiC颗粒偏聚减少,SiC均匀分布在基体中,在基体内生成了高密度位错和亚晶;复合材料的致密度增加,力学性能显著提高;热挤压试样经过时效处理后在基体内生成了圆盘状的沉淀析出相(Al₂Cu相)。     

多级时效对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响

研究了多级时效对ZL114A合金组织和拉伸性能的影响。研究结果表明,采用热处理工艺545℃×12h+55℃水淬+155℃×8h+175℃×8h,ZL114A合金材料试样的强度和塑性最好。因为此时,α-Al晶粒等轴化程度更高,晶粒度更小;同时使得共晶硅析出更充分,共晶硅晶粒圆化程度更高,多呈圆状和颗粒状,颗粒大小较一致,连续性和弥散性较好。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和性能研究

采用粉末冶金法制备SiCp/6061Al复合材料,研究热压温度、球磨工艺参数和SiC颗粒(SiCp)体积分数对SiC颗粒增强铝基复合材料性能的影响,测试其力学性能及物理性能,用扫描电镜对材料的微观组织和断口进行观察。结果表明:540℃是较适合的热压温度;随着SiCp含量的增加,复合材料的致密度、热膨胀系数下降,抗拉强度先提高后迅速降低。     

添加钇对TiAl合金组织和性能的影响

设计并熔炼了成分为(Ti₅₀Al₅₀)_100-xY_x(x(atom)=0~2.0%)的合金,用金相显微镜、扫描电镜、三点弯曲试验等手段,研究了添加钇(Y)对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:钇的添加能改变TiAl合金显微组织,使γTiAl合金晶粒细化,促进γ+α₂片层状组织的形成。适量钇的添加能降低TiAl合金中O、N等间隙原子含量并增加TiAl合金的室温抗弯强度和塑性;当钇的添加量超过其在TiAl合金中的固溶度时,将形成新的Ti-Al-Y三元化合物,反而会降低TiAl合金的室温强度和塑性。     

真空轧制825合金/X65钢复合板的组织性能

 针对油气输送领域对耐H2S腐蚀油气复合管线的需求,采用真空轧制复合技术成功制备出825镍基合金/X65高强管线钢复合板。真空轧制复合技术是基于真空电子束焊接和热轧复合所开发出的一种新型复合技术,在高真空、高温和强塑性变形条件下,复合界面实现优异的冶金结合。采用X65/825合金/825合金/X65的4层对称复合轧制模式,并对复合界面的微观组织和力学性能特征进行分析。研究表明,复合界面连续平直,无孔洞和裂纹等缺陷,镍、铬和铁元素在界面两侧发生明显的扩散,另外复合界面生成一条连续的厚度约为1 μm的TiC薄带,在结合界面离散分布少量的颗粒状Al2O3化合物。界面平均剪切强度为404 MPa,拉剪断裂在复合界面处。     

热处理温度和应变速率对Ni-22 at%Al-1.0 at%Zr合金拉伸性能的影响

热处理温度通过影响冷轧多晶Ni-22at%Al-1.0at%Zr合金的再结晶体积分数和晶粒尺寸而影响其力学性能.该合金的室温拉伸屈服强度随热处理温度升高而降低;抗拉强度和伸长率先增加后降低,在900℃达到最大值.应变速率并不影响900℃热处理合金的屈服强度,但显著影响抗拉强度和伸长率,这表明该合金仍存在环境脆性.     

选区激光熔化 GH3625 显微组织及拉伸性能分析

激光选区熔化技术是增材制造技术的一种,该技术自诞生以来在金属样件制备过程中发挥越来越重要的作用。但是运用该技术制备成型件的组织研究尚未明确,本文以GH3625高温合金为例,研究选区激光熔化成型件组织特点及拉伸性能。结果表明,选区激光熔化成型件组织主要为胞状晶,选区激光熔化微熔池中,晶粒生长方向在同一个区域中呈现出典型的细小柱状晶(亚晶)和近似六边形的胞状晶。拉伸实验结果表明选区激光熔化成型试样具有良好的拉伸性能。