转速对厚板铝/镁异种材料搅拌摩擦焊摩擦产热及界面组织的影响

通过改变搅拌头转速对20 mm厚的铝/镁异种材料进行搅拌摩擦焊，利用K型热电偶测温、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、电子探针(EPMA)等测试方法，研究了搅拌头转速对摩擦产热、焊缝成形及界面组织的影响规律。结果表明，在同一转速下，板厚方向上存在温度梯度，自上而下温度逐渐降低，铝侧界面上下温差高于镁侧界面；同一厚度上相对称的两点，铝侧界面的峰值温度高于镁侧界面。随着转速的增加，摩擦产热增多，但是增幅显著减小。焊缝成形随着转速的增加逐渐变差；在转速为375 r/min时，接头镁侧界面上部存在12μm厚的连续带状Al₃Mg₂层和74μm厚的Mg+Al₁₂Mg₁₇共晶层，中部IMCs层和共晶层厚度较上部减小，下部只存在Al₃Mg₂和Al₁₂Mg₁₇IMCs层，并未发现共晶层。随着转速增加，镁侧界面处的IMCs层与共晶层的厚度显著增加，接头断裂发生在镁侧界面的Al₃Mg₂...     

MB2-LY12扩散焊接头界面组织结构及其形成机制

采用真空扩散焊接技术进行镁合金（MB2）与铝合金（LY12）的焊接,采用超声波无损检测,电子探针、X射线衍射和扫描电镜等手段研究了焊接温度对焊接接头界面附近组织结构的影响,分析了界面反应物的生成机理。结果表明,随着焊接温度的升高,焊接界面的焊合率提高,在焊接压力为3 MPa、保温时间为100 min的条件下,温度升高到480℃完全焊合,在Al侧和Mg侧分别形成了A1（ss,Mg）和Mg（ss,A1）固溶体,焊接界面形成了Al₁₂Mg₁₇、AlMg、Al₃Mg₂三种金属间化合物层,其厚度随着焊接温度的升高而增加,其中AlMg层厚度增长得最快,接头断裂发生在金属间化合物层且呈阶梯状断裂。界面扩散区的形成主要由有效物理接触阶段、固溶体形成阶段、金属间化合物相形成阶段以及金属间化合物增长阶段组成。     

多道次热辊轧制Al/Mg层状复合板材结合面特性

为研究热辊轧制对层状复合材料组织性能的影响,本文采用多道次热辊轧制工艺制备了Al/AZ31B/Al多层复合板材,通过OM、XRD、SEM及设计模具测试,分析了不同压下率、退火温度对复合板材界面微观形貌和结合性能的影响规律。结果表明：热辊轧制兼具变形和促进扩散层的形成双重作用,大压下率复合板材结合界面形成不连续的扩散层。随着压下率增加,结合面由平直逐渐呈显著的“波浪”型,相近的剪切坡度成对出现且角度相近,过大压下率导致异质材料变形过程难以协调,镁层厚度方向减薄明显的部分区域出现裂纹。退火后Al/Mg结合界面形成了更有效的冶金结合,随着退火温度的升高,扩散层厚度不断增加且有分层现象,金属间化合物为Al₃Mg₂(β相)和Mg₁₇Al₁₂(γ相)。剥离形貌为准解理断裂,退火温度过高时,板条状的金属间化合物变得更加粗大,两金属板材会从金属间化合物层开裂。在压下率为60%～70%,退火温度为200～250℃时有利于热辊轧制复合板材的结合强度提升。     

增材制造AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金研究进展

AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金具备细小、均匀、规则的片层结构,在较宽的温度(70～1000 K)和成分偏差范围内均具备良好的组织结构和强塑性兼备的力学性能,因而成为目前研究最为广泛的共晶高熵合金。本文针对增材制造AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金,综述了不同工艺和工艺参数对该合金的微观组织和力学性能的影响,重点阐述了选区激光熔化技术制备AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的相分布、微观组织和强化机制。最后,指出当前增材制造AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金相形成机理及组织演化过程中存在的分歧和不足,并提出以AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金为基体的材料改性、增材制造高熵合金新工艺研究开发等发展方向,为推动该合金的工业化应用提供思路。     

稀土钇对金属间化合物Mg17Al12性能的影响

研究了稀土Y对金属间化合物Mg17Al12显微组织和力学性能的影响。结果表明,Y能细化Mg17Al12的显微组织,导致形状不规则的Al2Y新相和连珠状的共晶组织α-Mg+β-Mg17Al12的出现。适量的Y能提高室温下合金的抗腐蚀性能和力学性能,添加量为2.0%时(质量分数)性能最佳,过量添加使性能有所降低。     

AlSi合金中间层对铝/镁扩散连接界面组织性能的影响

以Al-10Si合金粉末和纯Al粉混合(质量比为1∶1)粉末为中间层,在450℃下保温1 h,对工业纯铝和工业纯镁进行了扩散连接。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析了界面区域的微观组织和元素分布。结果表明,在450℃下保温1 h,混合粉末与铝、镁两侧基体间发生元素扩散,形成梯度结构的反应层,反应层从铝侧向镁侧依次为Al_3Mg_2层(Ⅰ)、Al_(12)Mg_(17)层(Ⅱ)、富硅相层(Ⅲ)和Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg(Ⅳ)共晶层。反应层总厚度约为520μm,且富硅相层的厚度大于其它3层。硬度测试结果显示,Al和Mg两侧基体的平均硬度(HV)分别为242和478 MPa,靠近Al侧的Al_3Mg_2化合物层硬度最高,硬度值为2520 MPa; Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg共晶区域的平均硬度为2100 MPa,而富硅相层区域的平均硬度为1980 MPa。拉伸剪切试验结果显示,增加AlSi合金中间层后,Al/Mg异种金属扩散连接界面结合强度达到23 MPa;拉伸剪切断口XRD分析表明,断裂位置位于硬度值最高的Al_3Mg_2化合物层,拉伸断口呈现典型的脆性断裂特征。     

AlxCrFeNi3Ti0.3高熵合金的微观组织、力学和摩擦学性能研究

为给Al_xCrFeNi₃Ti_0.3高熵合金在摩擦磨损领域的应用提供技术支撑和理论支持，利用电弧熔炼技术制备了Al_xCrFeNi₃Ti_0.3高熵合金，通过X射线衍射仪、维氏硬度计、摩擦试验机、万能试验机、三维轮廊仪、扫描电镜等研究了不同Al含量对高熵合金组织、力学与摩擦学性能的影响。结果表明：Al的加入使高熵合金由单一的FCC相转变为FCC和BCC两相共存，且两相均呈现出树枝晶结构。随着Al含量的增加，合金的密度降低，但合金的硬度、屈服强度和抗压强度显著增大，表现出优异的综合力学性能。Al的加入显著改善了高熵合金的耐磨性能，其中Al_1.2CrFeNi₃Ti_0.3高熵合金的室温耐磨性能较不含Al的高熵合金提高了约8倍，且合金的磨损机制由磨粒磨损转变为氧化磨损。其强度和硬度的提高以及磨损表面硬质氧化层的形成是合金耐磨性能改善的主要原因。     

不同轧制温度对AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金组织与力学性能的影响

AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金是由体心立方相和面心立方相交替排布的层片状组织构成。这种独特的组织形式使其具有良好的力学性能，从而受到广泛关注。以粗大层片状存在的硬脆体心立方相限制了AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金力学性能的进一步提升。本工作基于此提出使用热轧及退火处理的方法对铸态AlCoCrFeNi_2.1高熵合金进行轧制改性处理，从而进一步提升AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金的力学性能。本试验热轧温度分别选取800℃、1 000℃和1 200℃,通过力学性能测试、X射线衍射相分析、组织分析等相关试验，探究不同温度对AlCoCrFeNi_2.1共晶高熵合金性能的影响。结果表明：经轧制后材料的抗拉强度和延伸率均得到提高，轧制温度为800℃时材料的抗拉强度为1 475 MPa、延伸率为20.4%,性能提升最佳，较铸态合金分别提升46.8%和32.5%;轧制温度为1 000℃时性能提升最弱；三种温度下硬度变化规律与强度变化规律一致，经800℃轧制后材料硬度值达到最大值...     

硬质相对冷喷涂FeAl金属间化合物涂层性能的影响

FeAl金属间化合物具有优良的物理性能和力学性能,但其室温塑性和断裂韧性低,限制了其工程应用.利用机械合金化制备了Fe(Al)固溶体合金粉末及Al2O3,WC硬质相增强的复合合金粉末,通过冷喷涂沉积涂层并结合后热处理原位反应制备了FeAl金属间化合物涂层及其复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等研究了硬质相对球磨粉末组织结构、冷喷涂FeAl金属间化合物涂层组织结构及性能的影响.结果表明.硬质相可显著加速球磨粉末内部层状结构的细化程度,喷涂态涂层具有不同于传统热喷涂涂层的层状组织结构,热处理可实现喷涂态涂层中Fe(Al)固溶体向FeAl金属间化合物的原位转变,致使层状结构消失,获得无粒子界面的FeAl金属间化合物涂层,弥散分布的硬质相可显著提高冷喷涂FeAl金属间化合物涂层的强化稳定性.     

稀土元素Nd对高铝镁合金组织性能的影响

:研究了稀土Nd含量对Mg-10Al-Zn合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加稀土后,合金主要由α-Mg相、β-Mg₁₇Al₁₂相和Al₂Nd相组成,其中Al₂Nd相成片状分布。Nd含量为2.5%时,其抗拉强度和伸长率最大,分别为130 MPa和4.37%。该稀土镁合金的断裂为塑性断裂。      

高露点湿度标准装置的研制

目前我国湿度计量基准中露点温度溯源的最高上限为80 ℃,为满足更高露点温度下的湿度参数溯源需求,研制了一套基于双温双压法原理的高露点湿度标准装置。该装置由恒温系统、预饱和系统、饱和系统、测量室和温度、压力测量与控制系统等部分组成,能够产生的露点温度范围为80～150 ℃,对应测量室的温度范围为80～200 ℃,绝对压力范围为0～1 MPa,扩展不确定度为0.34～0.80 ℃（k=2）。该装置准确性好、操作方便,弥补了国内在露点温度高于100 ℃时,温度计校准的不足。     

高压水分发生器的研制

对于高温高压下的湿度参数校准,尤其是温度高于100 ℃条件下的相对湿度或水汽含量校准、露点温度高于100 ℃的露点温度校准,目前我国仍缺乏有效的方法及装置。为解决此问题,研制了一套基于单温单压法原理的高压水分发生器。该发生器由饱和系统、气路系统、恒温系统与控制系统组成,其中饱和系统完成设定温度与压力下的水汽饱和;气路系统与恒温系统实现不同压力与温度条件下的气体传输;控制系统实现整体温度、压力精准控制,最终可产生体积分数为0.5% ～ 15%（对应露点温度范围为-2.8 ～ 110 ℃）的标准湿气,绝对压力范围为0.1 ～ 1 MPa,露点温度扩展不确定度为0.50 ～ 0.52 ℃（k = 2）。该高压水分发生器具有稳定时间短、准确度高、操作方便、实用性强等优点,可作为高温高压条件下的校准湿度源,具有重要技术应用价值。     

高强高导铜铬锆合金的最新研究进展

随着社会发展,对在电机制造、交通运输、电力、电子等领域应用的铜合金的导电性和强度提出了更高要求,铜铬锆合金是满足这些要求的理想材料之一。针对近年来铜铬锆合金的研究热点,综述了铜铬锆合金合金化设计以及加工工艺方面的研究进展,详细总结了目前对铜铬锆合金研究最多的几种加工工艺及其对合金组织和性能的影响,并在此基础上对高强高导铜铬锆合金的热点研究方向进行了分析和展望。     

添加剂LiF对FeNi粉末触媒合成金刚石的影响

研究了添加剂LiF对FeNi粉末触媒合成金刚石的影响.实验中将一定比例的无定形LiF、粉末直接添加到FeNi-C粉末体系中并均匀混合,利用高温高压条件,进行掺LiF合成金刚石的研究.实验结果表明,由于体系中LiF的掺入,对金刚石的合成条件没有明显的影响;借助X衍射测试发现,在高温高压下,体系中LiF的成份并没有发生变化;借助于光学显微镜发现,FeNi-LiF-C体系合成出的晶体晶形完整,但透明度变的很差且表面变得很粗糙,包裹体增多;通过扫描电子显微镜(SEM),对两种体系所合成金刚石表面的形貌进行了观察,发现FeNi-LiF-C体系所合成的晶体表面有凹坑出现.     

活性粉末混凝土的研究与工程应用进展

活性粉末混凝土(RPC)由于其高强度、高韧性、低孔隙率和极低渗透性引起了国内外研究人员的重视。首先讨论了RPC的设计原理;对比了RPC与其他混凝土结构的力学和耐久性等性能,指出RPC具有突出的优异性能;详细介绍了RPC在预制结构、预应力结构等领域的工程应用,分析了RPC目前所面临的问题。在未来的几十年中,RPC将作为高性能的混凝土广泛应用于各种建筑工程中。     

高模量树脂基体的研究现状

讨论了提高复合材料用树脂基体的主要途径与方法。对于复合材料树脂基体,利用反增塑剂的加入,使分子活动性降低,从而提高树脂基本模量。根据断裂理论,当高聚物分子化学键堆砌密度增大,自由体积减小,密度增大,模量提高,可选用高密度树脂,制备高模量基体。由于表面效应与体积效应,纳米材料的加入也可增大树脂基体的模量。     

HIPS/CG-ATH纳米复合材料的性能

采用熔融共混法制备出了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/高性能纳米氢氧化铝(纳米CG-ATH)复合材料,研究了高性能纳米氢氧化铝的加入量对高抗冲聚苯乙烯阻燃性能、力学性能和热稳定性的影响.结果表明,高性能纳米氢氧化铝的加入有助于提高高抗冲聚苯乙烯的极限氧指数、拉伸强度、弯曲模量和热稳定性,但对高抗冲聚苯乙烯的冲击强度会产生不...     

粉末冶金高速压制技术的研究进展

主要介绍了高速压制技术的特点和研究进展.高速压制技术是一项低成本、高效率成型高密度粉末冶金零件的新技术,由于具有良好的性价比而备受关注.其压制速度快,可使材料性能更加优良、生产更加经济化,具备用中小型设备生产超大零件的能力,具有广阔的应用潜力.     

复合材料用高模量树脂基体的研究

本文介绍以ＴＤＥ－ ８５ 环氧树脂作为基体,以间苯二胺（ＭＰＤ） 、间苯二甲胺（Ａ－ ５０） 作为固化剂,制备高模量树脂基体的方法。     

高熵合金基复合材料及制备方法研究进展

高熵合金基复合材料可以充分发挥高熵合金和强化相(或金属基体)的性能优势,有望超越传统金属复合材料的性能极限。对高熵合金基复合材料及其制备方法进行了综述,以期能为未来高熵合金基复合材料的组分设计、强化相种类和制备方法的选择带来一定的启发和借鉴作用。首先介绍了高熵合金基复合材料的强化相种类,并对高熵合金基复合材料制备工艺的特点进行了总结;在此基础上,归纳了制备高性能高熵合金基复合材料的关键因素,包括高熵合金成分的选择、强化相种类及生成方式和复合材料的制备方法等因素;最后对高熵合金基复合材料研究领域的挑战和未来发展进行了展望。