喷射沉积Al-Si-Mg合金及热处理研究

研究了喷射沉积Al-7Si-0.4Mg合金及其热处理工艺,确定了该材料的最佳热处理制度,通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜和力学性能测试等研究了喷射沉积材料热处理工艺及其对微观组织和力学性能的影响。结果表明,喷射沉积工艺可有效细化铝合金晶粒和第二相尺寸,轧制和后续热处理进一步消除了材料内部孔洞等缺陷并使Si颗粒球化、促进第二相的弥散析出,阻碍位错移动,从而提高合金的力学性能。     

冷热循环处理对6005A铝合金焊接接头显微组织和力学性能的影响

采用蔡氏显微镜(OM)、拉伸力学性能测试、超声残余应力测试、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)以及差热分析实验(DSC)研究深冷前后车用6005A合金焊接接头的显微组织和力学性能,揭示制约严寒地区铝合金车体材料规模化使用的技术问题。结果表明:3次冷热循环深冷处理能促使焊接热影响区晶内的沉淀相均匀析出与弥散分布,其强化相平均尺寸由200 nm减小至50 nm。同时,焊缝区域粗大柱状晶低温"碎化"为超细等轴晶粒,产生大量的位错缠结,提升合金抗拉强度至234 MPa;加之冷热循环深冷处理可有效消除因焊接热输入而产生的大量残余应力,无相变深冷工艺能提高6005A铝合金焊接材料的结构稳定性。     

热梯度CVI C/C材料的结构与性能

以炭纤维整体毡为预制体，采用热梯度CVI工艺制备了两种不同结构基体炭的C／C材料，即RL结构和SL结构材料。采用光学金相仪，X射线衍射仪，硬度计，激光导热仪等设备研究了沉积态和热处理态C／C材料的显微结构及热物理性能。对比研究了两种结构材料的力学性能及摩擦摩损性能。结果表明：当密度超过一定值后，密度对C／C材料的力学性能和摩擦性能的影响远不如CVD炭结构的影响大；不管是沉积态还是热处理态，RL结构材料的刹车性能曲线明显优于SL结构材料的刹车性能曲线，这意味着CVD炭的微观结构不同是造成C／C材料摩擦性能差异的根本原因。     

激光功率对铝/黄铜熔钎焊接头组织和性能的影响

采用激光填丝熔钎焊方法对5052铝合金和H62黄铜异种金属进行对接试验,填充材料为Zn-15％Al(质量分数)药芯焊丝,研究激光功率对接头微观组织、界面层结构和力学性能的影响.结果表明:当激光功率2100 W时,接头因热输入过低而发生断裂,激光功率在2400～3300 W范围时,获得了性能良好的接头.黄铜侧界面附近的过...     

铝合金5083的激光－电弧复合焊接性能研究

铝合金5083有着良好的力学性能、抗腐蚀性能和机械加工性,中等强度,是广泛应用在现代高速动车组车体的铝合金材料之一。选用5083-H111铝合金板材进行9种工艺参数的激光-电弧复合焊接,通过比较,选择优化规范的试验结果进行焊缝成形、热裂倾向、接头微观组织、力学性能、焊接性能分析,并与传统脉冲GMAW焊接工艺进行比较。     

激光冲击强化金属材料微观组织变化的研究进展

激光冲击强化是利用强激光诱导等离子体冲击波的力学效应来改善金属表面机械综合性能的一种新型表面强化技术。阐述了激光冲击强化对材料微观组织结构变化的最新研究动态,重点论述了X射线衍射、扫描电镜、透射电镜在微观组织结构变化研究上的应用与发展,在此基础上进一步指出激光冲击强化对材料表面微观组织结构变化和宏观力学性能的多尺度表征是当前研究的新热点。     

铝合金电弧增材与激光冲击强化复合制造组织与性能

对电弧增材铝合金试样进行激光冲击强化,观察激光冲击强化对电弧增材铝合金材料的现象,分析了激光冲击强化对电弧增材铝合金微观组织和力学性能的影响。激光冲击强化后,未影响区域的微观结构与电弧增材试样的结构相似,由细长的柱状晶区和位于柱状晶区之间的细小等轴晶区组成;受影响区中杂乱分布着的中等大小的等轴晶及较长的柱状晶。激光冲击改变了材料微观结构,出现了中等大小的等轴晶,减少了气孔。激光冲击强化后,增材铝合金表面均产生了残余压应力场,在合理的工艺参数下,可以获得最大残余压应力约为-124 MPa。在不同试验参数下,冲击能量、冲击次数和搭接率的提高都能增加铝合金的显微硬度和影响深度,证明激光冲击强化技术显著提高了电弧增材铝合金试样表面性能,在改善力学性能方面有重要作用。     

B170P1差厚高强钢激光焊接工艺与力学性能分析

选取1.0mm和1.5mm厚的B170P1高强度钢为研究对象,采用不同激光焊接工艺参数对其进行激光拼焊,焊后对焊接接头进行金相检验及显微硬度测试,分析了母材、焊缝及热影响区的微观组织特性;对焊后试样进行拉伸试验,研究了激光焊接工艺对力学性能的影响.结果表明,焊接功率的增加造成焊缝中粒状贝氏体数量增多,材料韧性变差;焊接速度大时焊缝中晶界铁素体以条状居多,焊接速度小时焊缝中主要是块状铁素体;激光热输入较小时,晶粒尺寸随热输入的增加增长迅速,调节热输入大小可抑制晶粒增长.     

选区激光熔化成形TC4钛合金力学性能及其工艺关联性EI北大核心CSCD

增材制造技术可实现复杂结构的无模具,快速、近净成形,高致密度。为保证零件的成形质量,建立金属增材制造技术工艺参数—微观结构—宏观力学性能的关联机制十分关键。采用选区激光熔化技术(SLM)制备四种不同工艺参数组合的Ti-6Al-4V合金(又称TC4),对比和讨论试件微观形貌。通过单轴拉伸试验从宏观角度研究准静态条件下材料本构行为,并确定流动应力和应变极限等关键力学性能参数,通过纳米压痕试验从微观角度研究0.01/s和0.10/s压痕应变率下材料荷载-位移曲线,并基于连续刚度法获取材料弹性模量和硬度。最后通过引入约束因子和位错密度,结合单轴拉伸和纳米压痕试验所得的力学性能,讨论SLM成形过程中激光能量输入密度对TC4材料宏观力学性能的影响规律。通过开展工艺参数与力学性能的相关性分析,从更具统计意义的角度阐明SLM工艺参数—微观结构—宏观力学性能的关联机制,进而更加有效地确定可用于调控SLM成形TC4材料宏观力学性能的工艺参数优化组合。研究结果可为提升TC4材料力学性能的SLM成形工艺参数提供指导。     

钛合金激光沉积热行为及组织演变

为了考察激光沉积过程热行为对其微观组织的影响,采用了有限元方法对激光沉积过程进行建模,分析了多层多道激光沉积TA15钛合金试样的温度分布及内部节点的热循环特性变化,并对试样的组织进行了考察。模拟结果显示基材和沉积层上任一节点均要经历循环加热和冷却的过程,由于热量累积效应使冷却速度下降,且温度的谷值有上升的趋势。沉积试样的组织由基材的双态组织,经由热影响区,过渡到宏观组织为粗大的初生β晶粒的激光沉积区。因各沉积层经历的热循环和热历史的不同,晶内α相分别呈现针状、片层状和板条状。因冷却速度较快,α相同时在晶界处和β晶内析出,呈现网篮状魏氏体和网篮状混合集束状魏氏体形貌。主要合金元素Al、Zr、Mo、V由基体到激光沉积区均匀分布,无宏观偏析,表明沉积层组织形貌的变化跟成分偏析无关。     

退火工艺对26%Cr超级铁素体不锈钢组织性能的影响

以26%Cr超级铁素体不锈钢为研究对象,研究了退火工艺对26%Cr超级铁素体不锈钢热轧板组织、力学性能、冲击性能的影响。结果表明,随退火温度升高,26%Cr铁素体不锈钢微观组织、力学性能、冲击韧性都得到明显改善。26%Cr铁素体不锈钢高温下退火易产生脆性析出相χ相,影响热退产品的组织和各项性能,1040℃及以上温度退火可有效避免χ相析出。     

DP600冷轧双相钢的激光焊接性

通过研究DP600冷轧双相钢激光焊接头微观组织、力学性能、显微硬度、杯突试验等进行考察焊接性能。试验结果表明,DP600双相钢在4种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,焊缝区产生了大量的马氏体组织,热影响区主要为马氏体和少量铁素体组织,拉伸试验均断于母材,杯突试验后形成的裂纹垂直于母材,热影响区未出现软化区。     

尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响

采用选区激光熔化(SLM)技术制备304L不锈钢样品，通过改变扫描道次(T)和打印层数(L)实现不同的温度梯度与凝固速率，研究尺寸效应对微观组织与力学性能的影响。具有不同T×L组合的SLM 304L不锈钢样品沿打印构建方向形成柱状晶组织，并且尺寸效应影响柱状晶结构。随尺寸增大，凝固组织沿散热方向择优生长的程度高，柱状晶的连续性更好，由低长径比的“米粒形”向近等轴的“短窄形”、进而向高长径比的“长条形”过渡，晶粒粗化现象明显。在较大尺寸样品中，随着不断远离基板也观察到了类似现象。尺寸效应对力学性能的影响主要体现在随着打印尺寸增加，材料的屈服强度下降而塑性延伸率上升，但当尺寸增加至一定程度后力学性能变化趋于稳定。尺寸效应对SLM 304L不锈钢的析出相组成和含量无明显影响。结果表明，影响力学性能的主要影响因素为柱状晶的尺寸和分布，在较大尺寸的样品中，“长条形”柱状晶占比高，导致材料强度降低而塑性增加。结合ANSYS ADDITIVE对凝固速率和温度梯度的模拟仿真结果，对尺寸效应通过影响凝固过程进而对材料微观组织和力学性能产生影响的机理进行了阐述。     

双相不锈钢热老化现象的研究进展

双相不锈钢兼具优异的力学性能、耐腐蚀性以及抗辐照能力,是核电站一回路主管道的关键结构材料。然而,在服役环境下长期工作,双相不锈钢中铁素体会发生调幅分解,生成富Fe的α相和富Cr的α′相,即产生热老化脆化现象,从而恶化合金的力学性能。本文综述了双相不锈钢的热老化机制,探索不同因素对合金相分解的影响,进而分析其微观组织及动力学演化规律。此外,利用计算机模拟平台对合金的相分解过程进行预测,可以缩短材料的研发周期和降低成本,对迫切解决双相不锈钢的热老化问题具有重要帮助。     

新型电接触材料Ag-金属导电陶瓷的制备与性能

本研究从一种新的角度寻找Ag-CdO的替代材料。采用粉末冶金方法制备出Ag－ABO3颗粒弥散强化材料，并对新材料的制备工艺和电接触性能进行了研究。实验结果显示：新材料具有良好的电学和力学性能，复合材料显微组织结构不均匀对材料性能的一致性产生了一定的影响。     

热老化对ZN-1阻尼材料内耗特性的影响

以ZN-1材料为对象，研究了热老化对粘弹性阻尼材料阻尼性能和动、静态力学性能的影响．结合老化前、后材料内耗性能和微观组织的变化，对此类材料的老化机理进行了讨论，并就材料的加工工艺和应用提出一些建议，研究表明，热老化会显著破坏ZN-1阻尼材料中共混各相的相界面结合状况，从而恶化ZN-1的内耗和力学性能，并影响ZN-1的内耗机制；界面热应力的理论计算表明，合理设计ZN-1中组分的体积含量，将有助于改善其相界面的热膨胀匹配性，从而提高ZN-1耐热性能。     

镁合金热变形的研究现状

综述了镁合金热变形的研究现状，比较系统地介绍了各种塑性变形工艺（挤压、轧制、冲版等）和热处理工艺对镁合金微观组织及力学性能的影响。通过变形工艺与热处理工艺相结合，可以获得高强度、良好延展性和更多样化性能的镁合金结构材料，因此变形镁合金有望成为本世纪重要的轻金属结构材料。     

电熔增材制造EAM08CrMo钢性能研究

介绍了电熔增材制造技术(Electrical Additive Manufacturing,简称EAM)近净成形的原理和技术特点,并基于电熔增材制造的材料EAM08CrMo(EAM表示该材料的制造方式为电熔增材),初步开展了电熔增材制造材料的性能特点研究,为电熔增材制造技术的应用提供了技术支撑。通过对EAM08CrMo化学成分、微观组织结构、宏观力学性能的检测和分析,验证了电熔增材制造材料具有宏观性能均匀,无厚度效应和方向性;通过检测、分析EAM08CrMo材料热老化处理前、后的微观组织、宏观力学性能变化,得出热老化处理对该材料材料组织和冲击韧性影响较小,强度小幅降低。     

2205双相不锈钢的激光-MIG复合焊接头性能

常规的高能束焊接方法因焊后冷速较快易导致双相不锈钢焊缝及热影响区两相比例失衡,接头性能恶化.采用激光-MIG复合焊接方法对2205双相不锈钢进行焊接,焊后对接头微观组织、力学性能和腐蚀性能分析发现,焊缝及热影响区铁素体相比例控制在40%～70%合理范围内,接头硬度和抗拉强度高于母材,焊缝、熔合线、热影响区的～40℃冲击...     

热输入对双相不锈钢管接头力学和腐蚀性能的影响

采用两种焊接工艺对双相不锈钢管道进行全位置焊接，对比研究了不同热输入条件下焊接接头的组织、力学性能和抗腐蚀性能，并用扫描电镜分析了缝隙腐蚀后蚀坑的组织特征。结果表明，焊接热输入是影响焊接接头相比例的一个重要参数，焊接采用高热输入时，尽管会使凝固组织铁素体晶粒易长大，但却会促使较多的奥氏体转变。同时相比例又影响着焊接接头的拉伸、冲击韧度等力学性能。蚀坑扫描电镜结果显示铁素体相优先被腐蚀，露出管状的奥氏体组织，这是由于合金元素在两相中的分配比例不同造成的电化学势差，进而形成局部选择性腐蚀。