金属的力学性能与形变位错结构--专著《结构钢与铝合金塑性变形的微观机制》的介绍

低碳及中碳合金结构是工程结构及机械制造中用量很大的工程金属材料。Al Cu Mg合金在航空工业中已经有长期的应用历史。此书以这些合金材料为对象进行的微观与宏观相结合的富有实际意义的理论研究是值得欢迎的 ,给人们一种新的感觉。从宏观的力学性能 ,例如静载拉伸曲线所表现出来的性能指标出发 ,通过透射电子显微术所观察到的随变形度的增加 ,合金中形变位错结构的演变 ,再来分析宏观的流变应力及加工硬化的根源的研究思路能够深刻理解力学性能变化的实质。此书应用这个研究思路是难能可贵的 ,因为这要进行大量的实验是耗时费力的研究工…     

探究合金力学性能的根源——评《结构钢与铝合金塑性变形的微观机制》

国内国外近几十年来介绍合金塑性变形的基础理论书籍很多。但是关于工程结构及机械制造中大量应用的结构钢，尤其是淬火回火钢的形变位错结构的研究却是很少见的。只有在加载过程的进行中深入研究位错结构的演变规律才能正确把握材料的力学性能的本质。此书作者能够在变形度的增加或者在循环加载周数的增加过程，从变动中去观察，去了解，去认识，去推断形变位错结构的演变对材料力学性能的影响是可贵的研究思路。     

大塑性变形6013铝合金的时效特性与力学性能

利用X射线衍射分析（XRD）、差示扫描量热法（DSC）和拉伸试验,研究不同温度等通道转角挤压（ECAP）和常规静态时效处理后6013 Al-Mg-Si铝合金的微观结构、时效行为、析出动力学以及力学性能。XRD测得的ECAP变形后合金的平均晶粒尺寸在66-112 nm范围内,平均位错密度在1.20×10^14-1.70×10^14 m^-2范围内。DSC分析表明,由于ECAP后试样比常规时效处理试样拥有更细小的晶粒和更高的位错密度,因此,ECAP变形后合金的析出动力学更快。与未变形合金相比,ECAP后试样的屈服强度和抗拉强度都得到了显著提高。室温ECAP后试样的强度达到最大,其屈服强度是静态峰时效屈服强度的1.6倍。细晶强化、位错强化以及由于ECAP过程中的动态析出而产生的析出相强化,是ECAP合金获得高强度的几种主要强化机制。     

大塑性变形材料及变形机制研究进展

大塑性变形技术（SPD）具有将铸态粗晶金属的晶粒细化到纳米量级的巨大潜力。综述了SPD技术的分类、优势及其存在问题;介绍了材料在SPD加工过程中的组织转变特点,指出如果超塑性成形能够在镁合金等中得到成功的应用,则可大大拓宽其实际应用领域;描述了SPD细化铝、镁、钛等合金后的微观组织、塑性变形机制与力学性能,最后对大塑性变形技术的应用前景进行了展望。     

塑性变形中晶粒变形与细化机制的影响因素

讨论了层错能、应变速率和变形温度等因素在塑性变形制备超细晶/纳米晶材料的变形过程中,对变形机制与晶粒细化机制的影响.研究表明,随着层错能的降低,晶粒的变形机制会由位错滑移向机械孪生转变,有利于晶粒的细化.应变速率的增加与变形温度的降低有利于抑制位错动态回复、增加流变应力,促使晶粒进一步细化.     

淬火速率对AA7108铝合金的微观结构和力学性能的影响

在480°C固溶温度对AA7108铝合金进行不同工艺的淬火。将合金连续冷却、淬火至中间温度（400,300和200°C）并保温不同时间,再进行工业两步人工时效处理,以获得最大强度（T6）。T6态淬火材料的拉伸试验表明,材料的强度很大程度上取决于冷却/保温时间。通过透射电子显微镜（TEM）观察材料中沉淀物结构来解释材料的力学性能差异。     

锆对铸造3104铝合金微观结构和力学性能的影响

研究了不同锆添加量的3104合金的析出组织和力学性能。结果表明,随着Zr含量的增加,合金晶粒尺寸减小,当Zr质量分数大于或等于0.25%时,合金晶粒最小(20μm)。同时,晶粒形状由羽毛状变为等轴状。此外,Zr还可以通过形成Si相和其它金属间化合物来改善合金中Si和Mn元素的分布。维氏硬度分析表明,Zr的加入会降低Al-Mn-Fe 3104合金的硬度。此外,根据拉伸试验结果,当Zr质量分数不高于0.25%时,随着Zr含量的增加,合金的抗拉伸强度和延伸率都有所提高。适当的Zr含量可以起到钉扎位错和阻碍滑移的作用,提高合金的强度和韧性。     

机加工材料Al-Si-Mg合金超塑性变形及微观组织研究

以新型机加工材料Al-Si-Mg合金铸件为研究对象,在Instron5500电子万能材料试验机上进行超塑性拉伸试验,研究了合金在不同温度和应变速率下的超塑性变形及合金微观组织。结果表明,随着温度升高,合金的伸长率和真应力不断增加,应变速率敏感指数也随着增加,合金流动活化能不断减小,合金超塑性变好;在合金挤压过程中,铸态合金中含有纤维球状的共晶硅颗粒,随着热处理的不断进行,共晶硅颗粒不断细化且均匀分布,横向截面的共晶硅颗粒比纵向截面的共晶硅颗粒密集,经过人工时效处理后,合金中共晶硅颗粒不断增加,强度不断增加,伸长率逐渐减小。     

地铁列车用7005铝合金力学性能及微观结构分析

对地铁列车车体用7005铝合金进行了在线挤压淬火实验和微观组织分析,研究了挤压温度,挤压速度,淬火方式以及时效条件对合金力学性能的影响,实验结果表明：降低挤压速度和淬火速度可在一定程度上提高合金力学性能,但对力学性能影响最大的两个因素是挤压温度和时效时间,透射电镜分析表明,较低的挤压温度,适当短一些的时效时间,可使合金中的强化η'相颗粒细小,分布均匀,且晶界附近无沉淀带窄,因而易使合金获得高的力学性能,过高的挤压温度和过长的时效时间均易使合金产生过时效,析出相颗粒粗大,无沉淀带宽,导致合金力学性能恶化。     

高锡铝合金-钢双金属冷轧复合机理研究

采用冷轧复合工艺制得高锡铝合金-钢双金属材料,分别对冷轧态和再结晶退火态双金属的结合界面进行组织观察、结合强度测试及结合机理分析.结果表明:冷轧态双金属中锡相呈带状分布,再结晶态双金属中锡相呈“孤岛状”均匀分布;双金属界面形态结合良好,冷轧态双金属的界面结合机理为冷压焊合和机械咬合,再结晶态界面结合机理为冷压焊合、机械咬合和冶金结合三种;经350℃×2h退火后,双金属结合强度达92.6 MPa,比冷轧态提高了27％.     

微细电火花加工高硅铝合金材料蚀除机理研究

对高硅铝合金微细电火花加工材料蚀除机理进行了分析研究.通过Quanta 200F环境扫描电镜对喷射成形Al-50 wt％ Si合金的微观结构进行观察,并建立简化模型.研究了在铜电极和钨电极两种加工过程中材料的蚀除形式,分析了材料的蚀除过程.     

挤压铸造大型铝合金结构件

以大型铝合金结构件为研究对象,探讨了挤压铸造大型铝合金结构件的模具设计原则和工艺参数对产品质量和性能的影响.研究结果表明:在模具温度为200～300℃、浇注温度为740～760℃、加压压力为70 MPa、保压时间为40 s的试验条件下,铸件组织致密、晶粒细化,力学性能达到了同种合金锻件的性能水平(σb≥350 MPa、δ5≥5%)     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中，采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性。陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加，添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用。膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道；沿陶瓷膜截面由内至外，黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深，铬的含量增加，铝、铜的含量减少。含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成；不含添加剂陶瓷膜由y-Al2O3组成，乳白色。陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体，含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高。     

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中,采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性.陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加,添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用.膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道:沿陶瓷膜截面由内至外,黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深,铬的含量增加,铝、铜的含量减少.含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al2O3及少量的γ-Al2O3组成;不含添加剂陶瓷膜由γ-Al2O3组成,乳白色.陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体,含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高.     

1060铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜显色特性及着色机理

目的采用微弧氧化技术在1060铝合金表面制备黑色陶瓷膜,并且讨论黑色膜的显色机理。方法在不同电解液体系中制备出不同黑色度的陶瓷膜,通过测色仪及EDS,XPS,SEM等测定膜层的显色特性、成分和表观形貌。结果 Na2WO4和NH4VO3添加量对膜层显色特性和表观形貌影响较大,随着二者添加量的增加,膜层黑色度增加,表面粗糙度减小。结论微弧氧化过程中,电解液中的WO42-和VO3-参与了成膜反应,生成了V2O5,V2O3,WO x和WO3等具有黑色显色特性的氧化物,并分布于整个膜层和多孔结构中,这是黑色显色特性的主因。随着Na2WO4和NH4VO3添加量的增加,显色氧化物在膜层和孔结构中存在的数量增加,使得膜层粗糙度降低。     

镁合金的塑性变形与强化机理

通过细化晶粒、改变织构分布和添加合金元素可提高镁合金的塑性.在高温下细晶镁合金可实现高应变速率超塑性和低温超塑性;镁合金的强化途径有固溶、细晶、沉淀和位错强化.合金化是固溶强化的基础,加工技术可致细晶强化和位错强化,控制相变是沉淀强化的关键.在制备镁合金过程中,应该同时考虑几种强化因素.     

微细铣削铝合金6061表面毛刺研究

目的揭示微细铣削铝合金6061过程中,铣削工艺参数(切削深度a_p、每齿进给量f_z、切削速度v)、顺逆铣方式、刀具磨损对毛刺大小及形态的影响规律,为控制铝合金6061毛刺,提高表面质量,优化切削工艺提供参考。方法基于单因素试验方法,采用涂层硬质合金微直径铣刀,对铝合金6061进行了铣削加工试验,分别对切削参数单因素试验的逆铣、顺铣顶端毛刺大小数据以及刀具磨损、毛刺形态信息进行采集和分析。结果直观绘制了a_p、v、f_z对逆顺铣两侧顶端毛刺大小的影响规律图。单因素切削速度试验中,顺铣侧毛刺最大为323μm,逆铣侧最大为268μm;单因素每齿进给量试验中,顺铣侧毛刺最大为332μm,逆铣侧最大为331μm;单因素切深试验中顺铣侧毛刺最大为314μm,逆铣侧最大为264μm。结论逆铣比顺铣的顶端毛刺小,随切削深度增加,毛刺依次呈现长条须状、撕裂状、波浪形锯齿状。刀具磨损是造成切削过程不稳定的重要因素,同时也会造成毛刺形态和大小不稳定。为尽量减少毛刺,应采用锋利刀具和逆铣方式,控制切削深度,选择合适的切削速度和进给量。     

Microstructure Analysis of Aluminum Alloy and Copper Alloy Circular Shells After Multiaxial Plastic Buckling

Aluminum and copper cylindrical shells were plastically buckled under quasi-static and dynamic loading conditions with an Absorption Compression-Torsion Plasticity (ACTP: Patent No. WO 2005090822) combined mechanical testing device. Optical microscopy and transmission electron microscopy (TEM) analysis were used to study the microscopic evolutions in the mechanically buckled aluminum and copper alloy samples. Optical microscopy showed evidence of the presence of second-phase particles in both the aluminum and copper alloys samples. Under dynamic loading aluminum samples showed more energy absorption as compared to copper samples. Material flow lines were more pronounced in the copper samples when observed by optical microscopy. The evidence that supports the increased energy absorption in the aluminum cylindrical shells can be supported by the TEM analysis more than the optical microscopy analysis. The TEM results showed highly oriented textured morphology with the presence of few dislocation cells structures and sub-structures.