Ti-Cu-Ni-Zr块体非晶合金形成能力及其压缩性能

采用铜模铸造法制备了不同直径的Ti40Cu34+xNi16-xZr10(x=0,2,4,5,6)系列合金,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)研究了合金的相结构、显微组织、热稳定性.结果表明:只有Ti40Cu39Ni11Zr10合金成分可制备出2 mm的全非晶结构,增加制备尺寸到3 mm、4 mm后,有TiCu晶体相析出;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别为665 K和712 K,过冷液相区ΔTx为47K.压缩实验表明:Ti40Cu39Ni11Zr10块体非晶合金具有高达1 931 MPa的屈服强度,并伴有0.3%左右微量压缩变形量,塑性变形以锯齿形式出现;Ti40Cu34Ni16Zr10合金具有1.3%的压缩变形量,TiCu相的析出提高了该合金压缩变形量.     

Cu及Cu-Zn合金压缩行为机理的研究

通过Cu及Cu-Zn合金的压缩实验,分析了不同层错能Cu及Cu-Zn合金的压缩真应力-真应变曲线,提出把Cu及Cu-Zn合金加工硬化行为以0.1的应变量为界点分为两个不同的阶段.0.1应变量之前的材料强化机理很复杂,主要受孪生、固溶强化、有序强化、位错胞等的综合影响,使得Cu、Cu-10%Zn、Cu-20%Zn和Cu-30%Zn的强度在0.1应变量前依次递减.当应变量超过0.1,材料的强化机制主要包括细晶强化与变形孪晶强化,随着层错能的降低材料的强塑性提高.本实验详细研究了Cu及Cu-Zn合金加工硬化行为及微结构演变机理,为更好地了解超细晶材料的机械变形行为以及提高材料强塑性提供参考.     

Zr63Al10Ni10Cu14Nb3大块非晶合金的力学行为研究

通过电弧熔炼并利用吸铸的方法制备了长70 mm、直径3 mm的Zr63Al10Ni10Cu14Nb3大块非晶合金.热稳定性分析表明:该合金具有较大的过冷液相区.室温压缩实验显示合金具有很高的屈服强度,在合金发生屈服之后应力-应变曲线上有明显的锯齿现象和一个明显的应变软化阶段.结合断口形貌特征,分析并讨论了非晶合金的剪切断裂机理.     

冻融条件下XPS板吸水特性及力学性能研究

为了研究冻融循环对保温板物理力学性能的影响,以XPS板为对象,通过冻融循环前后力学性能的对比分析,研究了冻融循环前后XPS板吸水率、导热系数、应力应变之间的变化规律。结果表明:XPS板导热系数随着表观密度的增大而增大。常温下,浸水0~40 d时,XPS板体积吸水率随浸水天数增加而呈阶梯状增长,40 d后体积吸水率稳定在1.3%;体积吸水率随冻融循环次数的增加呈线性增长,200次循环后体积吸水率达到12.5%。导热系数随含水率的增大而增大。XPS板在应力小于0.2 MPa时,变形表现为线弹性,而后屈服。随着冻融循环次数的增加,屈服点降低;压缩强度随冻融循环次数增加而减小,压缩强度损失量随厚度增大而增大。     

Zr63A110Ni10Cu14Nb3大块非晶合金的力学行为研究

通过电弧熔炼并利用吸铸的方法制备了长70mm、直径3mm的Zr63A110Ni10Cu14Nb3大块非晶合金．热稳定性分析表明：该合金具有较大的过冷液相区．室温压缩实验显示舍金具有很高的屈服强度，在合金发生屈服之后应力-应变曲线上有明显的锯齿现象和一个明显的应变软化阶段．结合断口形貌特征，分析并讨论了非晶合金的剪切断裂机理．     

退火处理对Ti-Zr-Cu-Be块体非晶合金力学性能的影响

采用铜模铸造法制备了直径为2mm的Ti55-xZr10+xBe27.5Cu7.5(x=0,10,20)块体非晶合金,并对其进行等温退火处理.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)及压缩试验等方法研究了非晶合金的相结构、显微组织和热稳定性,以及退火处理对其力学性能的影响.结果表明:该系列合金在553 K及583 K下保温长达5 h时间内依然表现为非晶态.退火处理后,Ti35Zr30Be27.5Cu7.5合金屈服强度、断裂强度均提到了提高,其中在583 K下保温1 h后屈服强度、断裂强度分别达到了1 921、2 169 MPa;其塑性由处理前的3.47%提高到了6.57%.Ti45Zr20Be27.5Cu7.5合金在退火后其力学性能变化不明显.Ti55Zr10Be27.5Cu7.5合金随着退火温度及保温时间的增加其屈服强度、断裂强度及塑性均明显降低.     

用于液体吸附的多孔陶瓷的研究

以新疆库尔勒红柱石为主要原料,添加桂广滑石、星子高岭土等添加剂,并以煤粉为造孔剂,采用造孔剂法制备了用于液体吸附的红柱石基多孔陶瓷。测试了样品的气孔率、吸水率、体积密度及抗折强度,并使用XRD、SEM等测试技术研究了样品的物相组成、显微结构以及孔径分布。探讨了不同烧成温度以及不同造孔剂添加量对样品气孔率、孔径分布和吸附效率的影响。结果表明,1 280℃下烧成的B3样品的综合性能最佳,气孔率为54.28%,抗折强度达到24.47 MPa,体积密度为1.30g/cm3。SEM和XRD分析表明,样品气孔孔径为13.92μm,样品晶相组成为莫来石、堇青石、红柱石,其气孔分布较为均匀。另外,液体粘度越低,多孔陶瓷的吸附速率越快,且吸附量越大。     

放电等离子烧结制备CoCrFeNiTi_x高熵合金

针对铸态高熵合金存在缩孔、夹杂、偏析等问题,采用机械合金化与放电等离子烧结技术制备了CoCrFeNiTi_x(x=0~1.2)高熵合金,研究了Ti含量对合金组织结构和性能的影响。用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对合金的组织结构进行了表征,测试了高熵合金硬度和压缩强度。结果表明:放电等离子烧结后得到的CoCrFeNiTi_x高熵合金主要为面心立方结构,同时有少量Laves相、σ相和R相生成;随着Ti含量的升高,晶粒尺寸减小。CoCrFeNiTi_x高熵合金的硬度与压缩强度均随着Ti含量的增加呈现出先增后减的趋势,当Ti含量x=1时高熵合金的硬度达到最大值670 Hv,Ti含量x=0.6时合金压缩强度达到最大值600 MPa。     

Ce对Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金组织和力学性能的影响

为了研究Ce元素对T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金显微组织和力学性能的影响,通过改变合金中Ce元素的添加量,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能实验机对合金的显微组织、拉伸断口形貌和力学性能进行了研究.结果表明,加入质量分数为0.2%的Ce元素可以显著细化Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金的铸态和T6态显微组织.在合金的T6处理过程中随着时效时间的增加,合金硬度和抗拉强度均先增加后降低,合金的硬度和抗拉强度峰值分别为216 HB和681.7 MPa,合金最高屈服强度为638.2 MPa.合金拉伸断口呈韧脆混合断裂特征.     

应力梯度特征对金属镍变形行为与力学性能的影响

本文针对金属材料镍,利用扭转变形制备了应力/应变梯度分布的特殊结构.结合ABAQUS软件,构建了包含应力梯度特征的有限元模型,系统分析了应力梯度特征在塑性变形过程中的演化规律及其对变形行为与力学性能的影响.结果表明,随着应力梯度的提高,材料的屈服强度从100 MPa提高到240 MPa;应力梯度分布从单一递减分布演化为"V"字型分布特征,屈服行为由连续屈服转化为屈服降;上下屈服点之差从10 MPa增加到60 MPa.     

过共品铸造Al-Si—Cu—Mg—Fe合金组织性能研究

通过正交试验和单因素试验,考察了Cu、Mg、Zn、Ni和Fe对Al—18Si过共晶铝硅合金室温及高温（350℃）力学性能的影响规律,利用光学金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDX）对合金中富Cu相、富Fe相的组织组成进行了分析．结果表明：Cu、Mg是提高AI-18Si过共晶铝硅舍金室温及高温强度的主要因素;Zn含量增加明显降低合金350℃时的高温强度,改善合金的室温和高温延伸率;Fe降低合金的室温强度,显著提高合金的高温强度;当Cr：Fe=0．35：1,Mn：Cr=2：1,含铁0．8％～1．2％时,Al-18Si-4．0Cu-0．7Mg-0．2Zn-1.0Ni-（0．8～1．2）Fe合金力学性能σb（25℃））310MPa,延伸率受（25℃）≥0．75%,σb（350℃）〉130MPa,延伸率δs（35℃）〉1．5％;合金中富铜相主要以块状Al。Cu相和白灰色花卉状A15Si。cu2Mg8相存在,富铁相主要以三叶草状、树枝状和棒状Al5Si（Cr,Mn,Fe）相存在．     

AlFeCrCoNi/Mg复合材料的显微组织及力学性能分析

为了探究AlFeCrCoNi高熵合金增强相含量对金属基复合材料显微结构及力学性能的影响规律,文中采用放电等离子烧结法制备了AlFeCrCoNi/Mg,通过场发射扫描电镜对其宏观和微观形貌进行了观察,利用X射线衍射仪对其物相进行了表征,采用阿基米德排水法、显微硬度机和电子万能试验机分别研究了复合材料的密度、维氏硬度和压缩性能。研究结果表明:随着高熵合金体积分数的增加,复合材料的维氏硬度达到70.33N·mm-2,屈服强度ReHc、抗压强度Rmc分别从125 MPa和288 MPa增加到211 MPa和306 MPa,各自提高了68.80%和45.02%,其中复合材料增强相体积分数由0%增加到5%过程中,屈服强度、抗压强度增长最快,复合材料增强相体积分数大于5%后,其增长较为平缓。     

用于中温除尘的废瓷基多孔陶瓷的研究

以卫生洁具废瓷为骨料,对骨料进行颗粒级配,添加山西高岭土、鄂尔多斯滑石、工业氧化铝、江西红都堇青石熟料等添加剂,以木炭、石墨和煤粉为造孔剂,制备了用于中温除尘的废瓷基多孔陶瓷。探讨了影响样品气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度的因素,并通过XRD、SEM等测试技术研究了样品的相组成、显微结构和气孔孔径分布。结果表明:1 040℃下烧成的D3样品的综合性能最佳,气孔率为43.69%,抗折强度为24.98 MPa,体积密度为1.46g/cm3。经SEM、XRD分析表明,样品的气孔孔径分布为4~30μm,且气孔分布比较均匀,样品的相组成为堇青石、莫来石、α-石英。     

价电子结构与合金元素对NiAl力学性能的影响

运用固体与分子经验电子理论,计算了添加几种常用合金元素M(M=Cr,Mn,Fe,Co,Cu)的合金(NiM)Al相空间价电子结构,并采用相结构因子nA、ρLV表征和评判了合金元素M对NiAl金属间化合物塑性和硬度的影响。研究结果表明,采用宏合金化的方法虽然可以提高合金的硬度,却降低了合金的塑性。合金化后NiAl硬度增加的次序为(Ni0.875Mn0.125)Al>(Ni0.875Co0.125)Al>(Ni0.875Fe0.125)Al>(Ni0.875Cr0.125)Al>(Ni0.875Cu0.125)Al>NiAl,塑性降低次序则与硬度增加次序相反。     

AlCrFeNi2Cu高熵合金组织及性能x

为了分析Cu元素添加对高熵合金显微组织与微观性能的影响,采用真空电弧熔炼炉制备AlCrFeNi₂Cu_{=1.2,1.4,1.6,1.8)高熵合金,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和压缩试验机对高熵合金的显微组织和力学性能进行测试.结果表明,AlCrFeNi2Cu=1.2,1.4,1.6,1.8)高熵合金主要由简单FCC相(富Fe-Cr相)与BCC相(富Al-Ni相)组成.随着Cu含量的增加,FCC相数量增加,组织中枝晶变得致密,但当x增加到1.8时,晶粒又变得粗大起来.Cu元素主要富集于枝晶间,随着Cu含量的增加,Cu元素呈现聚集趋势并包裹着树枝晶,当x增至1.8时,上述偏聚包裹现象更为明显.高熵合金的压缩性能和硬度均随Cu元素的添加呈现先上升后下降的趋势.当x为1.6时,高熵合金综合性能最佳,其抗压强度、屈服强度、塑性应变量和维氏硬度分别为2 256 MPa、891 MPa、35.6%和372 HV.x(x}x(x     

内部缺陷对闭孔泡沫铝压缩性能影响的有限元分析

泡沫铝是由铝或铝合金骨架及大量气泡构成的新型金属材料,其压缩性能在很大程度上受其内部缺陷及结构参数的影响.本文通过构建闭孔泡沫铝三维模型并应用Deform-3D软件对其准静态压缩变形过程进行数值模拟计算,讨论了结构参数及内部缺陷对其压缩性能的影响.实验结果显示:在准静态压缩过程中,随着孔隙率的增大闭孔泡沫铝的屈服平台应力逐渐减小;而在孔隙率相同的条件下,其平台应力随孔径的增大而减小;裂纹、大孔洞等缺陷会在一定程度上降低泡沫铝的力学性能,且应力一般集中在缺陷处.闭孔泡沫铝压缩过程中的变形主要以平行于加载方向的孔壁压缩变形为主,在胞壁的交界处应力相对集中,随着载荷的增加,这些交界处会发生塑性屈服或者断裂失效.     

价电子结构与合金元素对NiAI力学性能的影响

运用固体与分子经验电子理论,计算了添加几种常用合金元素M（M—Cr,Mn,Fe,Co,Cu）的合金（NiM）Al相空间价电子结构,并采用相结构因子nA、pv^L表征和评判了合金元素M对NiA1金属间化合物塑性和硬度的影响。研究结果表明,采用宏合金化的方法虽然可以提高合金的硬度,却降低了合金的塑性。合金化后NiA1硬度增加的次序为（Ni0.875Mn0．125）Al〉（Ni0．875Co0．125）Al〉（Ni0．875 Fe0．125）Al〉（Ni0．875Cr0．125）Al〉（Ni0.875 Cu0.125）Al〉NiA1,塑性降低次序则与硬度增加次序相反。     

AlCrFeNi_2Cu_x高熵合金组织及性能

为了分析Cu元素添加对高熵合金显微组织与微观性能的影响,采用真空电弧熔炼炉制备AlCrFeNi_2Cu_x(x=1. 2,1. 4,1. 6,1. 8)高熵合金,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和压缩试验机对高熵合金的显微组织和力学性能进行测试.结果表明,AlCrFeNi_2Cu_x(x=1. 2,1. 4,1. 6,1. 8)高熵合金主要由简单FCC相(富Fe-Cr相)与BCC相(富Al-Ni相)组成.随着Cu含量的增加,FCC相数量增加,组织中枝晶变得致密,但当x增加到1. 8时,晶粒又变得粗大起来. Cu元素主要富集于枝晶间,随着Cu含量的增加,Cu元素呈现聚集趋势并包裹着树枝晶,当x增至1. 8时,上述偏聚包裹现象更为明显.高熵合金的压缩性能和硬度均随Cu元素的添加呈现先上升后下降的趋势.当x为1. 6时,高熵合金综合性能最佳,其抗压强度、屈服强度、塑性应变量和维氏硬度分别为2 256 MPa、891 MPa、35. 6%和372 HV.     

Cu含量对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn薄板成形性及烤漆硬化性的影响

采用拉伸、杯突实验结合DSC分析系统研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-（0.1-0.7）Cu-0.6Mn合金T4态薄板各类成形性指标及模拟烤漆处理后性能变化的影响规律.结果表明：随着Cu含量增加,T4态合金板材的强度单调增大,n值呈现出略有增大的趋势,延伸率、r值变化规律不明显,IE值单调下降,板材的拉胀成形性能变差;随着Cu含量增加,T4态合金板材烤漆前后的强度均单调增大,但合金板材模拟烤漆后表现出烤漆软化现象,且其软化量随Cu含量增加而逐渐增大,说明Cu含量增加不利于铝板烘烤硬化性能的发挥.     

用于高温烟尘过滤的红柱石基多孔陶瓷的研究

以新疆库尔勒红柱石为主要原料,添加桂广滑石、星子高岭土等添加剂,以石墨、700目SiC为造孔剂,采用颗粒堆积法制备了高温烟尘过滤用红柱石基多孔陶瓷。测试了样品的吸水率、气孔率、体积密度及抗折强度,采用XRD、SEM等现代测试技术研究了样品的物相组成及微观结构。探讨了不同红柱石颗粒级配对样品气孔率、抗折强度及微观结构的影响。结果表明:X3样品(当红柱石颗粒级配比为48目∶120目=42∶28)的综合性能最佳,经1 280℃烧成的样品的气孔率达到最大值40.28%,抗折强度达到39.34 MPa;SEM和XRD分析表明,样品气孔孔径7.5~27.5μm,样品晶相组成为堇青石、莫来石、红柱石。