Structure and Mechanical Properties of Cu/AlN Nano- composites with High Strength and High Conductivity

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(Cu/AlN),用光学显微镜、TEM和SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明:烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大;试样布氏硬度随复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样布氏硬度开始随着纳米AlN颗粒的含量增加而升高,但当纳米AlN颗粒质量分数大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始下降。试样的抗弯强度随复压制压力和烧结温度的升高而提高。     

高强高导纳米复合材料Cu AlN的组织与力学性能研究（英文）

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(Cu/AlN),用光学显微镜、TEM和SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明:烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大;试样布氏硬度随复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样布氏硬度开始随着纳米AlN颗粒的含量增加而升高,但当纳米AlN颗粒质量分数大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始下降。试样的抗弯强度随复压制压力和烧结温度的升高而提高。     

高强高导纳米复合材料CuCrZr/AlN的组织与性能

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料（CuCrZr／AlN），用TEM、SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明：烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大，复压复烧后致密度达98％：试样抗弯强度随密度的增大而增大，复压复烧后，试样最大抗弯强度达到417MPa；600MPa复压950℃复烧试样的软化温度大于600℃；烧结温度为950和900℃，相对应的晶粒尺寸分别是0．26-0．44μm和0．1-0．21μm；材料的电导率随着密度的增大而增大，复压复烧后可以达到62％（IACS）。     

热处理对半固态注射成形石墨烯/镁基复合材料组织及性能的影响

研究了不同固溶温度和时效时间对半固态注射成形石墨烯增强镁基复合材料组织及性能的影响。结果表明,随着固溶温度升高,复合材料硬度(HV)逐渐减小,在200℃时复合材料硬度最高;β-Mg17Al12相含量先增大后减少,在400℃时几乎全部消失。随着时效时间增加,复合材料硬度(HV)先增加后减少,在时效12h时达到最大,为93.17。经过固溶处理和时效处理后石墨烯在复合材料基体中稳定存在,且对复合材料的硬度产生影响。     

固溶、时效、深冷处理对QAl9-4铝青铜组织及性能的影响

为改善QAl9-4铝青铜的使用性能,对挤压态QAl9-4铝青铜采用固溶、时效、深冷的热处理工艺,利用布氏硬度、SEM、EDS、光学显微镜等手段分析QAl9-4铝青铜处理前后的显微组织和硬度的变化。结果表明:随着固溶温度的升高,硬度增大,随着时效、深冷次数的增加,布氏硬度略有升高;随着固溶温度的升高,时效、深冷次数的增加,QAl9-4铝青铜显微组织中α固溶体、α+KⅡ共析体增多,β'相减少,晶粒细化,金属基体尺寸更加稳定。在950℃固溶后进行时效+深冷+时效+深冷处理,QAl9-4铝青铜的显微组织和硬度都比较理想。     

烧结温度对Cu-Cr_2AlC复合材料组织及性能的影响

以实验室自制的Cr_2AlC粉末和铜粉为原材料,先将铜粉以较低的压制压力压制成坯块,再将Cr_2AlC粉末与铜坯块以同一较高的成型压力压制成Cu-Cr_2AlC层状复合材料,分别在不同的温度(870、890、910、930、950℃)以氩气为保护气体进行烧结。利用金相显微镜和扫描电子电镜对试样的组织和界面结合状况进行观察分析,利用显微硬度计对试样进行显微硬度测试,研究烧结温度对Cu-Cr_2AlC复合材料组织与性能的影响。结果表明,复合材料的的组织随着烧结温度的升高得到改善,部分组织达到了冶金结合的效果,材料各部分的硬度随着烧结温度的升高而增大,910℃以上为合适的烧结温度。     

原位合成Ti_2 AlN/TiAl复合材料900°C时效过程中的组织演化及氮化物沉淀相析出(英文)

对原位合成Ti2AlN/TiAl复合材料在原位合成及时效热处理条件下的显微组织特征进行分析,并对Ti2AlN/TiAl复合材料进行1400°C,0.5 h固溶及900°C,24 h时效热处理,研究其氮化物沉淀析出。结果表明,原位合成复合材料的显微组织由γ+α2片层团、等轴γ晶粒和Ti2AlN增强相组成。经固溶和时效处理后,获得近全片层基体结构。随着Ti2AlN含量的增加,基体近全片层结构变得不稳定。对时效后的复合材料进行TEM研究,发现在片层团晶粒边界上分布着细小的Ti2AlN沉淀相。在γ-TiAl基体内,针状Ti3AlN沉淀相以其轴向平行于基体[001]方向排列,而另一种具有较大尺寸的Ti3AlN沉淀相则在位错处沉淀析出。     

高速钢刀具组织和力学性能研究

采用粉末冶金法制备了高速钢刀具,研究了烧结温度对高速钢刀具显微形貌、物相组成、硬度、相对密度、抗弯强度和断口形貌的影响。结果表明,不同烧结温度下,高速钢刀具中都主要含有Fe、M6C、M2C和MC相,升高烧结温度并没有改变试样的物相组成,只是物相含量有所差异;当烧结温度为1 235℃时,高速钢刀具试样的相对密度为85%、洛氏硬度基本在46 HRC以下;在烧结温度升高至1 245℃时,试样的相对密度急剧增加至96%以上,洛氏硬度基本保持在52 HRC以上;随着烧结温度的升高,试样的抗弯强度呈现先增加而后降低的趋势,在烧结温度为1 245℃时取得最大值。本文的高速钢刀具的适宜烧结温度为1 245℃。     

固溶处理对TC11钛合金环件组织和硬度的影响

采取马杠+马架的方式制备了TC11钛合金环件,并对其进行了固溶+时效热处理,主要分析了固溶温度和冷却速度对TC11钛合金环件显微组织和布氏硬度的影响。研究结果表明,初生α相的体积分数主要取决于固溶温度,在较低温度的固溶温度范围内,初生α相的含量随温度的升高变化不明显,当固溶温度接近相变点时,初生α相的含量迅速减少;冷却速度对次生α相的形貌有显著影响,随着冷却速度的降低,次生α相由极细的针状向条状和短杆状转变;随着固溶温度的升高和冷却速度的增加,合金的硬度增加。     

碳含量对金属注射成形17-4PH不锈钢显微组织和力学性能的影响

通过在喂料中添加石墨改变注射成形17-4PH不锈钢组织中的碳含量,研究不同碳含量对MIM 17-4PH显微组织和力学性能的影响。结果表明:在烧结态和固溶时效态试样中,碳含量少于0.16%(质量分数)的相组织主要由马氏体和少量的铁素体构成。随着碳含量的逐渐升高,冷却过程中奥氏体未能完全转变成马氏体,组织中出现奥氏体,在碳含量为0.16%的烧结态和固溶时效态试样中,其显微组织为马氏体和奥氏体共同组成的双相组织,而且奥氏体相含量随着碳含量增加而逐渐增加;在碳含量达到0.25%以上时,试样的显微组织完全转变为奥氏体,导致试样的表观硬度下降,抗拉强度下降,伸长率提高。     

Effect of Cold-rolling on Mechanical Properties and Microstructure of an Al-12%Si-0.2%Mg Alloy

Effect of multi-pass cold-rolling on the mechanical properties and microstructure of a near-eutectic Al-12%Si-0.2%Mg casting alloy was investigated. Optical microscopy, SEM, and TEM were employed to resolve the as-rolled microstructure, and the microstructure of samples after aging treatment. It has been found that Brinell hardness increases considerably with rolling reduction ratio; and further annealing leads to a remarkable drop in hardness. Two mechanisms, namely precipitation hardening and recovery softening, were found to develop simultaneously in the subsequent aging treatment following cold rolling. In contrast, recovery softening dominated the aging of cold-rolled specimen with prior intermediate annealing. Tensile properties were also performed to measure the effect of cold rolling and subsequent aging treatment.     

热处理对Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、XHB-3000型布氏硬度计和万能电子拉伸实验机等研究了Mg-11Gd-3Y-0.8Ca-0.5Zr合金的最佳热处理工艺和热处理对合金显微组织及性能的影响。结果表明:合金的最佳固溶工艺为485℃×16 h+505℃×16 h,时效工艺为225℃×12 h。铸态合金主要由初生相α-Mg基体和大量处于晶界处网络状的Mg5Gd、Mg24Y5、Mg2Ca相组成。经固溶时效后,相种类没有变化,但晶界变得清晰,第二相的形貌显著改变,呈颗粒状和短棒状均匀分布在基体上,组织得到明显改善,合金的力学性能显著提高,时效态合金的抗拉强度、屈服强度及硬度均显著优于铸态合金,分别由原来的217 MPa、185 MPa和92 HB增加到265 MPa、228 MPa和121 HB,这主要归功于时效沉淀强化的作用。     

时效时间对T91钢显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和硬度试验等研究了T91钢管在680℃时效不同时间(0、240、480、720、1200、1680和2160 h)后的显微组织和力学性能。结果表明,T91钢管在680℃时效前后的显微组织均为回火马氏体,随着时效时间的增加,显微组织的晶界越来越明显,晶粒逐渐变粗。随着时效时间的增加,T91钢的硬度缓慢降低,强度(下屈服和抗拉强度)出现先降低、再升高、后又降低、最后呈缓慢降低趋势,塑性(伸长率)出现先增加、后降低、最后缓慢降低的过程,拉伸断口由微孔聚集型断裂转变为准解理断裂。     

硬质相比例含量对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

本文采用真空烧结方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,结合光学金相显微镜、SEM以及力学性能检测等手段,研究了硬质相Ti(C0.5,N0.5)、(Ti39.8W46.9)C的比例含量对金属陶瓷微观性能、力学性能的变化规律。结果表明,经过真空条件1 450℃烧结60 min,不同比例硬质相的金属陶瓷微观组织均出现有明显的核芯/环形结构。随着硬质相(Ti39.8,W46.9)C含量增加,Ti(C0.5,N0.5)相含量减小,黑芯硬质相数量减小,环形相厚度增加,白芯硬质相增加。基体硬度逐渐降低而抗弯强度则逐渐增加,断裂韧性随白芯数量增加而有所提升。通过研究综合性能,当硬质相Ti(C0.5,N0.5)和(Ti39.8W46.9)C的质量分数比例分别为29.6%及29.5%,力学性能最佳,硬度达到92.2±0.3 HRA,抗弯强度为2 050±50MPa,断裂韧性为10.2±0.2 MPa·m1/2。     

喷射成形6061铝合金的热处理工艺

对喷射成形6061铝合金的热处理工艺进行研究,采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等研究固溶温度、时效温度和时效保温时间对合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随固溶温度的升高,合金硬度也随之升高,而其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率则先增大后减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增大后减小,断后伸长率却一直减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度曲线随时效温保温时间的延长呈驼峰状变化,断后伸长率则变化不大,只在17 h时有所增大;喷射成形6061铝合金的最佳热处理工艺为530℃固溶1 h+175℃时效8 h。     

一种汽车发动机气阀用节镍型高温合金的固溶时效工艺

研究了不同热处理工艺下汽车发动机气阀用节镍型高温合金的微观组织、硬度及力学性能。试验结果表明,在900~1100 ℃固溶温度范围内,该材料的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,硬度逐渐降低,1050 ℃后晶粒长大明显、急剧粗化,固溶温度宜选择为1000~1050 ℃,以保证主要强化相必要的析出条件且具有适宜的晶粒度;在700~760 ℃时效温度范围内,该材料的强度随时效温度的升高而逐渐增强,但韧塑性逐渐降低。当固溶时效工艺为1020 ℃×30 min固溶(水冷)+ 720 ℃×4 h时效(空冷)时,该节镍型高温合金可获得良好的强韧性匹配,满足技术要求。     

磷对铜基金刚石工具胎体性能的影响

以铜、银、锡、锌、磷等为原料,采用热压快速烧结工艺制备铜基金刚石工具。研究磷对铜基结合剂抗弯强度、洛氏硬度和冲击韧性的影响;采用X衍射、扫描电镜分析结合剂的组织结构及其对金刚石的包镶能力。结果表明:磷能促进铜基结合剂的烧结,降低烧结温度,样品在400~460℃即可达到完全烧结;当烧结温度为420℃、磷含量(质量分数)为6%时,结合剂洛氏硬度达到90.4HRB,抗弯强度达到966.04MPa,综合性能最佳;加入金刚石粒度为30/35,浓度为100%时,其抗弯强度达到425.70MPa。     

时效温度对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢组织及性能的影响

利用OM、SEM、TEM及物理化学相等方法研究了时效温度变化对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢组织及力学性能的影响,同时在具有最佳强韧性匹配的时效态试样中建立了屈服强度模型。Ni-Cr-Mo-V-Cu钢的直接淬火组织为马氏体和少量贝氏体组成的混合组织。直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢在400~600 ℃范围内的不同温度时效处理后,其强度及维氏硬度表现出典型的欠时效阶段、峰时效阶段及过时效阶段。试验钢位错回复程度、MC及富铜粒子的析出、bcc铁基体中固溶元素的脱溶等因素随时效温度的变化是时效态试验钢表现出上述3个阶段的重要原因。时效态试验钢的断后伸长率大体随时效温度的提高而改善。过时效态试验钢的-20 ℃冲击性能则随着时效温度的升高而提高。直接淬火试验钢在600 ℃时效处理时获得优越的强韧性匹配,MC及富铜粒子所提供的总析出强化增量约为240 MPa。     

敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出行为及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、透射电镜等,研究敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出相数量、形态及分布情况的影响,采用拉伸试验机、冲击试验机和布氏硬度仪,分析不同敏化温度下析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明,不同敏化温度处理后试样的显微组织均为奥氏体;但随着敏化温度的升高,奥氏体晶界处富Cr碳化物析出增多,以颗粒状和条状形态存在,晶界处析出相尺寸在100~400 nm之间。经650 ℃敏化2 h后试样的强韧性匹配良好,综合力学性能较为优异。