CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料的热处理及其力学性能

采用高能超声分散技术和金属型重力铸造工艺制备了CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料,并对复合材料进行了固溶T4热处理和固溶时效T6热处理。T4态1.0CNTs/AZ91D复合材料的抗拉强度、伸长率分别为285 MPa、17.3%,与铸态复合材料的抗拉强度(196MPa)和伸长率(4.1%)相比,分别提高了45%、322%。T6态的抗拉强度进一步提高到296MPa,特别是屈服强度显著提高到155MPa,伸长率有所降低,但仍有5.5%。利用OM、SEM、TEM观察1.0CNTs/AZ91D复合材料的显微组织。结果表明,碳纳米管具有细化晶粒、促进滑移和孪生、载荷转移等作用,从而能够明显提高CNTs/AZ91D复合材料的综合力学性能。     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料的微观结构与力学性能

利用钛与Ｂ４Ｃ之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔钐工艺原位合成制备了ＴｉＣ、ＴｉＢ增强的钛基复合材料。光学金相、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明：存在匠两种不同形状的增强体,即短纤维状ＴｉＢ晶须和等轴、近似等轴状ＴｉＣ粒子。ＴｉＢ、Ｔｉ基体界面洁净,没有明显的界面反应,而ＴｉＣ、Ｔｉ基体界面有非化学配比的ＴｉＣ过度层存在。由于增强体承受载荷,基体合金晶粒细化以及高密度位错的存在,制备钛基     

热处理对挤压铸造n-SiC_p/AZ91D镁基复合材料组织和力学性能的影响

采用金相、X射线衍射、扫描电镜(SEM)、拉伸试验等方法分析和测试了挤压铸造纳米Si C颗粒增强AZ91D镁基复合材料在铸态(F)、固溶态(T4)和人工时效态(T6)下的组织和力学性能。结果表明,固溶处理可使n-Si Cp/AZ91D铸态组织中的β-Mg17Al12共晶相溶入到基体中,形成单一的过饱和α-Mg固溶体,合金抗拉强度和伸长率均有大幅提高,分别达到265 MPa和13.7%;经时效处理后,复合材料的抗拉强度和屈服强度进一步提高,分别为275,145 MPa;SEM结果显示,β-Mg17Al12相主要以连续析出/非连续析出方式分别在晶内及晶界上析出,特别是纳米Si C颗粒分布对二次析出相β-Mg17Al12的形貌、尺寸、分布有一定的影响,使二次析出相变得细小和弥散分布,从而充分发挥了二次析出相的沉淀强化作用;最后对n-Si Cp/AZ91D复合材料不同热处理条件下的断口形貌进行了SEM观察,并且对其断裂方式进行了分析和讨论。     

热处理对Cu/Ti层状异质结构复合材料组织及力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和疲劳试验机研究了热处理对Cu/Ti层状异质结构复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明,在400℃×60 min热处理后,Cu/Ti界面处无扩散;在600℃×60 min热处理后生成2μm的扩散层,在800℃×60 min热处理后扩散层厚度增长至约12μm,分为Cu₄Ti、Cu₄Ti₃和CuTi₃共3层结构。400℃×60 min热处理后,复合材料因Ti层而存在异质结构,在拉伸变形过程中,异质变形诱导强化导致其拥有良好的综合力学性能,其抗拉强度和断后伸长率分别为361.7 MPa和36.7%。随着热处理温度的升高,Ti层异质结构逐渐消失,异质变形诱导强化减弱,同时Cu/Ti界面间生成金属间化合物层,从而导致复合材料塑性下降。     

热处理对SiCp/Al-Cu-Mg基复合材料力学性能的影响

用粉末冶金法制备了SiCp/Al-Cu-Mg基复合材料,研究了SiC颗粒体积分数、Mg在基体合金中的含量(质量分数)以及热处理工艺对SiCp/Al-Cu-Mg复合材料的力学性能的影响.结果表明,热处理工艺、SiC颗粒的加入和在基体合会中的Mg含量,都能明显提高复合材料的硬度和强度.9v01%SiC/Al-4wt%Cu-1.2wt%Mg复合材料的力学性能最好,其硬度和强度由热处理前的101.3 HV0.02和285 MPa提高到热处理后的151.5 HV0.02和372 MPa.     

热处理对铸铁基多孔陶瓷复合材料组织与性能的影响

研究了热处理对铸铁基多孔陶瓷复合材料组织与性能的影响，结果表明，热处理正火，淬火均可不同程度地提高该复合材料的整体强度与耐磨性，而不影响铸铁－陶瓷的界面结构及材料的透气性。     

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能

研究了粉末冶金法制备的ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料薄板的常温及高温力学性能,结果表明,铝基复合材料薄板在常温下具有较高的强度,薄板性能基本呈各向同性,其断裂机制主要为颗粒从基体脱粘,同时有少量颗粒破碎。随着温度的升高,复合材料板材强度逐渐下降,延伸率增大。在２００℃时仍能保持较高的强度和较好的综合性能,其抗拉强度达３７０ＭＰａ,屈服强度达２４３ＭＰａ,延伸率达１１．３％。     

热处理对TP-650钛基复合材料组织与性能的影响

研究了热处理条件对ＴＰ－６５０钛基复合材料组织与机械性能的影响。基体钛合金的显微组织以及ＴｉＣ粒子与基体间的界面宽度随热处理加热温度而变。ＴｉＣ粒子在热处理过程中有较好的稳定性，形态与分布没有明显改变。ＴｉＣ粒子对基体钛合金的再结晶产生重要影响，明显阻碍了晶粒聚集长大。所试验的热处理工艺对ＴＰ－６５０钛基复合材料的强度极限无显著影响，但简单退火和较低温度下的双重热处理可以获得较高的延性。     

碳化硅纳米线增强钛基复合材料的制备与性能研究

采用球磨法将Ti60合金粉末与碳化硅纳米线(SiCnw)混合,通过放电等离子活化烧结工艺制备SiCnw/Ti60复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能力学试验机研究复合材料的组织形貌、物相结构和力学性能。结果表明,在Ti60合金中添加SiCnw后,基体晶粒尺寸显著减小,当SiCnw添加量为0.1%(质量分数)时,SiCnw/Ti60复合材料的晶粒尺寸较Ti60合金下降42%,抗拉强度提高2.7%,为1037 MPa。SiCnw在晶界处的均匀分布可起到钉扎效应,在拉伸过程中SiCnw承担了基体间的载荷传递,从而提高了SiCnw/Ti60复合材料的拉伸强度。     

热处理对复合电冶熔铸WC颗粒增强钢基复合材料力学性能的影响

采用复合电冶熔铸工艺制备了以5CrNiMo钢为基体、WC颗粒为增强相的颗粒增强钢基复合材料,通过宏微观硬度试验、三点弯曲试验和冲击韧性试验对比分析并综合评定复合材料和5CrNiMo钢的各项力学性能,同时采用扫描电子显微镜观察断口形貌并判定断裂机理。结果表明：大量WC颗粒增强体分布在较软的钢基体上,提高了复合材料的整体硬度,淬透性和淬硬性也较好,但塑性比5CrNiMo钢稍差。在950 ℃到1050 ℃淬火时,复合材料的洛氏硬度达到60~66 HRC,抗弯强度达到1600~1650 MPa,均呈现先上升后下降的波动趋势,而冲击韧度变化不明显。对比基体和中小块WC颗粒聚集区,大块硬质相的显微硬度值变化幅度较小。在锻造退火状态下,复合材料为准解理+韧窝的复合断裂机理,而在淬火回火态时,则转变为解理断裂机制。     

热处理对W芯SiC纤维结构和力学性能的影响

通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱分析和拉伸试验等手段研究了W芯SiC纤维在低真空环境中不同热处理温度下各组成部分的组织结构和纤维力学性能的变化规律。结果表明,在相同热处理制度下,W芯比W芯SiC纤维具有更高的抗拉强度。W/SiC界面反应层和SiC沉积层在800 ℃×50 h热处理后均表现出良好的结构稳定性,这使W芯SiC纤维的抗拉强度可以保持在3.10 GPa。热处理温度进一步升高使W/SiC界面反应层厚度和界面孔洞尺寸显著增加,同时晶粒长大和表面凹坑缺陷的形成破坏了SiC沉积层的结构稳定性。在这些因素的共同作用下,W芯SiC纤维的Weibull模数经900 ℃×50 h热处理后下降至9.7,抗拉强度经1000 ℃×50 h热处理后下降至1.12 GPa。     

热处理对Zn-Al合金微观组织和力学性能的影响

对Zn-Al合金进行不同的热处理,然后对其组织和性能进行分析。结果表明,随着加热温度和保温时间的增加,空冷后锌合金的抗拉强度和伸长率逐渐升高;炉冷后锌合金的抗拉强度变化不大,而伸长率波动较大。热处理后,共析相（α+η）随着加热温度的升高和保温时间的延长由片层状逐渐转变为颗粒状,等轴状的η（Zn）相逐渐溶入共析组织。锌合金的断口上呈现河流花样,断裂面凹凸不平,存在很多相互平行的撕裂台阶,断裂方式为穿晶解理断裂。推荐热处理工艺为：加热温度300 ℃,保温时间3 h,随炉冷却。此时,合金的抗拉强度为185 MPa,伸长率为10.8%。     

热处理对挤压态Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、硬度测试、拉伸试验及冲击性能测试,研究了3种不同热处理后Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.3Zr-0.15Ni-0.12Mn(质量分数,%)合金显微组织演变与力学性能的变化。结果表明:经T6处理合金的组织主要为α-Al基体、η′和η析出相,合金的平均硬度和抗拉强度分别达到210 HV和597 MPa,高于T4和T5工艺下的合金硬度和强度。η′和η相对于基体有一定的可动性,使合金的塑性降低,T6态合金的伸长率略低于T4态。T4和T5态合金的冲击断裂机制为脆性断裂,T6处理后合金的冲击性能得到明显改善,断裂机制为韧脆混合断裂。挤压态Al-Zn-Mg-Cu合金宜采用T6热处理工艺。     

热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zn稀土镁合金组织与性能的影响

研究了热处理工艺对Mg-Nd-Gd-Zn镁合金性能的影响。结果表明,采用适当的热处理工艺可细化镁合金的显微组织,并改善镁合金的机械性能。在200℃/2h热处理,会提高合金硬度;在热处理工艺为530℃×2 h空冷或淬火后再热处理200℃×2 h的情况下,合金的显微硬度与抗拉强度显著提高。     

热处理对WCp/B4Cp/6063Al复合材料组织与力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了WC_p/B₄C_p/6063Al复合材料,通过SEM和TEM对复合材料的显微组织进行了表征,研究了热处理工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,热处理能使复合材料的拉伸强度明显增加,与T4热处理相比,T6热处理能使复合材料获得更大的拉伸强度,但材料的伸长率和冲击韧度要小于T4态的。热处理后复合材料的断裂形貌表现为基体合金的韧性断裂、基体和颗粒间的界面脱粘和颗粒断裂现象。热处理后复合材料出现了新的析出相,这有助于提高复合材料的拉伸强度。     

变质和热处理对汽车用Al-Si合金组织与性能的影响

以Al-5Ti-B和Al-10RE为变质剂对汽车用Al-Si合金进行了复合变质处理,研究了Al-10RE含量和热处理对Al-Si合金组织与力学性能的影响。结果表明,Al-10RE含量为0.6%时,Al-Si合金中的针状共晶硅转变为短棒状、α-Al枝晶得到了较好细化;Al-Si合金的硬度、抗拉强度和断后伸长率随着Al-10RE含量的增加呈现先增加后降低的趋势,在Al-10RE含量为0.6%时取得最大值;T6热处理使合金中共晶硅的形态从杆状转变为类球形,复合变质处理的Al-Si合金在T6热处理工艺下可以获得更加细小、均匀的共晶硅相;T6热处理后,未变质处理和复合变质处理的Al-Si合金的抗拉强度都较铸态合金有所提高,而断后伸长率略有降低。     

热处理工艺对挖掘机铲斗用钢组织和力学性能的影响

利用热膨胀仪、拉伸试验机、金相显微镜以及扫描电镜对挖掘机铲斗用钢的相变点、力学性能和微观组织进行了研究,分析了热处理工艺对力学性能的影响。结果表明,挖掘机铲斗用钢在10℃/s的加热速度下,其Ac1和Ac3分别为776℃和832℃;屈服强度在700 MPa以上,抗拉强度在900 MPa以上,伸长率在13%以上;微观组织为回火索氏体,细小弥散的碳化物分布其上。热处理第一次正火温度在820~860℃之间,第二次正火温度在850℃附近为宜,在450~550℃区间回火都有比较好的力学性能,回火时间不宜小于6 h。     

新型铌基高温合金热处理组织性能研究

研究了热处理对一种HRS定向凝固技术制备Nb/Nb5Si3原位复合材料组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)等分析手段对热处理过程中组织演变进行了分析:铸态合金主要由Nbss、γ-(Nb,Ti)_5Si_3、β-(Nb,Ti)_5Si_3以及初生碳化物组成;热处理后,铸态组织中部分β-(Nb,Ti)_5Si_3向α-(Nb,Ti)_5Si_3转变以及二次碳化物析出,同时硅化物相逐渐溶解或破碎成小块并发生球化;1150℃时效可促进(Nb,Ti)_5Si_3向(Ti,Nb)5Si3转变。热处理后,合金压缩以及室温拉伸强度提高,而1000℃拉伸强度变化不明显;温度对断裂方式有明显影响,低温下为脆性解理断裂,高温下为韧性断裂。     

热处理对电渣熔铸WC颗粒增强钢基复合材料组织和性能的影响

采用电渣熔铸技术制备了以5CrNiMo模具钢为基体,WC颗粒为硬质相的钢基复合材料。用金相分析方法研究了该颗粒增强钢基复合材料熔铸原始态、锻造退火态和淬火回火态的显微组织,进行了洛氏硬度和冲击试验。结果表明,复合材料钢基体的WC颗粒分布较为均匀,组织致密。白色WC颗粒周围包裹着一圈黑色条带的Fe₃W₃C和WMoC₂复合碳化物。经过热处理后,材料的洛氏硬度和冲击韧度均较原始态有明显提高。