Al、Cu二元合金系烧结过程的原位观察

利用高温光学显微镜(HTOM)对由纯铝粉和纯铜粉制得的二元粉末体系进行了原位烧结试验,原位观察结果表明:经典烧结理论对塑性粉末体系不再适用;该体系烧结的典型物理过程可概括为颗粒边界熔化、晶界熔化、颗粒熔化,最后为合金元素铜的扩散均匀化,而这四个阶段在时间上并不能严格分开,而是交叠进行的;边界熔化受颗粒表面氧化膜破碎、表面曲率和颗粒变形等因素影响;晶界扩散在烧结过程中始终起着非常重要的作用。这些结果为进一步合理制定和优化烧结工艺提供了直接的参照依据。     

Al-10Mg二元合金系烧结过程的原位观察

烧结是粉末冶金工艺中至关重要的一环,为了加强对烧结过程的直观认识,利用高温光学显微镜(HTOM)对Al-10Mg的二元纯金属粉末体系进行了烧结的原位观察试验,发现该体系烧结的典型物理过程是:镁颗粒边界熔化,镁晶界熔化,最后为镁颗粒熔化;镁颗粒熔化进程不同步;当烧结温度超过某一临界温度Tc时,镁颗粒迅速熔化;而且烧结速度随冷坯密度的提高而加快,这为进一步合理优化烧结工艺提供了直接的参照依据.     

Al-Mg粉末烧结过程中晶界扩散的原位观察

利用光学高温金相显微镜对Al-10Mg二元纯金属粉末体系的烧结过程进行原位观察,发现在镁颗粒内部晶界优先熔化,这是由于铝沿镁晶界的扩散系数远高于晶内扩散系数,在镁的晶界优先满足共晶的浓度条件而熔化造成的,从而直接证实晶界确是元素扩散的一条快速通道。     

镍基高温合金U720Li的熔化和凝固过程原位观察

本文采用高温激光共聚焦显微镜（HT-CLSM）和差热分析（DTA）研究了U720Li镍基高温合金的熔化和凝固行为。HT-CLSM熔化过程原位观察表明,升温至1122 ℃时在部分(γ + γ′)共晶颗粒前沿发生了初熔,但温度超过1173 ℃时该熔池才开始迅速扩大;升温至1195 ℃时枝晶干处开始出现离散的斑点状熔池,且该熔池随温度的升高缓慢扩大;升温至1235 ℃时(γ + γ′)共晶开始熔化且随温度的升高该熔池向枝晶干迅速扩展,最终在1333 ℃枝晶完全熔化。HT-CLSM凝固过程原位观察表明,降温至1315 ℃时熔体开始形核凝固,并在1180 ℃左右凝固结束;固相转化速率随温度的降低先缓慢增加,再迅速增加到最大值,然后迅速降低并在凝固后期基本为零。DTA分析表明,铸锭中γ′相开始发生溶解的温度约为1047 ℃,铸锭完全熔化的温度约为1362 ℃。将HT-CLSM原位观察结果与本文及我们前期的DTA分析结果进行对比,发现前者的测试结果较后者低30 ℃左右。     

定向凝固Ni—20Al—30Fe合金变形的TEM原位观察

通过对定向凝固Ｎｉ－２０Ａｌ－３０Ｆｅ合金进行的ＴＥＭ原位拉伸观察得出，塑性γ相向脆性β相的形变形传递是促进Ｂ２结构β相进行塑性变形的内在机制。首次在该合金中观察到变形的相界弯折，相内的位错来自于这些相界弯折。两相间的变形传递并不限定在Ｋ－Ｓ关系中的平行晶面进行，位错同位界的作用过程，存在相界对位错吸收以及发射的现象。     

用高温显微镜原位观察钢中氢腐蚀裂纹愈合过程

利用高温显微镜，对碳钢氢腐蚀裂纹的愈合过程进行原位、实时观察，通过录象记录了整个裂纹愈合实验过程．结果表明，裂纹在加热到630℃左右时，发生明显愈合而变小变细．实验中造成的CH4气体散失和内部裂纹表面化使得实验结果与真实情况有一定的偏差，观察得到裂纹闭合的临界温度630℃低于实际裂纹闭合温度．发生氢蚀裂纹愈合的机制是热扩散，动力是氢蚀气泡长大导致的塑性变形能Es，在Fe、C和H原子扩散足够快的情况下，氢蚀裂纹愈合的条件是Es大于2γ／r(γ为界面表面张力，r为气泡半径或裂纹半长)．     

ER410NiMo熔敷金属相变的原位观察

随着金属材料的应用范围越来越广泛,对材料的研发理论与冶炼技术提出了更高的要求,而高温金相技术为此提供了新的研究角度。通过高温激光共聚焦显微镜观察ER410NiMo熔敷金属的相变过程,对马氏体不锈钢的相变过程有了更直观和深入的了解。根据原位观察结果得到了各阶段的相变起始与终止温度,对于马氏体不锈钢的熔化、结晶及固态相变过程的特点进行了细致的描述,表明CLSM在研究材料的凝固、固态相变、夹杂物欲动等方面具有无与伦比的优势与应用前景。     

2091铝锂合金变形断裂过程的原位观察

利用透射电镜对２０９１铝锂合金在不同热处理状态下的变形断裂过程进行了原位观察，结果表明，在不同的时效状态，合金的应变局部化不同，在近峰值时效合金变形时，位错切割δ′相而产生强的共面滑移，引起应变不均匀；而在过时效态合金中，应变集中于晶界ＰＦＺ内，晶内的共面滑移带明显减弱     

Cu-Al-Be超弹性合金拉伸过程马氏体相变的原位观察

对Cu-Al-Be超弹性合金做拉伸试验,用金相显微镜原位观察马氏体生长特点和组织变化.在拉伸过程中,β母相转变为马氏体,其后马氏体开始出现了内部生长、末端开叉、内部二次细分等多种方式生成的马氏体变体.在每一个新马氏体形成的过程中,出现了一些应力的突变,导致应力一应变曲线上出现应力波谷.     

高温反应烧结制备Al2O3-TiC/Al原位复合材料

以ＡｌＴｉＯ２反应体系为基础,添加适量石墨粉,压制后在不同温度下进行反应烧结,从而确定了获得反应完全的Ａｌ２Ｏ３ＴｉＣ／Ａｌ铝基复合材料的烧结工艺参数,并对该复合材料的组织性能及反应机理进行了分析讨论。结果表明：碳的加入可完全抑制条状和大块状Ａｌ３Ｔｉ相的形成;ＡｌＴｉＯ２Ｃ体系在１２００℃反应烧结后,可制得硬度较高的Ａｌ２Ｏ３ＴｉＣ／Ａｌ原位复合材料,其显微组织中Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＣ颗粒尺寸小于２μｍ。     

Al-Cu合金铸造工艺的计算机模拟研究

采用铸锭冶金法制备了Al-Cu铸造合金,运用计算机模拟的方法研究了合金成分、浇注温度与冷却强度等工艺参数对凝固组织的影响。研究结果表明,凝固组织的实验结果与计算机模拟结果可以较好的吻合,通过建立成分、浇注工艺参数、微观组织与材料性能之间的对应关系,可以实现Al-Cu合金铸造工艺的在线精确控制。     

Al-Cu合金凝固过程的模拟与分析

利用Jmat-Por软件模拟计算Al-Cu合金的凝固路径及合金中Al3(Zr,Ti)相的生成温度、生成数量随Zr和Ti元素含量变化的规律。结果表明,计算机模拟与DSC和微观组织测试结果基本一致;Al3(Zr,Ti)相的百分含量随着Zr和Ti含量的增加而逐渐上升,同时Al3(Zr,Ti)相的生成温度也随着Zr和Ti含量的增加而逐渐增加;当两种元素的含量在0.20%~0.45%之间变化时,这种相的形成温度区间为754~816℃。     

高强Al—Cu合金双丝MIG焊工艺研究

研究了单丝脉冲MIG焊、低速和高速双丝脉冲MIG焊对高强Al-Cu合金焊缝组织及性能的影响.实验结果表明:低速双丝脉冲MIG焊焊缝组织以粗大的等轴枝晶为主,α(Al)-CuAl2共晶呈长条网状分布,降低了焊缝的强度、硬度和塑性;高速双丝脉冲MIG焊焊缝组织为细小的等轴枝晶,接头性能和单丝脉冲MIG焊相近,但高速双丝脉冲MIG焊焊接效率远高于单丝脉冲MIG,因此特别适合于厚板铝合金焊接.     

原位Al2O3颗粒对近液相线铸造Al—Cu合金二次加热组织的影响

采用原位反应近液相线铸造方法制备Al2O3p/Al-Cu基复合材料,对其进行二次加热,研究晶粒的形貌演变和长大规律.用光学显微镜观察组织、Image Tool软件测量平均晶粒尺寸、Image pro plus软件测量合金液相率,并与理论计算数值比较.结果表明,在590 ℃保温10、20、40、60 min后,Al2O3p/Al-Cu基复合材料的平均晶粒尺寸比不含Al2O3颗粒的基体合金减少15～25 μm,液相率依次为11.6%、13.2%、15.3%、20.9%,较基体合金的液相率小且增长速度慢.说明Al2O3在合金的二次加热过程中对晶粒长大行为具有明显的抑制作用,从而为优化半固态组织提供了一种新思路.     

烧结工艺对铈钨性能的影响

将APT一次还原得到的蓝钨通过固液掺杂加入铈元素,然后通过二次还原获得铈钨粉,通过200 MPa的压力等静压制成型,在中频炉内进行烧结,获得铈钨材料。利用SEM、能谱等分析手段对所制备的铈钨材料进行分析。对烧结温度和烧结保温时间对铈钨各项性能的影响进行研究。结果表明,烧结保温时间的长短对铈钨的密度几乎没有影响。受到晶界间的Ce O2颗粒阻碍,铈钨的硬度和晶粒尺寸在烧结保温时间增加达到4⁵ h之后的变化并不明显。铈钨材料的密度、硬度、晶粒尺寸随着烧结保温温度的增加而增加,超过2 200℃之后,烧结温度对铈钨的密度和硬度影响不大。Ce O2在铈钨内部起的作用是细晶强化和颗粒强化的综合,而非弥散强化。     

CMT工艺对Al-Cu合金电弧增材制造气孔的影响

分析不同纯氩保护气体流量和冷金属过渡(CMT)工艺方法对Al-Cu合金电弧填丝增材制造(WAAM)气孔的影响规律。结果表明:纯氩保护气体流量和CMT工艺方法对Al-Cu合金WAAM制造过程的气孔特征均具有重要影响。提高纯氩保护气体流量有助于减少气孔;CMT-PADV工艺因其热输入低及电弧对Al-Cu合金填充丝端部表面氧化膜的高效清理而有利于减少甚至消除气孔,提高纯氩保护气体流量至25 L/min时可消除气孔。     

高密度合金强化烧结工艺的研究

实验采用２种方法（１）添加合金元素双降低第二相熔点,促进Ｗ向粘结相中扩散和溶解;（２）将原始混合粉末高能球磨。结果表明,添加合金元素Ｃｏ可起到活化液相烧结的作用,烧结温度可降低３０－５０℃,     

数值模拟在铝铜合金低压铸造工艺中的应用

以某厚大ZL205A合金铸件为例,采用数值模拟的方法对铸件低压铸造工艺中充型和凝固过程进行模拟,分析了充型及凝固过程中温度场的变化,并按模拟结果进行了生产,结果获得了优质的铸件。