基体合金对连续Al2O3f/Al复合材料微观组织及拉伸强度的影响

选用Nextel610型Al2O3纤维作为增强体,采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数40%、基体合金分别为1A99、ZL210A、ZL301及7075合金的单向连续Al2O3f/Al复合材料,并用NaOH溶液萃取出Al2O3纤维,研究了基体合金对连续Al2O3f/Al复合材料的致密度、纤维损伤及拉伸强度的影响。结果表明：基体合金对连续Al2O3f/Al复合材料的致密度和微观组织有明显影响,其中连续Al2O3f/ZL301复合材料致密度最高为99.2%,组织缺陷最少;连续Al2O3f/1A99复合材料致密度最低为96.8%,这种差异是由于不同基体与纤维之间润湿性不同导致的。不同基体与纤维发生了不同程度的界面反应,最后表现为对纤维的损伤程度不同。连续Al2O3f/1A99、Al2O3f/ZL210A、Al2O3f/ZL301及Al2O3f/7075四种复合材料的拉伸强度分别为465MPa、479MPa、680MPa和389MPa,缺陷、纤维损伤和界面结合强度是影响连续Al2O3f/Al复合材料强度的主要因素。     

In-situ synthesized (Al_3Zr+Al_2O_3)_p /A356 composites by direct melt reaction in Al-Zr-O system

1　INTRODUCTIONRecently ,muchattentionhasbeen paidtothedevelopmentofeffectivefabricationprocessesforpar ticulatereinforcedmetalmatrixcomposites (PRMM Cs) [13] .However,metalmatricesreinforcedwithparticlesformedinsituareanemerginggroupofdis continuouslyreinforcedcompositesthathavedistinctadvantagesovertheconventionalcomposites[4 ,5] .Inthein situfabricationprocess ,thespontaneousreac tionbetweenthereactantsisutilizedtosynthesizethereinforcementsinthemetalmatrix .Especially ,thedirectmelt…     

Mg/Cu/Al接触反应钎焊工艺及元素扩散行为分析

采用铜中间层对镁合金与铝合金进行了接触反应钎焊,利用SEM,EDS研究了接头的微观形貌及组织结构,并对界面Cu元素的扩散行为进行了分析. 结果表明,铜中间层可有效阻隔镁与铝的接触反应,界面无Mg-Al系金属间化合物生成;相同温度下,Cu原子在Mg元素中的扩散能力远大于在铝中的扩散能力,导致Al/Cu侧在温度低于560 ℃时无法产生有效连接,且温度高于570 ℃时镁合金溶解过多,工艺区间过窄. 在565 ℃保温20 min可实现连接,但抗剪强度仅12.6 MPa. 采用低温长时间保温,随后高温短时加热的工艺可实现Mg/Cu/Al接头有效连接. 在475 ℃保温60 min,560 ℃加热7 min的条件下,接头强度可达31.2 MPa.     

Effect of alloying on high temperature fatigue performance of ZL114A(Al-7Si) alloy

The effect of Cu,Fe and Ni on high-temperature mechanical performance and fatigue properties of ZL114A alloy was studied through high temperature fatigue test and SEM.The results show that the three elements have a detrimental influence on high temperature cyclic fatigue life.When the contents (mass fraction) of Fe,Cu and Ni in ZL114A alloy are 0.28%,1.53% and 0.16%,respectively,the high temperature tensile strength and cyclic fatigue of ZL114A alloy are improved from 194 MPa and 40.2 MPa to 236 MPa and 48.2 MPa by alloying.The main reason that high temperature tensile strength and cyclic fatigue of ZL114A alloy are improved significantly is that the three elements greatly improve the proportion of Cu/Mg in ZL114A alloy and nickel content.     

工艺参数对Al2O3/TC4合金接头界面组织及力学性能的影响

采用Cu＋B钎料分别在钎焊温度890～970℃,保温时间为10min;钎焊温度为930℃,保温时间0～30min条件下,钎焊A120,陶瓷与TCA合金．利用SEM,EDS和压剪试验研究接头界面组织及力学性能．结果表明,随钎焊温度升高或保温时间的延长,Ti2（Cu,Al）2O层增厚,紧邻其侧生成连续并增厚的Ti2（Cu,Al）,Ti2（Cu,Al）含量增加;Ti＋Ti2（Cu,Al）含量增加,尺寸变大,分布范围逐渐变宽并向TC4合金侧迁移,TCA合金侧过共析组织区变宽．钎焊温度低于950℃时,TiB晶须主要分布在Ti2Cu晶界处的AlCu2Ti上;当钎焊温度高于950℃时,AlCu2Ti相逐渐消失,TiB晶须主要分布于Ti2Cu上．当保温时间为10min,钎焊温度为950℃时,接头最大强度为96MPa;而当钎焊温度为930℃,保温时间为20min时,接头最大强度为83MPa．关键词：Al2O3陶瓷;TC4合金;钎焊参数;界面组织;抗剪强度     

高热剂对低碳钢手工自蔓延焊接的影响

介绍了一种用于战场及野外应急抢修的新型焊接方法-手工自蔓延焊接,以低碳钢为焊接母材,对燃烧型焊条焊药中的高热剂组成、对燃烧速度及焊接质量的影响进行了探讨.结果表明,由Fe2O3 Al系铝热剂和CuO Al系铝热剂组成的高热剂,当CuO Al系含量不低于50%时,焊条燃烧产生足够的热量,实现试板的牢固连接,并达到单面焊双面成形的效果;随CuO Al系含量增加,焊条燃烧速度加快,焊缝抗拉强度降低,CuO Al系含量为50%和60%的焊条,焊条燃烧速度适中,焊接可控性好,且焊缝抗拉强度达420 MPa以上.金相分析表明,富铁第二相的析出对焊缝金属起到强化作用.     

硅酸铝纤维增强铝基复合材料的抗拉强度及其影响因素

研究了基体合金化,硅酸铝纤维处理方法以及不同粘结剂对硅酸铝纤维增强的铝基复合材料室温强度的影响。结果表明：基体为ＺＬ１０９铝合金的复合材料的强度高于以其它铝合金为基体的铝基复合材料;用莫来石硅酸铝纤维增强的铝基复合材料的抗位强度高于用γ型三氧化二铝纤维增强的铝基复合材料;     

原位反应Al_2O_3/ZL202复合材料的制备和力学性能

利用原位反应法与铸造工艺相结合 ,制备Al2 O3/ZL2 0 2复合材料。结果表明 :试验所制得的Al2 O3/ZL2 0 2复合材料 ,其增强颗粒在 1～ 5um之间 ,分布均匀 ;复合材料的抗拉强度比基体合金的抗拉强度高 ,伸长率比基体合金的伸长率大 ,体现了复合材料比基体合金具有更优的性能     

AlN-Al3Ti/ZL101原位复合材料力学性能研究

利用原位反应合成技术制备了AlN Al3 Ti/ZL10 1复合材料 ,分析了复合材料增强相Al3 Ti和AlN的微观组织 ,检测了该复合材料的常规力学性能 ,探讨了原位复合材料的增强和增韧机理。结果表明 :(1)无论是在铸态还是在热处理状态下 ,复合材料的强度和硬度都较基体ZL10 1基体材料的高 ;(2 )AlN Al3 Ti/ZL10 1原位复合材料增强增韧的主要原因是晶粒细化、增强相均匀分布及增强相与基体的协同变形能力强。     

快速凝固Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb合金的组织与力学性能

采用快速凝固方法制备了Cu-5Ag-0.5Zr及Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb(wt%)合金粉末,采用热等静压将粉末压制成坯料,随后进行热锻、冷轧处理。测试了合金在室温及高温(500 ℃)下的力学性能,并分析了合金的显微组织及断口形貌。结果表明,冷轧态合金具有更优异的室温拉伸性能,冷轧态Cu-Ag-Zr合金抗拉强度为739.3 MPa,伸长率7.1%,这与铜基体中密集的Cu₄AgZr颗粒及纳米级Ag颗粒有关。除Cu₄AgZr颗粒及Ag颗粒外,Cr、Nb元素的添加还生成高温稳定的Cr₂Nb颗粒,同时提高了合金的室温和500 ℃拉伸强度。冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb合金的室温极限抗拉强度和伸长率分别为799.1 MPa与5.3%。因为热锻态合金晶粒尺寸粗大,Ag颗粒尺寸细小,相比冷轧态合金拥有更好的抗高温弱化性能。热锻态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金的500 ℃抗拉强度分别为186.8和129.2 MPa,而冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金在500 ℃抗拉强度分别仅为113.1和95.4 MPa。     

多种氧化物原位反应制备的Al2O3/Al复合材料

提出了多种氧化物与Al原位反应制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料的新方法，并通过3种反应体系CuO／Al，(CuO SiO2)／Al，(CuO SiO2 TiO2)／Al制备了3种铝基复合材料。对原位反应过程进行了热力学分析。对复合材料的显微组织、硬度和力学性能进行了分析和研究。结果表明，多种氧化物与Al的原位反应能发生并自动进行下去，其反应状况良好。(CuO SiO2)／Al，(CuO SiO2 TiO2)／Al原位反应所获得的增强相颗粒分别是Al2O3和Al2O3 Al3Ti，增强相颗粒在复合材料中均匀分布，并且其所制得的复合材料的硬度与力学性能明显好于单一氧化物CuO所制得的复合材料。     

In Situ TiC/FeCrNiCu High-Entropy Alloy Matrix Composites: Reaction Mechanism,Microstructure and Mechanical Properties

In situ TiC particles-reinforced FeCrNiCu high-entropy alloy matrix composites were prepared by vacuum induction melting method.The reaction mechanisms of the mixed powder(Ti,Cu and C) were analyzed,and the mechanical properties of resultant composites were determined.Cu_4Tiwere formed in the reaction of Cu and Ti when the temperature rose to 1160 K.With the temperature further increased to 1182 K,newly formed Cu_4Tireacted with C to give rise to TiC particles as reinforcement agents.The apparent activation energy for these two reactions was calculated to be 578.7 kJ/mol and 1443.2 kJ/mol,respectively.The hardness,tensile yield strength and ultimate tensile strength of the 15 vol% TiC/FeCrNiCu composite are 797.3 HV,605.1 MPa and 769.2 MPa,respectively,representing an increase by 126.9%,65.9% and 36.0% as compared to the FeCrNiCu high-entropy base alloy at room temperature.However,the elongation-to-failure is reduced from 21.5 to 6.1 %with the formation of TiC particles.It was revealed that Orowan mechanism,dislocation strengthening and load-bearing effect are key factors responsible for a marked increase in the hardness and strength of the high-entropy alloy matrix composites.     

电弧熔炼Ti6Al4V/B4C复合材料微观组织与力学性能

采用真空电弧熔炼技术制备了不同含量B₄C的Ti6Al4V/B₄C钛基复合材料,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、静态压缩及拉伸测试等对其微观组织及力学性能进行了表征分析. 结果表明,电弧熔炼过程B₄C与钛基体原位反应生成TiB,TiC及TiB₂相,TiB呈现一维生长晶须状,TiC呈现颗粒状,在B₄C质量分数为10%时生成块状TiB₂,并可能会形成特殊的中空棱柱状结构Ti(B_xC_y)聚合物. 原位反应生成的TiB₂可显著提高钛基复合材料的显微硬度. 当B₄C质量分数为0.5%时,钛基复合材料原位反应生成的连续网状、均匀分布的TiB和TiC试样具有最优力学性能,试样最大抗压强度值达到1 990 MPa,最大压缩应变为35.5%,压缩性能超过熔炼钛合金,抗拉强度达到1 034 MPa,与熔炼钛合金材料相比提高近24%,但塑性有所降低,并随着B₄C含量增加,抗拉强度逐渐下降,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂.     

挤压温度对退火态ZL102合金组织和性能的影响

研究了退火态ZL102铸造铝合金在300～460℃和挤压比为15时的热变形对其组织和性能的影响。结果表明,退火后的铸态ZL102铝合金随着挤压温度的升高,硅颗粒先变小后变大,亚晶由小长大,强度先升高后降低,塑性变化不明显。在挤压温度为420℃时,材料强度最佳,抗拉强度达164MPa,屈服强度达53MPa,伸长率达21%。     

Reaction thermodynamics and kinetics on in-situ Al2O3/Cu composites

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｕｒｅｃｏｐｐｅｒａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｏｔｈａｔｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｏｆｔｅｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｋｅｅｐｉｎｇｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ,ｈｏｗｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｈｏｔｓｔｒｅｎｇｔｈａｎ…     

Al2O3／ZL109复合材料凝固组织与断口形貌分析

研究了挤压铸造Al_2O_3/ZL109复合材料的凝固组织和断口形貌。结果表明在复合材料中,纤维分布均匀,Al_2O_3纤维可作为硅相非自发形核的衬底;Al_2O_3纤维与铝合金基体之间的界面对材料性能影响很大。改善制备工艺应从控制界面反应和细化组织入手。     

均匀化处理对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、差热分析、硬度测试和拉伸测试等方法研究了均匀化处理对Al-4.5Cu-0.8Mg合金的组织和性能的影响。结果表明:Al-4.5Cu-0.8Mg铸态组织中存在较严重的枝晶偏析现象,晶界及晶界交汇处有大量Al2Cu相及Al2Cu和Al2CuMg的共晶相,合金经480℃×12 h均匀化处理后,组织中的非平衡相已基本溶解,综合力学性能较好,抗拉强度为320 MPa,屈服强度为246 MPa,伸长率为10.2%,硬度为139.2 HV。     

Effects of returns on composition,microstructure and mechanical properties of GH4169 superalloy

To recycle the returned alloy effectively, effects of returns proportion on alloy composition, microstructure and compression properties of superalloy GH4169 were studied by means of scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS) and thermal-mechanical simulator. The results show that returns addition has no significant effect on the main alloy elements content and the principle precipitates, but increases the volume fraction of Al_2O_3 inclusions, resulting in the increase of oxygen level of GH4169 alloy. Returns addition does not change the elastic and plastic deformation process at room temperature or at 1,150 °C, but high returns proportion GH4169 alloy shows improved compression strength and yield strength. The alloy with 100% returns shows a maximum compression strength 1,153.45 MPa at room temperature, while the alloy with 80% returns has a maximum value 69.3 MPa at 1,150 °C. Returns addition increases fluctuation range and reduces the stability of yield strength and compression strength of GH4169 alloy at room temperature. It is noted that the volume fraction and the size of Al_2O_3, and the fraction of Laves phase reach their maximum values in the GH4169 alloy with 60% returns, which exhibits maximum yield strength of 516.65 MPa at room temperature and 62.17 MPa at 1,150 °C.     

Al2O3/Cu复合材料强化机理研究

采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，进行了高温电子拉伸实验，并通过微观组织观察，分析了该复合材料的强化机理。拉伸实验结果显示：Al2O3／Cu复合材料不仅室温强度很高，而且高温时仍保持较高的强度。微观组织观察分析表明：细小的Al2O3颗粒的弥散分布是该复合材料具有高强度的主要原因，表现在：Al2O3颗粒存在能够抑制Cu基再结晶的进行；Al2O3颗粒的存在阻碍晶界亚晶界运动，从而阻碍晶粒长大；Al2O3颗粒的阻碍位错运动，增加位错密度；Al2O3颗粒的存在提高材料的蠕变抗力。     

固溶和双级时效对反挤压2A12铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析、X射线衍射(XRD)和常温万能拉伸试验机等观察检测手段,针对由反挤压工艺制备的2A12铝合金经过不同的固溶加双级时效(T6)处理,观察并分析在不同条件下处理前、后试样的微观组织和力学性能之间的联系。结果表明:在不同的固溶温度下,得到505℃×1 h的晶粒尺寸细小且弥散相沿晶界序列排布,残留共晶相溶解较充分,力学性能佳。继而分别研究双级时效温度和时间对合金组织和性能的影响,得到在100℃×2 h+200℃×5 h时合金的抗拉强度最高,达到450. 5 MPa,伸长率为14%,晶体中析出大量强化相θ(Al2Cu)和纳米级S相(Al2CuMg),并且弥散分布着难以随温度和时间溶解的T相(Al20Cu2Mn3)。