石灰石矿石对铸态AZ31镁合金晶粒细化效果的影响（英文）

采用晶粒细化试验和显微组织观察研究石灰石矿石对铸态AZ31镁合金的晶粒细化效果。结果表明:石灰石矿石可显著细化AZ31镁合金晶粒,且细化效果与石灰石添加量和熔化温度密切相关。最佳石灰石添加量和熔化温度分别为2.0%(质量分数)和720°C,AZ31合金的平均晶粒尺寸由(556±60)μm减小至(236±22)μm,抗衰退时间长达40 min。石灰石细化机制与反应孕育Al-C及Al-C/Al-Mn-(Fe)为α-Mg有效形核核心有关。超声空化诱导形核可进一步强化石灰石矿石的细化效果。     

熔体处理温度对自孕育法制备AZ61半固态浆料的影响

采用自孕育法制备AZ61变形镁合金半固态浆料,研究了熔体处理温度对制备AZ61变形镁合金半固态浆料的影响。结果表明,自孕育铸造法制备AZ61半固态浆料在液相线以下凝固成形,可以获得近球状的初生相。适宜的熔体处理温度为700℃,对应的平均晶粒尺寸为39.8μm。熔体处理温度过低时,组织中的树枝晶减少的同时细小的近球状晶增多,但是其晶粒尺寸大小分布不均匀。熔体处理温度过高时,组织中树枝晶增多,晶粒平均尺寸显著变大。     

氩气处理对AZ91含气量及组织的影响

AZ系镁合金中的高含气量(含氢量)往往导致铸造组织疏松问题。本试验研究了AZ91镁合金氩气除气工艺,主要研究了氩气流量、处理时间及处理方式对AZ91镁合金含气量及组织的影响。结果表明,常规熔铸AZ91镁合金含气量在9.2~10.3μg/g左右,经氩气处理后,合金含气量可最低降至5.2μg/g。氩气除气率与氩气流量及处理时间密切相关,增大氩气流量和延长处理时间,除气率提高。分步除气处理的效率高于连续处理,同时氩气处理后铸造组织也有明显细化效果,这可能与氩气的搅拌作用促进熔体中异质形核心均匀分布促进形核率提高有关。当氩气流量为1.0 L/min,两步处理的时间分别为2和1 min时,除气率可达43.7%,铸造组织平均晶粒尺寸由未处理的300μm降低至230μm。     

镁合金细化剂Al-5Zr-1B合金的组织与细化性能

采用K2ZrF4和KBF4混合粉末与铝熔体直接反应制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1B合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-1B合金的显微组织及其对纯Mg和AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-5Zr-1B合金中含有大量细小的ZrB2粒子,平均尺寸为0.2μm,ZrB2粒子作为异质形核核心使纯Mg和AZ31镁合金晶粒得到细化。随着Al-5Zr-1B合金添加量的增加,纯Mg和AZ31镁合金的晶粒尺寸逐渐减小。添加0.3%(质量分数)的Al-5Zr-1B合金,可使纯Mg晶粒从1400μm细化到120μm。添加0.6%的Al-5Zr-1B合金,可使AZ31镁合金晶粒从170μm细化到45μm。     

SiC颗粒参与下快冷镁合金异质形核与高温晶粒长大

采用铜模喷铸与高温退火相结合,研究快冷AZ91+Si C合金组织细化与高温晶粒长大,揭示Si C颗粒对亚快速凝固镁合金异质形核及热稳定性的影响。结果表明:Si C可促进亚快速凝固过程中异质形核,阻碍凝固界面迁移,显著细化喷铸合金组织。400℃等温退火后,组织从枝晶向等轴晶转变并发生明显晶粒长大,快冷AZ91合金保温8 h后平均晶粒尺寸达78μm。添加2%Si C后,晶粒长大得到有效控制,8 h退火处理后平均晶粒尺寸仅为22μm。Si C的存在提高了基体中晶格畸变,退火组织中析出层片状与粒状共存的沉淀相。晶粒细化及Si C的添加提高了快冷镁合金显微硬度。随退火时间延长,合金硬度下降。沉淀相的析出导致AZ91+2%Si C合金硬度增加,最高可达111HV,比AZ91合金的硬度提高63.2%。     

纳米SiC对铜模喷铸镁合金组织及热稳定性的影响

利用铜模喷铸与高真空感应熔炼技术,制备出不同冷速条件下纳米SiC_p增强AZ91合金非平衡凝固试样。结合400℃等温固溶处理,系统研究了纳米SiC_p颗粒对镁合金凝固组织细化及热稳定性的影响。结果表明,铜模快冷作用下,纳米SiC_p使得镁合金的晶粒尺寸得到显著细化。当铜模内径为2mm时,1%的SiC_p纳米颗粒添加后AZ91合金晶粒尺寸能细化至5μm。SiC_p在合金凝固过程中既作为异质核心又能钉扎晶界阻碍晶粒生长,两者共同作用导致晶粒尺寸明显细化。细晶镁合金经400℃不同时间固溶处理后结果发现,添加纳米SiC_p的合金高温条件下晶粒生长缓慢,保温8h后平均晶粒尺寸仅为12μm,亚稳细晶组织的热稳定性得到有效提高。     

Ce对镁及镁合金中晶粒的细化机理

研究了Ce对镁及镁合金晶粒细化效果和力学性能的影响。结果表明：纯镁结晶时易形成粗大的柱状晶和扇形晶，加入微量稀土元素Ce后，晶粒被明显细化，柱状晶全部转化成等轴晶。在AZ31合金中添加微量稀十元素Ce，晶粒由未细化前的约300μm下降到约30μm。稀土Ce在镁及AZ31合金中的固溶度很小，在凝固过程中固／液界面前沿Ce容易富集引起成分过冷形成新形核带导致晶粒细化。凝固过程中溶质再分配造成固液界面前沿成分过冷度增大是稀土元素细化镁及镁合金的主要机理。     

超声振动功率对AZ31B镁合金铸锭凝固组织的影响

采用熔体超声处理及底部水冷工艺,在不同功率参数条件下制备了AZ31B镁合金铸锭,用定量金相系统测定和比较凝固组织中初生α-Mg相的晶粒尺寸.结果表明,随着超声功率的增加,声空化的形核作用增强,晶核数量增多.同时,声流速度加快,对结晶潜热和二次枝晶臂根部溶质的扩散、破碎枝晶的分散作用更强,α-Mg相形态由枝晶状向蔷薇状和球状转变.超声功率为600 W时,对α-Mg初生相的细化效果最佳,晶粒平均尺寸细化到93 μm.当功率升高到800 W时,由于热效应超过了对流散热作用,晶粒又变得粗化.     

Ca变质及热挤压对AZ31镁合金组织的影响

研究了金属Ca变质处理及热挤压变形对镁合金组织、晶粒大小的影响.结果表明:0.4%的Ca能使AZ31镁合金的β-Mg_(17)Al_(12)组织明显球化,均匀化处理后晶粒尺寸由变质前的546μm降至147μm;另外,400℃下热挤压也能强烈地细化组织,平均晶粒尺寸降至20μm以下,其机理是发生了动态再结晶与孪生变形.     

Al_2Ca金属间化合物对AZ31镁合金晶粒细化的影响（英文）

采用真空熔炼方法制备Al_2Ca金属间化合物并将其添加到AZ31镁合金中,研究其添加量对铸态AZ31镁合金晶粒细化的影响,同时讨论其晶粒细化机理。结果表明:添加1.1%Al_2Ca(质量分数)可使得铸态AZ31镁合金晶粒尺寸从354μm细化到198μm,且经Al_2Ca细化后,合金晶粒的热稳定性良好。晶粒细化的机理是溶质效应和Al_2Ca的异质形核协同作用。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.