新型Ti-3Al-2Mo-2Zr(TA24)合金焊接及热处理工艺研究

根据新型钛合金Ti-3Al-2Mo-2Zr(TA24)化学成分、组织、性能特点,研究了材料典型温度高温性能,采用GTAW焊接中厚新型钛合金试板,在焊接接头无损检测后,在规定温度下执行焊后热处理,制备试样进行力学性能和金相等试验,分析新型钛合金焊接性及不同焊后热处理温度接头性能变化。结果表明新型钛合金具有良好焊接性和耐高温性能,650～750℃是该新型合金焊后热处理适宜温度。     

新型三元合金Nd(Y)-Fe-B吸波材料的制备及其性能研究

通过真空熔炼、行星球磨和适当退火处理后制得一种新型吸波材料NdxYFe92.56-xB6.5(x=4,5,6,7).对其性能进行测试后表明,退火前后各样品对微波的吸收量在所测频率范围内整体较高波动较小,其中,未退火处理的样品在频率为12.41GHz处最大吸收量达38.084dB,在下退火15min后样品吸波性有显著提高,在频率为12.04GHz处最大吸收量达94.573dB.     

微量的Zr和Y在Al-Si合金中的合金化作用

通过力学性能测试和显微组织观察研究了Al-Si合金中微量的Zr和Y的合金化作用。结果表明,单独添加Y和单独添加Zr均使合金的初晶Si、共晶Si及枝晶细化,合金的强度提高,但Y的单独作用比Zr强;Zr和Y共同加入产生的细化效果最好,合金的强度最高。     

细晶Mo-18Cu合金烧结工艺的研究

采用溶胶-喷雾干燥-煅烧-氢还原方法制备了晶粒尺寸为30~50nm的超细Mo-18Cu复合粉末,并利用该复合粉末制备出了高性能细晶Mo-18Cu合金。研究了烧结工艺对烧结体致密化的影响、合金的力学性能和显微组织特征。结果表明:在1 350℃烧结,Mo-18Cu合金的相对密度可达98%以上,抗拉强度和伸长率分别达到545MPa和3.85%;合金的显微组织均匀,晶粒细小。     

Zr—4合金工艺改进的研究

通过β淬火后中温静液挤压与轧制加工相结合的新工艺，对现行Ｚｒ－４合金进行了成型加工的研究。结果表明：虽温静液挤压使合金内在的缺陷迅速愈合及晶粒细化，有效地提高了Ｚｒ－４合金的高温力学性能。同时，合金的抗腐蚀性能亦有了初步改善，迪与合金的细化晶粒内第二相均匀分布有一定关系。     

Zr－4合金工艺改进的研究

通过β淬火后中温静液挤压与轧制加工相结合的新工艺；对现行Ｚｒ－４合金进行了成型加工的研究。结果表明：中温静液挤压使合金内在的缺陷迅速愈合及晶粒细化，有效地提高了ｚｒ－４合金的高温力学性能。同时，合金的抗腐蚀性能亦有了初步改善，这与合金的细化晶粒内第二相均匀分布有一定关系。     

制备工艺对La_(0.80)Mg_(0.20)Ni_(3.75)合金电极性能的影响

采用中频感应真空熔炼(IM)和放电等离子烧结(SPS)工艺制备La0.80Mg0.20Ni3.75合金。XRD分析表明,这两种工艺制备的合金均含有LaNi5和(La,Mg)2Ni7主相,而中频感应真空熔炼法制备的合金(IMLa合金)还含有(La,Mg)Ni3相,放电等离子烧结法制备的合金(SPSLa合金)还含有Ni及La2Mg17相。电化学性能测试结果表明,作为镍氢电池负极材料,IMLa合金的放电容量、损耗角及极限电流密度均较大;而SPSLa合金的循环性能较好,这归因于SPSLa合金晶粒细小,组织均匀,Ni和La2Mg17相弥散分布,可减弱其电极脱落程度。     

Ti-40Al-3.5Nb-0.8Mo-0.3Y高温合金组织和力学性能研究

借助扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸测试等手段,研究了Ti-40Al-3.5Nb-0.8Mo-0.3Y高温合金显微组织、物相组成和力学性能。结果表明:Ti-40Al-3.5Nb-0.8Mo-0.3Y合金中生成的无序β相能够有效提高合金材料的耐高温性能;热等静压及均匀化处理提高了合金的致密度。合金在室温下的抗拉强度是583 MPa,具有平整的拉伸断口形态及脆性穿晶解理断裂特征。当拉伸测试温度从室温逐渐升至760℃时,合金的抗拉强度持续下降,合金伸长率则逐渐上升,属于脆性断裂特征。     

含微量Zr和Y的Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和室温拉伸等检测技术研究了含微量锆和钇的Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与力学性能。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中复合添加微量(总量为0.35%)锆和钇,铸造组织中出现了Al3Y初生化合物,晶粒细小均匀。合金组织的再结晶被强烈抑制,再结晶组织的体积分数较小,晶粒被细化,合金的强度较单独添加锆或钇显著提高。但由于钇的加入使得基体中残留的较粗大化合物(S相)增多,导致合金的延伸率明显下降。     

粉末冶金法制备Mo-30Cu合金微观组织研究

Mo-Cu合金具有高的导热系数和低的热膨胀系数,被广泛用作热沉材料和电子封装材料。采用液相烧结法制备出Mo-30Cu合金,通过XRD、SEM、TEM等对该合金的微观组织结构进行了观察分析,结果表明:该合金组织分布均匀,组织中只含有Mo、Cu两相,在两相之间有一Mo、Cu互溶区。对Mo-30Cu合金的室温拉伸断口和轧制变形后的微观结构进行了分析,其断裂机制以Cu相的撕裂为主,伴随有Mo、Cu界面的分离,Mo、Mo晶粒间界面的分离和Mo晶粒的解理断裂。     

加工工艺对Ti-21Nb-7Mo-6Sn合金组织和性能的影响

基于d电子理论设计了成分为Ti-21Nb-7Mo-6Sn的亚稳态β钛合金,采用偏光显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜等设备,研究了Ti-21Nb-7Mo-6Sn合金在冷轧和退火过程中显微组织的演变。结果表明:冷轧产生大量位错和晶界,组织由β相转变为α"相;在退火过程中,α"相转变为β相,再结晶优先在板条马氏体区形成;随退火温度的升高,Ti-21Nb-7Mo-6Sn合金的弹性模量先降低后升高,弹性回复率则与之相反;923 K退火10 min后,获得了最低的弹性模量(53 GPa)和最高的弹性回复率(69.84%)。     

烧结温度对医用Ti-29Nb-4Mo-13Ta-9Zr合金性能的影响

为了改善植入体材料医用钛合金的综合力学性能及耐腐蚀性,采用粉末冶金法制备Ti-29Nb-4Mo-13Ta-9Zr合金。通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜、压缩试验及动电位极化曲线测试,研究烧结温度对合金的物相组成、显微结构、抗压强度、弹性模量及电化学腐蚀性的影响。结果表明:随着烧结温度的增加,Ti-29Nb-4Mo-13Ta-9Zr合金出现稳定的β相组织,合金的致密度逐渐增加;当烧结温度为1 350℃时,合金的抗压强度为780 MPa,弹性模量相对较低约为66 GPa,综合力学适应性较好,自腐蚀电压较大约为-187.09 mV,自腐蚀电流较小约为11.172μA/cm~2,耐腐蚀性明显提高,成为新型医用植入体的潜力材料。     

Mo-30Cu合金轧制变形组织及性能研究

对粉末冶金法制备的Mo-30Cu合金板材,在不同工艺条件下进行轧制试验,采用金相显微镜及扫描电镜对轧制变形后的组织进行观察,并采用维氏硬度计对经过不同道次变形量的材料进行硬度测试,研究合金的轧制变形性能及组织演变.研究发现,热轧温度为900℃、变形量达到50％时,板材试样轮廓清晰,Mo颗粒被压扁拉长,呈椭球状,烧结态组织转变为变形组织.总变形量为98％的Mo-30Cu合金箔材组织中,Mo相与Cu相均被压成纤维状,两相成均匀层叠分布,Mo层与Mo层、Mo与Cu层间界面清晰,彼此结合紧密.Mo-30Cu合金的轧制变形行为分为3个阶段:总变形量小于50％时,Mo颗粒在Cu相中滑移及Cu相变形;变形量介于50％～90％时,Mo相和Cu相协调变形:变形量大于90％时,Mo相变形.经热轧变形后的Mo-30Cu合金,当冷轧变形量为0％～ 25％时,由于加工硬化,维氏硬度呈直线上升;当冷轧变形量大于25％时,随着变形量的增加,钼骨架和铜相逐渐变形形成纤维组织,位错密度的增长趋势逐渐减弱,加工硬化效应也会逐渐低于线性增长规律,同时晶格畸变能增加,产生变形热效应,促使材料中产生回复过程,材料的硬度增加缓慢.     

机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn合金的结构和性能研究

利用机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn系合金粉末,借助差示扫描量热仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等,研究了Sn含量对合金熔化温度、球磨时间对合金粉末的物相组成及显微结构的影响。研究表明:Sn对合金的熔化温度有显著影响,随Sn含量增加合金熔化温度下降趋势减缓;当Sn含量为30%时,合金熔化温度最低为539.3℃。球磨40 h时,(Ag-Cu28)-30Sn粉料合金化完全,其物相组成为Ag4Sn、Cu3Sn和Cu6Sn5。球磨初始阶段(Ag-Cu28)-30Sn粉料颗粒异常长大,球磨至40 h时合金化完成,颗粒断裂和焊合达到平衡,合金粉末粒度均匀,平均粒径约为5~10μm。     

Ti-5A1-2Mo-3Zr合金的低温形变

对Ti-523合金由室温到-75℃之间的拉伸性能和形变行为作了系统研究,发现淬火态在-75℃拉伸仍保持高塑性,而经回火的试样则塑性较低。两者的强度在低温下均升高,可比室温强度高10%。形变机理则由室温的滑移为主变为低温下的以孪生为主,交替温度可能在-15℃~-30℃之间。低温形变出现一种双重\     

锂硼合金的制备和性能研究

将纯度为99.9%(质量分数)的锂与纯度为90%～99%无定形硼粉按成分配比混合后, 放在特制的坩埚中在受控气氛(氦气和氢气的混合气)中熔炼, 制备出锂含量约70%的热电池阳极材料锂硼合金, 采用X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机、单元电池放电装置等设备对其物相结构、微观组织、力学性能及放电性能进行了检测和分析. X射线衍射和密度测试结果表明: 锂硼合金由自由金属锂和锂硼化合物两相组成, 制得的锂硼合金锭的均匀致密与否与熔炼温度有关. 与目前广泛使用的锂硅合金相比, 锂硼合金作为阳极材料所装配的单元电池在最高电压和放电工作时间这两方面具有更好的性能. 在不同的负载下, 锂硼合金阳极单元电池最高电压较锂硅合金阳极单元电池提高了0.10～0.27 V, 放电时间延长了11.4%～78.1%.     

冷等静压法制备Mo-30Cu合金的组织与轧制性能

采用冷等静压法(cool isostatic pressing,CIP)制得大尺寸钼骨架,对骨架进行渗铜制备Mo-30Cu合金,并在350℃进行温轧,研究CIP压力及熔渗温度和熔渗时间对合金致密度的影响以及合金的轧制性能。结果表明:采用冷等静压法在120~180 MPa压力下可制备孔隙分布均匀,无分层等缺陷的钼骨架,熔渗后坯料的线收缩率随CIP压力增加而逐渐降低,最佳CIP压力为160 MPa;在一定范围内升高熔渗温度与延长保温时间均有助于提高合金致密度;冷等静压–溶渗法制备的高致密Mo-30Cu合金具有较好的温轧性能,有效提高了大尺寸试样的加工性能。CIP压力为160 MPa压制的骨架在1 350℃渗铜6 h后相对密度达到99%以上,合金的温轧变形量可达到65%。     

时效对新型医用Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金组织性能的影响

采用真空熔炼法制备出新型医用Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金,经800℃保温2 h的固溶处理后,在450和500℃下分别时效2,4,8,12 h。通过金相显微镜(OM)和压缩力学性能测试的方法,研究了不同时效温度、时效时间两个工艺参数对Ti-14Mo-2.1Ta-0.9Nb-7Zr合金显微组织、抗压强度和弹性模量的影响,利用X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)对合金物相结构和显微组织进行观察并在能谱仪(EDS)上进行元素成分分析。结果表明:在450和500℃下进行相同时间时效,较高温度下抗压强度较低,弹性模量较高。在相同时效温度下,随时效时间的延长,抗压强度先下降再上升而后又下降,而弹性模量呈先上升再下降又上升的趋势。在800℃×2 h的固溶处理后时效450℃×8 h,抗压强度达到2070 MPa,弹性模量降到37.93 GPa,基本符合临床上硬组织植入物的力学性能要求。     

Zr元素对TZM合金组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了不同Zr元素添加量的TZM合金,研究Zr元素的添加量对高温钼合金的显微组织和性能的影响,通过SEM观察了不同Zr元素添加量的合金显微组织;利用EDS对视场中具有特殊形态的物相进行能谱分析和化学成分分析;使用显微硬度测试仪测试了不同Zr元素添加量的合金在室温下的显微硬度,使用Gleeble-1500热模拟试验机测试了不同Zr元素添加量的合金在1300和1400℃时的应力应变曲线。通过显微组织观察发现TZM合金中存在大量的黑色块状第二相,经能谱测定为Ti和Zr的氧化物、单质,它们的存在能有效地阻碍位错的运动,产生强化效果,并在此基础上分析了TZM合金的组织和强化机制。比较了不同Zr添加量的TZM合金在室温下的显微硬度,分析了不同Zr元素添加量的合金在1300和1400℃的应力应变曲线。发现Zr的添加量在0.07%时试样的显微硬度最大,热模拟实验机的数据显示Zr的添加量在0.07%时TZM合金在1300和1400℃变形抗力都最大。     

Zr与时效处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用TEM、电化学工作站、慢应变速率拉伸机等方法研究了添加微量Zr元素以及T6 （时效）、RRA （回归再时效）、FSA （四级时效）等不同热处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织、力学性能与应力腐蚀性能的影响。结果表明,Al-ZnMg-Cu合金经Zr微合金化后,力学性能、抗应力腐蚀性能均得到明显提升,T6处理可获得最优的力学性能,经RRA和FSA处理后可进一步提升材料的抗应力腐蚀性能。