7050/Gr复合材料的制备及性能研究

采用热压和粉末包套挤压方法制备7050和7050/Gr材料,测试力学性能和内耗性能,利用金相显微镜和透射电镜观察材料组织。结果表明:通过热压制备的7050/Gr复合材料力学性能很低;粉末包套挤压制备的7050/Gr复合材料随Gr含量提高,7050/Gr的强度、弹性模量下降,伸长率也降低;热处理后复合材料的强度大幅度提高,T6态时强度最高,7050/4Gr、7050/5Gr的抗拉强度和伸长率分别为535 MPa、9.5%和526 MPa、3.5%;内耗测试结果表明,7050/5Gr复合材料的内耗比7050合金的内耗高,它们的内耗值均随测试频率降低和测试温度升高而增加,7050/5Gr复合材料的内耗属动滞后型的复相型阻尼合金的内耗机制。     

冷速对固溶态ZA27合金组织与阻尼性能的影响

对铸态ZA27合金进行365℃×3 h的固溶化处理后分别随炉冷却和空冷。利用扫描电子显微镜观察合金的室温组织,采用悬臂梁共振法测试室温下合金的声频阻尼性能。结果表明,固溶态ZA27合金炉冷后的室温组织由层片状α+ η+ε三相组成,而空冷后的室温组织由层片状α相+η相及少量没有完全分解的β相组成。空冷后的合金的层片间距比炉冷后的合金的小。阻尼测试结果表明,空冷后的合金阻尼能力高于炉冷后的合金阻尼能力,空冷合金的阻尼能力比炉冷合金的阻尼能力高约40%。分析认为空冷合金与炉冷合金阻尼能力的差异是由于组织中层片间距不同造成的。     

时效时间对ZA35-1.35Si-0.3Zr合金组织及电化学性能的影响

用金相显微镜、XRD、扫描电镜以及电化学工作站,研究不同时效时间对ZA35-1.35Si-0.3Zr合金组织和电化学性能的影响。结果表明:固溶时效处理可以有效减小ZA35-1.35Si-0.3Zr合金晶粒尺寸,提高其电化学性能;时效时间为6 h时,合金晶粒尺寸最小,第二相数量明显增多且颗粒细小、分布均匀;在6 h时效时间下合金的电化学性能最好,腐蚀电流密度比铸态ZA35-1.35Si-0.3Zr合金降低71.9%;时效处理ZA35-1.35Si-0.3Zr合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中电化学性能增强的主要原因是合金的容抗弧变大,极化电阻增加,腐蚀速率降低。     

冷却速率对ZA35-0.3Sr合金组织和性能的影响

利用水平Bridgman定向凝固装置,对ZA35-0.3Sr合金进行定向凝固实验,研究冷却速率对ZA35-0.3Sr合金组织和性能的影响。结果表明:在牵引速率为200μm/s条件下,定向凝固ZA35-0.3Sr合金组织由枝晶向等轴晶转变,晶粒细化效果显著,当载荷为120 N,合金磨损率最低,为0.014 9 g/(s·m2);牵引速率增大,合金硬度先升高后下降,牵引速率为200μm/s,合金硬度最大,为132HB。     

铝锂合金的内耗研究

研究了铝锂二元和五元合金的内耗。采用倒扭摆法,测定了不同热处理和时效状态的铝锂合金在升温和降温过程中的内耗和剪切模量。测量频率为0.3～5.0Hz。观测到了铝锂二元和五元合金中各自不同的内耗峰(即晶界内耗峰,Ke Peak)。实验表明,与纯铝和传统的铝合金相比,铝锂合金葛峰的峰高值比较低,并且对应葛峰的温度较低。根据晶界粘滞性滑动模型,上述实验结果可以归因于溶质原子Li及其沉淀相δ′(Al_3~(?)Li)和凸(AlLi)对晶界滑动的阻尼。还对铝锂合金在不同热处理状态下的显微组织结构进行了透射电镜观察。     

等通道角挤压对Mg-0.6%Zr合金力学性能和阻尼性能的影响

采用金相组织分析、显微硬度测试和DMA阻尼技术研究等通道角挤压对铸造Mg-0.6%Zr合金(质量分数)结构与性能的影响。研究结果表明,Mg-0.6%Zr合金经过ECAP变形时,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,并随挤压温度的升高发生晶粒长大;变形后合金的室温力学性能明显改善,与铸态合金相比,显微硬度和拉伸强度均随挤压道次(1、2、4、6)的增加而增加,且合金经400℃挤压一道次后的阻尼性能优于铸态合金。     

热处理对356铝合金阻尼性能影响的研究

研究了热处理对 35 6铝合金的组织和阻尼性能的影响。结果表明 ,铸态变质组织由发达α相枝晶和α +β共晶体组成 ,其中硅相 β呈块状和短条状。经过 5 35℃保温 5h后水冷的固溶化处理 ,硅相基本变成了细小圆形质点相 ,而α相枝晶宏观组织变化不明显。在 15 0～ 2 5 0℃的温度区间内进行的时效处理对硅相形态和α相的宏观组织亦没有明显影响。 35 6合金铸态试件的阻尼值较低 ,仅为 5 .5 4× 10 -4。固溶并淬火态合金阻尼为 6 .4 7× 10 -4。对合金在 15 0℃下保温 4h后空冷的退火处理 ,阻尼增至 1.11× 10 -3 ,但当时效温度过高时 ,阻尼反而下降。 35 6合金的阻尼主要是位错阻尼引起的 ,即外加交变应力作用下的位错振荡耗能     

Si对ZA35合金组织和摩擦磨损性能的影响

以不同Si含量的ZA合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜及摩擦磨损试验研究Si对ZA35合金的组织和耐磨性的影响。结果表明:适量Si加入可以有效细化晶粒,提高ZA35合金的耐磨性,当Si的质量分数为1.35%时,粗大树枝晶转变为细小碎块状且组织均匀,细化效果最优;随Si含量的增多,摩擦磨损性能逐渐增强,当Si的质量分数为1.8%时,与ZA35合金相比,磨损量减少76.7%,摩擦因数降低46.9%。     

Al-Cu合金中合金元素的热力学计算与分析

利用Jmat-Por软件,模拟计算Al-Cu合金的凝固路径及合金中主要相DO22、DO23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,合金的微观组织与计算机模拟结果基本一致。热力学计算结果显示:在固定Ti含量为0.3%的条件下,DO22和DO23相的生成数量随Zr含量的增加而增加,生成温度区间分别为852~860℃与756~820℃;在固定Zr含量为0.35%的条件下,DO22和DO23相的生成数量随Ti含量的增加而增加,生成温度区间分别为819~859℃与779~820℃。     

热处理对化学沉积镍磷合金层耐磨性的影响

热处理能显著提高化学沉积镍磷合金层的硬度和耐磨性,在390～400℃热处理1小时,镍磷镀层具有最大硬度值。磷含量对最大硬度值的影响不大;高磷的化学沉积镍磷合金层的耐磨性随加热温度的升高而增加,影响极其显著。为了改善高磷化学沉积镍磷合金层的耐磨性,应在600～700℃热处理1小时,使其显微组织转变为α(Ni)+Ni_3~-P相机械混合物为宜。     

AZ80+0.4％Ce挤压态镁合金热成形行为研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为300~420℃、应变速率为0.000 5~0.500 0 s~(-1)条件下对AZ80+0.4%Ce变形镁合金进行热模拟实验,研究该合金的高温流变行为。用ZIESS PL-A662数码光学显微镜分析温度与应变速率对合金显微组织演化规律的影响。结果表明:应变速率一定时,流变应力随温度的升高逐渐降低;变形温度一定时,合金的流变应力随应变速率的增大而升高。合金的显微组织演化过程为变形温度较低时,存在大量未结晶的粗大晶粒,动态再结晶进行不完全,温度升高后,动态再结晶进行较完全;动态再结晶晶粒尺寸随应变速率的增加而减小。最后,以经典的Arrhenius本构关系模型为基础,采用线性回归方法建立AZ80+0.4%Ce变形镁合金的流变应力本构模型,对比峰值应力的实验值与计算值,平均相对误差仅为6.00%。     

变形Zn-16Al合金退火硬化行为研究

通过对Zn-16Al合金采用铸造,挤压和热处理等研究方法,结合金相、X-射线衍射等分析手段,研究ZA16合金在不同热处理状态下的组织结构与力学性能的关系。发现由于退火导致的变形ZA16合金强度和硬度升高的现象。揭示ZA16合金的组织结构演化与材料性能之间的变化规律。     

二次加热对Al-0.3Ce合金半固态组织的影响

研究二次加热过程中Al-0.3Ce合金半固态组织的演化。结果表明:随保温温度的升高,初生固相颗粒逐渐球化,尺寸减小;随保温时间的延长,初生固相颗粒的圆整度提高,颗粒尺寸先减小后变大;当保温温度为655℃、保温时间为90 min,可获得最优的半固态组织。     

基于ANN的喷射沉积ZA35合金热挤压工艺优化研究

采用人工神经网络的方法,研究了挤压比、挤压比压和挤压温度对喷射沉积ZA35合金力学特性的影响,建立了喷射沉积ZA35合金热挤压工艺的人工神经网络模型。模型的输入参数为挤压比、挤压比压和挤压温度,输出参数为合金的抗拉强度和伸长率,该模型可以预测ZA35合金在不同热挤压工艺参数下的力学特性,也可以优化热挤压工艺参数。模型结果与实验结果吻合良好,推荐喷射沉积ZA35合金热挤压工艺参数：挤压比压为430 MPa,挤压比为12,挤压温度为260℃。     

基于ANN的喷射沉积ZA35合金热挤压工艺优化研究

采用人工神经网络的方法,研究了挤压比、挤压比压和挤压温度对喷射沉积ZA35合金力学特性的影响,建立了喷射沉积ZA35合金热挤压工艺的人工神经网络模型。模型的输入参数为挤压比、挤压比压和挤压温度,输出参数为合金的抗拉强度和伸长率,该模型可以预测ZA35合金在不同热挤压工艺参数下的力学特性,也可以优化热挤压工艺参数。模型结果与实验结果吻合良好,推荐喷射沉积ZA35合金热挤压工艺参数:挤压比压为430 MPa,挤压比为12,挤压温度为260℃。     

Ni对ZA35合金电化学腐蚀行为的影响

采用电化学腐蚀实验和组织分析,研究合金元素Ni对ZA35合金在3.5%的NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响。结果表明:元素Ni能够细化晶粒,使粗大的树枝晶组织转变为团聚状组织,一次枝晶臂由细长变得短粗且圆整;加入质量分数为0.5%的Ni后,ZA35合金的显微组织得到细化,腐蚀电流密度降低,耐蚀性能得到明显改善。     

热挤压对喷射沉积TiCp/ZA35复合材料力学性能的影响

采用热挤压对喷射沉积TiCp/ZA35复合材料进行致密化处理,分析挤压比压、挤压温度、挤压比及挤压速率对复合材料力学性能的影响。结果表明:热挤压后,TiCp/ZA35复合材料中反应生成的增强相TiC颗粒在晶界和晶内分布均较均匀,组织中析出MnAl6强化相,相对密度提高;当挤压比压为430 MPa,温度为285℃,挤压比为12,速率为8 mm/s时,挤压后复合材料的抗拉强度为485.0 MPa、伸长率为9.53%。     

含氮铁锰合金阻尼性能和力学性能的研究

采用内耗检测技术研究了氮对Fe-14.1Mn和Fe-16.5Mn合金的阻尼性能的影响,也研究了氮对Fe-Mn系合金的相组成和力学性能的影响。研究结果表明:Fe-14.1Mn比Fe-16.5Mn合金具有更高的阻尼性能;合金中分别加入质量分数为0.2%的氮,两种合金的阻尼性能略有改变,同时Fe-16.5Mn合金的bσ从465 MPa增加到695 MPa,η从3.7%增加到12.6%,而Fe-14.1Mn合金的bσ从470 MPa增加到690 MPa,η从5.4%降到4.0%。     

K403镍基高温合金的高温拉伸断裂行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究镍基高温合金K403在应变速率为0.01~10 s-1、温度为850~1 000℃条件下的高温拉伸变形行为,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段,分析拉伸变形后的显微组织及高温断裂机制。结果表明:随应变速率的增大,合金的峰值应力和断裂应力增大,断面收缩率和断裂应变则减小;而随变形温度的升高,合金的峰值应力和断裂应力降低,断面收缩率和断裂应变增大;850℃拉伸后变形组织中存在大量的位错胞状结构,随着变形温度的升高,变形组织中的位错密度减小;拉伸断口呈枝晶组织断裂特征,随着变形温度的升高,合金断裂方式由准解理断裂向沿晶断裂转变。     

挤压比压对喷射沉积ZA35-3.5Mn合金组织及力学性能的影响

利用喷射沉积工艺制备ZA35-3.5Mn合金,研究挤压比压对其微观组织及力学性能的影响。结果表明:挤压比压由400 MPa升至460 MPa,锭坯合金晶粒逐渐细小,挤压比压再升高,合金组织变粗大,挤压后合金中析出富锰相。随着挤压比压的增加,抗拉强度、硬度及伸长率增加,当挤压比压为460 MPa,综合力学性能达到最大,挤压比压继续增加,抗拉强度和硬度略上升,而伸长率明显下降。