ECAP与ARB纯铝的微观组织和力学性能的比较

采用ECAP和ARB2种剧烈塑性变形方法对L2纯铝进行加工，对比分析了材料的微观组织和力学性能变化。结果表明，ECAP和ARB都能细化晶粒、增加硬度、提高抗拉强度。但由于ECAP和ARB细化晶粒的机理不同，所以经过相同变形量后纯铝的晶粒细化程度不同，显微硬度和抗拉强度的增幅也不同。ECAP10道次后等轴晶均匀，晶粒大小约为1μm；ARB轧制7道次后超细晶增多，晶粒最小可以细化到500nm左右。     

模压变形5052铝合金的显微组织与室温拉伸性能

对5052铝合金板进行了多道次模压(GP)变形,研究了GP变形道次对其显微组织和室温拉伸性能的影响。结果表明:该铝合金的平均晶粒尺寸随GP变形道次的增加而减小,4道次变形后平均晶粒尺寸由未变形的43.2μm细化到约1.1μm;抗拉强度随GP变形道次的增加而单调递增,伸长率则先快速下降后缓慢升高;4道次GP变形能使5052铝合金在提高抗拉强度的同时保持良好的塑性。     

层错能在剧烈剪切变形时对晶粒细化的影响

基于等通道角挤压晶粒细化技术,研究不同材料在相同工艺条件下为什么其晶粒演化过程会出现较大的差异,提出晶体结构与层错能在等通道角挤压过程中的剧烈剪切变形对纳米/超细晶粒组织塑性变形及晶粒细化机制的影响。试验采用中低层错能的面心立方晶格纯铜和中高层错能的体心立方晶格中碳钢作为试验材料,挤压工艺采用冷挤压和Bc工艺路径。试验结果表明,中高层错能的体心立方晶格金属是以交滑移和位错分割方式使晶粒细化;中低层错能的面心立方晶格金属是以位错分割和孪生方式使晶粒细化。金属层错能越高,剧烈剪切变形时交滑移作用越大,晶粒细化的速度也越快。体心立方结构的钢在等通道角挤压四道次后可获得均匀的纳米/超细晶粒组织,而面心立方结构的铜挤压八道次后才可获得均匀的超细晶粒组织。     

ARB法制备超细晶材料的组织与性能研究

采用累积叠轧焊方法（ARB）对MB2镁合金和1060工业纯铝进行试验,分析了它们变形前后内部微观组织结构的演变和力学性能的变化。结果表明,MB2镁合金平均晶粒细化到1.2μm,抗拉强度由轧制前的235 MPa提高到300 MPa;1060工业纯铝晶粒细化到约400 nm,抗拉强度由轧制前的87MPa提高到220 MPa,硬度由轧制前的37 HV提高到83 HV;2种材料的延伸率在ARB 1道次后下降,并随着轧制道次的增加,材料组织均匀程度提高,抗拉强度变化平缓;MB2镁合金的延伸率回升幅度较大。     

模齿宽度对模压变形纯铜晶粒尺寸与力学性能的影响

采用两种不同模齿宽度的模具分别对纯铜进行室温模压变形,研究了模齿宽度对纯铜可承受的模压道次、晶粒尺寸和力学性能的影响以及晶粒尺寸和力学性能随模压道次的变化。结果表明:模压变形可以有效地细化纯铜的晶粒,且在模齿宽度小的模具中模压变形后的合金有更小的晶粒尺寸和更快的细化速率;纯铜在不同模具下进行变形,都能显著地提高其强度和硬度;模齿宽度对纯铜模压变形后的硬度和强度影响不大,但模齿宽度增大可提高纯铜可承受的模压道次,在模齿宽度较小的模具中变形后合金具有稍高的硬度和稍低的屈服强度及伸长率。     

等径角挤压道次对纯锡显微组织与力学性能的影响

在室温下对纯度为99.99%的锻态纯锡板进行不同道次(0～20道次)的等径角挤压(ECAP),研究ECAP道次对纯锡显微组织和力学性能的影响。结果表明：在ECAP的剧烈剪切作用下纯锡晶粒中产生孪晶,并发生孪晶诱导再结晶,晶粒显著细化,当ECAP道次超过12道次时,晶粒细化效果减弱;随着ECAP道次的增加,纯锡的织构强度和最大取向密度降低,硬度、强度和断后伸长率均增大;与锻态纯锡相比,经20道次ECAP后的硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别提高了9.09%,5.14%,32.08%,144.19%;当ECAP道次数少于8道次时,纯锡的主要强化机制为加工硬化,而当ECAP道次数多于8道次时,主要强化机制为细晶强化。     

Mn18Cr18N护环钢高温多次变形的试验研究

针对Mn18Cr18N反复变形对材料组织性能影响的研究工作,对提高大型护环生产技术水平,促进电站大锻件自主创新和国产化发展具有重要意义。在Gleeble1500D热模拟试验机上采用圆柱试样镦粗和拉伸的方法,研究了Mn18Cr18N在不同变形次数条件下变形抗力的变化规律。结果表明：在1 200℃的试验条件下,变形抗力随变形次数的增加而降低,且两次反复变形细化晶粒的效果最好。     

异步叠轧制备超细晶铜微观组织与力学性能

采用大变形异步叠轧方法制备超细晶铜，对其微观组织和力学性能进行分析。实验结果表明，利用异步叠轧法制备超细晶材料可以达到细化晶粒的目的。大变形异步叠轧后铜的平均晶粒尺寸由50μm细化到100nm；抗拉强度达420．8MPa，为无氧纯铜抗拉强度的1．82倍；屈强比为0．76；延伸率由原始的44％下降到7．2％，且显微硬度显著增加。     

等通道转角挤压对镁锆阻尼合金组织和性能的影响

对铸态Mg-0.6%Zr合金进行了等通道转角挤压(ECAP)变形,采用光学显微镜观察了变形后合金的显微组织,并对不同温度、不同道次变形后的合金进行了显微硬度、抗拉强度及阻尼性能测定。结果表明:合金经过ECAP变形后,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,但随挤压温度的升高发生晶粒长大;显微硬度随挤压道次的增加而增大,抗拉强度在300℃挤压6道次时达到最大值187.80 MPa;合金经400℃挤压1道次后的阻尼性能优于铸态合金的,其他条件下均低于铸态合金的。     

轧制变形量对15Cr氧化物弥散强化钢显微组织与力学性能的影响

采用热等静压工艺制备了15Cr氧化物弥散强化(15Cr-ODS)钢并对其进行轧制,研究了轧制变形量(0,30%,50%,70%)对试验钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：轧制可以提高试验钢的密度,但变形量对密度无明显影响;随轧制变形量增加,试验钢晶粒细化,组织各向异性更加显著,析出相尺寸变大,分布密度降低;轧制后试验钢的显微硬度、室温至600℃的抗拉强度和断后伸长率均提高;随轧制变形量增加,显微硬度增加,但抗拉强度无明显变化。     

尼龙6／铜复合粉末选区激光烧结工艺参数优化及力学性能研究

制备了不同铜粉含量（质量分数）的尼龙6机械混合复合粉末,对复合粉末进行激光烧结,利用扫描电镜对烧结件的形貌进行了表征,通过正交试验优化工艺参数,并研究了铜粉含量对烧结件力学性能的影响。结果表明,铜粉与尼龙表面黏结良好,铜粉均匀分布在尼龙基体中;随着铜粉含量增加,烧结件抗弯强度、抗拉强度显著提高,冲击强度逐渐降低;铜粉含量为50％时,烧结试样抗拉强度为43．28MPa,抗弯强度为77．66MPa,硬度为112HRL,分别比纯尼龙6提高了10．04％、59．27％和39．29％。     

脉冲射流电铸纳米晶铜的组织与性能

采用射流电铸快速成型方法,在脉冲电流条件下制备了铜铸层,研究了脉冲电流频率和峰值电流密度对铜铸层表面形貌、微观组织结构、晶粒大小以及力学性能的影响。结果表明：在高电流密度下制备出的块体纳米晶铜,晶粒尺寸为32-65nm;提高脉冲电流频率和峰值电流密度有利于获得颗粒细小、表面平整的纳米晶铜铸层;制备的纳米晶铜最大抗拉强度高达590MPa,是普通粗晶铜的4．5倍,纳米晶铜的最大伸长率为10％．     

工艺路径对纯铝粉末材料多道次等径角挤扭变形的影响

结合实际变形过程,采用DEFORM-3D对不同变形工艺路径下纯铝粉末材料等径角挤扭(ECAPT)多道次变形过程进行了三维数值模拟。有限元模拟结果表明:A和C工艺路径可在较小的挤压载荷下实现有效的应变累积和均匀的变形分布,是两种较为理想的变形路径;BA和BC两种工艺路径虽然能够使变形材料累积的等效应变量大大增加,但却会造成试样变形分布的严重不均匀。电子背散射衍射(EBSD)实验结果表明,A路径下纯铝粉末材料经4道次等径角挤扭变形后,可获得组织均匀、性能优良的块体超细晶铝,材料平均晶粒尺寸约为0.8μm,抗压强度高达123.3MPa,验证了前述模拟结果的可靠性。     

高导电耐磨铜基复合材料的研究

用冷压-烧结-热挤压工艺制备了SiCp／Cu复合材料，得到组织均匀、致密、导电导热的复合材料。干磨损试验结果表明，随着SiC含量的提高，复合材料具有更高的耐磨性；SiC颗粒增强物的加入减小了材料的粘着磨损，使复合材料在高载荷条件下具有更为优越的耐磨性。SiC体积分数不超过15％的铜基复合材料具有比铬锆铜合金更高的导电、导热性能和耐磨性。     

定向凝固技术制备多孔铜及其力学性能

利用铜与氢在高温下发生的共晶反应,采取定向凝固的方法制备出孔隙率大于15%的多孔铜基材料,并研究了其显微组织和力学性能.结果表明:只有在高压力下发生的共晶反应才能制备出沿凝固方向生长的细长孔隙和沿垂直于凝固方向呈规则圆形分布的多孔材料,其抗拉强度较其它方法制备的高2～3倍,而且气孔的存在能较好地吸收弹性能.     

激光选区烧结超高分子量聚乙烯工艺及性能

研究了激光选区烧结(SLS)成型工艺中不同工艺参数以及后续热处理工艺对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料成型性能的影响。通过调整扫描间距、激光功率、扫描速度等不同工艺参数,描述了SLS成型UHMWPE零件的致密度、拉伸强度以及断裂伸长率,并对热处理前后的SLS成型UHMWPE零件的力学性能进行了比较。结果显示,致密度、拉伸强度、断裂伸长率总体上与激光功率呈正相关关系,与扫描间距、扫描速度呈负相关关系。经热处理后,SLS成型UHMWPE零件的力学性能有明显提高,致密度达到95.12%,抗拉强度达到24.08 MPa,断裂伸长率达到334.82 MPa。实验结果表明:SLS成型UHMWPE零件与模塑成型UHMWPE零件性能尚有差距,仅优化成型工艺不足以得到理想性能,但经热处理后,零件性能基本满足使用要求。     

Development of electrically conductive hybrid nanofibers based on CNT‐polyurethane nanocomposite for cardiac tissue engineering

Conductive nanofibers have been considered as one of the most interesting and promising candidate scaffolds for cardiac patch applications with capability to improve cell–cell communication. Here, we successfully fabricated electroconductive nanofibrous patches by simultaneous electrospray of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) on polyurethane nanofibers. A series of CNT/PU nanocomposites with different weight ratios (2:10, 3:10, and 6:10wt%) were obtained. Scanning electron microscopy, conductivity analysis, water contact angle measurements, and tensile tests were used to characterize the scaffolds. FESEM showed that CNTs were adhered on PU nanofibers and created an interconnected web‐like structures. The SEM images also revealed that the diameters of nanofibers were decreased by increasing CNTs. The electrical conductivity, tensile strength, Young's modulus, and hydrophilicity of CNT/PU nanocomposites also enhanced after adding CNTs. The scaffolds revealed suitable cytocompatibility for H9c2 cells and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). This study indicated that simultaneous electrospinning and electrospray can be used to fabricate conductive CNT/PUnanofibers, resulting in better cytocompatibility and improved interactions between the scaffold and cardiomyoblasts.     

复合掺杂CeO_2显微特征观测

本文对复合掺杂的CeO_2基电解质材料的断口和表面形貌进行了扫描电镜观察,发现用Sm_2O_3和Gd_2O_3共同掺杂CeO_2基电解组质分(CeO_2)_(0.8)(Sm_2O_3)_(0.1)(Gd_2O_3)_(0.1),随着烧结温度的提高,晶粒持续长大,由1400℃烧结时的2～3μm长大到1600℃烧结时的10～12μm,单位尺寸内的晶界数量减少;各温度烧结样品的断口都呈穿晶断裂。随着烧结温度的提高,电导率下降,原因可能是由于晶间玻璃相的增多。     

Effects of solution treatment and sheath on mechanical properties of Al7075 processed by ECAP

Al7075 as a hard-to-work alloy is processed difficultly by Equal channel angular pressing (ECAP) at room temperature. In this paper, experiments were conducted at several heat treatment conditions and also with a new developing strategy using sheath copper to process this alloy at room temperature. Mechanical properties were evaluated by tensile and micro hardness tests. The results demonstrated that the ultimate and yield strength of ECAPed aged samples improved. Tensile test of 4 pass processed samples with copper sheath indicated an increase in the strength in comparison with samples without sheath. The hardness test results showed more uniform distribution of hardness in their cross section for copper sheath casing samples. It was found that by increasing the copper sheath thickness, the hardness variation decreased while the average hardness increased. By considering the time limitation for the process, only solid solution samples without sheath could be successfully ECAPed in 2 passes and samples with sheath could be ECAPed only in one pass.