浇注温度和机械振动对消失模铸造镁合金组织和力学性能的影响

研究结果表明:低的浇注温度有利于细化AZ91D消失模铸件试样的晶粒和提高其力学性能,但低于740℃时晶粒细化程度和力学性能相差不大;机械振动能明显细化不同浇注温度下的消失模AZ91D晶粒,且在740℃温度下细化程度最好;机械振动能大幅提高AZ91D消失模铸件试样的力学性能,其中抗拉强度和断后伸长率相比于铸态的,分别提高了23.2%和20.8%。     

AZ91D镁合金半固态挤压铸造的研究

研究了AZ91D镁合金在不同半固态温度下的挤压铸造。结果表明：半固态等温热处理可以将金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形。AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570℃左右,保温时问25～35min,或加热温度580℃左右,保温时问10～20min。     

基于消失模铸造的AZ91镁合金组织改性研究

研究了机械振动处理技术对AZ91合金在消失模铸造条件下的组织形貌的影响,以及该铸态组织在半固态等温热处理过程中的组织演变,并探讨了振动细化机理和组织演变机理。结果表明:机械振动能显著地细化AZ91合金的铸态组织;在液固相区570℃等温处理时,其铸态组织都能由枝晶转变为球状晶组织,而且振动处理可获得更加细小并且均匀的球状组织。等温处理时间过长时,两种组织都会发生合并长大。     

等温热处理对AZ91D半固态挤压铸造成形的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺对AZ91D镁合金半固态挤压成形的影响.结果表明半固态等温热处理可以将普通金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形.AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570 ℃左右,保温时间25～35 min,或加热温度580 ℃左右,保温时间10～20 min.     

机械振动对消失模-熔模铸造AZ91D镁合金组织的影响

在消失模-熔模铸造AZ91D镁合金的凝固过程中施加机械振动,研究在不同浇注温度、振幅和振动频率下消失模-熔模铸造AZ91D镁合金组织的变化。结果表明,施加机械振动后获得组织中的树枝晶明显减少,随着浇注温度的降低镁合金组织逐渐被细化,但浇注温度过低不利于机械振动发挥最佳效果,在730℃时获得组织较为理想,晶粒主要呈等轴状。随着振动频率的增大,合金组织细化,当振动频率为100Hz时细化效果最好,初生α相的晶粒尺寸仅为166.4μm,β相也基本以细小颗粒状分布。增大振幅能使镁合金晶粒尺寸明显减小,在振幅为1.0mm时获得的晶粒最为细小、圆整。     

添加SiC对不同尺寸AZ91D镁合金坯料半固态组织的影响

AZ91D镁合金经重熔加入0.3%(质量分数)SiC细化后浇注成不同尺寸(直径)的锭料。研究SiC对不同尺寸AZ91D镁合金坯料半固态等温热处理组织的影响。结果表明:未经SiC细化处理AZ91D镁合金的半固态组织存在明显的尺寸效应,从心部到边缘,固相颗粒尺寸由大逐渐变小,如d70mm试样内的固相颗粒尺寸从心部的150μm变为边缘的110μm,并趋于圆整,液相逐渐增多;随着坯料尺寸的增加,由心部到边缘的组织差异进一步加大。SiC细化的AZ91D镁合金坯料经半固态等温热处理后,其组织中的固相颗粒尺寸整体变得细小,d70mm试样内的固相颗粒均不大于80μm,边缘和心部的固相颗粒尺寸变得很相近,在70μm与80μm之间,球化圆整且分布均匀;经SiC处理的半固态压铸件中,气孔等缺陷明显减少。     

振动和合金化对消失模铸造AZ91D组织与性能的影响

振动凝固和Ce—Sb复合微合金化都能明显细化消失模铸造AZ91D镁合金的铸态组织。经振动凝固的铸态组织特征与原始铸态的相差不大，复合微合金化后的细化效果更显著，且经Ce—Sb复合微合金化处理后在α—Mg基体上出现大量弥散分布的颗粒状CeSb相，在晶内和晶界分布着少量的Al11Ce3针状相。两种处理工艺都能使消失模AZ91D试样的抗拉强度和伸长率得到较大幅度提高，其中经Ce—Sb复合微合金化后的常温力学性能提高最大，两种方法都没有使消失模AZ91D试样的断裂方式发生明显改变，但Ce—Sb复合微合金化后的合金铸态断口具有明显的塑性变形特征。     

等温热处理工艺对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变和成形性的影响。结果表明 ,半固态等温热处理可以将普通金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织 ,其演变过程为 :在升温过程中晶界处部分γ相先发生溶解 ,随着温度的升高 ,剩余的γ相开始熔化 ,继而δ相也发生熔化 ,并在等温处理中逐渐演变为球状 ;保温温度越高 ,半固态重熔和δ相演变过程越快 ,保温温度过高或保温时间过长 ,试样易发生变形 ,同时 ,球状晶粒也容易趋于长大。AZ91D镁合金半固态成形所需的最佳工艺条件为加热温度 5 70℃左右 ,保温时间 2 5～ 35min ;或加热温度 5 80℃左右 ,保温时间 15～ 2 0min。     

机械振动对消失模型壳铸造镁合金充型能力的影响

在AZ91D镁合金消失模型壳铸造的浇注过程中施加垂直方向的机械振动,研究了不同的振动频率和振幅对消失模型壳铸造充型能力的影响,并在不同浇注温度下与未振动条件进行了对比分析。通过对不同参数下获得的AZ91D试样的长度和面积进行分析,探讨了机械振动对消失模型壳铸造镁合金充型能力的影响。结果表明,浇注温度不同的镁合金在机械振动下相比于未振动时充型能力得到显著提高,且浇注温度越低,充型能力的提高幅度越大。在浇注温度为690℃时,充型长度提高了75.6%,充型面积提高了82.3%。随着振动频率和振幅的增加,AZ91D镁合金的充型能力逐渐提高,当振动频率为100Hz,振幅为1.0mm时,消失模型壳铸造AZ91D镁合金的充型能力较为理想。     

镁合金在半固态等温热处理过程中的平衡研究

铸态AZ91镁合金加热至液固两相温度区间内,等温热处理后演变成半固态金属.分析了半固态试样的液相率、相变和温度.结果表明:在20min后,经Al-Ti-B变质细化的φ15 mm×15 mm的AZ91D镁合金试样内部达到液相率平衡、相变平衡和温度平衡.     

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.