定向凝固K17G镍基高温合金

本文研究定向凝固K17G合金显微组织特点及其与凝固时冷却速率关系,当冷却速率在0.4～1.0℃/秒时,其尺寸、数量与冷却速率平方根成反比。热处理对显微组织和机械性能有重要影响,重新析出的细小γ′相数量与固溶温度有关,尺寸则取决于时效温度(相同时效时间)。经1220℃/4小时/空冷加900℃/16小时/空冷热处理后,760℃66公斤/毫米~2的持久寿命为300～450小时,是普通铸造K17G合金的3～4倍;持久塑性δ在15%左右,约为普通铸造合金的4倍。对蠕变过程中MC碳化物及γ-γ′共晶断裂,也作了一些探讨。     

铸态和喷射成形态ZA35-3.5Mn合金在沸水中的腐蚀行为

采用喷射成形技术和普通铸造方法制备了含3.5%Mn的ZA35合金,在沸水中研究两种形态合金的腐蚀行为。结果表明:喷射成形态合金腐蚀动力学曲线为抛物线型,其速率常数为2.14×10-3mg2.cm-4.s-1,腐蚀速率远远低于符合直线动力学规律的铸态合金;铸态合金腐蚀产物中含有MnO相,而喷射成形态合金的腐蚀产物中未出现MnO相;铸态合金中MnAl6多存在于晶界,η相和MnAl6为阴极,α相为阳极优先溶解;喷射成形态合金无MnAl6相析出,组织均匀细小,α相作为阳极溶解时,腐蚀产物Al(OH)3很容易在作为短路扩散的细小晶界上产物阻挡,阻止侵蚀性介质的进入,从而减缓腐蚀。     

Zn含量对Mg-9Al镁合金显微组织的影响

通过光学显微镜、扫描电镜和万能力学试验机等设备研究了Zn含量对镁合金铸态和半固态显微组织变化的影响。研究表明,随着Zn含量的增加,合金的铸态显微组织得到了细化,合金的半固态组织的晶粒明显细小、圆整。当等温热处理温度为570℃、保温时间为30min时,半固态显微组织最好,其中,Mg-9Al-1Zn合金的颗粒尺寸为74μm,Mg-9Al-3Zn合金的颗粒尺寸为68μm,Mg-9Al-5Zn合金的颗粒尺寸为57μm。     

半固态高压铸造AZ91D镁合金的显微组织与力学性能

通过降低浇注温度来制备半固态料坯,再将料坯重熔至半固态,最后运用高压铸造技术成型摩托车用AZ91D镁合金零件;用光学显微镜、拉伸试验机和硬度仪等研究了成型零件的显微组织和力学性能。结果表明:半固态料坯的组织由初生α-Mg相、次生α相和γ-Mg17Al12相共晶组织构成,降低浇注温度可使组织细化;重熔后组织由未熔的α-Mg固熔体和部分液相转变相组成;经过半固态高压铸造成型后,零件显微组织由未熔的α-Mg相与网状分布的共晶相组成;用该工艺制备零件的力学性能受到组织缺陷和铸件内部缺陷的影响较大,需要进一步优化半固态成型工艺。     

粉末冶金法制备镁-硅-锆合金的组织及性能

采用粉末冶金方法制备了镁-硅-锆合金,并研究了硅含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金粉在球磨过程中没有发生合金化,锆、硅、镁仍以单质形式存在;合金粉成型烧结后有Mg_2Si新相生成,且该相的数量随硅含量的增加而增多;合金的抗弯强度和硬度也随着硅含量的增加而增大,且当硅质量分数为6%时抗弯强度达到132 MPa。     

n-SiCP/AZ61镁基复合材料的半固态压缩变形行为

采用Gleeble1500D模拟试验机,对半固态n-SiCP/AZ61复合材料进行触变等温压缩试验,分析不同因素(应变速率、变形温度、增强相质量分数)对真实应力-应变曲线的影响,并对其触变压缩变形机制和触变压缩后的显微组织进行探讨和研究.结果表明:当增强相质量分数相同时,随着应变速率的减少,真实应力出现下降;随着应变温度的增加,真实应力-应变曲线的峰值应力值显著减小.随纳米SiC颗粒质量分数的增加,n-SiCP/AZ61复合材料在半固态条件下触变压缩变形过程中的变形抗力也相应增加.复合材料在触变压缩变形过程中,其变形过程可分为"上升"、"下降"和"平稳"三个阶段,第一阶段的主要变形机制为固相颗粒间的滑移机制和固相颗粒的塑性变形;第二阶段的主要变形机制为液-固相颗粒混合流动机制、固相颗粒间的滑移机制和固相颗粒的塑性变形;第三阶段的主要变形机制为固相颗粒间的滑移机制和固相颗粒的塑性变形.     

不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织与性能

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机等设备对不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能等进行了研究。结果表明:当固溶温度在980~1 050℃之间时,合金的晶粒尺寸变化不明显,当固溶温度高于1 050℃时,晶粒尺寸以较快的速率增大;随着固溶温度的升高,合金的硬度和抗拉强度逐渐降低,伸长率不断增大;晶界析出相主要是由富含铬、钼的M_(23)C_6碳化物和含铬、镍、铁、钼的金属间化合物组成,晶界析出相的数量随着固溶温度的升高呈现先增多后减少的趋势,固溶温度为1 015℃时晶界析出相最多,此时合金的耐晶间腐蚀性能最差。     

球形铸造碳化钨颗粒对堆焊层组织及耐磨性能的影响

将不同含量和粒径的球形铸造碳化钨颗粒添加到雾化铁粉中制备堆焊焊条,然后在Q235钢表面进行氧-乙炔火焰堆焊来获得堆焊层,研究了球形铸造碳化钨颗粒的含量和粒径对堆焊层显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明:堆焊层中球形铸造碳化钨颗粒边缘有明显的溶解现象,粒径越小,溶解现象越明显;随球形铸造碳化钨颗粒含量的减少,堆焊层中的鱼骨状莱氏体组织减少,随球形铸造碳化钨粒径的减小,莱氏体组织逐渐粗化;球形铸造碳化钨颗粒的含量越高,粒径越小,堆焊层的硬度越高,耐磨性越好。     

AlCoCrFeNiTiSi高熵合金在酸性介质中的耐蚀性

研究AlCoCrFeNiTiSi高熵合金在5%、10%、12%和30%硝酸溶液中的腐蚀行为,并与铸造铝硅合金ZL104相比较。采用LK2005A电化学工作站测得其极化曲线;并通过浸泡腐蚀实验,测得其腐蚀速率。结果表明:AlCoCrFeNiTiSi高熵合金在不同浓度的硝酸溶液中的腐蚀率均低于铸造铝硅合金;随着腐蚀时间的延长,高熵合金的腐蚀逐渐加重,但经过一段时间后,达到一个相对稳定状态,腐蚀率增速减缓。     

固溶温度对ZK60镁合金耐腐蚀性能的影响

在不同温度(200~300℃)下对铸态ZK60镁合金进行固溶处理,采用扫描电子显微镜观察不同温度固溶后合金的显微组织,并采用质量损失法和电化学方法研究了不同温度固溶后合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中第二相的含量减少且由连续分布变为不连续分布;随着固溶温度的升高,合金的腐蚀速率先升高后降低;经300℃固溶处理后,ZK60镁合金的耐腐蚀性能最好,其腐蚀速率为4.575 2mm·a~(-1),自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为0.011 639mA·cm~(-2)和-1.511 0V。     

TiC颗粒对铁-碳-铬-硅合金堆焊层显微组织及耐磨性的影响

用埋弧焊制备铁-碳-铬-硅合金堆焊层,通过显微组织观察、硬度测试和耐磨性能试验等方法研究了外加TiC颗粒含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明:不同TiC含量的铁-碳-铬-硅合金堆焊层基体组织均为α-Fe,随TiC含量增加,初生M7C3颗粒尺寸从40~80μm逐渐减小至15~25μm,颗粒数量增多,分布弥散,且出现了TiC2和TiC等增强相;弥散密集分布的M7C3颗粒有利于堆焊合金层表面均匀磨损,避免因粗大脆性共晶优先磨损引起的过早失效,显著改善了耐磨性;该合金堆焊层的耐磨性随TiC含量的增加先增强,接着减弱,然后再增强,其主要磨损机理由微观断裂转变为微切削。     

Al-Fe基合金的半固态压缩变形特性

Al-Fe基合金具有较好的耐热性,但力学性能差.利用半固态成形技术制备该合金,可以有效地提高合金的力学性能,使该合金具备应用价值.由于合金的半固态成形工艺与它在半固态条件下的变形行为密切相关,因此,系统地研究Al-Fe基合金半固态条件下的压缩变形行为,可以为该合金的半固态成形工艺制定提供依据.采用INSTRON-5500R型电子万能试验机进行压缩变形试验,研究不同变形速率、变形程度以及变形温度,对电磁搅拌的Al-Fe基合金在半固态条件下,真实应力与真实应变的变化规律.试验结果表明:变形速率不同时,随着变形速率的增加,变形抗力增加;变形程度不同时,随着变形程度的增加,合金的总应变增加,试样中心部位的晶粒尺寸有减小的趋势且液相比例明显减少,而试样的边缘则变化不明显;变形温度不同时,真实应力的峰值随变形温度的降低而急剧增大,稳态应力变化则较小,中心部位的晶粒尺寸随着变形温度的降低而减小,液相比例也随之减少.     

高铝青铜Cu-14%Al-X合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀性能

通过静态浸泡腐蚀试验、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了一种新型高铝青铜合金Cu-14%Al-X在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为。结果表明：在NaCl溶液中,Cu-14%Al-X合金有良好的耐蚀性能,当温度由20 ℃上升到80 ℃时,该材料的失重腐蚀速率由0.032 4 mm/a增加到了0.131 2 mm/a;合金中的(α+γ2)共析相和β’相、α相、K相相比,具有优先腐蚀倾向。腐蚀后试样表面Al、Mn元素的含量明显下降,Cu的含量明显增加,可见,合金发生的主要是脱铝腐蚀。     

固液混合铸造Al-10Cr合金的耐磨损性能

采用固液混合铸造新技术制备了Al-10Cr合金,并对其显微组织和耐磨性进行了研究.结果表明：固液混合铸造能明显细化Al-10Cr合金的析出相,使其均匀圆整,所制备的合金耐磨性特别是高温耐磨性能优于传统铸造和半固态铸造合金;粉末粒度为74～175 μm、粉末与熔体的质量比为0.4时,合金的磨损率最小;室温干滑动磨损机制主要为磨粒磨损,高温干滑动磨损机制则主要为磨粒磨损和粘着磨损相结合.     

液固温区A356合金瞬态流变行为的研究

采用自行研制的流变装置进行瞬态流变试验,研究了切应变速率突变对液固温区不同初生α相形态A356合金瞬态流变行为的影响规律。初生α相形态是以切应变速率为141.8s-1的等温剪切获得的不同程度的退化枝晶。研究表明,等温剪切过程将使半固态合金的初生α相逐渐退化,表现为表观粘度逐渐降低直至达到平衡态。对试验结果进行回归分析,得出表观粘度与时间的瞬态流变经验方程,以及方程参数与半固态合金初生α相形态和切应变速率之间的关系。由研究结果可知,随着初生α相形态由发达枝晶向球状晶变化,半固态合金剪切稀释或伪塑性越显著,同时对时间具有更加强烈的依从性,从而具有更明显的触变性。     

淬火冷却速率对Zr-4合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

将Zr-4合金加热至1 000℃保温5 min后分别以200,20,2,0.2,0.02℃·s^-1的速率冷却到室温,研究淬火冷却速率对合金显微组织以及在360℃/18.6 MPa水中腐蚀行为的影响。结果表明：随着冷却速率由200℃·s^-1降至0.02℃·s^-1,合金中α相板条的平均宽度由1.4μm增加到28.0μm,第二相颗粒平均粒径由38 nm增大到580 nm;当冷却速率为200,20,2℃·s^-1时,第二相颗粒主要分布在α相板条晶界处,而当冷却速率为0.2,0.02℃·s^-1时,在α相板条晶界和晶内均有分布;当冷却速率由200℃·s^-1降到0.2℃·s^-1时,第二相颗粒尺寸的增大有助于释放氧化膜中的压应力,提高合金的耐腐蚀性能;当冷却速率为0.02℃·s^-1时,第二相颗粒周围萌生大量微裂纹,耐腐蚀性能降低。0.2℃·s^-1冷却速率下的耐腐蚀性能最好,氧化膜断口中的ZrO₂     

钨含量对钴-铝-钨合金中γ′强化相的影响

为了解元素钨含量对新型钴-铝-钨合金中γ′强化相的影响,用燃烧合成法制备了不同钨含量的合金,通过SEM、XRD、EPMA、DSC等方法分析了钨含量对合金中γ′强化相形貌、数量以及稳定性的影响。结果表明:钴-铝-钨合金显微组织是由富钴基体及其γ′-Co3(Al,W)强化相和少量碳化物组成;γ′-Co3(Al,W)强化相比Co3Al具有更好的稳定性,随着钨含量的增加,合金的液相线温度升高,强化相的数量也增加;当钨质量分数为26.36%时合金中γ′强化相的稳定性最好。     

模拟体液环境下增材制造各向异性对TC4合金腐蚀磨损性能的影响

为揭示在体液环境中选择性激光熔化技术（SLM）制备的不同取向的TC4合金耐腐蚀磨损性能差异,采用摩擦与电化学联用的腐蚀磨损测试方法,在0.3~1.0 N载荷下,在PBS磷酸盐缓冲液中研究不同取向（0°、45°、90°）的TC4合金试样以及传统锻造态TC4合金试样的腐蚀磨损性能。研究结果表明：SLM增材制造TC4合金试样在不同取向上均以细针状α′相（hcp）为主以及少量β相（bcc）,导致SLM试样的平均显微硬度明显高于锻造态TC4合金;不同取向试样的α′相和β相含量有细微的差异,其中0°取向的试样因其最多的α′相而表现出最高平均显微硬度;TC4合金在较低载荷时主要磨损机制为磨粒磨损,在较高载荷时转变为以腐蚀磨损为主,而0°取向的SLM试样因其大量且均匀细小的高强度细针状α′相而表现出最高的耐蚀性和抗腐蚀磨损性能;载荷为0.5 N时,研究的4种试样表现出最大的磨损率差异,其中0°取向试样的磨损率相比45°、90°取向试样和锻造态TC4合金试样分别降低了41.6%、54.7%、75.7%。研究表明,由增材制造逐层堆积方式引起的TC4合金的各向异性会对腐蚀磨损性能造成显著影响,这在医用植入物中为提升具体摩擦面的腐蚀磨损性能而优化增材制造的结构设计具有一定的借鉴意义。     

时效处理对热轧铜-锌-铬合金导电性能的影响

研究了不同时效工艺对热轧铜-锌-铬合金导电性能的影响,并对最优工艺处理后合金的组织及相组成进行了分析.结果表明:试验条件下,Cu-17Zn-0.4Cr合金的最佳生产工艺为930℃热轧后淬火 550℃×1 h时效,合金的电导率为55.1%IACS;热轧温度一定时,随着时效温度升高,电导率先增大后减小,存在电导率最大值;热处理工艺一定时,则热轧温度越高,电导率越低.     

热处理对GH4169合金组织及低周疲劳寿命的影响

采用三种热处理工艺对GH4169合金进行处理,研究了处理后合金相应的显微组织以及在应变幅1.0%,0.8%和0.5%下的常温低周疲劳性能。结果表明:采用三种工艺热处理后,GH4169合金的组织中均析出了δ相,热处理前后的晶粒尺寸相差较小;在固溶和双时效处理之间增加了900℃固溶处理后,δ相在合金中的析出量增加,且保温时间长的δ相含量更多;GH4169合金的疲劳寿命几乎不受δ相析出量的影响,其疲劳断口在相同应变幅下都呈现出相似的形貌,裂纹源数量均随着应变幅的增加而增多。