含有等轴枝晶的塑性大块金属玻璃复合材料

利用低压铸造/水冷铜模急冷成形装置,翩备Zr56.2Ti13.8Nb5.0Cu6.9Ni5.6Be12.5大块金属玻璃(BMG)基体内生复合材料.铸态试样外观尺寸为50mm×50mm×3mm,具有bccβ-Zr固溶体/玻璃基体两相微观组织.其中,β相为细小等轴状树枝晶,体积分数约20%,平均成分为Zr64.66Ti15.40Nb15.13Cu2.90Ni19.0.DSC曲线显示,基体的玻璃转变温度(Tg)、晶化反应开始温度(Tx)和过冷液相区宽度(△Tx)分别为619,664和45K.室温压缩时,复合材料断裂前的纯塑性应变达到7%,并具有1800MPa的极限断裂强度.     

氧化铝/锌合金界面反应及其对复合材料凝固组织的影响

利用挤压铸造制备了氧化铝／锌合金复合材料,研究了氧化铝／锌合金界面反应及其对复合材料凝固组织的影响．结果表明,复合材料的基体组织细小,合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体的结合;在复合材料凝固过程中,氧化铝纤维可作为锌合金中共晶体非自发形核的衬底,纤维／基体界面上的硅在共晶体的共生生长过程中起了领先相作用,导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变组成．     

应变速率对马氏体相变非晶复合材料力学行为的影响

金属玻璃具有较高的硬度、高断裂强度和良好的耐腐蚀性能,但室温塑性较差而限制了广泛应用,因此在金属玻璃中引入晶体以提升金属玻璃的力学性能。通过分子动力学模拟研究非晶/晶体双相复合材料,有助于深入理解非晶/晶体双相复合材料的性能和变形机制。采用分子动力学模拟方法研究了不同应变速率对金属玻璃复合材料力学性能的影响,同时在300 K环境温度下对块状B2-CuZr晶体/Cu₅₀Zr₅₀非晶复合材料进行压缩实验。结果表明：随着压缩应变速率增加材料的整体强度提高,与应变速率为2×10⁸s^-1和2×10⁹ s^-1的样品相比,压缩应变速率为2×10¹⁰ s^-1时样品的屈服强度最高达7.8 GPa;随着压缩速率的增加,材料中晶体原子发生相变的数量也增多,样品中块状晶体没有发生明显的偏转,剪切带扩展路径受到阻碍;样品应力应变曲线上出现独特的二次硬化曲线,与另外两种应变速率下样品相比,压缩应变速率为2×10¹⁰ s^-1时样品的强度和塑性均有增加。该研究结果对于设计和制备高性能的金属玻璃材料有参考价值。     

Al2O3对Ni基复合材料摩擦学性能的影响及机理研究

通过高能球磨和真空热压烧结技术制备了NiCrMoAlAg合金和NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料。研究了Al2O3对NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料的微观组织结构和机械性能的影响,考察了复合材料室温至800 ℃下的摩擦磨损性能并探究其磨损机理。结果表明：NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料主要由镍基固溶体、Ag、Al的氧化物和微量??相组成;随着Al2O3加入,复合材料密度降低,但硬度、抗拉强度和抗压强度提高;NiCrMoAlAg-Al2O3复合材料摩擦系数随温度的升高逐渐减小,磨损率随着温度的升高先增大后减小;通过SEM及Raman分析发现,在600 ℃及以上摩擦过程中磨损表面形成了一层由NiO、MoO2、MoO3和Ag2MoO4等组成的润滑膜,从而降低了材料的摩擦系数和磨损率。     

不同淬火冷却介质对高锌7系铝合金组织性能的影响

采用透射电镜组织观察和力学性能测试, 研究了3种淬火冷却介质对含Zn量为8.9%的7系铝合金力学性能和微观组织的影响。研究表明采用室温水淬火冷却, T6时效后合金强度硬度最高、晶内细小弥散析出相最多、粗大平衡相最少; 采用空气淬火冷却, T6时效后合金强度硬度最低、晶内析出的粗大平衡相最多; 采用沸水冷却淬火T6时效, 合金强度硬度介于空冷淬火和室温水淬火之间, 晶内粗大析出相的量少于空冷淬火。     

稀土低锑铅合金的时效特性

通过分析比较合金的室温时效强度、硬度和延伸率，观察合金的微观组织形态和断口形貌．测试固溶温度对于合金时效硬度的影响。研究低锑合金添加稀土元素对合金力学性能的影响。结果表明．含稀土的低锑合金较普通低锑合金具有更高的强度和塑性．时效对低锑合金的力学性能有显著的影响。固溶处理可以大幅度地提高稀土铅锑合金的硬度。     

稀土Er对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和力学性能的影响

通过室温拉伸和高温拉伸实验以及金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射测试,研究了稀土Er对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和力学性能的影响。结果表明: Al-Cu-Mg-Ag合金中添加微量Er元素后,合金晶粒尺寸明显减小;Er在Al-Cu-Mg-Ag合金中以Al₈Cu₄Er相存在,没有观察到Al₃Er相;随着Er含量升高,Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω相析出受到抑制,进而导致合金的室温和高温力学性能显著下降。     

AM60镁合金薄板的钨极氩弧焊组织与性能研究

研究了钨极氩弧焊工艺参数对AM60镁合金薄板焊接接头质量的影响,并采用金相显微镜、X射线衍射仪等分析测试手段对AM60镁合金焊接接头微观组织、相组成及力学性能进行了分析。试验结果表明,在50～55A范围内焊接接头的力学性能较好,拉伸断裂处主要出现在热影响区;接头焊缝区的晶粒较为细小,室温组织由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,析出相β-Mg17Al12主要分布在晶界上。     

Al_2O_3/Fe复合材料的制备及微观组织

采用熔铸法成功的制备成了Al2O3/Fe复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM),来观察增强相Al2O3的微观组织。实验表明:增强相呈颗粒状均匀分布在铁基体中,增强相和基体无反应层;随Al2O3的含量的增加其微观组织变化过程为:细小的颗粒状增强物由4μm逐渐长大为较粗大的粒状约10μm,并在颗粒内部出现了裂纹。     

热处理对含钪Al-Cu-Li-Zr 合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸实验, 研究了固溶热处理制度和时效前预变形对Al-Cu-Li-Sc-Zr 合金拉伸力学性能和显微组织的影响。结果表明, 适当提高固溶温度或延长固溶时间可以促进过剩相的溶解, 提高合金的强度和塑性;时效前适量的预变形促进T1相的大量、弥散、细小析出, 显著提高合金强度。过大的预变形量使T1相变得粗大且分布不均匀, 合金强度降低。合金适宜的固溶制度为530 ℃保温60 min, 冷水淬火, 适宜的预变形量为3.5%。     

激光沉积Ti65钛合金拉伸性能研究

采用激光沉积制造技术制备Ti65钛合金试样,对水平和竖直取样方向试样在室温和高温条件的拉伸性能及断口形貌进行分析。结果表明：室温和高温条件下,水平方向试样的塑性差、强度好,竖直方向试样的塑性好、强度差。主要原因在于水平方向晶界数量较多,晶界有效阻碍滑移运动促使强度升高塑性降低。高温条件下,不同取样方向试样的抗拉强度及屈服强度随着试验温度升高均呈下降趋势,延伸率呈增大趋势。因为高温使原子动能增加,位错运动阻力降低。断口观察发现,室温下水平试样和竖直试样的断裂方式分别为脆性断裂和准解理断裂,高温下所有试样均为韧性断裂。     

Co基非晶软磁合金薄带的制备和磁学性能

研究钴基非晶态软磁合金薄带的制备工艺,采用X射线衍射、透射电子显微镜分析非晶态合金条带的显微结构及非晶化程度,用差热分析法测量合金的玻璃转变温度和晶化温度,并研究其晶化行为,用振动样品磁强计（VSM）测量合金的静态磁学性能.结果表明,非晶态合金DTA曲线上有一个明显的吸热峰和两个明显的放热峰,合金的初始晶化温度为773K,第二个晶化温度为853K,说明该体系具有较强的热稳定性和非晶形成能力.在条带晶化过程的不同阶段,相组成不同,773K时是Co3B相和Co2Si相,823K和853K除了前面的两相外,又出现了Co2B相.非晶态Co73Si10B17合金在室温下呈现优异的软磁性能,不同退火工艺对磁性能有显著的影响.     

Hochtemperatur-Verschleißverhalten von Ein- und Mehrphasenwerkstoffen

In many industries combined erosion, impact and abrasive wear at high temperatures play a dominating role regarding lifetime of tools and wearing parts. In view of the above an austenite, a high speed steel (HSS) and a Fe-Cr-C-B complex alloy were investigated at different temperatures and loading situations to examine their wear resistance. The dependence of hardness of these materials on temperature was investigated by an especially designed hot hardness test rig (HHT) from room temperature up to 800 °C. 2-body particle erosion and 3-body impact/abrasion were investigated at elevated temperatures, and wear results were correlated with the hot hardness results. The austenite shows ductile behaviour in all tests and a formation of a mechanically mixed layer (MML) at higher temperature entailing a wear decreasing effect. The tool steel reveals a significant drop in hardness at 500 °C which leads to increased wear rate and the formation of a MML due to ductile surface regions. The complex alloy shows brittle wear behaviour. Softening of the matrix above 500 °C leads to significant fracture of the hard phases.     

TiB2颗粒增强铝合金复合材料研究

本文用熔铸法制地ＴｉＢ２颗粒增强铝合金复合材料。     

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。     

原位无压反应烧结制备SiC-MoSi_2复合材料及其性能研究

利用原位无压反应烧结方法制备了不同配比的SiC/MoSi2复合材料,分析了烧结工艺对产物的影响,研究了原位生成的SiC颗粒对MoSi2基体材料室温力学性能和显微结构的影响.结果表明:原位反应烧结制备SiC/MoSi2的工艺是可行的,反应生成的适量SiC颗粒细化了基体晶粒,改善了其力学性能;与该工艺下制备的纯MoSi2相比,含10%SiC的SiC/MoSi2复合材料室温抗弯强度提高了181%,该复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶增韧和裂纹偏转.     

Ti含量对CNT/Al复合材料组织与性能的影响

通过高能球磨、放电等离子烧结和热挤压的方法,制备了不同钛含量的(CNT-Ti)/Al复合材料,并探究了高能球磨对粉末形貌演变、烧结以及热挤压对体复合材料的组织结构与力学性能的影响。结果表明：钛的加入不仅能分散部分碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs),还能与Al基体反应形成分布均匀的第二增强相TiAl3,且TiAl3的含量与加入钛的含量成正比。Ti含量越高,(CNT-Ti)/Al棒材显微硬度越高,塑性和韧性随之降低。含钛量为7 %的复合材料具有最高的拉伸强度（221 MPa）,这主要归因于在制备过程中生成的第二相TiAl3比例适中,能较好地发挥其弥散强化的增强效应。     

工作温度对TP2铜管组织与性能的影响规律研究

高速列车车顶用TP2铜管常年在-30~100 ℃露天环境下服役,为探究中低工作温度区间内TP2铜管组织与性能变化,测试、观察了TP2铜在-30~100 ℃下的硬度、拉伸性能、金相组织断口形貌,结果表明: 在-30~100 ℃温度区间内,随温度升高,TP2铜管晶粒增大,晶粒度由8.95降至8.02,下降幅度为10.39%; 硬度随温度升高逐渐降低,变化幅度为5.64%; 抗拉强度由263.25 MPa下降至217.09 MPa,下降幅度达17.53%; 平均延伸率均保持在50%以上; 断口存在大量韧窝,断裂形式为韧性断裂。     

2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊接头成形及力学性能研究

研究目的：研究不同焊接速度对2A12/7075异种铝合金搅拌摩擦焊（Friction stir welding,FSW）接头成形和力学性能的影响。研究方法：使用体式显微镜对接头横截面观察,并在室温下对焊接接头进行冲击实验和拉伸实验,拉伸断口采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）进行分析。结果：焊接接头呈非对称形,前进侧宽度小于后退侧宽度;焊速为120mm/min时接头冲击功最高达到18.45J,焊速为140mm/min时抗拉强度最优,为239.68 Mpa,延伸率为7.56%。结论：随着焊速的增加,焊缝表面起毛倾向减小,出现隧道孔缺陷的倾向增加;接头抗拉强度与塑韧性随焊速的增加而提高,但焊速为140mm/min时,焊核区出现了隧道孔缺陷,造成接头的韧性下降;拉伸断口呈现上部韧性断裂和下部解离断裂,EDS元素分析韧性断裂部分存在第二相粒子Mg2Si.