铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu高熵合金组织与工艺优化

为了提高铝合金表面的力学性能,利用同轴送粉器将高纯度的Cr,Fe,Co,Ni,Cu粉末激光沉积在铝合金表面,制备了AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层。以激光功率、扫描速度、送粉率为因子,以润湿角、稀释率为响应,综合田口分析与逼近理想值分析(TOPSIS)对激光沉积工艺参数进行多目标优化。利用XRD、SEM和EDS技术分析了涂层的相结构、微观组织和元素含量,并对涂层进行了显微硬度测试。采用优化后的工艺参数进行实验验证,最优值接近度C_i~*由0.538 9增加到0.567 4,提高了5.28%,最佳工艺参数为激光功率1 300 W,扫描速度120mm/min,送粉率5.4g/min。沉积层为FCC和BCC相结构;显微组织包括柱状晶、等轴晶,在枝晶间出现Cu偏析;涂层的平均硬度为509HV_(0.2),是基材的5倍。结果表明:综合利用田口分析和TOPSIS的方法可有效优化铝合金表面激光沉积高熵合金的工艺参数,AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层可以显著改善铝合金表面的力学性能。     

添加铝对不同处理态FeCoCrNiMn高熵合金显微组织及电化学性能的影响

采用真空熔炼技术制备了FeCoCrNiMn和Al_(0.3)FeCoCrNiMn高熵合金,并依次进行了1 150℃×6h均匀化处理(固溶态),室温大变形轧制及800℃×1h退火处理(轧制退火态),研究了其固溶态和轧制退火态的显微组织及在室温0.5mol·L~(-1) H_2SO_4溶液中的电化学性能。结果表明:固溶态2种高熵合金均由面心立方单相组成;经大变形轧制及退火处理后,FeCoCrNiMn高熵合金仍为面心立方单相组织,其晶粒尺寸细化到4.57μm,铝的添加使合金中生成了大量富铬σ相及贫铬体心立方相,且晶粒尺寸细化到小于500nm;不同处理态下2种高熵合金在H_2SO_4溶液中均出现了钝化区,铝的添加降低了FeCoCrNiMn合金的耐腐蚀性能。     

AlNiFeCuCoCrVx高熵合金的显微组织与力学性能

利用WK-Ⅱ型非自耗真空电弧炉熔炼制备AlNiFeCuCoCrVx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,原子比)高熵合金,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:试验合金的组织均为典型树枝晶结构,由面心立方(FCC)结构固溶体、体心立方(BCC)结构固溶体和金属间化合物相组成,添加钒元素后析出了Fe_2AlV相,该相主要分布于枝晶中;随着钒含量的增加,合金的硬度先增后降再增;添加钒对合金的压缩性能不利,合金的抗压强度随钒含量的增加先降后增再降。     

高熵合金设计制备与性能研究

高熵合金属于新型复杂合金,并表现出更好的综合力学性能和不同形变机制。介绍了高熵合金多主元的设计方法和基于热力学相变的计算模型,同时归纳了现有高熵合金的制备方法、技术原理、应用领域及优势,并对高熵合金的特殊性能进行概述。     

主元数对多主元高熵合金组织结构和性能的影响

针对多主元高熵合金中主元数对合金组织结构和性能具有显著影响这一问题,在所研究合金均为等摩尔比的条件下,配置五元、六元、七元和八元合金分别为AlFeCuCoCr、AlFeCuNiCrV、Al-FeCuCoNiCrTi及AlFeCuCoNiCrTiV,研究主元数对合金组织结构和性能的影响。研究发现,4种高熵合金均形成了简单的FCC、BCC或FCC＋BCC晶体结构;随着合金主元数目的增加,合金在凝固过程中成分过冷逐渐取代温度过冷占据主导地位,合金组织呈现由树枝状晶向等轴状晶转变的趋势;合金中均存在成分偏析;合金硬度随主元数增加而增加。     

Ti掺杂对CoCrCuFeMn高熵合金组织结构和耐磨性的影响

高熵合金由于具有众多优异性能,有可能突破传统合金的性能极限,被认为是下一代金属材料的发展方向。CoCrCuFeMn作为一种重要的高熵合金体系,目前关于Ti掺杂对其组织结构与性能影响的报道较少。采用熔铸法制备等摩尔比的CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnTi高熵合金,利用XRD、OM、SEM、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别测试Ti掺杂前后对其物相结构、显微组织和耐磨性的影响。结果表明,CoCrCuFeMn由FCC1和FCC2双相组成,Ti掺杂使其物相结构转变成BCC和HCP相的双相组织。两种合金均为典型的树枝晶结构,Cu元素在晶间富集,Mn元素的偏析系数最小。Ti掺杂并未改变合金元素的富集区域,但使所有元素偏析系数降低。Ti掺杂使合金的硬度从219.6HV提高到693.8HV,摩擦因数和质量损失率分别从0.57、4.14%降低到0.55、1.28%。Ti掺杂合金硬度和耐磨性的提高主要是由于相转变、固溶强化、细晶强化和内应力降低的综合作用所致。研究成果不仅有助于完善和丰富Ti元素掺杂对CoCrCuFeMn合金性能影响的相关理论,同时也为该合金后续的科学研究和工程应用提供理论支...     

选区激光熔化成形CoCrFeNiCuAl0.8高熵合金的组织与性能

采用选区激光熔化成形(SLM)技术制备CoCrFeNiCuAl_0.8高熵合金,研究了不同激光热输入(0.06～0.36 J·mm^-1)下合金的成形质量和密度,确定最优成形工艺参数,并分析了在最优成形工艺参数下合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：随着热输入的增加,SLM成形合金的密度先增大,当热输入大于0.15 J·mm^-1时,密度基本保持不变;当热输入为0.34 J·mm^-1时,密度最大,为7.5 g·cm^-3,最优工艺参数为激光功率270 W、扫描速度800 mm·s^-1。SLM成形合金具有由无序体心立方相(A2相)和有序体心立方相(B2相)组成的双相结构,显微组织由柱状晶和等轴晶组成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率分别为651 MPa, 840 MPa, 22%,23%,断裂机制为韧性断裂。     

高熵合金研究综述

高熵合金的出现打破了传统合金的设计理念,创新了合金的设计方法.因其具有优异的性能,得到了国内外研究者的关注.对不同主元对高熵合金组织及性能的影响,不同热处理对高熵合金组织及性能的影响以及高熵合金作为焊接材料研究这几方面的研究现状进行了总结.通过对高熵合金现有研究总结发现,目前只能通过实验方法分析不同工艺对高熵合金组织和...     

退火温度对AlxTixNixCoCrCu0.5FeMo高熵合金涂层组织和性能的影响

在40Cr钢表面激光熔覆Al_xTi_xNi_xCoCrCu_0.5FeMo（x=4,5,6,7,8,9,物质的量比）高熵合金涂层,并进行300～900℃退火处理,研究了退火温度对涂层组织和性能的影响。结果表明：未退火及300℃退火处理的高熵合金涂层均为单一的体心立方（BCC）相结构,500～900℃退火后合金涂层中生成类Al₂Ti₃结构金属间化合物相;当退火温度升高至500℃时,晶内耐腐蚀性变差,且涂层耐腐蚀性随退火温度升高而下降;随着退火温度升高,高熵合金涂层的硬度呈先下降后升高再下降的趋势,700℃退火处理的Al₄Ti₄Ni₄CoCrCu_0.5FeMo合金硬度最大,为1 019 HV。     

氩弧熔覆TiCrCuFeNi高熵合金涂层的组织与性能

采用氩弧熔覆工艺在Q235钢基体上制备了TiCrCuFeNi高熵合金涂层,采用SEM、EDS、XRD等对该涂层的组织进行了分析,并对其硬度、耐磨性、耐蚀性进行研究。结果表明:高熵合金涂层主要由FCC固溶体、BCC固溶体及Laves相组成;涂层表面显微硬度可达754.5HV;涂层的耐磨性较好,优于熔覆钴基合金涂层的,干磨时主要磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损;涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性比06Cr19Ni10不锈钢的优异。     

轧制变形对Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金显微组织和性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Al0.3CoCrFeNi高熵合金,对其进行不同变形量(30%,60%,90%)的轧制变形,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电子拉伸机和电化学方法等研究不同变形量合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:铸态Al0.3CoCrFeNi高熵合金具有等轴晶组织,在轧制过程中晶粒沿着轧制方向被拉长细化,经90%变形量轧制后形成了纤维状组织;随变形量的增加,Al0.3CoCrFeNi高熵合金的硬度和强度都得到提高,但是伸长率却下降;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,轧制合金的自腐蚀电流密度较铸态合金的大,表现出较差的耐蚀性。     

行进速度对搅拌摩擦加工高熵合金增强铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了FeCoNiCrAl高熵合金颗粒增强AA5083铝基复合材料,研究了行进速度(45,60,75 mm·min-1)对复合材料中高熵合金颗粒分布、显微硬度和耐磨性能的影响.结果表明:制备的复合材料中没有新相生成,复合材料的显微硬度高于铝合金基体的;随着行进速度的增加,高熵合金颗粒的分布均匀性变差...     

热处理工艺对CuNiTiBe合金组织及性能的影响

研究了CuNiTiBe合金在不同热处理工艺条件下的性能,并由此确定了最佳工艺参数;通过光学显微镜及透射电镜分析了其强化机理.结果表明:合金在940℃×1h水淬固溶+480℃×2h时效的热处理条件下,其力学、电学性能存在最佳匹配,电导率为17.4×106 S·m-1、硬度为270 HV、软化温度为670℃;平均晶粒尺寸≤3 μm,组织中含有大量孪晶;Be2Cu增强相与基体存在共格关系,合金基体上分布着两种形态的Ni2Ti、Be2 Cu增强相,其一是弥散分布的纳米级等轴颗粒,其二是呈多种几何形态的微米级颗粒;合金在细晶、孪晶和增强相的共同作用下提高了强度、硬度和抗高温软化能力.     

微量银对铝-铜-镁系合金组织和力学性能的影响

介绍了铝-铜-镁系合金不同相区的析出特征,总结了微量银对不同相区的铝-铜-镁系合金组织和性能的影响.在不同的铜镁质量比的铝-铜-镁系合金中添加微量的银可以影响其时效过程,改变铝-铜-镁系合金常规析出相的结构,形成具有热稳定性更好的新析出相,从而提高合金强度和工作温度.     

掺杂镧对TZM合金组织与性能的影响

采用粉末冶金法和轧制工艺制备了掺杂不同镧含量的TZM合金,研究了掺杂镧对不同状态TZM合金组织与力学性能的影响。结果表明:掺杂镧能显著细化TZM烧结坯的晶粒尺寸,La2O3掺杂量越多,细化效果越明显;掺杂镧可使TZM烧结坯的密度和硬度增大,显著提高TZM合金的强度和韧性,使其具有良好的力学性能。     

热处理对铜铍钴钛合金组织和性能的影响

对新型铜铍钴钛合金进行了固溶时效热处理,研究了热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明:该合金经840℃×50min固溶+300℃×2h时效处理后,其硬度为38HRC,电导率为21.89%IACS,晶界和晶内有细小弥散的γ相析出;时效处理可以使该合金的电导率得到显著提高。     

变形及退火处理对铜合金丝材性能的影响

文中研究了拉拔变形及退火处理对铜合金显微组织、力学性能和导电性能的影响,并进行了强化机理分析.结果表明,处理后材料具有较高的强度和良好的导电性能.冷变形和退火处理促进了材料中第二相粒子的析出;合金组织细小均匀,兼有细晶强化、弥散强化和形变强化的效果.     

两相区退火对相变诱发塑性钢显微组织与力学性能的影响

对低碳硅锰钢进行了水淬和随后的两相区退火与贝氏体区等温处理,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对热处理后试验钢的显微组织进行了观察,采用X射线衍射仪测定了钢中残余奥氏体含量,通过拉伸试验测试了钢的力学性能。结果表明:两相区退火冷却后试验钢的显微组织为铁素体与马氏体,随着两相区退火温度的升高和保温时间的延长,铁素体含量减少,马氏体含量增多,其中铁素体大部分为长条状;经贝氏体区等温处理后,显微组织中的残余奥氏体大部分以板条状存在于贝氏体板条界,极少量以块状存在于先共析铁素体内,其含量随着退火温度的升高和保温时间的延长先增加后降低,在780℃保温5 min时达到最大值;试验钢抗拉强度和屈服强度均随着退火温度升高和保温时间延长单调上升,伸长率在780℃等温5 min时达到最大值。     

钙对ZA85镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了钙的加入对ZA85镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:当ZA85镁合金中钙质量分数为0.3%～0.9%时,钙元素均固溶于基体中,合金中无含钙相生成;随钙含量增加,力学性能提高,当钙质量分数为0.6%时,铸态合金的显微硬度和室温抗拉强度达到最大值117.5 HV和164 MPa,150℃时的抗拉强度为149.5 MPa;经300℃×24 h均匀化处理后,其150℃时的抗拉强度提高到159.2 MPa;室温拉伸断口主要由解理面组成,呈脆性断裂;高温断口解理面减少,韧窝增大,呈韧性断裂.     

微量润滑技术对切削Ti-6Al-4V组织性能的影响

通过温度采集、力学性能检测和组织形貌分析,系统研究了微量润滑切削TC4钛合金时不同润滑油用量对冷却效果、切削性能和组织性能的影响规律。试验结果表明:同一切削条件下,润滑油用量Q在一定范围内值越大,冷却效果、切削性能越佳,加工后材料显微组织尺寸越小,显微硬度越大;当Q取值35-40ml/h时,各性能趋于最优。然而,Q超过40ml/h后,冷却效果、切削性能和工件的组织性能反而降低。