Nb3Si对Nb-18Si原位复合材料微观组织的影响

用真空电弧熔炼方法制备了处于共晶区的Nb 18Si复合材料,用背散射电子相(BEI)和X射线衍射(XRD)分析了铸态和1 200℃×100h退火后复合材料的微观组织形貌和相组成,并进行了断口形貌分析.结果发现退火可以促进亚稳定相Nb3Si分解成Nb5Si3+Nb.延性相Nbss粒子尺寸和体积分数的增加影响材料的断口形貌,铸态的断口完全呈解理断裂,退火以后断口中出现界面脱离.脆性相对延性相的约束程度对材料的韧性影响很大.     

激光直接熔化沉积TA15合金高温原位拉伸过程中的组织演变行为

采用自主开发的原位高温扫描电镜-电子背散射衍射(SEM-EBSD)微拉伸系统,对激光直接熔化沉积(LMD)TA15合金进行300℃原位拉伸试验,研究了原位拉伸变形过程中的合金微观结构演变及断裂行为.结果表明:在高温拉伸变形时滑移是LMD TA15合金发生塑性变形的主要机制,裂纹扩展路径与滑移带扩展路径一致,均切过α板条簇进行扩展.合金的断裂方式为脆性-韧性混合断裂,其中β晶界的存在是造成合金局部区域发生脆性断裂的根本原因.变形前期,晶粒发生旋转,合金发生均匀塑性变形;随着应变量的增加,通过位错运动使局部晶粒内部产生大量低角度晶界,占比从拉伸前的4.9％增加到应变为12％时的33.7％,合金发生非均匀变形.     

激光功率和扫描速度对选区激光熔化成形TC4钛合金组织和性能的影响

采用选区激光熔化工艺成形TC4钛合金试样,研究了激光功率(50～300 W)和激光扫描速度(250～1750 mm·s-1)对试样组织和性能的影响.结果表明:随着扫描速度的降低或激光功率的增大,试样成形质量提高,表面粗糙度减小,纵截面硬度增大;试样组织中均存在针状α'相和纳米级β相,较高扫描速度下的α'相尺寸较小,β相...     

硅对原位反应自生Mg_2Si/ZM5复合材料热处理态的组织和性能的影响

在真空感应炉中氩气保护下制备材料,用OM,SEM,EDAX及拉伸试验,探讨硅对原位反应自生Mg2Si /ZM5复合材料T6热处理后显微组织和性能的影响规律。结果表明,反应添加物Si在ZM5合金中形成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相,时效处理可促进(Mg17Al12)相沿晶内连续析出,明显地提高了材料的室温与高温强度,如含1.5%Si的复合材料经T6处理后室温屈服强度提高幅度为28.7%,高温抗拉强度与屈服强度提高幅度分别为9.3%、14.0%;此外Mg2Si相的形貌随着硅含量的不同而变化,如含Si 0.5%为时,主要形成细小短棒状或片状共晶Mg2Si相,Si>1%时,则出现了粗大块状或汉字状初生Mg2Si相和片状或短棒状的共晶Mg2Si相;Mg2Si相是一种脆性相,使得该材料呈现出解理断裂,降低了材料的塑性。     

感应加热对激光增材修复高温合金DZ125L组织和力学性能的影响

通过研究感应加热条件下激光增材修复高温合金DZ125L的组织和显微硬度分布规律,揭示了感应加热对高温合金修复层附近组织与性能的调控机制.结果表明,与无感应加热样品相比,1 000℃感应加热可以有效降低温度梯度,进而导致修复层枝晶间距由3.8 μm增加到7.2 μm,γ'强化相尺寸从19.8 nm增加到74.0 nm,热...     

原位自生Ni3Si/Ni复合材料的显微组织研究

用高纯度的Ni、Si粉为原料,采用真空熔炼Ni-Si合金,通过成分设计、退火等方法制备原位自生Ni3Si/Ni复合材料。采用SEM、XEM和EPMA分析了复合材料的微观结构。结果表明,通过熔炼的方法可以制备Ni3Si/Ni复合材料;组织中规则的片层状共晶和无定形结构分布在熔体中;冷却速度和过冷度是影响其共晶生长方向和无定形结构的主要因素。     

超声作用下原位反应制备Mg_2Si/AM60复合材料的显微组织

以AM60镁合金和硅为原材料,在原位反应的基础上,采用高能超声处理来改善原位反应的条件,制备出以Mg_2Si为增强相的镁基复合材料;采用XRD对复合材料物相进行分析,用光学显微镜对其显微组织进行观察,同时与未施加超声处理的复合材料进行了对比。结果表明:超声作用下原位生成的Mg_2Si增强相更加细小,团聚现象得到改善;熔体在高能超声作用下,声空化产生的瞬态高温、高压及声流效应是增强相细化的主要原因。     

LZ92镁锂合金激光焊接接头的显微组织与力学性能

采用CO2激光焊接厚度为2 mm的LZ92镁锂合金板,研究了焊接接头的显微组织、物相组成、显微硬度与拉伸性能.结果表明:LZ92镁锂合金焊接接头成形良好,焊缝中无明显气孔、裂纹等缺陷;母材与焊缝的物相组成相同,由α相、β相和中间相Mg7Zn3组成;母材由等轴状β相和枝晶状与颗粒状α相组成,热影响区由粗大的β相和少量细小...     

激光增材制造成形316L不锈钢的研究进展

激光增材制造技术具有快速成形复杂形状零件的优势,近年来得到广泛关注。介绍了定向能量沉积和选区激光熔化2种激光增材制造技术,从常见缺陷、组织及织构、力学性能等方面综述了激光增材制造成形316L不锈钢的研究进展,分析了当前激光增材制造成形316L不锈钢存在的问题,并对其发展前景进行了展望。     

热处理对激光选区熔化GH3536合金组织演变规律的影响研究

利用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)增材制造技术制备了GH3536镍基高温合金,研究了直接时效、固溶及热等静压处理对SLM合金组织和裂纹的影响规律,利用XRD、SEM、EPMA、EBSD、TEM等方法表征相组成和组织演变。结果表明:SLM态组成相为γ相,经固溶和时效热处理后,晶界析出针棒状和片层状相,EPMA结果表明这些相富含C、Cr、Mo,主要组成为Laves相和碳化物相;SLM态试样经固溶热处理后,合金元素扩散加强,熔池边界逐渐消失;SLM态平均晶粒尺寸13.18μm,经高温热处理后,合金晶粒发生再结晶,平均晶粒尺寸减小,经固溶处理后平均晶粒尺寸为12.01μm,而经热等静压处理(1050℃/3h/120MPa)后平均晶粒尺寸为10.87μm。SLM态试样中存在10～100μm的微裂纹,裂纹起源于熔池内部并贯穿熔化道;经直接时效和固溶热处理后微裂纹未明显改善,而热等静压则可完全消除微裂纹。     

选区激光熔化成形工艺对多孔TC4钛合金显微组织的影响

采用Rhino软件构建了泰森多边形不规则多孔结构,利用选区激光熔化(SLM)技术成形多孔TC4钛合金,研究了激光功率(180, 200, 220 W)、扫描速度(1 200, 1 600, 2 000 mm·s^-1)、扫描间距(80, 100, 120μm)对其显微组织的影响。结果表明：随着激光功率的增大、扫描速度的减小或扫描间距的增大,SLM成形多孔TC4钛合金实体部分的微观孔洞缺陷数量和尺寸减小,相对密度提高,扫描速度是影响缺陷生成的主要原因;在激光功率220 W、扫描速度1 200 mm·s^-1、扫描间距120μm条件下钛合金具有最少的微观孔洞缺陷,其相对密度可达99.2%。靠近多孔结构孔隙部分的截面存在等轴晶和平行于基板表面的柱状晶,而远离孔隙部分的组织主要由β柱状晶组成,柱状晶内部为与其长轴成±45°且平行排列的初生针状马氏体;随着激光功率的减小、扫描速度的增大或扫描间距的减小,柱状晶的宽度和初生马氏体的长度均减小,扫描间距对显微组织的影响更大。     

凝固冷却速率对55Al-Zn-1.6Si合金镀层组织和力学性能的影响

在0～0.5℃·s^-1凝固冷却速率下制备55Al-Zn-1.6Si合金铸锭,在常规冷却和强冷(凝固冷却速率分别为5～10,15～30℃·s^-1)DC51D+AZ镀层钢板上取样,对比研究了凝固冷却速率对合金镀层显微组织、物相组成和力学性能的影响。结果表明：3种凝固冷却速率下的55Al-Zn-1.6Si合金均由α(Al)、β(Zn)以及少量沿α(Al)晶界析出的针状富硅相组成;随着凝固冷却速率增大,组织细化,枝晶由接近平衡态的空间生长转化为非平衡态的平面生长,镀层中形成六角形锌花,且强冷镀层中的锌花最小;铸锭、常规冷却镀层和强冷镀层的硬度分别为123,106,125 HV;强冷镀层的屈服强度(287 MPa)高于常规冷却镀层(273 MPa),低于铸锭(330 MPa),常规冷却镀层和强冷镀层的规定总延伸强度分别为389,406 MPa;常规冷却工艺和强冷工艺下镀层钢板拉伸性能相差不大。     

二次时效对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响

二次时效(T6I4)处理工艺即在单级时效的欠时效时间点改变时效温度,对合金进行低温二级时效处理。二次时效处理能够改善Al-Cu-Mg合金的微观组织,适当提高其力学性能以及耐腐蚀性能。通过硬度测量、剥落腐蚀性能测试、晶间腐蚀性能测试、应力腐蚀开裂测试、扫描电镜和透射电镜观察,研究二次时效对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响。经试验得出,经二次时效处理后,由于Al-Cu-Mg合金的晶内形成了细小弥散的θ’相,此时S相θ’相同时均匀弥散分布于基体中,采用170℃时效2 h再在经过100℃时效30 h二次时效的Al-Cu-Mg合金在力学性能上优于传统单级时效处理,并且耐蚀性能也得到显著提升,抗拉强度、伸长率、维氏硬度、剥落腐蚀等级、晶间腐蚀深度和应力腐蚀开裂指数分别为490 MPa、8.5%、156.3 HV0.5、EA、98.6μm和0.220。     

放电等离子烧结温度对Ti-45Al-6Nb-0.3W合金显微组织和力学性能的影响

在不同温度下(1 150,1 200,1 250℃)对氩气雾化Ti-45Al-6Nb-0.3W合金粉末进行放电等离子烧结,研究了烧结温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结合金由γ相和α2相组成,随烧结温度升高,组织形态由片层和等轴状转变为全片层状,同时晶粒尺寸增大,γ相含量增加;合金密度随烧结温度升高略有增加,硬度变化不大;不同温度烧结合金的压缩性能均优于铸态合金的,1 200℃下烧结合金的室温压缩性能最好,抗压强度、压缩率分别为3 012 MPa,40.8%。     

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。     

热处理对增材制造AlSi10Mg超精密车削特性的影响机理

由于激光选区熔化(增材制造)直接成型的AlSi10Mg合金零件表面相对粗糙,很难满足对表面精度要求高的行业需求。而具有获取纳米级表面精度能力的超精密加工为提高激光选区熔化零件的表面质量提供了有前景的后处理解决方案。采用金刚石刀具分别对直接成型、低温退火、固溶处理以及时效处理后的AlSi10Mg合金的微量切削特性进行研究,讨论微观组织演变与切削参数对AlSi10Mg合金的超精密切削特性的影响机理,揭示热处理状态对切削力、切削表面质量与切屑形貌等的影响规律。以探索快速高效地将成型零件表面质量提高到镜面水平的方法。结果表明：激光选区熔化直接成型的AlSi10Mg合金微观组织以微米级的网格结构为主,其显微维氏硬度和切削力均大于热处理后的样品;切削力同时受到合金的微观组织和力学性能的综合影响;直接成型的样品沟槽表面质量最好,低温退火样品次之,固溶处理样品最差;高温热处理后形成的大块的Si颗粒会增加切屑的脆性,并降低样品的X轴切削力;增加切削深度和切削速度均会导致切削力的增加和表面质量的恶化,且切削深度对切削力和表面质量的影响更大;直接成型样品的镜面加工质量最好,表面粗糙度(Ra)数值可降低到11.2 nm,远低于直接成型样品的～10 µm。本研究为实现激光选区熔化成立铝合金零件的表面质量提升到镜面水平提供了理论和应用参考。