夹层辅助激光焊接镁/钢异种金属的显微组织与性能（英文）

采用镁合金在上、钢板在下且添加中间夹层辅助的激光焊接技术,对AZ31B镁合金和DP590双相钢平板试件进行焊接,基于热力学性能和本征力学性质的计算来选择夹层元素,分析添加夹层前后镁/钢接头显微组织和性能的变化。结果表明：添加Sn和Al夹层,接头最大载荷分别为730和590 N,与没有添加夹层相比,分别提高2.04倍和1.46倍;添加Al夹层,接头界面生成脆性较大的Mg₁₇Al₁₂化合物,其限制了镁/钢接头性能提升;而添加Sn夹层,界面生成脆性相对较低的Mg₂Sn化合物以及延性Fe₃Sn化合物,这是添加Sn夹层镁/钢接头性能高于添加Al夹层的重要原因。     

钢/铝激光搭接焊接头的抗拉强度、显微组织及断裂模式（英文）

通过激光搭接焊实现5052铝合金与DP780双相钢异种金属的连接。对焊接过程的金属蒸气和飞溅进行高速摄像检测,并利用万能试验机对焊接接头进行力学性能测试,分析搭接剪切力随激光焊接参数的变化规律。分别采用光学显微镜和扫描电子显微镜对样品进行表征。通过显微组织观察发现在钢/铝界面形成3种不同的金属间化合物相,即带状Fe2Al5、FeAl2和针状FeAl3,探索在不同的激光热量输入下,搭接抗拉强度、激光参数和失效断裂模式之间的关系。结果表明,钢/铝接头在低热量输入和高热量输入出现两种不同的断裂模式,分别为沿焊缝热影响区和沿铝钢接合界面断面,并均为脆性断裂。此外,发现断裂界面都出现裂纹,且在断裂的微观形态中生成针状簇。     

超声对AZ80镁合金显微组织演化及力学性能的影响（英文）

研究超声处理对AZ80镁合金微观结构演化及力学性能的影响。研究表明,经超声处理后,初生α-Mg相由粗大的树枝晶变为细小的球状等轴晶,且β-Mg_(17)Al_(12)相明显细化,由连续网状分布变成不连续分布。此外,合金经超声处理后,力学性能得到明显提高,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别由87 MPa,118 MPa和2.1%提高到107 MPa、170 MPa和5.4%。     

放电等离子烧结Fe-Al混合粉的显微组织演化及烧结动力学（英文）

研究了Fe与Al混合粉在放电等离子烧结(SPS)作用下的反应扩散行为。采用X射线衍射及扫描电镜对显微组织演化进行了分析,并揭示了烧结动力学行为。结果表明在SPS温度773~873 K下,Fe2Al5为反应中间相。尽管电流可以提高材料扩散速度,球磨处理可在粉体中产生大量点阵缺陷及晶粒边界,使反应动力学速度得到提高。球磨后,相变动力学速度从球磨前的4.56×10~(-3)提高到0.207。而且,本研究揭示了焦耳热产生行为。作为电流通道,阻抗是重要的焦耳热源。SPS过程中粉末颗粒、模具、冲头、石墨纸之间界面阻抗是焦耳热产生的重要来源。     

2519-T87铝合金经速度为816m/s弹丸斜侵后的显微组织演化(英文)

采用显微硬度测试、金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段,研究2519-T87铝合金板材经速度为816m/s的WO-109C型燃烧弹斜侵后弹坑周围的硬度分布和显微组织演化。结果表明:在子弹的侵入阶段,组织中绝热剪切带的数量最多,同时析出相尺寸与原始靶材的相当,显微硬度则较其它阶段的高;在稳定侵彻阶段,绝热剪切带的数量减少,显微带数量增多,同时合金中的析出相粗化,这导致合金显微硬度降低;在子弹离开阶段,组织中存在大量的显微带,析出相细化,显微硬度较稳定侵彻阶段的高。显微硬度的演变是由加工硬化和析出相的粗化所致,而析出相的粗化是由绝热温升所引起的。     

镁-钢异种金属MIG焊接头的显微组织与力学性能（英文）

采用熔化极惰性气体保护电弧焊方法(MIG)实现镁合金和低碳钢的连接,并研究焊接热循环特点和镁-钢对接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,在焊接过程中,接头的温度场分布是不均匀的。镁合金焊缝金属为细小的等轴晶结构。在镁/钢界面存在主要由AlFe、AlF_3和Mg(Fe,Al)_2O_4相组成的过渡层,这一过渡层是镁-钢接头的最薄弱环节。焊接线能量和焊缝Al含量对镁-钢接头的抗拉强度具有明显的影响。焊接线能量由1680J/cm增至2093J/cm,接头强度明显增加,这主要归因于镁/钢界面反应。增加焊缝Al含量至6.20%,镁-钢接头强度可达192 MPa,为AZ31镁合金母材强度的80%。因此,选择合适的焊接线能量和焊缝Al含量有利于改善镁-钢接头的抗拉强度。     

AlCuFe共晶合金的显微组织和力学性能（英文）

制备特殊用途的AlCuFe合金,评估生长速率变化导致的结果,因为材料生长速率不同而引起的共晶间距(显微组织)的变化会影响其力学、电和热性能。为了研究AlCuFe合金的显微组织,在恒定的温度梯度(G=8.50 K/mm)和5种不同的生长速率(V=8.25, 16.60, 41.65, 90.05, 164.80μm/s)下,通过定向凝固法制备共晶成分的Al-32.5%Cu-0.5%Fe(质量分数)合金。得到生长速率对共晶间距影响,并通过对显微组织变化的回归分析及Hall-Petch关系得出显微硬度和极限拉伸强度。结果表明,尽管生长速率增加约20倍,但共晶间距却减少约5个数量级,而生长速率和显微组织变化导致的力学性能变化约为1.5个数量级。     

Al-Cu合金的显微组织及其晶体生长方向（英文）

研究金属型铸造(PMC)和定向凝固(DS)不同Cu含量Al-Cu的显微组织和晶体生长方向,同时,探讨浇铸温度对纯Al的显微组织和晶体生长方向的影响。结果表明,纯Al晶体并非始终保持胞状,而是随着浇铸温度的升高从胞状晶变为具有发达晶臂的柱状树枝晶,且晶体的生长方向也随之改变。Cu元素对PMC和DS Al-Cu合金显微组织的影响相似:随着Cu含量的增加,α(Al)晶体均从胞状晶依次转变为柱状晶、柱状树枝晶和发达的等轴晶。随着Cu含量的增加,PMC合金晶体的生长方向逐渐逼近(110)方向,但所形成的(110)向的晶体并不属于羽毛状晶体。在所有DS Al-Cu合金中也未发现羽毛状晶体。     

等径通道挤压后TWIP钢力学性能以及微观组织演化（英文）

研究了等径通道挤压技术对于一种低碳高锰孪晶诱导塑性变形(TWIP)钢力学性能,微观结构以及织构性能的影响。微拉伸实验结果表明:TWIP钢维氏硬度值,屈服强度和抗拉强度随挤压道次增长不断升高,而塑性则下降。通过EBSD分析,结果表明经等径通道挤压,平均晶粒尺度由原始状态下的199.6μm减小到不足1μm,孪晶比例也随之下降。关于ECAP挤压后的织构演化,EBSD结果表明原始状态下的主导织构为Goss和Brass,而在挤压后,逐渐由一道次的A*1和A*2织构向多道次的B/B·织构过渡。这表明了多道次挤压后材料呈现了更加稳定的微观结构。     

Cu/Al固液连接界面组织演化的定量分析（英文）

采用固-液法快冷成型制备了Cu/Al整体材料。利用SEM,EDS,XRD等分析了Cu/Al界面的微观结构和相组成,基于扩散方程并结合相图定量分析了Cu/Al界面组织演化过程。结果表明:从Cu侧至Al侧,界面依次形成了区域Ⅰ(AlCu+Al_2Cu)混合组织,过共晶组织[Al_2Cu+(Al_2Cu+α-Al)]的区域Ⅱ和亚共晶组织[α-Al+(Al_2Cu+α-Al)]的区域Ⅲ;随着界面Cu浓度的变化,Al_2Cu相具有不同形貌;且各个区域厚度同理论值基本一致。     

SAF2205双相不锈钢在高温扭转变形条件下的组织演化（英文）

研究了SAF2205双相不锈钢在高温(600,800和1000℃)扭转变形条件下的微观组织演化。微观组织演化的结果表明,不同程度的再结晶现象出现,对应变形试样中的奥氏体的形貌不同。奥氏体的体积分数随着变形温度的增加而减少。800℃扭转条件下的试样断口形貌和室温下试样断口形貌有很大差异,实验结果表明,当扭转在室温条件下进行时,断口形貌呈现韧性断裂特征,等轴状和抛物线状的韧窝分布在断面上。然而,在800℃条件下扭转的试样的断口形貌主要呈现出沿晶断裂特征。     

渐进成形AA5754和AA6061铝合金的力学性能和显微组织演化（英文）

用单点渐进成形(SPIF)加工两种铝合金(AA5754和AA6061),且分析材料成形后的力学性能和显微组织演化,研究成形参数包括成形角(35°～55°)、进给速度(1～4m/min)、主轴转速(50～1000r/min)和润滑(润滑油、液压油)等的影响。分别通过拉伸试验和光学显微镜表征材料在SPIF前后的力学性能和显微组织演化。结果表明,成形角、进给速度和主轴转速的增大导致AA5754合金中晶粒和AA6061合金中第二相晶粒伸长。AA5754和AA6061铝合金的极限抗拉强度分别提高10%和8%。AA5754铝合金的延展性从22.9%下降到12%,AA6061铝合金的延展性从16%下降到10.7%。对于润滑效果,力学性能对润滑剂的种类不敏感。综上,SPIF过程能改善铝合金的显微组织、提高其强度,但降低其延展性。     

热处理对锆-钛-钢复合板力学性能及显微组织的影响（英文）

为了获得更好的锆-钛-钢复合板的综合性能,研究了热处理对锆-钛-钢复合板的影响。通过对锆-钛-钢界面的剪切强度试验分析,发现剪切强度随热处理温度的降低而减小。垂直于波纹方向的抗剪强度高于平行于波纹方向的抗剪强度。基于正交试验和方法分析,热处理因素对剪切强度和粘接强度的影响主次关系是:保温温度保温时间温度变化率。剪切试验的断口形貌为局部脆性断裂的韧性断裂。通过对力学性能、界面组织和显微硬度的分析,500℃, 2 h, 60℃/h;540℃, 1 h, 60℃/h的热处理均为合适的热处理工艺。随着保温温度的升高,晶粒变粗,界面富集元素富集区和扩散区,形成脆性金属间化合物Fe Ti。界面的显微硬度随热处理温度的升高而降低。     

Al-Si-Mg(356)合金不稳态水平凝固过程中的显微组织演化（英文）

汽车和航空航天工业对减少运载工具重量的需求不断增加,这就需要发展改良的结构铝基合金。因此,本文作者研究设计Al-7%Si-0.3%Mg合金的水平凝固实验。研制并使用水冷式水平定向凝固装置。运用金相、光学显微镜、扫描电镜等传统技术表征材料的显微组织。用Thermo-Calc软件模拟含0.17%Fe(质量分数)合金的凝固路径。研究生长速度(V_L)、冷却速度(T_C)和凝固局部时间(t_(SL))等热力学参数对显微组织形成和枝晶显微组织演化的影响。当V_L和T_C值分别为0.82~0.98 mm/s和1.71~2.55°C/s时,柱状晶向等轴晶转变(CET)。通过测量一次和二次枝晶间距(分别为λ_1和λ_2)对显微组织进行表征。提出实验性定律:λ_(1,2)=f(V_L,T_C),λ_2=f(t_(SL));并观察到枝晶区包含以下共晶混合物:α(Al)+Si+π-Al_8Mg_3Fe Si_6+θ-Mg_2Si。     

脉冲激光焊铝/钢异种接头组织和性能（英文）

采用脉冲激光对纯铝和不锈钢进行搭接焊。研究结果表明,接头力学性能与焊缝深度有着密切的联系。为此,对两个不同焊缝深度的接头进行了研究。当焊缝深度为354μm时,铝和熔化区的界面产生了富铝的铁铝金属间化合物和微裂纹,接头强度为(27.2±1.7)N/mm,在铝和熔化区界面处发现了3种不同的断裂模式。当焊缝深度为108μm时,铝和熔化区的界面仅产生了富铁的铁铝金属间化合物,未观察到任何缺陷。当接头强度为(46.2±1.9)N/mm时,在铝和熔化区界面处仅发现了一种断裂模式。     

挤压态Mg-Sm-Ca合金的显微组织和力学性能（英文）

研究了挤压Mg-4.0Sm-xCa(x=0.5,1.0,1.5,mass fraction%)合金经过200℃等温时效处理后的显微组织、时效硬化行为和力学性能。结果表明,随着Ca的添加,在镁基体中形成针/棒状的Mg2Ca相、块状和颗粒状含Ca元素的Mg_(41)Sm_5相,合金的晶粒被细化、拉伸力学性能得到显著提高。在T5(峰值时效)态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最细的晶粒,其大小约为5.1μm。随着Ca含量的增加,针/棒状的Mg_2Ca相逐渐增多,当Ca含量达到1.5%时,晶界处含Ca的块状Mg_(41)Sm_5相的量明显减少。在峰值时效态下,Mg-4.0Sm-1.0Ca合金具有最大的HV硬度值(820 MPa)以及最佳的力学性能,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了267 MPa,189 MPa和24%。合金力学性能的提高主要归因于晶粒细化、固溶强化以及Mg2Ca相和Mg_(41)Sm_5相的析出强化。     

自由锻Ti-Ni形状记忆合金的显微组织和超弹性（英文）

采用放电等离子烧结(SPS)法将元素钛粉和镍粉制备成Ti-51%Ni形状记忆合金(SMAs)。研究目的是采用自由锻二次加工以提高SPS合金的性能。对自由锻前后合金的显微组织、相变温度和超弹性进行比较。结果表明,自由锻可以显著提高Ti-Ni形状记忆合金的拉伸强度和形状记忆性能,自由锻后合金的韧性从6.8%提高到了9.2%,超弹性的应变范围从5%增加到7.5%,应变恢复速率从72%提高到92%。Ti-51%Ni合金显微组织中含有立方奥氏体相(B2)基体、单斜马氏体相(B19′)、第二相(Ti_3Ni_4,Ti_2Ni和TiNi_3)和氧化物相(Ti_4Ni_2O,Ti_3O_5)。自由锻后再经500°C时效处理的最终样品的马氏体相变温度向高温方向偏移,这是由于Ti_3Ni_4相(透射电镜下可以观察到)的析出而导致基体中Ni含量的减少。总之,自由锻可以提高Ti-51%Ni形状记忆合金的超弹性和力学性能。     

热处理对TC21钛合金显微组织的影响（英文）

对TC21钛合金进行双重固溶+时效热处理,研究固溶冷却速率、温度对合金显微组织的影响。研究表明,初生α相形貌主要受一次高温固溶温度控制,高温固溶冷却速率对次生α相含量及长宽比有显著的影响。高的固溶冷却速率可以保留更多的亚稳定β相,从而在时效过程析出更多细小的次生α相,导致强度增加,塑性及韧性下降。二次低温固溶温度对合金后续的时效响应有显著的影响,高的固溶温度可以保留更多的β相,促使更多细小的转变α相在时效中析出;低的固溶热处理温度导致固溶残余β相含量减小,时效敏感性降低。时效过程导致残余β相的分解,特别是大块亚稳定β相区。     

5083铝合金厚板显微组织与力学性能的关系（英文）

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机研究厚度为105 mm 5083铝合金热轧板的显微组织与力学性能,解释厚板力学性能不均匀性中存在的三大特征问题。结果表明:轧板厚度方向力学性能具有不均匀性,从表面到中心强度呈倒"N"形变化,伸长率呈半"U"形变化。在靠近表面的一个特殊层(第2层)上发现若干个由长纤维状晶粒(LFG)和短纤维状晶粒带(SFGB)构成的相似结构单元,这种长纤维状晶粒和短纤维状晶粒带的交替层状分布有利于通过分散集中在两者之间晶界线(BL)上的塑性变形来提高塑性。但是,在热轧过程中两种不同变形能力的晶粒会引起附加应力的交替分布,致使强度降低。越靠近轧板中心,越容易发生回复而非再结晶,这可能是近中心区域(第4层和第5层)强度存在一个不可忽视的差值的原因。     

复合铸造铝合金接头的显微组织及力学性能（英文）

通过复合铸造的方法将液态A356铝合金与固态6101铝合金连接在一起,研究复合接头的显微组织、元素分布、硬度及拉伸性能,并分析其界面形成机理和断裂行为。结果表明:通过在固态6101铝合金表面电镀锌的方法并精确控制实验参数的条件下,可以使A356铝合金和6101铝合金之间形成冶金结合。在2种铝合金之间会形成过渡区,由于固态6101铝合金表面熔体的高过冷度,过渡区呈致密的等轴晶组织。在拉伸性能测试中,断裂位置总是在A356铸态合金内部,说明接头连接强度高于A356铸态合金的强度(145 MPa)。