内氧化法制备的Cu-Al2O3合金的显微组织与性能

利用内氧化法制备了Cu-Al2O3弥散强化铜合金,并对其挤压态、冷拉态、退火态棒材进行了性能测试和显微组织结构分析.结果表明挤压后的棒材经65%和90%的变形量冷拉拔后,存在明显的加工纤维组织,σb分别达468和495MPa,相对电导率分别为90%和89%IACS;1030℃×0.5h高温退火后再结晶现象并不明显,仍能保持较高的强度;且变形量越大,高温退火后强度下降越小;合金的拉伸断口表现为韧性与脆性的混合型断裂.     

电缆用Al-Fe合金抗压蠕变及力学性能的工艺研究

通过导电率测试、金相显微镜、扫描电镜及压蠕变等力学性能测试,研究不同铸造及挤压工艺条件下,合金元素对Al-Fe系合金微观组织及抗压蠕变等力学性能的影响。结果表明:热顶半连续铸造较金属型铸造冷却速度快,可获得晶粒细小均匀的铸态组织,Cu可细化其铸态枝晶结构;相比金属型工艺,热顶半连续铸锭挤压棒材内部Al3Fe初生相细小弥散,其抗拉强度和导电率同时大幅提高;热顶半连续铸造工艺、添加Zr和Cu均可提高Al-Fe合金挤压棒材的抗压蠕变性能。     

挤压比对2297铝合金力学性能与电学性能的影响

通过热挤压成型工艺制备2297铝合金棒材,采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度测试等手段研究挤压比对合金力学性能与电学性能的影响。结果表明:随着挤压比的增大,塑性变形量也逐渐增大,挤压棒材原始粗大的晶粒沿着挤压的方向逐渐拉长变细成纤维状晶粒,挤压态合金显微硬度随着挤压比的增大呈逐渐上升的趋势,而导电率随着挤压比的增大逐渐下降;挤压棒材经固溶时效处理后,棒材发生了明显的静态再结晶及晶粒的长大现象;随着挤压比的增加,时效态棒材的显微硬度、抗拉强度和屈服强度呈逐渐上升的趋势,而导电率和延伸率呈逐渐下降的趋势;挤压比为61时,时效态棒材的抗拉强度为332 MPa,屈服强度为240 MPa,延伸率为10.11%,显微硬度为126.6 HV,导电率为28.73%IACS。     

新型Mg-Bi-Al-Zn变形镁合金的微观组织与力学性能

基于开发低成本非稀土型变形镁合金的目的,利用XRD、SEM、EDS、TEM和EBSD等检测手段对新型Mg-7Bi-1Al-1Zn(质量分数,%,BAZ711)合金的微观组织进行相关表征,同时采用万能试验机测试了其铸态及挤压态试样的力学性能。结果表明:铸态BAZ711合金中粗大的Mg_3Bi_2相呈连续网状分布于α-Mg枝晶晶界处,其平均二次枝晶臂间距约为50μm;挤压态BAZ711合金发生完全再结晶,平均晶粒尺寸减小为3μm,微米级Mg_3Bi_2相沿挤压方向呈条带状断续分布,同时,基体中弥散分布有大量50~200 nm的近球状或短杆状Mg_3Bi_2相;挤压后合金表现出典型挤压织构特征。由于组织细化和微/纳双尺度第二相的综合强化作用,挤压态合金力学性能较铸态显著提高,其拉伸屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到244 MPa、305 MPa和14%。     

氧化剂含量对Cu-Al2O3/Cr复合材料组织与性能的影响

采用简化内氧化真空热压烧结工艺制备了不同氧源(Cu2O)含量(4%、5%、6%)的Cu-Al2O3/Cr复合材料(以Al2O3弥散强化铜为基体的Cu-Cr复合材料).用SEM、TEM等分析手段对所制备复合材料烧结态的微观组织及性能进行了研究.结果表明,在铜基体上弥散分布着大量细小的γ-Al2O3颗粒,其粒径为5～20nm,颗粒间距为20～150hm,当氧源含量为5%时,经真空热压烧结(950℃,2h,22MPa)后全部完成内氧化,此氧化剂含量为最佳的内氧化氧化剂添加量.     

粉末高温合金中SiO2夹杂物与基体的界面反应机理及对其变形行为的影响

通过人工植入夹杂物的方法,采用SEM、EPMA、TEM、纳米压痕和微纳CT研究了FGH96粉末高温合金中30和60μm SiO2夹杂物在粉末态、热等静压(HIP)和热挤压(HEX)过程中形貌、尺寸以及化学成分的演变规律,深入揭示了SiO2夹杂物与基体发生界面反应的机理,定量研究了夹杂物在粉末态、HIP态以及HEX态下尺寸的变化,表征了夹杂物在挤压棒材中的三维形貌。结果表明,在粉末态时,夹杂物呈长条状或板条状;在HIP过程中,夹杂物与基体发生了置换反应,形成了内部Ti O2、外部Al2O3并弥散分布于γ基体的复合夹杂物,确定了形成氧化物的物相种类,揭示了界面反应机理,同时,30μm SiO2周围未出现γ'相贫化区,60μm SiO2周围形成了γ'相贫化区,合金基体较γ'相贫化区具有较高弹性模量和纳米硬度,γ'相贫化区为软化区,反应后30和60μm SiO2夹杂物尺寸分别约为35和75μm,体积得到进一步增大;在挤压过程中,60μm SiO2由于贫化区的存在表现出与30μm SiO2不同的变形行为,并通过SEM观察统计的夹杂物尺寸与理论计算和微纳CT测试结果进行了对比验证。     

坯料处理方式对纯钛挤压棒材组织及性能的影响

采用正向挤压法分别对铸态及锻态纯钛坯料进行挤压对比试验,研究了经两种不同方式处理的坯料对挤压棒材组织及性能的影响。结果表明,铸态挤压坯料有粗大的柱状晶,金属协调变形性差,挤压后棒材表面质量较差且有连续的沟槽等缺陷;经过锻造的挤压坯料具有等轴组织,变形时金属流动更加均匀,挤压后的棒材表面光滑平整,力学性能优良。     

上引连铸-连续挤压技术制备Cu-Cr-Zr合金的组织与性能EI北大核心CSCD

采用上引连铸-连续挤压技术制备Cu-0.88Cr-0.14Zr(质量分数)合金,并对挤压后的棒材进行不同制度的时效处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射技术(EBSD)等分析测试手段研究合金经不同工艺/制度处理后的组织与性能的变化。结果表明:上引连铸Cu-Cr-Zr合金棒坯在连续挤压过程中发生了剧烈的剪切变形和动态时效,晶粒明显细化,析出尺寸为15~20 nm的Cr相,与铸态相比,挤压态合金的导电率与硬度分别增加了28.6%IACS、49.6 HV。确定了挤压态合金杆材经(925℃,12 h)均匀化退火和(1000℃,1 h)固溶处理后的峰时效制度是(475℃, 3 h),此时基体中析出了平均晶粒尺寸为2.6 nm的Cr相,合金的导电率和硬度分别可达73%IACS、155 HV。     

氧化剂对Cu-Al2O3复合材料微观组织的影响

研究了一种新型简化内氧化工艺,并制备了不同氧源系数的Cu-Al2O3复合材料。用SEM、TEM等分析手段对所制备复合材料烧结态的微观组织进行了研究。结果表明,该简化工艺成功制备了Cu-Al2O3复合材料,在铜基体上弥散分布着大量细小的γ-Al2O3颗粒,其粒径为5~20nm,颗粒间距为25~60nm,当氧源系数(k)为1.20时,压制粉末经烧结(950℃,4h)后全部完成内氧化,此氧化剂含量为最佳的内氧化氧化剂添加量。     

强烈塑性变形对Ag-Y_2O_3复合材料显微组织、力学和电学性能的影响

采用反应合成法制备出Ag-Y2O3复合粉体,研究了大挤压比挤压工艺对Ag-Y2O3(Y2O3质量分数为8%)复合材料显微组织、力学和电学性能的影响.结果表明:通过反应合成技术可以在Ag基体中形成尺寸细小的Y2O3颗粒;大塑性变形加工能够对Ag-Y2O3复合材料的显微组织起到均匀化和弥散化作用:Ag-Y2O3复合材料的显微组织为Ag基体中分布着细小Y2O3颗粒的复相组织;Ag-Y2O3复合材料的抗拉强度、电阻率等随真应变的增加而降低,延伸率随真应变的增加而提高.     

Ti-Al-TiO_2体系的热力学分析及合成反应过程研究

以Ti、Al和Ti02混合粉的原位反应制备Al203颗粒增强TiAl基复合材料.利用热力学机理分析了制备该种材料的可行性;用扫描电镜观察了合成产物的组织形态;借助差热变化曲线,对Ti-Al-Ti02体系的反应过程进行了初步研究.结果表明,Ti-Al-Ti02体系的反应能够原位生成Al203颗粒增强的TiAl基复合材料;Al203颗粒分布在基体晶界处,随其含量增大,基体晶粒逐渐细化;铝熔化后首先开始了TiAl3的生成反应,由于Ti02的稀释作用,使它的放热峰与Ti-Al体系的主放热峰相比有所滞后,紧接着发生了Al-Ti02的还原反应,由于其激活能低而速度较快,因此较早完成;若Al-Ti02的还原反应未进行彻底,部分TiAl3将分解以提供铝液;最后发生了TiAl3向TiAl和TiAl相转变的过程.     

添加NH_4AlO（OH）HCO_3原位生成Al_2O_3/Al复合材料的制备及其性能

碳酸铝铵与熔融的铝液反应原位生成颗粒增强铝基复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦磨损行为进行研究。结果表明：在搅拌的铝熔体中碳酸铝铵发生分解反应生成γ-Al2O3;该原位反应的增强颗粒比直接添加的Al2O3在铝熔体中分布得更均匀;复合材料的密度和硬度随着增强相加入量的增加而提高,而强度则随着增强相加入量的增加而降低;磨损率随着增强相加入量的增加和载荷的增加而提高;原位反应生成的复合材料的力学性能和耐磨性明显优于直接添加Al2O3颗粒形成的复合材料的。     

Al-Zr(CO3)2体系反应生成Al基复合材料的力学和磨损性能研究

运用Al-Zr（CO3）2体系熔体反应法制备了（Al3Zr＋Al2O3）p／Al合材料，研究了（Al3Zr＋Al2O3）p／Al复合材料的力学和磨损性能。结果表明：Al-Zr（CO3）2与Al熔体反应生成了Al2O3、Al3Zr颗粒；（Al3Zr＋Al2O3）g/A复合材料的抗拉强度和屈服强度随颗粒理论体积分数的增大而提高，当颗粒体积分数为10％时，复合材料的Rm为148．3MPa，较铝基体提高了90．1％，复合材料的Rp02为110．5MPa，较铝基体的提高了163．1％，复合材料的断后伸长率先升后降；由复合材料的拉伸断口SEM可知：随着反应物质量增加，塑性变形区减小，但仍是塑性断裂；由磨损表面SEM观察表明：（Al3Zr＋Al2O3）p/Al复合材料的磨损特征为黏着磨损和磨粒磨损的混合型磨损。     

冷热循环对颗粒增强铝基复合材料微屈服行为的影响

采用微屈服强度测试、透射电镜和高分辨透射电镜分析,对经过不同冷热循环工艺处理后的颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为进行了研究。结果表明,冷热循环次数虽然对颗粒增强铝基复合材料微屈服行为的宏观规律没有本质的影响,但是仍然影响颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为。对球形颗粒而言,小应变量下的微屈服强度随冷热循环次数的增加而增高;但对棱形颗粒而言,循环次数的影响较为复杂。研究还表明,冷热循环次数影响颗粒增强铝基复合材料微屈服行为的主要原因是其位错组态和残余应力在不同的循环次数下有明显的不同。     

玄武岩颗粒增强7A04铝基复合材料的界面结构及力学行为

采用喷射成形技术制备7A04铝合金及玄武岩颗粒增强7A04铝合金复合材料,利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析复合材料微观组织和界面结构,对比研究复合材料的力学性能。结果表明:玄武岩颗粒在铝基体中弥散分布,并与铝基体形成强力结合界面,玄武岩颗粒边缘的SiO2不断被反应生成的Al2O3取代,形成一层几十纳米厚度的高温反应层,反应生成的Al2O3强化玄武岩颗粒与铝基体的结合界面;弥散分布的玄武岩颗粒促进基体中位错增殖、空位形成和析出相的析出,析出相主要以板状的η(MgZn2)相和亮白色条状或椭球状的T(Al2Mg3Zn3)相为主,结合界面、高位错密度及弥散分布的第二相显著提高复合材料的力学性能,添加玄武岩颗粒的7A04铝合金复合材料的屈服强度和极限拉伸强度分别达667 MPa和696 MPa,与未添加玄武岩颗粒的7A04铝合金相比分别提高10.4%和10.1%。     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性，用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p／6061Al复合材料．对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究．结果表明：改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀，其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高．且随着时效温度的升高，Mg2Si析出过程加快，时效峰提前，呈现出硬度值变小的趋势，透射电镜观察表明，表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相；而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征．分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因。     

纳米Al2O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散-搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究。结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加入显著提高基体合金的力学性能。与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58%、59%和16%。     

Microstructures and wear properties of graphite and Al2O3 reinforced AZ91D-Cex composites

The magnesium matrix composites reinforced by graphite particles and Al2O3 short fibers were fabricated by squeeze-infiltration technique. The additions dispersed uniformly and no agglomeration and casting defect were observed. The microstructures and wear properties of the composites with different Ce contents of 0, 0.4%, 0.8% and 1.0%, respectively, were investigated. Especially, the effect of Ce on the properties was discussed. The results reveal that Ce enriches around the boundaries of graphite particles and forms Al3Ce phase with Al. The addition of Ce refines the microstructures of the composites. With the increase of Ce content, the grain size becomes smaller and the wear resistance of the composite is improved. At low load, the composites have similar worn surface. At high load, the composite with 1.0% Ce has the best wear resistance due to the existence of Al3Ce phase. The Al3Ce phase improves the thermal stability of the matrix so the graphite particles can keep intact, which can still work as lubricant. At low load, the wear mechanism is abrasive wear and oxidation wear. At high load, the wear mechanism changes to delamination wear for all the composites.     

Interactions of particles with solidifying front in Al_2O_(3P) /Al Si composites

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｌｕｍｉｎｕｍｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｒｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｈａｖｅｂｅｅｎａｄｖａｎｃｅｄｉｎｍａｎｙａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓｉｎａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｐａｒｔｓａｎｄｓｐｏｒｔｓａｒｔｉｃｌｅｓ［１～３］．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｆｏｒｔｈｅｍａｓｓｉｖｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓ…     

Al2O3/Mo复合材料的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备氧化铝颗粒增强的钼基复合材料.测定了钼基体的显微硬度;用SEM,TEM及XRD分别对混合粉体与坯体进行了微观分析;用销盘式摩擦磨损试验机测定了复合材料的滑动磨损性能.结果表明:在复合粉体及其材料中,Al2O3作为分散相具有细化晶粒的作用,随氧化铝体积分数增加,钼基体显微硬度增加,复合材料摩擦系数缓慢降低,磨损量先增加后减少,一定程度上改善了材料的磨损性能.