Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料的半固态搅熔复合

采用半固态搅熔复合及模锻方法制备Al2 O3 /Al复合材料 ,讨论了工艺参数对Al2 O3 颗粒在铝合金液中的吸收性与分散性的影响 ,并对所得复合材料的强度、冲击韧性和耐磨性进行了实验。结果表明 ,通过选择合适的工艺参数 ,可以很好地解决Al2 O3 颗粒在Al合金液中的分散性问题 ,所得复合材料具有一定韧性和良好的耐磨性能。     

Al2O3颗粒增强铝基复合材料的半固态搅熔复合

采用半固态搅熔复合及模锻方法制备Al2O3/Al复合材料，讨论了工艺参数对Al2O3颗粒在铝合金液中的吸收性与分散性的影响，并对所得复合材料的强度，冲击韧性和耐磨性进行了实验，结果表明：通过选择合适的工艺参数，可以很好地解决Al2O3颗粒在Al合金液中的分散性问题，所得复合材料具有一定韧性和良好的耐磨性能。     

反应热压法制备Al2O3/NiCrAl复合材料及功能梯度材料

采用NiO、Al和Cr粉末反应热压制备了Al2O3/NiCrAl复合材料,NiCrAl合金由NiO还原出来的Ni与添加的Cr和Al反应形成.制备了不同Al2O3含量的Al2O3/NiCrAl复合材料,并以Al2O3体积分数分别为25%、52.2%和75%的Al2O3/NiCrAl复合材料为过渡层制备了Y稳定氧化锆(YSZ)到NiCrAl合金的功能梯度材料.X射线衍射分析、金相观察、硬度测量和热循环冲击实验结果表明:用该方法制备的复合材料由Al2O3陶瓷相和(Ni,Cr,Al)固溶体组成,而Al2O3颗粒由NiO与Al原位反应形成,尺寸细小,呈弥散分布.该功能梯度材料经从室温到1 000℃空气中10次热循环后未发现有裂纹,表明该方法制备的材料陶瓷相与合金相有良好的相容性、较高的结合强度、良好的耐高温抗氧化及热循环冲击性能.     

热处理温度对Si3N（4p）/Al复合材料组织和性能的影响

对压力浸渗制备的Si3N4p/Al复合材料在800-950℃下进行热处理,测试复合材料的相组成、弯曲强度、硬度和断裂韧度变化,观察复合材料断裂特征。结果表明,850℃是一个重要的热处理温度点,在此温度下-βSi3N4和Al开始发生显著的界面反应;对Si3N4p/Al复合材料进行850℃以上热处理可以提高复合材料的硬度、强度,但断裂韧度有所下降;950℃热处理的45vol%Si3N4p/Al复合材料弯曲强度达到498MPa,硬度达到373HBS5/750,断裂韧度为7MPa.m^1/2,具有良好的强韧性配合;复合材料断裂以Si3N4陶瓷颗粒脆性解理和铝合金塑性撕裂两种形式为主,少有陶瓷颗粒/铝基体界面解离的情形。     

原位反应法制备Al2O3-TiC/Al复合材料

通过向含Ti的Al-Si合金熔体中通入CO2气体制备Al2O3-TiC／Al复合材料的方法．研究了Al2O3-TiC／Al复合材料特性。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对复合材料的组织进行了研究。研究表明，CO2与合金熔体中的Al、Ti原位反应生成Al2O3和TiC颗粒，Al2O3和TiC颗粒尺寸在0．2～1．0μm之间，均匀分布在基体中，反应生成的Al2O3和TiC颗粒数量与CO2的通入时间有关。     

变向平面挤压对Al2O3／TiC双颗粒增强铝合金的影响

由原位反应得到的Al203/TiC双颗粒增强铝合金的性能与纯铝相比,其性能有所提高,但是,Al2O3/TiC双颗粒增强铝合金中所存在的长条状、硬而脆的Al3Ti,严重影响了铝合金的综合力学性能.利用变向平面挤压工艺对Al2O3/TiC双颗粒增强铝合金进行挤压,实现大变形,由此打碎了长条状Al3Ti,并且细化晶粒,从而提高了铝合金的综合机力学能.     

钛铝基合金与4种陶瓷界面反应的研究

借助SEM和差热分析(DTA),研究了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料界面反应后金属侧的显微组织,并测定了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料的初始反应温度.结果表明,Ti48Al2Cr2Nb合金与锆英砂反应后的显微组织最粗大,为菊花状,而与Y2O3反应产物最细小均匀,为颗粒状;4种陶瓷材料对Ti48Al2Cr2Nb合金的初始反应温度依次为:1500,1400,1380和820℃.     

Ti-47Al-2Cr-2Nb合金熔体与Y_2O_3型壳的界面作用

结合定向凝固工艺要求,研究了不同加热温度和保温时间(1600℃×10min,1600℃×30min和1700℃×10min、1700℃×30min)下,Ti-47Al-2Cr-2Nb合金熔体与Y2O3型壳的界面作用、界面组织形貌、元素分布以及界面生成物的相组成,并讨论了Y2O3型壳用于TiAl基合金铸件定向凝固的可行性。结果表明,相同的保温温度或保温时间下,熔体中的Al元素比Ti元素更易向型壳一侧扩散;同时合金棒表层形成一层几十微米厚的渗透层,1600℃试样表面渗透层是由于合金液对型壳面层材料的浸蚀和热冲击作用,使Y2O3颗粒进入到基体中形成的;而1700℃试样渗透层中在Y2O3颗粒的周围发现含Y、O、Al的灰色相,应为Y2O3与合金液发生反应而形成。     

Al2O3/TiAl复合材料的原位合成及反应机制的研究

利用Al-Ti-TiO2体系的放热反应,原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.借助示差热分析法探讨了体系的反应机制,采用XRD、SEM和OM分析了复合材料的相组成及显微组织.结果表明,原位合成Al2O3/TiAl复合材料由TiAl、Ti3Al和Al2O3相组成,Al2O3颗粒分布于TiAl和Ti3Al双相交界处,并存在一定团聚.随其含量增加,团聚程度加剧,晶粒尺寸减小.Ti和Al反应生成TiAl3放出的热量使部分TiAl3相处于液相状态,熔融的体积分数约为87.87%,液相的存在提高了颗粒间的润湿性,同时放出的热量是引发后续反应的原因之一.TiAl3与Al-TiO2的还原反应生成的活性Ti原子结合最终生成了TiAl和Ti3Al相.     

磁化学合成（Al2O3＋Al3Zr）p/Al复合材料的微观组织与力学性能

以氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)为反应物,采用熔体反应法,并在反应过程中施加脉冲涡流磁场,磁化学合成了(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料.扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)分析表明生成的颗粒为α-Al2O3和Al3Zr,颗粒细小,形状一致,且弥散分布于铝基体中;在相同反应条件下,与常规原位反应相比,磁场下反应更快、更完全,缩短了反应时间,并从反应动力学角度进行了分析.复合材料的力学性能研究表明,其屈服强度σs和抗拉强度σb均随颗粒体积分数的增加而升高,延伸率δ先升后降.(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料的拉伸断口形貌表明,其断裂属塑性断裂.     

铝合金等离子体基离子注入氮／钛层的结构

用X射线光电子能谱（XPS）和小掠射角X射线衍射（GXRD）研究了铝合LY12等离子体基离子注入氮／钛改性层的结构。结果表明。氮在注入层呈高斯分布,而钛沿注入方向逐渐减少。钛的注入对已注入的氮的分布有重要影响。钛的等离子体密度直接影响钛在改性层中的成分、相结构。改性层主要由TiO2,Al2O3,Aln,TiAl3,TiN或Ti组成。     

盐沉积条件下CO2对LY12铝合金大气腐蚀的影响

目的研究在有/无CO_2存在的恒温恒湿条件下,表面有沉积盐的LY12铝合金的大气腐蚀行为与腐蚀机理,搞清CO_2对其大气腐蚀的影响。方法将LY12铝合金表面分别沉积不同浓度的NaCl和MgCl_2,分别进行通/不通CO_2的恒温恒湿实验,借助扫描电镜(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)等表面技术以及腐蚀失重分析方法,研究盐沉积条件下CO_2对LY12铝合金大气腐蚀的影响。结果在试验条件下,MgCl_2造成的LY12铝合金腐蚀都以点蚀为主,失重高于NaCl造成的。以MgCl_2为介质时,主要腐蚀产物都为(Mg1–xAlx(OH)_2)x+(Cl~–,CO~(2–))x×mH_2O(简写为LDH);以NaCl为介质时,主要腐蚀产物都为Al_2O_3或Al(OH)_3。两种介质的腐蚀产物都出现了Cu元素的富集。结论无论是否存在CO_2,Mg元素都参与了腐蚀产物的形成。合金元素Cu的存在及其富集,是造成CO_2对纯铝和LY12铝合金腐蚀行为不同影响的主要因素。     

Al及LY12Al的表面处理与复合转化膜的耐蚀性能研究

采用失重法与电化学方法研究了纯铝及LYl2铝合金表面钼酸盐和锰酸盐的化学复合转化膜。首先，在不同的钼酸盐(锰酸盐)钝化剂里生成A1，LYl2A1转化膜，然后进行阴极和阳极极化曲线测定，得到一系列电化学参数。将成膜的A1，LYl2A1浸在人造海水中观察，分别测试在pH＝3、pH＝13的3．5％NaCl溶液中的极化曲线。结果表明，处理工艺简单，成膜速度快。铝及铝合金钼酸盐和锰酸盐的化学复合转化膜提高了耐蚀性能，有效地抑制了铝合金在3．5％NaCl溶液中的点蚀。并简单讨论了钼酸盐和锰酸盐的成膜机理及耐蚀作用。     

双步球磨与放电等离子烧结制备细晶TiAl合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结(SPS)技术制备细晶Ti-47Al(at%)合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪以及透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对球磨后的粉末形貌结构、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析。结果表明:双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸在20~40μm之间,内部结构均匀,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl和少量的Ti3Al相及Ti2Al相组成,随着烧结温度的升高,Ti3Al相含量有所增加。当烧结温度为1000℃时,烧结块体获得的主要是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~250nm之间。当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,等轴晶粒有明显长大的现象,显微组织主要由等轴状的TiAl相和片层状的Ti3Al相组成。     

引燃模式对自蔓延高温合成Al-Ti-C中间合金的影响

利用Al、Ti、C粉末原料,采用自蔓延高温合成技术(SHS)合成了Al-Ti-C中间合金晶粒细化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了引燃模式对自蔓延高温合成反应过程及合成产物组织形态的影响。结果表明:两种引燃模式下自蔓延高温合成的Al-Ti-C中间合金由Al、Al3Ti和TiC组成,引燃模式对Al-Ti-C的组织形貌产生重要影响,自蔓延模式下燃烧温度低,合成产物中的第二相粒子细小分散,而热爆模式下燃烧温度高,Al3Ti、TiC长大聚集,影响其晶粒细化性能。     

温度对制备Al-Ti-C晶粒细化剂的影响

采用石墨粉加入到Al-Ti合金中的方法来制备Al-Ti-C晶粒细化剂。采用扫描电镜和透射电镜观察了Al-Ti-C合金的微观形貌，采用X射线衍射装置检测了Al-Ti-C合金中的相组成。结果表明，在制备Al-Ti-C合金过程中，温度低于1273K先生成TiC粒子，随着保温时间的延长TiC转变成为Al4C3;但温度升高到1573K以上时,Al4C3会分解重生成TiC.     

Preparation of Al-Al3Ti in situ composites by direct reaction method

Al-Al3Ti composites were prepared by a direct reaction method, in which Al3Ti was formed by the reaction of Ti and Al in aluminum alloy melt. The morphology of Al3Ti changes apparently from the fine particle, needle-like to large block with the increase of Al3Ti content. The addition of magnesium can markedly change the morphology of Al3Ti and reduce their size. Short rod-like Al3Ti was formed and homogeneous distribution was obtained with the addition of 3 wt.% Mg. The effect of Al3Ti and Mg on the microstructure of Al-Al3Ti composites and the mechanism were also discussed.     

钛/铝异种金属冷金属过渡增材制造

采用TC4和ER2319焊丝直流/变极性冷金属过渡实现异种金属电弧增材制造，通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱、硬度试验、纳米压痕以及拉伸试验等方法对钛/铝构件界面组织特征与力学性能进行分析.结果表明，在钛合金表面堆积铝合金时，只有少量的钛合金熔化，钛原子扩散到液态铝合金中，形成不同长度的TiAl₃金属间化合物.10 μm左右的反应层在钛/铝界面形成.邻近钛侧的反应层均匀连续，靠近铝合金一侧的反应层呈现长条状或块状.界面反应层的显微硬度介于钛合金和铝合金显微硬度之间.构件的最高抗拉强度为111 MPa.     

筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析

蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS分析了筋板类LY12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应。     

Three-Dimensional Analysis of Fragmentation Process of Al3Ti Platelet Particles in Al–Al3Ti Multiphase Alloy Deformed by Asymmetric Rolling

Asymmetric rolling (ASR) can introduce larger shear strains than symmetric rolling (SR). Therefore, application of ASR to metal-based multiphase alloy containing platelet particles will yield different particle distributions compared with SR. In this study, differences in the fragmentation behavior of Al₃Ti platelet particles in Al–Al₃Ti multiphase alloy after SR or ASR were investigated in three dimensions. The size of the Al₃Ti platelet particles in the ASR-treated multiphase alloy was smaller than that in the SR-treated multiphase alloy. The platelet shape of the Al₃Ti particles in the multiphase alloy deformed by rolling was retained because deformation by rolling occurs via plane strain. The results show that both SR and ASR can be used to modify the distribution of Al₃Ti platelet particles in Al–Al₃Ti multiphase alloy, but that ASR can change it more severely.