半固态处理对Ti基非晶复合材料的组织和力学性能影响

利用"形变诱导相变机制"对非晶基体同时增强增韧,采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了Ti基非晶复合材料。在此基础上,通过半固态处理工艺对凝固过程动力学控制优化组织,研究了半固态处理对试样的组织和力学行为的影响。结果表明,铸态试样组织为过冷奥氏体相、热致马氏体相和非晶复合结构,应力加载形变过程中通过形状记忆晶相TRIP效应对非晶基体增韧,表现为加工硬化行为。铸态试样的心部组织为较粗大的树枝晶,且生长不均匀;经半固态处理后,先析出相按照尖角溶解平面析出长大形式近球化,形成等轴晶,并在磁悬浮搅拌作用下均匀化,获得奥氏体相晶粒细小、圆整度高、组织致密,复合材料组织得到有效优化,(Ti0.5Ni0.48Co0.02)80Cu20合金断裂强度和塑性变形量由2 582 MPa和15%分别提高至2 745MPa和21.5%。     

钛合金表面激光熔覆Co-WC复合涂层的组织及力学性能

在钛合金TC4(Ti-6Al-4V)表面利用激光熔覆Co-WC复合涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和硬度计研究涂层的微观组织及力学性能。结果表明,Co+15%WC、Co+30%WC及Co+45%WC试样熔覆层与基体都实现了冶金结合,表层激光熔覆层涂层内组织均匀致密,没有气孔、裂纹等缺陷。而Co+60%WC试样虽然熔覆层与基体界面也为冶金结合,但是熔覆层内发生了开裂。激光熔覆Co-WC复合熔覆层的宏观洛氏硬度较TC4基体提升了2~3倍,合金粉末中WC的含量比例越高,熔覆涂层试样的宏观洛氏硬度的提升越明显。4种熔覆试样从基体到熔覆层表面,其显微硬度都是逐渐升高的趋势,熔覆层表面显微硬度达到TC4基体的显微硬度的近3倍。在Co基合金粉末中添加WC的最大含量为45%,高于45%之后,熔覆层显微硬度值下降。     

油气管线钢腐蚀研究现状

管道运输以其经济成本低、安全性及自动化程度高等显著优势,被广泛应用于油气领域。管线钢是一类运输油气资源的特种钢材,表现出较为优异的服役性能。腐蚀作为影响材料的三大主要因素之一,会对管道材料产生巨大影响,进行管线钢腐蚀行为和机理研究极具意义。管线钢服役环境繁杂,既用于埋地管道铺设,也在海洋环境中具有较大发展潜力。影响管线钢耐蚀性能的因素主要包括材料自身性质、服役环境（土壤及海洋）、单一酸性气体、油气性质、缓蚀剂和外加载荷等。不同因素之间存在一定程度的协同与拮抗作用,相比于单因素作用,多因素之间的耦合效果会大幅改变管线钢的腐蚀情况。概述了管线钢最新腐蚀研究现状,阐述了单因素的单独作用和多因素之间的耦合作用,简要分析了管线钢在腐蚀研究方面所面临的困难,以及对未来研究的展望,以期为管线钢腐蚀防护提供一定的思路和解决措施。     

Ti基金属玻璃复合材料的腐蚀行为

采用水冷铜坩埚悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为3mm的(Ti0.5Ni0.5)80Cu20金属玻璃复合材料试样,对合金的组织结构进行表征,用电化学工作站三电极体系测试了不同腐蚀介质中的动电位极化曲线,并分析表征电化学腐蚀后的形貌和腐蚀产物。结果表明:合金组织由非晶基体+形状记忆晶体相组成,在铸造过程的温度梯度下呈现梯度组织,边缘为快冷形成的无序密堆非晶结构,心部主要析出相为过冷奥氏体相。在人工海水和模拟人体的PBS溶液中,合金均表现出良好的耐蚀性。与晶态TC4合金相比,自腐蚀电位高,腐蚀的热力学倾向小;自腐蚀电流密度低,极化电阻高,腐蚀的动力学速率低。合金在PBS溶液中由于介质中活性阴离子浓度低,比在人工海水中表现出更优异的抗蚀性。在腐蚀形貌中未发现点蚀坑,边缘区的氧化膜较心部区域更为致密均匀。     

CuO／Al反应自生Al2O3增强Al基复合材料的研究

研究了不同加热速度和温度对ＣｕＯ／Ａｌ体系反应产物的影响,确定了ＣｕＯ／Ａｌ体系的最佳合成温度为１０００℃,探讨了反应时间对反应产物的影响,获得了最佳的反应合成时间为４０ｍｉｎ左右。     

Tm对锆基块体非晶合金力学性能和腐蚀性能的影响

采用铜模负压吸铸工艺制备了(Zr_0.6336Cu_0.1452Ni_0.1012Al_0.12)_100-xTm_x（x=0~5,原子分数）块体金属玻璃（BMG）合金,研究了Tm对合金力学性能和抗腐蚀性能的影响。结果表明,当Tm含量增加到3%时,其玻璃形成能力（GFA）和压缩塑性显著提高,但过量Tm会降低GFA。x=3时合金的最大过冷液相区宽度为100 K,抗压强度为1669 MPa,塑性应变为21.01%,远高于Zr_0.6336Cu_0.1452Ni_0.1012Al_0.12 BMG的各项性能（67 K、1439 MPa和5.90%）。然而,电化学测试结果表明,x=3时的合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的耐腐蚀性不佳,且其耐腐蚀性和力学性能随Tm含量的变化趋势与预期不同。可能是由于过量添加稀土元素Tm,容易形成更多的氧化物,导致点蚀加剧。进一步添加Tm可以提高Zr基BMG钝化膜的完整性和耐点蚀性能,但力学性能不理想。     

基于Tg复特征温度参数的玻璃形成能力及稳定性判定准则

本文从降温过程的玻璃形成能力(GFA)和升温过程的玻璃稳定性(GS)出发,构建出基于玻璃转变温度Tg衍生的复特征温度参数三角形,从而推导出判定GFA & GS的准则并从二温度参数和三温度参数对准则均衡贡献的角度,进一步对准则进行了修订：GTg=Tg/Tl+Tx/Tg+(Tx-Tg)/(Tl-Tg)和GTgm=Tg/Tl+(Tx/Tg)/2+((Tx-Tg)/(Tl-Tg))^0.3。通过大量金属玻璃、氧化物玻璃和有机化合物玻璃形成物从GFA和GS两方面验证了准则的可靠性,并与当前基于特征温度的判定准则进行了对比分析,结果表明新提出的准则在评判GFA & GS具有广泛应用性,尤其是修订后的准则在金属玻璃的GFA和GS判定方面表现最优,可以作为一个可靠的准则。     

冷却速率对Zr61.6N16.6Cu13.8Al8非晶合金力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了阶梯形的Zr61.6N16.6Cu13.8Al8非晶合金,利用x射线衍射（XRD）分别对不同直径的合金试样进行结构分析,利用万能试验机及扫描电镜对试样进行压缩试验和断口形貌分析。研究表明,由于冷却速度的影响,合金试样直径为3mm时是非品结构;直径为4mm和6mm时晶体相增多,甚至为完全晶体相结构;对于Zr61.6N16.6Cu13.8Al8合金,直径为3mm时的断裂强度可达到1703MPa,塑性变形可达到1．7％,适当体积晶体相的加入可以有效提高非晶材料的塑性。     

晶粒细化对Inconel 617合金微观织构和力学性能的影响

研究了室温轧制后不同变形量（20%、50%、70%）下的Inconel 617合金微观组织特征和力学性能变化。采用电子背散射衍射、X射线衍射分析了轧制过程中Inconel 617合金的晶粒细化机制和主要织构种类,并且对不同变形量下的Inconel 617合金的显微硬度和拉伸性能进行了测试。结果表明：在轧制变形过程中,Inconel 617合金晶粒发生细化,细化的机制是位错密度和应变梯度增大导致的原有晶粒破碎。轧制试样主要织构为高斯{011}<001>、旋转高斯{110}<110>、黄铜{011}<211>和P织构{011}<112>,并且随着变形程度的增大,剪切织构逐渐增强。轧制变形后,晶粒细化和位错强化共同提高了Inconel 617合金的强度,降低了塑性。综合来看,在20%的变形量时,Inconel 617合金的屈服强度和韧性分别为772.48 MPa和0.1962,具有较好的协同效果。     

块体非晶合金韧塑性研究现状

提高室温塑性和断裂韧性是块体非晶合金作为先进结构材料应用亟待解决的关键科学问题,理解应力加载时的室温塑性变形机制是提高其韧塑性的前提。块体非晶合金通过高度局域化的剪切带形成和扩展而产生塑性变形,提高其室温塑性取决于剪切带的均匀化分布程度。研究者们在该领域做了深入细致的研究工作,如喷丸、设计高泊松比的非晶、设计具有微观起伏结构的铸态相分离非晶以及引入晶相增韧等,使块体非晶合金的韧塑性得到有效改善。从第二相韧塑化非晶基复合材料、泊松比判据、尺寸效应、非晶表面涂层增韧、通过预变形预制多重剪切带改善塑性、冷热循环处理抗非晶合金老化等方面,综述了块体非晶合金韧塑化的研究热点,韧塑性判据,控制剪切带形成、扩展和分布的方法,指出获得良好拉伸塑性和断裂韧性仍是不同体系非晶合金的研究目标和重要发展方向,推动着块体非晶合金作为新型功能结构材料的应用和产业化。