铸渗法制备金属基表面复合材料的研究进展及应用

铸渗技术是近年来发展起来的一种制备金属基表面复合材料的新技术.综述这项技术在金属铸渗机理、铸渗工艺方法及其影响因素等方面的研究及应用概况,阐述铸渗法制备金属表面耐磨复合材料的制备工艺方法、铸渗机理和铸渗组织的新进展,总结了新近开发的一些改善铸渗效果的工艺措施,并指出了该项技术目前还存在的若干问题,并对其今后的发展方向进行了展望.同时为金属基表面复合材料的制备、选择和开发提供新思路.     

生物医用可降解锌基合金的研究进展

锌基合金是近几年新兴的一种医用可降解材料,有望应用于心血管支架及骨植入等医疗器械。锌是人体必需的营养元素,具有良好的生物相容性及适宜的体内降解速率,作为可降解合金的基体有很广的应用前景。然而,生物可降解锌基合金的设计、加工、强化及降解机理等研究尚处于起步阶段,还需要做大量的基础研究工作。本文以最终医疗器械产品的理想标准要求为切入点,从生物相容性、力学性能及抗腐蚀性能等方面对近几年医用锌基合金的研究成果进行了综述分析,并展望了其未来的发展方向。     

超细晶纯钛疲劳裂纹扩展及裂纹尖端组织演变

采用疲劳裂纹扩展实验研究剧烈塑性变形制备的4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为,通过观察不同组织超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展路径,并对裂纹尖端塑性区进行显微硬度分布实验和显微组织观察,分析不同组织超细晶纯钛疲劳裂纹扩展的微观机制。结果表明,等径弯曲通道变形（equal channel angular pressing,ECAP）纯钛和旋锻后400℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径曲折,而ECAP+旋锻变形纯钛和旋锻后300℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径平直。循环载荷作用下,超细晶纯钛裂纹尖端区域的显微硬度和微观组织变化显著。其中ECAP+旋锻变形纯钛的组织位错密度和显微硬度降低,而ECAP变形和旋锻后退火纯钛的组织位错密度和显微硬度均升高。超细晶纯钛疲劳裂纹扩展过程中组织结构对位错运动的阻碍导致裂纹扩展方向改变,且裂纹尖端区域位错密度为显微硬度变化的主要影响因素。     

激光热轧板带钢板形检测方法的研究

本文研究的新型激光板形检测方法是利用棒状激光器、CCD成像技术和数字图像处理技术非接触式检测热轧板带钢板形的方法.本文论述了该测量方法的工作原理和所进行的模拟检测试验.测量结果表明,该方法测量热轧板带钢板形结果准确可靠.     

出口通道背部摩擦力对工业纯钛室温ECAP变形影响的有限元分析

工业纯钛的等径弯曲通道变形(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)通常在350~450℃实现,为研究工业纯钛室温ECAP变形的可行性,提高其细化效率,本文利用三维有限元商品软件Marc.Super-form对工业纯钛方形试样的一道次室温ECAP变形过程进行模拟.研究并分析了模具出口通道背面摩擦对工业纯钛(Commercial Pure Titanium,CP-Ti)试样变形、应变速率及挤压载荷分布的影响规律.研究表明,增大模具出口通道背部摩擦可使工业纯钛ECAP变形区的应变速率分布更均匀,使试样内应变分布均匀性提高.在此基础上通过改善外部摩察工艺条件成功地实现工业纯钛室温ECAP变形,获得变形均匀的ECAP试样.     

工业纯钛的室温低周疲劳行为

采用应变控制研究了工业纯钛的室温低周疲劳行为,对循环应力-应变行为和低周疲劳寿命数据进行了分析,得到了低周疲劳的相关参数;并对疲劳组织和疲劳断口进行观察与分析。结果表明:当总应变幅为0. 5%和0. 6%时,工业纯钛在疲劳变形前期表现为循环硬化,后期发生轻微的循环软化;当总应变幅大于0. 6%时,工业纯钛在疲劳变形过程中均呈现循环硬化现象。由显微组织观察可知,在低应变幅下,位错滑移是工业纯钛主要的疲劳变形机理,孪生变形在局部高应力集中区被激活;在高应变幅下,微观变形机制以孪生为主导,伴随着滑移。疲劳断口表明工业纯钛发生多源疲劳失效,在裂纹扩展区还会呈现二次裂纹,疲劳断裂为混合型断裂。     

剪切模式下Ti-1300合金组织及织构演变规律

通过光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等检测方法,研究等通道转角挤压变形后Ti-1300合金的组织与性能。研究结果表明:Ti-1300合金经过ECAP变形,发生晶粒转动、晶内多系滑移以及晶界处螺型位错与刃型位错的混合位错交错排列的协调作用,致使晶界不能破碎,原始晶界清晰可见,晶内出现大量的相互交错的剪切滑移带,显微组织中存在大量平行细密的板条组织以及位错团、位错胞,位错密度增大,但在整个ECAP变形过程中并未产生形变诱导ω或α″相。织构分析结果表明ECAP变形过程中Ti-1300合金初始(110)■织构逐渐转变为α织构,并形成D织构及立方织构。     

室温工业纯钛等径弯曲通道挤压的有限元模拟

利用三维有限元模型研究工业纯钛室温等径弯曲通道挤压(ECAP)变形过程,通过数值模拟分析模具通道夹角、外圆角及摩擦条件等参数对材料变形区的应变分布及挤压载荷的影响规律,获得了在室温下对工业纯钛进行ECAP变形的最优工艺参数。模拟结果表明:三维模型考虑了模具接触及摩擦的影响,比二维平面模型更客观、准确地反映了试样的应变分布状况。Φ=120°,Ψ=20°的模具参数为最优,试样可在较低的挤压载荷获得较大的塑性变形,增加通道背部摩擦可扩大试样主变形区体积,改善变形均匀程度。最终采用两通道夹角Φ=120°,外圆角Ψ=20°的模具,在背部不润滑的摩擦条件下成功实现了工业纯钛室温等径弯曲通道单道次变形。     

电解液温度和pH值对铜电沉积行为及性能的影响

本文通过循环伏安(CV)和计时电流(CA)实验研究了电解液温度和pH值对铜电结晶行为的影响,并采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、三维超景深显微镜和显微硬度计分析了电解液温度和pH值对铜电沉积层的相成分、择优取向、微观结构、粗糙度和硬度的影响。结果表明,铜电结晶过程均为受扩散控制的三维形核生长模式。当电解液温度为35 ℃时,铜的电沉积效率最高;电解液pH值为9时,对铜的电沉积促进作用最优。不同电解液温度和pH值最终的成核机制均为三维瞬时成核生长。随着电解液温度的降低和pH值的增加,择优取向由（111）晶面转变为（220）晶面。当电解液温度为35 ℃,pH为9时,可获得具有平整致密、粗糙度和硬度良好的铜电沉积层。