旋转摩擦挤压法制备CNTs/5A06铝基复合材料的摩擦磨损行为

添加体积分数3%碳纳米管(CNTs),应用旋转摩擦挤压(RFE)法制备了CNTs/5A06铝基复合材料,研究了其显微组织、显微硬度和耐磨性能,并与RFE加工前后5A06铝合金的进行了对比。结果表明:RFE加工后铝合金组织由RFE加工前的粗大长条状晶粒变为细小等轴晶,但显微硬度增幅不明显,复合材料的晶粒进一步细化,硬度明显增加;RFE加工对铝合金摩擦因数与磨损率的影响较小,复合材料的摩擦因数与磨损率则分别比RFE加工前铝合金的降低了17.6%,34.7%;复合材料磨损表面光滑完整,存在塑性变形和少量犁沟,磨损机制为表面塑性变形和轻微的磨粒磨损,RFE加工前后铝合金的磨损表面均存在较多凹坑和犁沟,磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。     

搅拌摩擦焊焊缝缺陷的超声波动态波形研究

以搅拌摩擦焊焊缝的包铝陷入缺陷、隧道孔缺陷、未焊透缺陷为研究对象,通过超声波检测中的前后扫查和左右扫查获取缺陷的超声波回波动态波形,分别描述了三种缺陷的动态波形特点,并分析了各缺陷动态波形的形成原因。分析表明,由于包铝陷入缺陷的包铝层/铝合金基体界面两侧的声阻抗几乎相等,所以该缺陷的超声波回波是由于界面的不良结合而产生的;前后扫查的动态回波特征可以将隧道孔缺陷与包铝陷入、未焊透区分开,该特征可以作为搅拌摩擦焊焊缝缺陷超声波检测时的初步定性依据。     

TiNi形状记忆合金薄片的微激光焊接工艺研究

采用微激光对厚度为0．2mm的TiNi形状记忆合金薄片进行焊接,通过正交试验以获得最大的接头抗拉力为目标对工艺参数进行了优化,并分析了工艺参数对焊接接头表面及横截面形貌的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是：脉冲功率百分比21％、脉冲宽度2．3ms、脉冲频率4Hz,此时焊接接头的承载能力达到母材的97％。当微激光焊的功率百分比、脉冲频率、脉冲宽度过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿;过小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者是导致焊接接头承载能力较差的主要原因。     

聚四氟乙烯对搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料均匀性的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了Al-Ni系金属间化合物增强铝基复合材料,通过SEM、XRD对复合材料的微观结构及相组成进行了分析,研究在原材料中添加聚四氟乙烯对搅拌摩擦加工制备复合材料中增强相含量及分布均匀性的影响,并对增强相形成的物理模型进行了探讨。结果表明:添加聚四氟乙烯可以显著改善Al-Ni复合材料的均匀性;加入聚四氟乙烯后会阻隔Ni粉的团聚,致使Ni与Al的接触面增大,从而增大了Ni与Al的反应界面,导致反应程度增大,Al_3Ni金属间化合物生成量增多。     

焊接速度对Mg/Cu异种合金搅拌摩擦焊接接头成形的影响

目的研究不同焊接速度条件下镁铜异种合金搅拌摩擦焊接接头的成形规律。方法在保证其他焊接工艺相同的条件下,通过改变焊接速度,比较分析了焊接速度对接头的表面成形、横截面形貌特征、微观结构及力学性能的影响规律。结果随着焊接速度从118 mm/min减小至95 mm/min时,焊缝表面成形变得更光滑,飞边显著减少,内部孔洞缺陷消失,焊缝成形质量显著提高;但继续减小焊接速度至75 mm/min时,焊缝内部却再次出现孔洞缺陷。结论采用工艺参数为950 r/min的旋转速度、95 mm/min的焊接速度焊接时,焊缝成形质量最高;中心混合区主要由层片状铜合金、颗粒状镁合金和金属间化合物Mg2Cu组成;接头抗拉强度最大,达81.5 MPa。     

碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展

综述了碳纳米管增强铜基复合材料的预处理和制备方法,探讨了复合材料的组织、力学性能与摩擦学性能、电学性能和热学性能;最后指出了碳纳米管增强铜基复合材料今后的研究方向。     

搅拌摩擦焊接头形成过程的二维观察与分析

用紫铜作标示材料，进行了LF6铝合金的搅拌摩擦焊试验，焊后在与焊缝表面平行的截面上，观察了标示材料在焊缝中流动的痕迹。结果表明，搅拌摩擦焊过程中，焊缝材料在水平面的流动与焊缝中心是不对称的，在焊缝的前进边，材料既向搅拌头前方流动也向搅拌头后方流动；在焊缝的返回边，材料只是向搅拌头后方流动，且有部分材料进入前进边。根据试验观察结果，建立了焊缝金属在水平面上的二维挤压模型，并用运动分解、合成的方法研究了探针周围热塑性材料的流动趋势，模拟了标示材料在焊接过程中的流动状态，模型能较好地解释试验所观察到的现象。     

铝合金搅拌摩擦焊焊缝形成的物理机制

研究了一种铝合金焊缝成形的物理机制及焊接工艺参数对焊核尺寸的影响.结果表明:搅拌摩擦焊焊缝是由焊核、在前进边后方沿板材厚度方向流动的金属、由搅拌针两侧向其后方流动的金属组成,四个方向的金属流会在焊缝横截面上出现一交汇区,若金属流动不足,易在此区出现焊接缺陷.焊核的形成及其大小取决于搅拌针表面的螺纹和焊接工艺参数,若单位长度焊缝中有较多的金属在螺纹的驱动下向下流动,则会在焊缝下部出现较大的焊核.过高的搅拌头旋转速度或过低的焊接速度,使搅拌针周围金属易于朝焊缝上部流动,焊核尺寸减小.     

后热处理对搅拌摩擦加工制备Al-Ti复合材料组织特征的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备Al-Ti复合材料,并对其进行600 ℃/6 h的后热处理,采用SEM、TEM、XRD对搅拌摩擦区热处理前后的微观组织结构及相进行了分析;采用X射线衍射图分析软件TOPAS测量了搅拌区热处理前后的物相晶格常数,研究了后热处理对搅拌摩擦加工制备的Al-Ti复合材料组织特征的影响。结果表明:600 ℃/6 h后热处理后,金属间化合物与铝基结合界面良好;且后热处理可使Ti、Al和Al₃Ti彼此间的扩散速率加快,促进Al₃Ti和新相Al₅Ti₂金属间化合物的产生;此外微观结构中存在位错墙;热处理前后Al₃Ti的轴向比c/a都高于标准数据,但热处理后提高了约0.4%,明显低于热处理前约1.2%的增幅;进行后热处理后,Al-Ti复合材料因搅拌摩擦加工引发的微观缺陷的增殖、再次扩散及缺陷间的互作用,使得原位反应再次进行,促使搅拌区金属间化合物含量提高。     

添加La_2O_3对搅拌摩擦加工制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工(FSP)方法在Al基体中添加微米级Ni粉及(Ni+La_2O_3)混合粉末,制备Ni/Al及(Ni+La_2O_3)/Al复合材料。采用SEM、EDS及XRD对复合区微观结构及相组成进行分析,采用室温拉伸试验对Ni/Al、(Ni+La_2O_3)/Al复合材料力学性能进行了测试。结果表明:Ni/Al复合材料中主要成分为Al、Al3Ni和Ni粉团聚物,Ni粉团聚物尺寸粗大,形貌呈壳-核结构,核为团聚的Ni,壳为Al3Ni增强相层;La_2O_3对Al-Ni原位反应有较大影响,能够强化Al-Ni原位反应,生成更多增强相;La_2O_3阻碍了Ni粉的相互吸附和聚拢行为,从而减少了团聚现象;(Ni+La_2O_3)/Al复合材料的抗拉强度可以达到186 MPa,与Al基体(抗拉强度72 MPa)、纯Al FSP(抗拉强度90 MPa)、Ni/Al复合材料(抗拉强度144 MPa)相比,其抗拉强度分别提高了158%、107%、29%。