CuCrSnZn合金析出相价电子结构计算与强化机理分析

基于经验电子理论(EET理论)及程氏改进的TFD理论,计算了CuCrSnZn合金时效处理后析出的析出相Cr与基体Cu形成的α-Cu(111)/Cr(110)相界面的价电子结构,利用界面结合因子ρ、△ρ分析了合金界面电子结构与合金的析出强化和软化温度的关系.结果表明,α-Cu(111)/Cr(110)晶面电子密度差较大,界面应力较大,有效阻碍了位错的运动和界面的推移,从而提高了合金的强度和软化温度.     

微合金化对Cu-15Cr原位复合材料组织和性能的影响

研究了合金元素Zr对Cu-15Cr原位复合材料微观组织、力学性能、导电性能及热稳定性的影响规律。用SEM和TEM分别观察了材料的微观组织演变和析出相形貌,测试了不同应变下材料的抗拉强度和导电率,测定了材料的抗软化温度。结果表明:Zr促进Cr的析出,保持了微合金化Cu-15Cr复合材料的导电性;添加少量Zr可使Cu-15Cr-0.1Zr的抗拉强度提高约15%;Zr的加入使复合材料的抗软化温度提高了50℃左右。     

接触线用Cu-Ag-Zr-Ce合金的电滑动磨损性能

采用真空感应熔炼炉制备Cu-Ag、Cu-Ag-Zr以及Cu-Ag-Zr-Ce合金,利用自制且能模拟接触线实际运行工况的载流磨损试验机对各不同合金线材的电滑动磨损性能进行研究,并借助扫描电镜对磨损前后Cu-Ag-Zr-Ce合金的组织形貌进行分析。结果表明:Cu-Ag-Zr-Ce线材的磨损率随着加载电流和滑行距离的增大而增大;粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损是Cu-Ag-Zr-Ce线材电滑动磨损的主要机制。在同种实验条件下,Cu-Ag-Zr-Ce线材的耐磨性能优于Cu-Ag-Zr和Cu-Ag合金的耐磨性能,相同实验条件下Cu-Ag合金的磨损率为Cu-Ag-Zr-Ce和Cu-Ag-Zr合金磨损率的2~4倍。     

退火对AA3104热轧铝板整体织构的影响

对AA3104热轧铝板的织构分别进行了X射线反射法测量和X射线透射法测量。采用X射线透射法测量时,对极图数据作了绕轧向转90°的坐标转换,以直接测得热轧铝板的真实织构,避免用X射线反射法测量时铝板织构不均匀性引起的测量结果偏离整体织构。X射线透射法测量织构简捷、准确。铝板心部和表面织构是不一致的,退火可改变铝板的织构。     

基于热加工图的Cu-Ni-Si-P合金的高温热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,通过高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.03P合金在应变速率为0.01～5 s-1、变形温度为600～800℃的动态再结晶行为以及组织转变进行了研究。结果表明:在应变温度为750、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。同时从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的热变形激活能(Q)为485.6 kJ/mol和热变形本构方程。根据动态材料模型计算并分析了该合金的热加工图,利用热加工图确定热变形的流变失稳区,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数,温度为750～800℃,应变速率范围为0.01～0.1 s-1,并利用热加工图分析了该合金不同区域的高温变性特征以及组织变化。     

灰铸铁和球墨铸铁前托架钻削性能评价

从导热系数、铁屑形貌、钻孔内表面粗糙度、钻头顶部温度、钻削负载(扭矩、进给力)等方面,评价了QT450和HT250材质拖拉机前托架的钻削性能,并分析了钻削性能与微观组织的关系。结果表明,对HT250和QT450前托架钻削加工时,两者钻削负载没有明显差别;与HT250相比,QT450的石墨对基体的分割作用小,其基体组织中较多的铁素体,造成钻削加工时断屑和排屑困难,导致钻孔内表面粗糙度大;QT450导热系数低、铁屑与钻头摩擦严重,使得钻头温度较高;QT450有较小的切削力和铁屑对钻头较大的摩擦力,在这2个力作用下,QT450钻削负载与HT250基本相同。     

共析珠光体钢激光冲击处理后的组织演变

采用SEM、TEM及显微硬度等方法研究了原始组织为层片状珠光体的共析钢激光冲击处理后的组织演变与硬度变化规律.结果表明:单道次激光冲击即可实现共析钢表层铁素体晶粒超细化,等轴铁素体晶粒尺寸约为0.8 μm;激光冲击产生的冲击波诱发材料表层产生高应变速率的塑性变形,渗碳体层片具有较好的塑性变形能力,冲击波中心区域渗碳体层片球化完全,渗碳体颗粒粒径约为50 nm,而冲击波边缘区域渗碳体层片主要发生弯曲、扭折和断裂;塑性变形导致大量位错的产生使得冲击波中心区域材料表层的硬度相比冲击前提高约20%左右.     

基于电子理论Fe基体上电沉积Cu膜内的应力研究

采用电镀法在Fe基体上电沉积Cu膜.用悬臂梁法在线测量了沉积过程中的Cu膜内的平均应力,进而研究了Cu膜内的应力分布及应力来源.结果表明,Cu膜内的平均应力和分布应力均为拉应力,它们均随膜厚的增加而减小.Cu膜内的界面应力很大,而生长应力很小.再者,基于改进的Thomas-Feimi-Dirac(TFDC)电子理论,对Fe基体上Cu膜内由界面应力引起的平均应力做出了初步估算.结果表明,理论估算结果与实验结果的应力性质完全相同,其值也较接近.这说明理论计算模型具有一定的准确性.     

锻造斗齿的热处理工艺及组织性能

以锻造斗齿成品及斗齿用30CrMnSi钢亚温淬火工艺为研究对象,对斗齿成品不同部位的洛氏硬度及显微组织进行了分析;对30CrMnSi钢经不同模拟锻造余热淬火工艺处理后的组织和性能进行了对比研究。结果表明:斗齿成品表面硬度略低于次表层2~3 HRC,齿尖硬度高于齿根硬度5~10 HRC。通过模拟锻造余热分段淬火工艺,30CrMnSi钢在870 ℃水淬时,其冲击韧性最高,为74 J;当淬火温度低于870 ℃时,由于奥氏体化不均匀或较多铁素体的出现会导致冲击韧性降低;当淬火温度高于870 ℃时,由于加热时奥氏体晶粒粗大,淬火后所得马氏体也粗大,冲击韧性降低。建议生产中采用斗齿齿尖、齿根同时入水的整体淬火工艺,以使斗齿整体获得较高的硬度和韧性。     

CuNiSiP合金的动态再结晶行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对CuNiSiP合金在高温压缩变形中的流变应力和组织变化进行了研究,分析了其再结晶行为。结果表明：应变速率和变形温度对合金的再结晶影响较大,在0．1,0．01s^-1应变速率下,650℃以上即可发生再结晶,而在1,5s^-1应变速率下,700℃以上才能发生再结晶;变形温度越高、应变速率越小,合金越容易发生再结晶;利用Arrhenius双曲正弦函数求得CuNiSiP合金的热变形激活能Q为485．6kJ·mol^-1。