梯度热处理快速优化Ti-6.8Mo-3.9Al-2.8Cr-2Nb-1.2V-1Zr-1Sn合金获得高强高韧性能的微观组织（英文）

本研究采用高通量梯度热处理,建立了亚稳β钛合金Ti-6.8Mo-3.9Al-2.8Cr-2Nb-1.2V-1Zr-1Sn的微观组织与热处理之间的关系。首先,在梯度热处理炉中,对直径为10 mm、长度为92 mm的棒材进行746～909℃(β-转变温度(845±5)℃)的连续温度梯度固溶处理。然后,将梯度固溶后的样品切割成4个相同样品,其中3个样品分别在450℃、550℃和600℃下时效8 h。通过单个高通量样品的制备与表征,快速建立固溶温度对时效硬化行为的影响规律模型,并对梯度组织进行表征。结果表明：随固溶温度的升高,次生α相(α_s)的宽度和间距减小,强度提高,伸长率降低,而随时效温度的升高,呈现相反的趋势;746°C固溶处理2 h后再在600°C时效8 h,获得了由初生α相(α_p),亚微米级棒状α相(α_r)和次生αs相组成的异构组织,具备很好强的韧性匹配,屈服强度和伸长率分别为1140 MPa和15%。     

Φ101.6mm×9.7mmTC4S钛合金管皮尔格温轧孔型曲线设计与优化

皮尔格温轧是无缝钛管生产的主要加工工序之一,而轧辊孔型设计是影响温轧生产效率和成品质量的关键因素。针对规格为Φ101.6 mm×9.7 mm的TC4S钛合金无缝管,分别采用SMS MEER法和Shevakin法设计了考虑温轧条件的轧辊环形孔型曲线。在此基础上建立轧辊、坯料和芯棒的3D模型,结合实际工艺参数和试验获取的材料参数,建立该规格无缝管的皮尔格温轧有限元模型。基于Abaqus/Explict软件平台,对两种方法设计的轧管模型开展仿真模拟,对比分析温轧过程中轧制力、不均匀变形程度和尺寸精度等变化规律。结果表明：Shevakin法的峰值轧制力和平均轧制力为6.01 MN和3.62 MN,相比于MEER设计法对应值分别低23.0%和14.2%,而外径相对偏差和壁厚相对偏差则较小,变形稳定性和尺寸精度相应较高,表明Shevakin法更适合所述规格管材的皮尔格轧辊孔型设计。     

15Cr2Ni3MoW穿孔顶头的组织形态初探

研究了15Cr2Ni3MoW合金钢金相组织演变过程及其组织形态,明确了该钢的组织形态特点和适应穿孔顶头高性能要求所应有的组织结构模式及与使用性能之间的关系。15Cr2Ni3MoW合金钢生产的顶头具有均匀细小的贝氏体和少量马氏体的复合组织,其表面氧化膜应致密,与基体结合牢固,并以FeO为主要成分。改进顶头的生产工艺后,顶头组织改善,硬度提高,冲击功提高45%,使用寿命提高50%以上。     

镁合金脉冲阳极氧化工艺

采用正交实验对镁合金在碱性环保型溶液的脉冲阳极氧化工艺进行了研究,分析了周期、占空比、电流密度、溶液温度、氧化时间等工艺参数对氧化膜层性能的影响,得出了最佳工艺为周期10 m s、占空比0.05、电流密度100 mA/cm2、温度40℃。采用扫描电镜、能谱、X射线衍射、电化学等多种测试方法对氧化膜层的性能、组分、形貌、结构以及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,该工艺能在镁合金表面形成灰白色的氧化膜层,膜层光滑致密,与基体结合牢固。氧化膜微观为均匀多孔结构,孔径也小于直流成膜,氧化膜主要由MgO和MgA l2O4组成,膜层耐腐蚀和结合力优于传统的直流工艺制备的膜层。     

镁及镁合金环保型阳极氧化工艺研究

研究了镁及镁合金无铬、无磷的环保型阳极氧化工艺测定了镁阳极氧化的稳态伏安曲线和电流密度一时间曲线通过研究氧化电压、电解液中NaOH和Al(0H)3的浓度、电解液温度、氧化时间等对镁阳极氧化成膜的影响，确定了最佳工艺条件分析了最佳工艺条件下得到的镁合金氧化膜的成分、结构与表面形貌，并对镁合金基体与氧化膜的耐腐蚀性能进行了比较结果表明，在环保型阳极氧化液中得到的镁合金氧化膜由镁和铝的氧化物组成，其色泽光滑，结构致密，与镁合金基体相比硬度与耐腐蚀性能都大为提高。     

化学气相沉积硬质合金TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN多层涂层的抗氧化性能

对化学气相沉积(CVD)法制备的硬质合金TiN/TiCN/Al2O3/TiN多层涂层试样在600~950℃温度范围内进行了氧化质量增加试验,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析试样氧化前后相组成及微观组织。结果表明:复合涂层最外层为α-Al2O3时,涂层具有最佳的抗氧化能力;增加TiN/TiCN/κ-Al2O3/TiN复合涂层中TiCN和κ-Al2O3的厚度能大大提高涂层高温抗氧化性。TiN和TiCN涂层经600℃以上氧化后,产物均为金红石结构的TiO2,氧化后TiN/TiCN间的界面消失;经900℃以上氧化时,κ-Al2O3转变为α-Al2O3。     

钼-钴-硅混合粉末的机械合金化研究

采用X射线衍射、扫描电镜及透射电镜研究了配比为Mo5-xCoxSi3(x=0．5，l，2)的混合粉末的机械球磨行为。结果表明：随球磨时间延长，混合粉末中首先形成Co，Si在Mo中的过饱和固溶体Mo(Co，Si)，高能球磨大大扩展了硅和钴在钼中的固溶度。进一步延长球磨时间，过饱和固溶体转变成为非晶。在球磨过程中，Mo(Co，Si)的晶粒不断细化，球磨至40h，晶粒尺寸约为8nm。球磨初期，内应力急剧增加。随球磨时间延长，混合粉末的颗粒尺寸增大，40h后，逐渐减小，且形状球化，100h后成为尺寸不超过100nm的球形粉末。     

Si3N4(p)/SiC(w)协同复合MoSi2材料的强韧化及机理研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、电子万能材料试验机研究MoSi_2-Si_3N_(4(p))/SiC_(w)复合材料的结构、形貌、硬度、断裂韧性,并对SiC晶须和Si_3N_4颗粒复合强韧化MoSi_2的机理进行了探讨.结果表明,SiC晶须和Si_3N_4颗粒对MoSi_2具有协同强韧化作用,MoSi_2-20%Si_3N_(4(p))-20%SiC_(w)(体积分数,下同)复合材料的抗弯强度达427 MPa,室温断裂韧性达到10.4 MPa·m~(1/2),均高于单一强韧化剂的强韧化效果.MoSi_2-20%Si_3N_(4(p))-20%SiC_(w)复合材料的强化机理为细晶强化和弥散强化;韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转与分支和微桥接韧化.     

Cu-0.1Ag-0.1Fe合金的相变动力学

通过对Cu-0.1Ag-0.1Fe合金恒温时效过程中的导电率与析出的新相体积间的关系的测定与分析,研究了该合金的时效动力学,并由此确定了不同温度下描述新相转变比率与时效时间关系的Avrami经验方程和计算导电率随时效时间变化的导电率方程,从而描绘出不同温度时效时的相变动力学"S"曲线以及等温转变"C"曲线。     

时效对铝合金钻杆用Al-7.51Zn-2.37Mg-1.72Cu合金力学及耐热性能的影响

铝合金材料是航空、航天、轨道交通、石油工业等领域的研究热点,具有密度低,比强度高,耐腐蚀性能好等优点。本文针对7xxx系铝合金设计出一种适用于油气工业环境的钻杆材料—Al-7.51Zn-2.37Mg-1.72Cu。通过时效硬化行为、力学性能评价及微观组织表征研究了时效处理对铝合金钻杆材料力学性能及耐热性能的影响。结果表明,时效温度为120℃时Al-7.51Zn-2.37Mg-1.72Cu的最佳时效时间为24h,其抗拉强度、屈服强度和伸长率(R_m、R_0.2和A)分别由淬火态的693MPa、566MPa和15%变化到720MPa、692MPa和14%;再经200℃热暴露500h后,R_m、R_0.2相比时效态降低了55.6%、 67.3%,伸长率提高了15.8%,这是由于基体内GP区和部分细小η′相开始发生回溶,而尺寸较大稳定性较高的η 相会转变成η′ 相,部分η 相会聚集成粗大质点。