低温球磨制备超高强度块体纳米晶纯铝

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备块体纳米晶纯铝。分别采用透射电镜(TEM)和差热分析(DSC)对块体纳米晶纯铝的微观组织和热稳定性进行研究,并对所制备的块体纳米晶纯铝的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行测定,借助扫描电镜(SEM)对块体纳米晶纯铝的拉伸断口进行观察。同时,分别依据Hall-Petch公式、Orowan机制和Taylor公式定量估算细晶强化、弥散强化和位错强化对块体纳米晶纯铝屈服强度的独立贡献。结果表明:所制备的块体纳米晶纯铝的平均晶粒尺寸约为300 nm,密度为2.692 g/cm3,显微硬度为109.15HV;块体纳米晶纯铝的屈服强度和抗拉强度分别达270 MPa和379 MPa,伸长率为3.2%;块体纳米晶纯铝的高强度主要可归因于细晶强化和弥散强化。     

低温球磨制备纳米晶7050合金粉体

通过低温球磨制备纳米晶7050合金粉体,利用电感耦合法(ICP)测定粉体化学成分,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析球磨过程中粉体的组织演化。结果表明:获得的纳米晶7050合金粉体杂质含量较低;球磨过程中粉体平均颗粒尺寸逐渐增大,分布范围宽化;粉体的晶粒尺寸在球磨过程中不断减小,经6h球磨后为34nm;微观应变先增大后减小;第二相在球磨过程中逐渐消失,最终全部过饱和固溶于基体中。位错胞演化机理(Evolution of dislocation cells)在球磨过程中对晶粒细化起主导作用,断裂冷焊机理(Fracture and cold welding)为辅助细化方式。     

Fe元素对ZL114A合金疲劳行为的影响

研究了Fe元素对ZL114A合金疲劳行为的影响,测试了Fe含量为0.07%和0.5%时合金的疲劳极限,观察了合金在两种Fe含量下的疲劳断口。结果表明,Fe含量为0.5%时的疲劳极限比0.07%时降低了15%;Fe含量为0.07%时,在较高轴向应力作用下,金属疲劳断口形貌呈现较多解理面,而在低轴向应力作用下合金断口具有典型裂纹萌生、裂纹扩展以及韧窝特征;Fe含量为0.5%时,无论在高轴向应力作用下还是在低轴向应力作用下,合金疲劳断口都呈现较多解理面。     

铸造工艺对ZL205A大型回转体铸件偏析缺陷的影响

ZL205A合金大型回转体铸件的偏析缺陷严重影响了其使用性能。采用ProCAST软件,对不同浇注工艺下的回转体铸件浇注充型过程和凝固过程温度场分布进行了模拟,并将优化工艺在回转体铸件生产中进行了验证。结果表明,低压铸造浇注系统中立筒直径为80mm,缝隙长度为35mm,缝隙宽度为25mm时为最佳,可有效降低铸件凝固时的温度梯度,实现顺序凝固,有效改善铸件的偏析缺陷。     

低温球磨制备块体纳米晶7050铝合金的组织和性能研究

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备了块体纳米晶7050铝合金。分别利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对制备铝合金的微观组织和断口形貌进行了观察,并对该铝合金的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行了测定。结果表明,制备的块体纳米晶7050铝合金的平均晶粒尺寸为100~200 nm,密度为2.76 g/cm3,HV显微硬度为1184 MPa。抗拉强度和延伸率分别为412 MPa和5.2%。经时效处理后,材料的拉伸性能虽有所提高,但仍低于传统7050铝合金。分析认为,由于雾化参数和球磨参数的选取欠合理,导致了薄片状粉体的产生。而薄片状的形貌又使得粉体不能有效充填包套,最终得到的块体材料致密度低,内部缺陷较多。这些缺陷使得块体材料内部的晶粒(或颗粒)之间形成弱界面连接,降低了材料的拉伸性能。