放电等离子烧结双相AlCrCoFeNi2.1 高熵合金的微观组织、耐腐蚀性能和力学性能

采用放电等离子烧结法在不同温度下制备AlCrCoFeNi_2.1高熵合金（HEA）,并对其微观组织、耐腐蚀性能和力学性能进行了研究。结果表明,烧结后的AlCrCoFeNi_2.1 HEA最大相对密度可达99.18%;该HEA主要由体心立方（bcc）相和面心立方（fcc）相组成,其比例分别为20.6%和79.4%。与fcc相相比,AlCrCoFeNi_2.1 HEA中bcc相的再结晶组织和变形组织更多,且bcc相在3.5%（质量分数）NaCl溶液中更容易被腐蚀。随着应变速率的增加,bcc相和fcc相的压力恢复速率降低,硬化效果增强。在1050 ℃下烧结的AlCrCoFeNi_2.1 HEA具有较高的极限抗拉伸强度,这主要归因于晶界强化、固溶强化和合金粒子之间良好的界面结合。该HEA的断裂形式包括bcc相的脆性断裂和fcc相的韧性断裂。     

双屏蔽(B4C-W)/6061Al层状复合板设计与性能

基于B₄C和W良好的屏蔽中子和γ射线性能,采用6061铝合金作为基体,设计了一种新型双屏蔽(B₄C-W)/6061Al层状复合材料,通过放电等离子烧结后加热轧制成板材,对制备的复合材料微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,屏蔽组元B₄C和W颗粒均匀地分布在6061Al基体中,层界面、B₄C/Al、W/Al异质界面之间结合良好,无空隙和裂纹。在颗粒与基体界面处形成扩散层,扩散层的厚度约为6 μm (W/Al)和4 μm (W/Al)。轧制态的(B₄C-W)/6061Al层状复合板的屈服强度(109 MPa)和极限抗拉强度(245 MPa)明显优于烧结态的复合材料,但断裂韧性降低。强度提高的原因主要是轧制后颗粒的二次分布、均匀性及界面结合强度提高,基体合金的晶粒尺寸减小,位错密度增加。层状复合板的断裂方式为基体合金的韧性断裂和颗粒的脆性断裂。      

热轧高含量B4C颗粒增强Al基复合材料的成形性能

高含量B₄C (B₄C≥30wt%)颗粒增强Al基(B₄C_P/Al)复合材料具有优异的结构和功能特性,尤其是具有优异的中子吸收性能,在核防护领域被用做屏蔽材料使用。但由于高含量B₄C颗粒的加入,使B₄C_P/Al复合材料变形困难。采用ABAQUS数值模拟方法对不同变形量下B₄C_P/Al复合材料的热轧过程进行数值模拟分析,在480℃温度下对热压烧结的B₄C_P/Al复合材料坯料进行轧制,并对其微观组织和力学性能进行分析。数值模拟结果表明,热轧变形量达到60%以上时,B₄C_P/Al复合材料板材表面中间区域应力较小,侧面应力较大,在板材边缘容易产生残余应力。研究结果表明,随轧制下压量的增加,B₄C_P/Al复合材料中B₄C颗粒分布明显均匀,位错密度增加。当轧制变形量达到70%时,B₄C_P/Al复合材料的屈服强度提高至249.46 MPa,极限抗拉强度提高至299.56 MPa。在拉伸过程中,B₄C颗粒优先断裂,但并未与基体界面脱黏,B₄C颗粒承受了主要载荷,Al基体发生塑性流动,从而提高了B₄C_P/Al复合材料的强度。      

316奥氏体不锈钢的等离子体源渗氮

采用不同的工艺参数,包括渗氮气压、试样与活性屏之间的距离和施加于试样的负偏压,对AISI316奥氏体不锈钢进行了等离子体源渗氮,以研究渗氮工艺对AISI 316不锈钢等离子体源渗氮行为的影响。结果表明:(1)当试样带悬浮电位、渗氮气压为300 Pa时,随着试样与活性屏的间距从20 mm增加至200 mm,渗氮层厚度由18μm减小至7μm,峰值氮浓度从25%降低至17%(原子分数,下同);(2)当试样与活性屏的间距为100 mm时,渗氮气压从300 Pa升高至500 Pa,渗氮层厚度从16μm减少至7.5μm,峰值氮浓度从21%下降至18%;(3)当渗氮气压为300 Pa、试样与活性屏间距为100 mm时,对试样施加200 V负偏压,氮层厚度和峰值氮浓度分别从未施加负偏压的15μm和20%提高到了18μm和24%。AISI 316不锈钢等离子体源渗氮效果随试样与活性屏之间距离的增大而变差,适当降低渗氮气压或对试样施加适当的负偏压,均有助于提高AISI 316不锈钢渗氮层的厚度和氮浓度。