激光选区熔化高强铝合金件的热处理及空间环境性能

采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术制备了铝镁钪锆体系的高强铝合金试样,并对该试样进行退火和固溶时效处理,研究其组织和力学性能的演变。对试样进行高低温循环试验,以模拟空间环境温度变化,进而研究经过高低温循环后的力学性能演变。结果表明,对于该SLM制备的高强铝合金而言,退火处理可以显著改善其力学性能。经过模拟空间环境的高低温循环试验后,试样力学性能保持不变,能够满足空间交变温度下的性能要求。     

混合稀土对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响

利用XRD衍射分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、透射电子显微镜等仪器设备研究低含量混合稀土对AZ80镁合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着混合稀土含量的增加晶粒不断细化,生成的板条相Al11RE3(RE代表Ce和La)也逐渐增加,在热变形过程中阻碍位错和晶界的运动,强化合金的力学性能,其中稀土的质量分数为0.15%的合金具有最佳的力学性能;该合金挤压态下的抗拉强度为320 MPa,屈服强度为221 MPa,伸长率为16%;在175℃时效16 h的条件下,材料达到峰时效,合金性能得到进一步的提高,抗拉强度为354 MPa,屈服强度为246MPa和伸长率为9.4%。     

稀土增强型Mg-10Gd-8Y-1.5Nd-0.5Zr合金挤压工艺研究

本文主要研究了新型稀土Mg-10Gd-8Y-1.5Nd-0.5Zr的挤压工艺.结果表明:稀土的加入使得镁合金的变形温度范围更窄.变形量对稀土镁合金的挤压工艺过程具有重要的影响,但温度才是决定该种稀土镁合金变形成功的关键.该种新型稀土镁合金的最适合挤压温度为310-330℃.     

AZ31镁合金不同挤压速度下的组织演变及力学性能研究

目的 针对AZ31镁合金材料在挤压成形过程中变形较为困难的问题,研究AZ31镁合金在不同挤压速度下的微观组织和力学性能演化规律。方法 采用DEFORM–2D软件对0.5、3、12、20 mm/s这4种挤压速度下材料挤压变形过程中的材料流动趋势、应变场、应力场和温度场等进行数值模拟和分析。结果 AZ31镁合金材料的挤压温度场随着挤压速度的增加显著升高,不同速度挤压后坯料的温度模拟值与实验结果实测值的变化趋势吻合。随着挤压速度的增大,材料的晶粒尺寸先增大后减小,0.5、3、12、20 mm/s这4种速度挤压后的晶粒尺寸分别为1.0、0.9、1.4、1.1 μm,变形材料的加工硬化率呈现出先增大后减小的趋势。在0.5 mm/s的挤压速度下,材料内部的微观组织均匀性较差,然而强度较高,抗拉强度约为416 MPa;在挤压速度为12 mm/s时,合金的晶粒组织最均匀,同时其综合力学性能较好,屈服强度为220 MPa,伸长率为17.3%,其加工硬化率也达到最大,为0.184。结论 通过DEFORM数值模拟能够为镁合金挤压变形提供指导。对于镁合金挤压变形,采用较低的挤压速度(约0.5 mm/s)对AZ31镁合金进行挤压变形,能够获得强度较高、伸长率相对偏低的挤压棒材,采用较高的挤压速度(约12 mm/s),则更有利于获得综合性能优良的镁合金挤压棒材。     

新时代航空航天用镁合金的成型及强化研究进展

作为最轻的金属结构材料之一的镁合金,在航天领域中的目标是向着高强、高韧、高抗腐蚀性能方向发展.本文综述了近年来国内外航空航天用镁合金的性能,介绍了先进的镁合金铸造方法和变形工艺,并分析了不同体系镁合金的高强高韧化研究进展,展望了未来镁合金研究的发展方向.     

航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能研究

目的 针对航天器结构用不同材质的侧面销钉和螺母组件在实际的使用工况下极易出现腐蚀与咬死的问题,对不同材质的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能进行研究。方法 分别在高量级腐蚀条件和低量级腐蚀条件下,采用重复拧紧试验方法,对侧面销钉和螺母开展耐腐蚀性能、防咬死性能研究。结果 在高量级腐蚀条件下,无表面处理的30CrMnSiA侧面销钉+TC4螺母组件在经历12 h腐蚀试验后,其表面发生了100%的腐蚀;经历过重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件,在经历12 h腐蚀试验后,其表面腐蚀面积＞50%;未经历重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件,在经历12 h腐蚀试验后,其腐蚀面积约为25%~50%。在低量级腐蚀条件下,经历重复拧紧试验和未经历重复拧紧试验的30CrMnSiA(表面镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件均未发生表面腐蚀,而30CrMnSiA(无镀镍)侧面销钉+TC4螺母组件的腐蚀面积为25%~50%。镀镍处理可以显著提高30CrMnSiA侧面销钉的耐腐蚀性能。结论 经过镀镍表面处理的30CrMnSiA侧面销钉比经过表面钝化处理的1Cr17Ni2侧面销钉具有更好的耐蚀性能、防咬死性能和环境适应性。重复拧紧虽然对镀镍侧面销钉的耐腐蚀性能有影响,但重复拧紧后的侧面销钉和螺母组件的耐蚀性能仍优于无镀镍处理的侧面销钉和螺母组件。30CrMnSiA镀镍侧面销钉+ TC4螺母的组件通过了低量级实际工况的盐雾试验考核。     

中温轧制制备镁/铝/钽多层复合材料的界面扩散与力学性能研究

目的 实现镁铝钽异种金属复合板材的制备并优化复合板材的力学性能,以获得强轻质–高抗辐射屏蔽性能的复合金属材料。方法 通过中温轧制工艺,先进行首道次大压下量轧制、随后不断提升轧制道次的方法开展Mg–Al–Ta板材轧制复合研究,分析不同轧制道次下Mg–Al–Ta的界面扩散行为。结果 通过引入Al过渡层,成功实现Mg–Al–Ta轧制复合,不同轧制道次下制备出的Mg–Al–Ta层状复合材料表面较为平整,界面处结合良好;Mg–Al和Al–Ta界面的扩散宽度均随着轧制道次的增加而增大,在1道次到5道次的轧制中,Al–Ta界面的扩散宽度由1.2 μm增大到5.18 μm,Mg–Al界面的扩散宽度由2.38 μm增大到4.25 μm,随着轧制道次的增加,界面层硬度逐渐增大;Mg–Al–Ta层状复合板材的抗拉强度随轧制道次的增加而增大,2道次和5道次轧制板材的抗拉强度分别达到293、365 MPa;轧制道次对板材的塑性影响较小,不同轧制道次的复合板材伸长率均不足1%。结论 研究结果表明,Al是互不相溶金属Mg和Ta冶金结合的有效媒介;中温轧制的热力耦合作用是实现Mg–Al–Ta板材协同变形和界面扩散的主要机制。     

镁合金激光选区熔化研究进展

镁合金作为最轻的金属结构材料,在汽车制造、生物医疗等领域具有极大的应用潜力。激光选区熔化成形镁合金具有高效的制备性能、良好的成分均匀性、优异的力学性能和耐腐蚀性能,因此激光选区熔化成为一种重要的镁合金制备和改性方法。对近几年激光选区熔化镁合金的研究进展进行了综述,从激光工艺参数(激光类型、体能量密度、激光功率、扫描速度、扫描模式、层厚、扫描间距、气氛控制与进粉速度)和粉体状态(粉末形状、粒径分布、粉末对激光束能量吸收率、粉末化学成分)2个方面讨论了该工艺的关键技术;按照纯镁、非稀土镁合金体系、稀土镁合金体系的分类,对激光选区熔化成形镁及镁合金的致密度与微观结构、力学性能与耐腐蚀性能进行了总结;分析了工艺参数与合金成分两方面对该工艺成形镁合金缺陷的影响。为减少激光选区熔化成形镁合金缺陷、均匀化晶粒、溶解硬脆二次相或析出强化相进而改善合金的结构与性能,许多研究对激光选区熔化成形镁合金进行了热等静压、固溶热处理和时效热处理,总结了上述处理方式对AZ体系、WE体系与Mg-Gd体系镁合金的改善效果。最后展望了激光选区熔化成形镁及镁合金在各领域的应用前景与未来可以进行研究的方向。     

Microstructure,Texture Evolution,and Strain Hardening Behaviour of As-extruded Mg-Zn and Mg-Y Alloys under Compression

Microstructure, texture evolution and strain hardening behaviour of the Mg-1Y and Mg-1Zn(wt%) alloys were investigated under room temperature compression. Microstructural characterization was performed by optical microscopy, scanning electron microscopy, electron back scattered diffraction and transmission electron microscopy. The experimental results show that Mg-1Zn alloy exhibits conventional three-stage strain hardening curves, while Mg-1Y alloy exhibits novel six-stage strain hardening curv...