Ultrahigh performance of Ti-based glassy alloy tube sensor for Coriolis mass flowmeter

Bulk metallic glasses （BMGs） have potential applications for both structural and functional components owing to their good mechanical properties. With the aim of demonstrating great engineering value of BMGs, a direct melt-forming technique based on suction casting for the production of glassy alloy tubes was developed. The fabrication, structure, geometry, properties and sensor performance of the tubes were examined. The results show that the Coriolis mass flowmeters using the Ti-based glassy alloy sensor tube exhibit excellent measurement sensitivity, viz. 28.5 times higher than that of the conventional flowmeter manufactured using stainless steel （SUS316） tube.     

Al-Ti-B-RE细化剂对Al-7．0Si-0．55Mg合金显微组织和力学性能的影响

研究添加Al-5Ti-lB-RE细化剂对Al-7．0Si-0．55Mg（A357）合金的显微组织和力学性能的影响。先利用真空熔炼技术制各Al-7．0Si-0．55Mg合金,然后在Al-7．0Si-0．55Mg合金中加入不同成分的Al-5Ti-1B-RE中间合金。通过X射线衍射仪（XRD）、金相显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对显微组织和拉伸试样的断口形貌进行观察。在室温下对合金的力学性能进行测试。观察Al-5Ti-1B-RE细化剂的形态以及内部结构,可以发现以TiB,为异质形核核心的TiAl3／Ti2Al20RE的壳层结构相。在Al-7．0Si-0．55Mg合金中加入Al-5Ti-1B-3．0RE细化剂后,抗拉强度会有明显提升,直到0．2％添加量时,抗拉强度会达到峰值。     

Effect of Cold Expansion on High Cycle Fatigue of 7A85 Aluminum Alloy Straight Lugs

提出采用孔挤压方法来提高7A85铝合金直耳片的高周疲劳性能。孔挤压后耳片孔壁的显微组织、显微硬度和残余应力的测试结果表明孔挤压后孔壁处形成了大约150 μm 的塑性变形层。塑性变形层内,显微硬度较高,存在残余压应力,且晶粒在平行于挤压棒运动方向上被拉长,垂直于挤压棒运动方向上被压缩。高周疲劳测试结果表明,孔挤压后的耳片疲劳寿命和疲劳强度均得到了较大的提高。通过对比孔挤压与未孔挤压耳片的疲劳源区和裂纹扩展形貌,分析了孔挤压提高7A85铝合金耳片疲劳性能的内在机理     

稀土元素Gd对Al-Si-Mg铸造合金微观组织和力学性能的影响

为了系统地研究稀土Gd对铸造Al-Si-Mg(A357)合金组织和性能的影响,采用OM,SEM,EPMA,XRD,DSC,TEM及拉伸实验等方法对不同Gd含量A357合金进行研究。结果表明:Gd的添加可以细化A357合金的晶粒并减小二次枝晶间距。此外,Gd可以有效地细化合金中的共晶硅,但是对片状共晶硅的形貌影响不大。晶粒和共晶硅的细化及二次枝晶间距的减小使添加Gd后的A357合金的力学性能有了显著的提高。其中,A357-0.5Gd(质量分数/%)合金热处理态抗拉强度为355MPa,相对于未添加Gd元素的A357合金提高了37MPa。当Gd质量分数为1.0%时,尽管组织得到进一步细化,但是大量粗大Al 2Si 2Gd第二相的形成导致了合金力学性能的下降。同时对Gd的细化机制进行探究,结合TEM分析结果可以推断,Gd变质处理后共晶硅上的孪晶密度并不足以引起共晶硅形貌的转变,使得Gd变质效果较弱。而Gd对共晶硅的细化作用可能与Gd增加成分过冷以及形成纳米相阻碍共晶硅生长有关。     

(Zr-Cu-Al-Dy)-Ta非晶/结晶复合材料及其力学性能

在Zr-Cu-Al-Dy合金中添加难熔金属Ta,利用铜模铸造法制备出Zr基非晶/结晶复合材料。复合材料的形成过程可描述如下:在凝固过程中,熔体中首先析出富Ta固溶体,剩余熔体的成分逐渐接近原始非晶合金成分,且非晶形成能力随着富Ta固溶体的析出而提高,最终形成非晶基体。富Ta固溶体多呈树枝晶状分布于非晶基体中,多数树枝晶状的固溶体尺寸大于10μm,远大于剪切带的平均厚度(约10～20nm)。压缩试验结果:非晶/结晶复合材料的宏观塑性变形量从几乎为零提高到13.5%,断裂强度也从1850MPa提高到2050MPa。     

Ti53Cu15Ni18.5Al7M3Si3B0.5(M=Zr,Hf, Sc) 高强度块体金属玻璃的制备及其性能

用铜模铸造法制备出直径为2．5mm的多组元Ti53Cu15Ni18．5Al7M3Si3B0．5(M=Zr,Hf,Sc)金属玻璃棒材．DSC和压缩应力应变测试结果表明：合金具有较高的热稳定性和优异的力学性能．其中Tis3Cu15Ni18．5Al7Zr3Si3B0．5合金的Tg,Tx和△Tx分别为703,765和62K;Ti53Cu15Ni18．5Al7Sc3Si3B0．5合金压缩断裂强度高达2325MPa,压缩变形量达1．6％,Young’s模量118GPa。     

石墨烯增强金属基复合材料界面研究进展

金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电学、力学、热学和光学等特性。石墨烯增强金属基复合材料已经成为先进复合材料领域的研究热点,而对于金属基复合材料,其综合性能与界面的结构和性质关联密切。从近年来石墨烯增强金属基复合材料界面微观组织及理论研究出发,对常见石墨烯增强金属基复合材料体系的界面结构及力学性能进行总结,同时总结计算机模拟手段在分析界面结构、界面结合强度以及界面微观断裂机制等方面的进展,为设计和优化金属基复合材料界面提供理论依据。     

Zr-Al-Co-Er-Cu系块体非晶合金的形成及其力学性能和腐蚀行为

制备了具有高非晶形成能力的Zr-Al-Co-Er-Cu系非晶块体合金,并研究了Cu元素对Zr-Al-Co-Er块体非晶合金的形成、力学性能和腐蚀行为的影响。研究表明以适量的Cu元素替代Zr-Al-Co-Er合金的Co元素有利于非晶形成能力的提高和力学性能的改善。其中,Zr49Al20Co23Er6Cu2非晶合金的临界直径达6mm,压缩断裂强度达到1950MPa,表现出1.4%的塑性变形。Zr49Al20Co25-xEr6Cux(x=0～8at%)非晶合金在1mol/LH2SO4、3%NaCl(质量分数,下同)溶液中的均发生自钝化,并且具有较低的钝化电流密度。Cu含量的变化对Zr-Al-Co-Er-Cu非晶合金的腐蚀行为没有明显影响。     

Ti基大块非晶合金的制备及热稳定性

采用铜模铸造法制备出最大直径为2mm的Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1块状非晶合金。DSC和DTA分析表明，该合金具有较高的玻璃形成能和热稳定性，玻璃转变温度（Tg），结晶化温度（Tx），过冷液体区间（△Tx）以及约化玻璃转变温度（Tg/Tm）分别为685K，754K，69K和0．62。由XRD分析结果可知，Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1的晶化过程分为部分亚稳相析出、初生相（NiTi2，NiTi，δ-CuTi和CuTi2）析出以及稳定相（NiTi2，NiTi，CuTi3和一个新的未知相）析出3个阶段。用Kissinger法计算出3个阶段的表观晶化激活能分别为377．86kJ／mol，322．97kJ／mol和311．17kJ／mol。研究结果表明晶化过程中第1放热峰表观晶化激活能较大，能有效地阻止Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1发生晶化，从而使其具有较大的非晶的玻璃形成能和良好的热稳定性。     

塑性Zr-Cu-Fe-Al-Y非晶合金及其力学性能

报道了系列具有大塑性变形能力的Y微合金化Zr-Cu-Fe-Al-Y非晶合金。该系列合金在压缩变形条件下,塑性应变量可达8.3%,最高的屈服强度、断裂强度分别为1750、1900MPa。压缩应力-应变曲线呈现明显的锯齿状流变现象,压缩试样表面存在大量剪切带,试样断口呈典型的非晶脉状断口形貌。在变形试样的高分辨电镜分析中没有发现任何结晶相存在。计算显示,该系列非晶合金具有较大的泊松比值,其中(Zr0.58Cu0.24Fe0.08Al0.10)99Y1的泊松比为0.335。这表明大的泊松比是该系列非晶合金具有大塑性变形能力的物理原因之一。