Internal oxidation thermodynamics and microstructures of Ag-Y alloy

The thermodynamic data of pure Ag and Y were calculated. The phase constitution, composition of micro-region and microstructures of Ag-Y alloy after internal oxidation were investigated by X-ray diffractometry(XRD), energy dispersion spectrometry(EDS) and scanning electron microscopy(SEM). The results show that the internal oxidation behavior of Ag-Y alloy is feasible from the view of thermodynamics. The upper limit of oxygen partial pressure of Ag-Y alloy oxidation is a function of temperature. Two phases (Ag and Y2O3) appear in Ag-Y alloy after the internal oxidation. The surface of Ag-Y alloy is convex because of the volume expansion of oxide in the alloy and the composition of the convex part is Ag. In Ag-Y2O3 sintered bulk Y2O3 particles are distributed inhomogeneously and conglomerated seriously, but they are dispersed uniformly in the Ag matrix after severe plastic deformation.     

亚微米AlNp/Al复合材料的组织与性能研究

通过机械干混和湿混(添加分散剂)两种混合工艺,制备了20％AlNp／Al复合粉末,并通过冷等静压一热挤压制备了亚微米AlNp／Al复合材料。对比分析了两种混合工艺条件下亚微米AlN的分散情况,同时分析和测试了复合材料的显微组织与性能。     

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。     

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。     

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。     

硬质合金强度随温度的变化及失效机理的研究

研究了温度对3555和471硬质合金抗弯强度的影响.结果表明,3555和471硬质合金的抗弯强度在室温至300℃的范围内基本保持不变,在300～400℃开始下降,在400～500℃范围内剧烈下降,在500～600℃范围内下降变缓,在600～700℃时,抗弯强度值出现一个平台,比室温时强度降低30%左右.这是由于高温下合金的软化,hcp γ→fcc γ相变,W、C在粘结相中的固溶以及热应力共同作用的结果.3540和3475合金高温下断面的粗糙度降低,孔洞增多,沿晶断裂比例增加.高温下合金表面发生氧化,形成疏松的垂直于表面生长的柱状晶氧化层,3555抗氧化能力比471合金高.     

生物医用Ti-Nb-Ta-Zr-Fe合金在林格溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化方法研究Ti?25Nb?10Ta?1Zr?0.2Fe (质量分数,%)(TNTZF)合金37°C下在林格溶液中的抗腐蚀性能,并在同样的条件下用Ti?6Al?4V ELI(低间隙)合金做对比实验。结果表明：TNTZF比Ti?6Al?4V ELI合金表现出更高的腐蚀电位,更低的腐蚀电流密度,更加稳定的钝化电流密度和更宽的钝化区间,因此具有更加优越的抗腐蚀性能。除此之外,在Ti?6Al?4V ELI合金的表面钝化膜上观察到了点蚀现象,但是在TNTZF合金表面没有发现点蚀现象。XPS 分析结果表明：TNTZF 合金表面钝化膜由 TiO2基体以及 Nb2O5、NbO2、Ta2O5、ZrO2、TiO和Ti2O3等氧化物共同组成,从而使得钝化膜更加稳定且保护作用更强,因此TNTZF合金比Ti?6Al?4V ELI合金表现出更加优越的抗腐蚀性能。     

WC-Co硬质合金冲击疲劳行为的研究

利用实验室自制的调温、调频、调载冲击实验机对3种组织成分的WC-Co硬质合金进行了不同实验条件下的冲击疲劳试验,研究了组织成分及实验条件对硬质合金冲击疲劳寿命的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)及透射电镜(TEM)重点分析了疲劳过程中硬质合金微观组织的变化。结果表明:硬质合金的冲击疲劳寿命随试验温度和冲击能量的升高而下降,且随着冲击能量和试验温度的提高其疲劳敏感性增大。WC-Co合金的冲击疲劳断裂主要是以WC/WC界面和粘结相开裂为主,裂纹沿WC/WC和WC/Co界面及在Co相中扩展。随冲击次数的增加WC中位错数量增多并相互缠结,同时Co相发生面心立方-堆垛层错-密排六方的马氏体转变。