Effect of thermo-mechanical treatment on mechanical and elastic properties of Ti–36Nb–5Zr alloy

The evolutions of phase constitutions and mechanical properties of a β-phase Ti–36Nb–5Zr(wt%) alloy during thermo-mechanical treatment were investigated. The alloy consisted of dual(β t α″) phase and exhibited a double yielding phenomenon in solution treated state. After cold rolling and subsequent annealing at 698 K for 20 min, an excellent combination of high strength(833 MPa) and low modulus(46 GPa) was obtained. The high strength can be attributed to high density of dislocations, nanosized α phase and grain refinement. On the other hand, the low Young's modulus originates from the suppression of chemical stabilization of β phase during annealing, which guarantees the low β-phase stability. Furthermore, the single-crystal elastic constants of the annealed Ti–36Nb–5Zr alloy were extracted from polycrystalline alloy using an in-situ synchrotron X-ray technique. The results indicated that the low shear modulus C44 contributes to the low Young's modulus for the Ti–36Nb–5Zr alloy, suggesting that reducing C44 through thermo-mechanical treatment might be an efficient approach to realize low Young's modulus in β-phase Ti alloys. The results achieved in this study could be helpful to elucidate the origin of low modulus and sheds light on developing novel biomedical Ti alloys with both low modulus and high strength.     

淬火速率对Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板剥落腐蚀的影响

采用末端淬火和腐蚀浸泡方法研究了淬火速率对Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板剥落腐蚀性能的影响,结合金相显微镜、透射电镜和扫描透射电镜微观组织表征对影响机理进行了分析和探讨.Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金的剥落腐蚀性能随淬火速率的减小(2 160℃/min→100℃/min)而下降,腐蚀等级由P级变为ED级,最大腐蚀深度从15μm增加至530μm.淬火速率减小导致晶界析出相数量增加,其中Zn,Mg元素含量上升,无沉淀析出带宽化,是剥落腐蚀性能下降的主要原因.     

镁合金基HA材料生物相容性及生物活性的研究

采用电泳沉积法制备了镁合金基羟基磷灰石表面涂层生物复合材料.利用动物体内埋植实验和SBF浸泡实验分别对复合材料生物相容性及生物活性进行研究.将SD大鼠分为对照组和植入组,植入一定的时间后,取植入物周围组织进行切片、HE染色和组织分析;将复合材料恒温浸泡于SBF溶液四周后取出,通过检测复合材料表面生长磷灰石的能力作为评价该材料的生物活性.实验结果是植入物周围出现组织增生,有结缔组织及新生血管的形成,未见明显的组织炎症反应,无多核的巨细胞、淋巴细胞和中性粒细胞等炎细胞的浸润;复合材料浸泡于SBF溶液后,复合材料表面形成一层类骨磷灰石.表明镁合金基羟基磷灰石生物复合材料无细胞毒性,不引起机体免疫反应,能诱导磷灰石的形成,具有良好的生物相容性及生物活性.     

数控雕铣加工铝合金材料进给速度的优化与实验验证

针对数控雕铣机床加工铝合金件的特点,运用多目标优化理论,建立了加工成本与加工效率的数学模型.经过计算,得到了一系列的进给速度的优化解.经过实验加工和验证,最终得到了在该条件下较为理想的进给速度取值范围(Vf∈2 400～2 560 mm/min).研究表明,以该进给速度范围进行加工铝合金材料时,能够以相对较低的加工成本和较高的效率得到良好的表面质量.     

细晶AZ61镁合金板材的CO2激光焊接性能

采用CO2激光器对2 mm厚的AZ61镁合金细晶板材分别进行了填充焊和自熔焊实验.研究了细晶镁合金板材的焊接性和填充带合金化稀土元素Ce对接头组织及力学性能的影响.结果表明，细晶板材的焊接接头热影响区不明显，组织较母材变化不大，半熔化区范围窄、液化程度低，未进行合金化的自熔焊焊缝组织较粗大，焊缝晶粒尺寸约15 μm，而填充焊焊缝组织为平均晶粒尺寸是5 μm的等轴晶，即合金化稀土元素Ce可细化焊缝组织，而且稀土元素Ce的加入能抑制柱状树枝晶区而扩大等轴晶区域范围.填带焊接头的平均抗拉强度和伸长率较自熔焊接头分别提高了6%和12%.     

Fe-Cu合金体系中Cu析出规律

利用扫描电镜及能谱分析研究了Fe-7.8%Cu和Fe-2.1%Cu两种合金不同温度下铜的析出分布规律,以及合金中MnS夹杂物对铜析出的影响.部分试样加热到1600℃保温20 min后直接淬火得到;其他试样1 600℃保温20 min,炉冷到特定温度再保温20 min后淬火得到.结果表明:Fe-7.8%Cu合金在1600℃下淬火,含铜相在晶界、晶内均有析出;在1200℃下淬火,含铜相沿晶界析出;而1000℃淬火则有较大尺寸的ε-Cu相沿晶界析出.Fe-2.1%Cu合金在1 600℃和1 000℃下淬火,含铜相都沿晶界析出;而800℃淬火ε-Cu相在晶内析出.合金中MnS夹杂可以作为铜析出的有效形核核心.     

稀土双相永磁合金X射线无标定量相分析

通过对Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ四方相单胞分析，确定其各原子坐标，进而采用计算Ｋ值直接对比法，建立了双相永磁合金相分析计算程序。在对单相计算结果与实验值取得一致的基础上，对α－Ｆｅ／Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ实验合金进行了相含量测算和分析。     

微量添加元素对Al-Zn-Mg合金时效动力学的影响

利用电阻法研究了单独或同时添加微量元素Mn、Cu和Zr等对Al-Zn-Mg合金时效动力学的影响,结果表明:Mn、Cu和Zr都不同程度地推迟了GP区的形成过程,即延迟GP区的形成速度。并且判定:Cu参加GP区的形核过程;Mn可能参加GP区的形核过程;而Zr不参加GP区的形核过程,但固溶处理时形成的含Zr微细析出物在时效时可能起GP区的核心作用。     

半固态ZnAl27合金挤压成形金相组织研究

对常规ZnAl2 7合金和经机械搅拌得到的半固态ZnAl2 7合金材料进行了挤压成形试验 ,分析了合金在挤压成形后得到的试件的金相组织。结果表明 ,半固态ZnAl2 7合金挤压成形件的组织极为均匀细小。