激光烧结与等静压复合技术制造致密合金零件

通过机械混合Fe,C及环氧树脂粉末配制了选择性激光烧结(SLS)用复合材料,利用SLS方法制备了生坯.分别经过脱脂预烧、冷等静压(CIP)、高温烧结和热等静压(HIP)处理提高其致密度,进而改善其力学性能.并采用阿基米德定律、环境扫描电镜与万能拉伸试验机分别对HIP试样的致密度、微观组织与力学性能进行测试.结果表明:合金材料致密度达到97%左右,极限拉伸强度超过350 MPa,延伸率大于9%,经HIP处理后试样显微组织为粒状珠光体与铁素体.     

调质工艺对V微合金油井管用钢力学性能的影响

为应对复杂苛刻的工作环境,开发出可以达到Q125钢级标准的高抗拉、抗压和抗挤毁性能的油井管用钢,研究了调质工艺对V微合金化试样微观组织和力学性能的影响.结果表明:经调质处理后的实验钢的微观组织主要是回火马氏体和微量贝氏体,碳化物大量析出,使材料具有良好的综合力学性能.较低的回火温度和较长的回火时间可增加碳化物的析出量,从而增强沉淀强化作用.在610℃下回火70min的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度及伸长率分别可达954MPa,989MPa及13.5%. 0℃冲击功横向为25J,轧向为46J,满足Q125钢级油井管标准要求.     

间接挤压铸造Al-Cu-Mn支架的工艺及性能

为满足大型支架“以铝代铁”的轻量化要求,设计了铝合金支架间接挤压铸造系统,完成了相应的数值模拟及工艺设计,并制作了相应的模具.采用Al-Cu-Mn合金材料,对支架进行了间接挤压铸造试制,分析了试制铸件缺陷形成的原因,并对T5热处理后的支架进行了力学性能和微观组织分析.结果表明:采取缩短循环时间、减少脱模剂水分等工艺改进措施,可以消除间接挤压铸造件的气孔和夹渣缺陷,获得质量良好的铸件;支架铸件各部位的平均抗拉强度和伸长率分别达388 MPa和8.7%,且力学性能分布较均匀;铸件微观组织致密,晶粒细化,晶粒尺寸小于0.08 mm,说明了所设计的间接挤压铸造系统和所选用的工艺参数的合理性.     

Y元素对ZL114A合金微观气孔的影响

ZL114A合金是由北京航空材料院自主研发的铸造亚共晶Al-Si合金,合金铸锭的孔隙率、微观气孔的分布位置及形貌对合金的力学性能有很大的影响.利用密度测量仪,SEM结合EDX,研究了砂型铸造条件下,Y元素对ZL114A合金铸锭的孔隙率、微观气孔的分布及形貌的影响.结果表明,由于Y元素的原子序数较大,ZL114A合金的理论密度和实际密度都有少量增加;同时合金的孔隙率下降,铸锭微观气孔的分布位置由分布于整个合金基体中变为多分布于共晶区域;微观气孔的形貌由颗粒状、网络状共同存在变为以网络状存在为主;虽然Y元素对合金铸锭的孔隙率、微观气孔的分布位置以及形貌都有影响,但不是通过直接与合金熔体中的气体作用来发挥作用的.     

微量元素及热处理对ZL107组织和性能的影响

ZL107合金具有良好的铸造性能和较高的力学性能,应用非常广泛,但目前还不能满足现代工程结构中大型、复杂、高强度重要铸件的要求.实验在原有成分的基础上,通过添加微量合金元素、混合稀土变质和选择合理的热处理工艺来进一步提高ZL107的综合力学性能.实验结果表明,改进后的合金经过金属型浇注、T5处理后的力学性能:σb为324.2 MPa,δ5为4.1%,HBS为102,比原ZL107合金分别提高了19.7%、46.4%和8.0%.改进后的ZL107合金不但具有较高的强度和硬度,而且具有良好的塑性,有望成为大型、复杂、高强度结构铸铝件的优选合金之一.     

铝合金微弧氧化陶瓷膜的组织与性能研究

利用等离子体微弧氧化工艺在LY12合金表面制备了陶瓷膜,对陶瓷膜微观组织结构、力学性能进行了分析。结果表明,陶瓷膜具有内部致密层和外部疏松层两层结构,膜层与铝基体为冶金结合。陶瓷膜的硬度和弹性模量硬度和弹性模量最大可分别达到25 GPa和300 GPa,陶瓷膜经300℃—15℃热冲击循环40次无裂纹、无膜层脱落现象。黑色陶瓷膜与轴承钢在空气中的摩擦系数为0.25—0.37,表现出良好的耐磨性能。     

热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能影响

利用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等方法,分析测试了热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能和微观组织的影响.结果表明:实验用钢可获得780 MPa以上的抗拉强度和24%以上的断后延伸率.在热镀锌工艺中,两相区加热温度和贝氏体等温温度对钢的力学性能影响较小,而贝氏体等温时间的影响最为显著.当贝氏体等温时间由20 s增加到60 s时,实验用钢的屈服强度上升了65 MPa,抗拉强度下降了45 MPa,延伸率大幅度增加,从23.01%增加到27.56%,出现最佳的综合力学性能.无Si含P热镀锌TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成,随着贝氏体等温时间的减少,钢中残余奥氏体含量和稳定性降低,相应地,马氏体含量明显增加,实验用钢从典型的TRIP钢力学特征慢慢转变为与双相钢相似的力学特征.     

淬火转移时间对AA357铝合金力学性能与微观组织的影响

采用OM、DSC、SEM与TEM,结合力学性能测试研究淬火转移时间对A357铝合金力学性能与微观组织的影响。结果表明:随着淬火转移时间由3 s延长至49 s,A357铝合金经T6热处理后的抗拉强度、屈服强度与延伸率分别由351 MPa、275MPa与12.4%降低至320 MPa、254 MPa与6.5%,合金材料的抗拉强度连续下降,屈服强度变化较小,延伸率呈现出先上升后下降的变化趋势。初生与共晶Si相逐渐由细长的针状或片层状转变为椭圆球状或棒状,平均长度为10~25μm,平均宽度为5~10μm,当淬火转移时间超过35 s后,初生与共晶Si相则仍以细长的针状或片层状形貌为主。拉伸断口形貌以韧窝断裂为主,附带部分沿晶断裂,随着淬火转移时间的增加,断口表面韧窝数量随之减少,沿晶断裂裂纹数量不断增加;Mg与Si元素集中分布于晶粒边界处的二元与三元共晶组织中,Al元素广泛分布于晶粒内部及晶粒边界处;人工时效过程析出的Mg2Si强化相长度约为0.2~1μm,宽度为0.02~0.08μm,且随着淬火转移时间的延长,Mg2Si强化相的析出数大量减少,长径比不断下降,合金材料的强度与塑性随之降低。     

AlSn20/低碳钢复合轴瓦材料疲劳强度影响因素的研究

采用国际通用的Sapphire-Gemini滑动轴承材料疲劳试验机对复合轴瓦材料进行疲劳磨损试验。结果表明,轴瓦磨损疲劳破坏的方式为合金层产生裂纹或从钢背剥落。影响疲劳强度的主要因素是夹杂、孔穴、疏松等冶金缺陷和显微组织以及合金层与钢背的结合牢度。分析表明,裂纹源为夹杂物富集处和不规则孔穴、带尖角夹杂物处。     

Q&P工艺对中碳Ti-Mo高强钢机械性能的改善研究

为改善中碳Ti-Mo高强马氏体钢的机械性能,分别采用传统淬火-回火(QT)、一步和两步Q&P工艺对Ti-Mo钢进行热处理,结合SEM、XRD、TEM、EDS和力学性能测试等手段,对比研究了不同工艺处理后Ti-Mo钢的微观组织和力学性能.结果表明,QT工艺处理后,Ti-Mo钢组织为回火马氏体,经Q&P工艺处理后,钢的显微...     

高韧性420MPa级桥梁钢开发及强化机制分析

通过优化合金成分、改进控轧控冷工艺等手段,成功开发出屈服强度在480~530MPa,抗拉强度在560~630MPa,延伸率在21%~25%,-20℃冲击功全部在200J以上的Q420桥梁钢.对透射电镜下的析出相及金相显微组织中的晶粒尺寸进行相关统计计算,得到各类强化贡献量数值,并对Q420桥梁钢的强化机制进行了分析.分析结果表明:在新开发的Q420桥梁钢中析出强化贡献量占全部强度的10%以下,而固溶强化量及细晶强化量分别占全部强度的54%及36%,因此确认420MPa级桥梁钢的强化机制以固溶强化、细晶强化为主.     

无镍不锈钢17Cr10Mn2MoN的制备与性能

采用气雾化法制备含氮无镍不锈钢粉末，利用热等静压成形并对材料进行固溶处理．热等静压后，材料具有良好的强度、塑性及韧性，抗拉强度为850MPa，屈服强度为505MPa，延伸率为44．5％，断面收缩率为47．5％，冲击功为44J．材料经1100℃固溶处理1h后，塑性和韧性得到进一步提高，延伸率为50．0％，断面收缩率为55．5％，冲击为68J．材料强度和耐蚀性优于316L不锈钢．     

热轧变形量对铝热法制备的 2507双相不锈钢组织和力学性能的影响

对铝热反应制备的微纳结构2507双相不锈钢在1 000 ℃下进行了变形量为40%、60%和80%的轧制处理.利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究其轧制态显微组织.采用万能拉伸试验机和布洛维光学硬度计测试其力学性能.测试结果表明:轧制过程中,奥氏体和铁素体沿轧制方向被拉长,且奥氏体向铁素体转变.随着轧制变形量的增加,纳米晶平均晶粒尺寸变化不大,但体积分数减小.1 000 ℃下轧制变形量为40%、60%和80%后的屈服强度分别为232、284、456 MPa,抗拉强度分别为533、577、582 MPa,硬度分别为325、330、337 HV,延伸率分别为12.5%、11.1%和11.5%.     

400℃退火对ECAP形变Q235钢的强度和位错强化的影响

将经过淬火预处理和等通道转角挤压加工(ECAP)的Q235钢进行400℃退火.采用拉伸试验、X射线衍射(XRD)分析及描述强度-位错密度关系的Taylor公式,研究400℃退火对ECAP形变低碳钢的强度和位错强化的影响.拉伸试验表明:400℃退火使ECAP形变Q235钢强度降低,屈服强度从825 MPa下降到725 MPa,加工硬化能力和塑性显著提高.基于XRD分析和Taylor公式的定量计算说明,400℃退火对ECAP形变Q235钢的位错强化影响很小,实际强度的降低不是来自于位错强化的降低,而是来自于其他强化机制(晶界、亚晶界等)的降低.     

回火温度对在线淬火Q690q桥梁钢显微组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和扫描电镜观察了不同回火温度下在线淬火Q690q试验钢显微组织,并通过拉伸试验对其力学性能进行了测试.结果表明,在线淬火试验钢主要为板条贝氏体组织,在540~650℃回火,试验钢为回火索氏体组织(铁素体基体上分布着较多的碳化物颗粒).随着回火温度的升高,板条尺寸变大,碳化物颗粒析出数量增多,平均尺寸变大,大角度晶界数量增多.同时随着回火温度的升高,试验钢强度呈下降趋势,塑韧性呈上升趋势.620℃下试验钢的综合力学性能最佳,屈服和抗拉强度分别为878,992MPa,断后延伸率为20%,-40℃下冲击吸收功为143 J.     

合金元素及热处理工艺对1000MPa级TRIP钢性能的影响

为了获得强度高(1 000 MPa)、塑性好的相变诱发塑性(TRIP)钢,通过拉伸实验、SEM、TEM和XRD等方法研究了合金元素及贝氏体等温温度对实验钢的影响.结果表明:随着等温温度的升高,强度先下降后上升.延伸率与强塑积都随着温度的升高先上升,在400℃出现峰值后下降.等温温度低于320℃或高于480℃时,抗拉强度最高,达到1 000 MPa以上,强塑积达到22 080 MPa.%;400℃等温时,延伸率和强塑积最高,分别达到31%和27 150 MPa.%.Al部分取代Si后,实验钢强度下降.再加入0.5%Cu,强度明显上升,延伸率下降,强塑积达到25 085 MPa.%.说明在一定热处...     

时效强化对连续成型Al-Zr-Be合金导体组织性能的影响

为制备高导电率电工圆铝杆,借助材料电子拉伸试验机、双臂直流电桥、光学显微镜、恒温干燥箱、拉丝机,分析研究时效强化及冷拔加工对Al-Zr-Be合金导体组织与性能的影响.结果表明,时效强化及冷拔加工等强化方式可有效地改善合金组织,大幅度提高合金圆铝杆的抗拉强度,同时对等效导电率也具有一定的影响.运用连续铸挤工艺制备的Al-Zr-Be合金圆铝杆,经时效强化及冷拔加工后,直径3.5mm合金圆铝杆抗拉强度为140.24~148.62MPa,伸长率为2.6%~3.1%,等效导电率为61.42%~61.65%IACS.     

Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.8Mg-2.5Cu合金,在该合金的基础上,分别添加不同剂量的Sc,Zr和Sc+Zr得到了一系列合金,利用光学显微镜、万能试验机等设备观察分析其金相组织与力学性能.结果表明:分别添加Sc与Zr时,随着Sc与Zr添加量的升高,所得合金的抗拉强度逐渐升高,延伸率逐渐下降,当Sc与Zr的分别添加量增加到0.15%与0.25%时,合金抗拉强度分别为775 MPa与785 MPa,延伸率分别为9.95%与7.1%;复合添加Sc与Zr时,若Sc含量小于Zr时,随着Sc与Zr添加量的增加,所得合金的抗拉强度先上升后下降,延伸率逐渐下降,当添加量为0.04%Sc和0.1...     

热等静压316L不锈钢致密体的组织与性能

采用热等静压方法对气雾化316L奥氏体不锈钢粉末致密化,用箱式电阻炉对致密体进行了固溶处理,研究了固溶前后致密体的显微组织和力学性能,并对其拉伸断口形貌进行了分析．结果表明：热等静压态致密体密度接近理论全致密,内部组织为细小的奥氏体,存在较多的碳化物,抗拉强度、屈服强度分别达到595．3MPa和263．3MPa,延伸率为58．3％,硬度为HBS152．3;固溶处理使致密体强度和硬度降低,塑性增加,且随着固溶温度的提高,强度迅速降低,塑性明显提高,最佳固溶温度为1050℃;在固溶温度为1050℃和水冷的情况下,最佳保温时间为20min;固溶处理前后拉伸试样断口呈现明显的韧性断裂,固溶韧性好于固溶前的,均高于热轧态产品的韧性．