内冷搅拌法细化AZ系镁合金半固态浆料初生相的研究

提升镁及其合金强度和室温韧性是扩展镁及其合金应用的关键技术,对镁合金凝固过程半固态处理是改善微观组织、提高产品质量的一个重要工艺途径.因此,本文提出内冷搅拌法制备非枝晶AZ系镁合金半固态浆料,采用快速淬火研究内冷搅拌过程AZ系镁合金半固态浆料初生相演变规律.通过观察金相微观组织发现,在金属熔体与平衡体质量比为3:1、平...     

双辊铸轧镁合金薄带冷轧实验研究

采用AZ31镁合金铸锭在实验室立式等径双辊铸轧机上进行铸轧试验;对铸轧带坯直接进行冷轧和冷轧后退火处理.研究了AZ31镁合金薄带立式双辊铸轧工艺及铸轧带坯进行冷轧、轧后退火过程的组织演变行为.采用合理的工艺参数,成功铸轧出镁合金薄带,同时由于双辊铸轧快速冷却和压力下凝固成形技术特点,改善了镁合金的凝固组织.对铸轧镁合金带坯直接进行冷轧,最大变形量可以达到40.7%.经过冷轧后的镁合金板材,在350℃下退火30~60 min,可以获得平均晶粒直径为9~10μm的等轴晶细晶组织.     

喷射沉积AZ31镁合金微观组织与力学性能

采用喷射沉积方法制备了AZ31镁合金沉积柱坯,利用热轧作为后续加工,研究了镁合金的组织变化及材料的性能.实验结果表明:沉积态合金组织均匀,晶粒细小(平均晶粒尺寸约为20μm);热轧变形的致密化过程、动态再结晶以及退火再结晶使合金具有良好的组织结构和力学性能;轧制态试样断口呈现为脆性解理断裂方式,退火态试样断口则表现为脆性和韧性断裂混合机制.     

Fe_(45)Mn_(15)Cr_(15)Ni_(25)高熵合金室温及低温力学性能强化方式

通过热力学参数和相图计算、冷轧和退火工艺,开发制备了非等原子比Fe_(45)Mn_(15)Cr_(15)Ni_(25)高熵合金,并分析了合金在室温(293 K)和低温(77 K)条件下的力学性能。结果表明,单相面心立方结构(FCC)高熵合金具有优良的室温和低温力学性能,特别是在77 K下,冷轧态合金达到屈服强度1 020 MPa、抗拉强度1 180 MPa、断后伸长率20%的优异性能。室温再结晶合金,晶格本征应力86 MPa,霍尔佩奇(Hall-Petch)系数为534 MPa·μm~(1/2),细晶强化明显。低温冷轧态合金,应变硬化能力恢复,位错强化显著,同时强塑性提升。     

稀土元素钐添加对镁合金轧制边裂影响的研究

针对镁合金板坯轧制过程中出现的边裂问题,结合稀土元素改善合金组织的特性。镁合金中先添加不同量的Sm(钐元素),然后进行铸造挤压制成坯料,再分别进行冷轧和温轧实验,分析轧后镁合金板坯组织和力学性能。研究表明:温轧和冷轧条件下,添加稀土元素Sm后镁合金板坯轧制边裂问题得到了较好的改善;随着稀土元素Sm添加量的增大,镁合金板坯的屈服强度增大,延伸率减小。     

A Novel Technique to Manufacture Nanostructured Materials by Machining

超细晶和纳米晶材料通常比其粗晶材料具有更高的硬度、强度和更好的耐磨性.切削是一种大批量、低成本制造纳米结构金属和合金的新颖方法.切削是一种典型的大应变加工工艺,它可以在切屑成型的一个单一的变形过程中施加更大的应变,而且也适合高强度的金属和合金,克服了剧烈塑性变形方法的局限性.详细介绍了切削加工的大应变变形、切屑的微观结构和性能,同时提出了一些改进措施和发展前景.     

时效状态对Cu-Cr-Zr系合金性能的影响

采用不同时效状态和随后形变热处理工艺制备了Cu-Cr-Zr系合金,采用微观组织观察、硬度和导电率测试等手段研究了不同时效状态对双级时效Cu-Cr-Zr系合金性能的影响.结果表明：欠时效+冷轧+时效工艺和峰时效+冷轧+时效工艺制备的Cu-Cr-Zr-Mg-Si和Cu-Cr-Zr-Ni-Si合金均可获得力学性能和电学性能的优良组合.其中：欠时效+冷轧+时效工艺所制备的合金综合性能更优,但加工热处理过程中性能变化剧烈,材料生产过程中性能均匀性不易控制;峰时效+冷轧+时效工艺制备的合金综合性能极其稳定,易于在生产中控制.不同工艺下的合金性能差异是由析出相与位错的交互作用机制不同造成的.     

6.5wt%Si高硅钢冷轧薄板制备工艺、结构和性能

Fe-6.5wt.%Si合金是一种具有高磁导率,低矫顽力和低铁损等优异软磁性能的合金。但是,其室温脆性和低的热加工性能严重影响了在工业领域的应用。本实验室利用热轧、温轧、冷轧和适当的热处理相结合的方法成功轧制了厚0.05mm的Fe-6.5wt.%Si合金薄板。所获得的冷轧薄板板型良好,表面平整厚度均匀,光洁度好,在室温下具有拉伸塑性,拉伸强度为1048MPa、延伸率为1.4%。在高温退火后获得无取向高硅钢薄板。退火后,薄板的硬度下降、弹性模量升高。本文主要研究了Fe-6.5wt.%Si合金脆性本质、加工工艺、显微组织变化及其与磁性能的关系。     

超细NiB非晶态合金的结构及催化性能

采用XAFS、XRD和DTA技术研究了化学还原法制备的超细NiB非晶态合金的结构及退火晶化行为.结果表明,NiB非晶态合金的退火晶化分两步进行在598K形成晶态的Ni3B和纳米晶的Ni;652K退火导致Ni3B分解以及纳米晶Ni聚集.在623K退火处理后的NiB样品的苯加氢活性最高.活性组分的苯加氢催化性能高低顺序为纳米晶Ni＞超细Ni-B非晶态合金＞晶态Ni.超细Ni-B非晶态合金的活性中心主要为纳米晶的Ni和Ni富集的NiB非晶态.超细NiB非晶态合金催化剂在反应过程中失活的原因主要是纳米晶Ni的聚集和积碳而所导致活性表面降低.     

异步冷轧纯铁回复与再结晶的电子背散射衍射研究

本文采用异步轧制工艺成功制取等轴状超细晶纯铁,通过DSC曲线确定其退火工艺,使用电子背散射衍射（EBSD）观测超细晶工业纯铁在不同温度退火后的组织形貌和晶粒尺寸,研究其回复再结晶行为.结果表明,在400℃时,材料开始发生回复,再结晶形核开始,随着退火温度的提高,再结晶程度加深.当退火温度达600℃时,再结晶过程基本完成.     

A Novel Technique to Manufacture Nanostructured Materials by Machining

超细晶和纳米晶材料通常比其粗晶材料具有更高的硬度、强度和更好的耐磨性。切削是一种大批量、低成本制造纳米结构金属和合金的新颖方法。切削是一种典型的大应变加工工艺,它可以在切屑成型的一个单一的变形过程中施加更大的应变,而且也适合高强度的金属和合金,克服了剧烈塑性变形方法的局限性。本文详细介绍了切削加工的大应变变形、切屑的微观结构和性能,同时提出了一些改进措施和发展前景。     

纳米W-Ni-Fe复合粉末制备技术研究现状

钨合金具有高密度、高硬度、高强度和延性好等优良综合力学性能和特性,是广泛应用于国防工业、航空航天和民用工业的军民两用合金材料。现代科技发展对钨合金性能提出了更高的要求。高密度钨合金一般经W、Ni、Fe及其它合金元素粉末的混合、压制、液相烧结,以及后处理等工艺制备而成。然而,要获得高性能钨合金,细晶、超细晶或纳米晶W-Ni-Fe复合粉末的制备是重要前提。本文从技术角度总结和分析现有的纳米W-Ni-Fe复合粉末的制备方法,对其优点及不足进行了介绍。     

AZ61镁合金连续流变挤压成形

采用自行设计的连续流变挤压成形技术,成功地制备出了10 mm的AZ61镁合金线材.在轧辊和靴子的搓动剪切作用下,形成了细小的等轴晶和球形晶,在挤压成形过程中,中心部位固相变形小,边部固相变形大,在圆弧流动区产生了优良的超细晶组织.浇注温度影响AZ61合金的固相率,进而对成形过程产生重要影响,合理的浇注温度为680℃.在此温度下,制备的AZ61合金线材断面组织优良,呈现两相塑性流动的特征.     

模压变形工艺及其研究进展

为了系统地研究模压变形工艺在制备大体积超细晶金属板材方面的应用,在介绍模压变形工艺基本原理、塑性力学解析及分类的基础上,阐述了变形道次、变形温度和模具结构等工艺因素对模压变形的影响规律和机理,归纳了变形材料的热稳定性、工艺改进及变形路径、变形均匀性分析及工艺优化等关键问题,对模压变形工艺在室温难变形金属板材中的应用、变形板材的塑韧性和成形性能改善以及工艺的塑性变形机理等方面的研究趋势进行了展望:未来模压变形工艺将着眼于镁合金、钛合金等塑性加工能力差但又极具工业应用潜力的金属板材,注重变形板材使用性能的调控机理与方法的研究,寻求防止裂纹产生的有效工艺措施,同时系统深入地揭示模压变形材料组织结构和性能的演变机理,为揭示模压变形材料组织结构和性能的演变机理提供了参考。     

大变形轧制超细晶TWIP钢的组织及性能研究

通过大变形异步-同步轧制及随后600 ℃和700 ℃退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并研究了退火处理对大变形TWIP钢的组织和性能的影响.研究结果表明:经96%异步-同步大变形轧制后,材料组织显著细化,抗拉强度从621 MPa大幅提升至2 050 MPa; 经过600 ℃退火后,大变形轧制TWIP钢的组织基本完成了再结晶,材料的平均晶粒尺寸约为500 nm,抗拉强度1 079 MPa,延伸率达到了29%; 而经过700 ℃退火后,大变形TWIP钢的组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸约为600 nm,抗拉强度达到了1 101 MPa,延伸率达到了54%.退火后的组织中存在大量的层错、位错胞等亚结构.相对于大变形轧制态和600 ℃退火态,700 ℃退火态的超细晶TWIP钢的优异的综合力学性能,主要源于孪晶诱发塑性变形机制及合金较低的层错能.     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结(MA-SPS)制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液(SBF)中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.     

镶铸复合金属材料热容量控制与研究

镶铸复合金属材料是将不同的金属材料采用镶铸工艺使它们连在一起,利用基体材料的高温液体将另一种金属合金表面熔化,使它们产生冶金结合或部分冶金结合.如何控制金属液体的温度以及合金块的结构尺寸,是本文论述复合金属材料热容量的内容.     

大应变轧制技术制备细晶AZ31镁合金板材

晶粒细化可以改善镁合金的强度和延性,通过控制轧制工艺可以控制变形组织.文中研究了不同轧制道次变形量对AZ31镁合金组织和性能的影响.实验结果表明:随着轧制道次变形量的增加,轧制应变速率增加,镁合金发生了动态再结晶,获得细小的晶粒组织,板材的硬度增加;但是,当轧制道次变形量增加到一定值之后,板材的表面出现宏观裂纹;采用大的道次轧制应变技术,可以减少轧制道次,制备晶粒尺寸为2～5μm的细晶镁合金板材.     

热处理工艺对镍基纳米晶合金材料组织结构的影响

本研究通过对一种镍基合金进行大变形异步与同步轧制,制备了纳米组织材料,研究了退火处理对纳米组织镍基合金材料的组织与力学性能的影响。结果表明,大变形轧制后材料的晶粒细化至约50nm,大变形轧制后的材料出现(2 2 0)晶面择优取向,退火温度对该取向影响不大。所制备的超细晶材料具有良好的组织热稳定性,在700℃下退火,晶粒尺寸约150nm,在800℃以下退火1h,晶粒尺寸仍然能够保持在250nm以下。分析认为,超细晶镍基合金材料的组织稳定性与γ′相的析出所起到的钉扎作用有直接关系。     

高熵合金的摩擦学性能研究进展

摩擦学是研究摩擦、磨损和润滑的学科,对结构材料的服役性能有很大影响。正因如此,学者除了不断探索具有优异力学性能的结构材料外,也不断寻求具备高耐磨性能的金属材料。在摩擦学领域,传统的金属材料已经发展成熟,新型耐磨材料亟待开发。近年来,新兴的高熵合金表现出优异的硬度、抗氧化性、抗软化能力,在很大程度上丰富了现有的耐磨合金体系,在未来的新型耐磨材料领域有很大的应用前景。为了系统地剖析高熵合金的摩擦学行为,本文首先介绍了单相、双相和多相高熵合金以及与高熵合金有关的复合材料在室温下的摩擦学特性,进而总结了改善高熵合金耐磨性能的方法。此外,本文还讨论了高熵合金在高温下的耐磨性能,并对其作为耐磨合金的应用与发展作了展望。