搅拌摩擦加工IF钢的组织性能

对3 mm厚的DC04冷轧IF钢板进行搅拌摩擦加工,研究加工区域的微观组织与力学性能. 在旋转速度为950 r· min-1 ,加工速度为60 mm·min-1时,采用加工后强制冷却技术可获得光滑平整且没有缺陷的加工表面. 搅拌摩擦加工后组织显著细化,加工中心的平均显微硬度约为HV 135. 6,是母材硬度的1. 4倍,表面细晶层硬度最高可达到HV 312. 8,细晶层和过渡层的抗拉强度分别比母材的抗拉强度提高50. 9%和47. 6%,加工前后试样的拉伸断口均呈微孔聚合韧性断裂特征. 细晶强化对材料抗拉强度的提高起主要作用.     

超显微硬度法研究SiC_P/6066铝基复合材料微区硬度变化

对喷射共沉积后经挤压的SiCP/ 6 0 6 6铝基复合材料 ,通过采用超显微硬度法测量了其微区的硬度变化 ,观察其显微组织 .结果表明 :在SiC颗粒分布密集处 ,基体超显微硬度值HV为 143.2 ,而在SiC颗粒分布稀疏处 ,硬度值HV为 10 7.2 ,二者之间有明显差距 .这是由于分布密集的增强体SiCP 周围局部基体应力场应力集中更剧烈而使超显微硬度值提高 .此外还测量了由于热收缩应力引起SiCP 周围应力场的变化而导致的微区硬度的变化 .在SiC颗粒附近基体硬度值较高 ,HV达 10 5 .8,而离SiC粒子距离大于其颗粒半径的基体中 ,硬度较低 ,HV约为 81.7.SiCP 造成基体中应力场的叠加可使基体中出现张应力区 .此外 ,通过测量复合材料超显微硬度值的变化 ,分析了残余应力对喷射共沉积复合材料微区一些力学性能的影响     

往复镦挤对SiC_p/2024铝基复合材料组织性能的影响

采用室温拉伸测试、扫描电镜及透射电镜等手段研究了往复镦挤变形工艺对SiCp/2024铝基复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,SiCp/2024铝基复合材料经过往复墩挤后,基体组织出现细化,SiC颗粒发生破碎,基体中SiC颗粒由团聚变得分布均匀;在交替剪切变形作用下,基体中的位错发生重组和湮灭,形成细小的亚晶;相对于挤压态,经过4道次变形后,复合材料抗拉强度由271 MPa提高到378 MPa,屈服强度由203MPa提高到260 MPa;经过往复镦挤变形后,拉伸断口以界面脱粘和颗粒断裂方式为主.     

搅拌铸造SiCp/2024复合材料的研究

利用工程计算ANSYS有限元软件对搅拌坩埚内流场进行了数值模拟,分析了搅拌器结构对熔体流场的影响,模拟结果表明,多级搅拌器有助于搅拌混合过程.对搅拌制备工艺参数对颗粒分布状态的影响规律进行了系统的研究,并确定了最佳工艺参数.力学测试结果表明,与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了材料的抗拉强度和硬度,延伸率略有下降.拉伸断口观察表明,铸态SiCp/2024复合材料主要断裂方式为SiC颗粒断裂和界面脱粘.     

开槽位置对搅拌摩擦加工制备SiCp/铝基复合材料均匀性的影响

采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备SiCp增强铝基复合材料,研究不同开槽位置对SiCp分布均匀性的影响.结果表明:开槽位置影响塑性金属随搅拌头的迁移流动方式,导致复合材料宏观形貌和颗粒分布均匀性存在较大差异,轴肩作用区SiCp分布较为均匀,开槽位置处含量较高,SiCp分布不对称于加工中心.对不同开槽位置(前进侧、中间、返回侧)下复合材料横截面进行成分半定量分析表明:SiCp均匀性优劣程度依次为开槽位置位于前进侧、中间、返回侧.随着加工道次增加,塑性金属变形量增加,材料流动性增强,搅拌加工区域面积增大,前进侧开槽位置3道次加工后增强相SiCp破碎细化且均匀分布.     

循环压制对喷射沉积7075/SiCp致密化的影响

采用循环压制工艺对多层喷射沉积大尺寸7075/SiCp复合材料(高度H>140mm)进行了致密化加工.研究了循环压制工艺对复合材料沉积坯和挤压坯密度及显微组织的影响规律,测试了复合材料的力学性能.结果表明,循环压制过程中在大的静水压力和剪切应力的共同作用下,复合材料中大部分孔洞逐渐被拉长闭合,致密化效果良好.沉积坯多次循环压制后,SiC颗粒取向平行于基体金属流动方向.挤压坯二道次压制后SiC颗粒破碎明显,分布得到改善,强度可以达到600 MPa以上.     

多道次摩擦搅拌处理和镁添加对Al 1050合金的微观结构和拉伸性能的影响

研究了多道次搅拌摩擦加工 (FSP) 和镁粉添加对 Al 1050 合金不同微观结构部分的影响,包括搅拌区 (SZ)、热影响区 (HAZ) 和热机械影响区 (TMAZ)等。对微观结构分析结果表明,随着 FSP 道次的增加,非复合样品和复合样品中 SZ 的晶粒尺寸减小,而非复合样品中 TMAZ 和 HAZ 的晶粒尺寸增加。此外,镁粉的加入导致了大程度的晶粒细化,增加 FSP 道次的数量导致原位复合样品中 Al–Mg 金属间化合物的分布更均匀。拉伸试验结果表明,与母材和复合材料样品相比,经过四道 FSP 的非复合材料样品表现出更高的伸长率和韧性断裂。然而,与母材和非复合样品相比,该样品表现出脆性断裂和更高的拉伸强度。与经过 FSP 的母材和非复合材料样品相比,复合材料样品的制造显着提高了硬度。     

2024Al/Gr/SiCp复合材料耐热性能研究

研究了采用真空热压法制备的2024Al/Gr/SiC_p复合材料高温拉伸性能及长时间热暴露后的室温力学性能,同时对拉伸断口进行分析,探讨了SiC颗粒和石墨对材料耐热性能的影响.结果表明:2024基体合金和2024Al/Gr/SiC_p复合材料在200℃及以下热暴露时,复合材料的强度下降幅度较小,但基体合金的强度下降幅度明显比复合材料的大,这与增强相SiC颗粒与石墨提高了材料的耐热性能有关.在300℃热暴露条件下,2024基体合金和2024Al/Gr/SiC_p复合材料的力学性能快速下降.2024Al及其复合材料的高温拉伸性能随拉伸温度升高而下降,在200℃及以下温度抗拉强度较好,250℃及以上温度抗拉强度快速下降.高温拉伸和热暴露处理后的2024铝合金基体的断裂机制为韧性断裂,2024Al/Gr/SiC_p复合材料的断裂机制为基体韧性断裂及石墨断裂、SiC颗粒与界面分离的混合断裂机制.     

纳米SiCp/108Al复合材料的组织与性能

采用粉末冶金法制备了不同体积分数SiC颗粒增强的纳米SiCp/108Al复合材料。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合材料的微观组织及拉伸断口形貌进行了表征,测定了复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率,分析了纳米SiC颗粒体积分数对复合材料组织及性能的影响。分析结果表明:添加纳米SiC颗粒的SiCp/108Al复合材料组织明显细化,性能得到提高。当纳米SiC颗粒体积分数为2%时,复合材料组织的晶粒最细小,缺陷较少,同时纳米SiC颗粒分布均匀,复合材料的性能最佳,相对密度达到98%。复合材料的硬度达到102HV,抗拉强度达到348MPa,屈服强度达到229MPa,分别比108Al基体提高了34%、26%和43%。当纳米SiC颗粒体积分数较大时,SiC颗粒会出现明显团聚现象,导致复合材料的性能降低。     

反复塑性变形法制备SiCp/AZ31镁基复合材料

采用反复塑性变形（RPW）技术,再结合挤压工艺可制备出SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料,RPW次数和SiC颗粒的加入量对SiCP/AZ31镁基复合材料显微组织和性能的影响也得到了研究。研究结果表明,随着RPW次数的增加,SiC颗粒逐渐被细化并最终在基体中弥散分布,在RPW为300次时的力学性能最佳;随着SiC颗粒加入量的增加,其室温抗拉强度和硬度都逐渐增大,在SiC颗粒体积分数为6%时达到最大值,分别为371MPa和112。     

ZL102表面直接化学复合镀Ni-P-SiC镀层的结构与性能

采用直接化学复合镀法在铸铝102合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,利用XRD、扫描电镜等对镀态复合镀层的结构和形貌进行分析,并对镀层的显微硬度、结合力及耐蚀性进行测试.结果表明:镀层表面平整均匀;复合镀层中SiC微粒分布均匀且复合量较高,镀层厚度均匀、致密;复合镀层相结构更类似于非晶态;镀层镀态显微硬度可达823.8HV;镀层与基体结合较好,且复合镀层极大地改善了基体的耐蚀性.     

45#钢表面Ni-P-nano-SiC复合化学镀层的制备

在优化设计的化学镀基础镀液中通过添加不同含量的纳米SiC颗粒,研究在45#钢表面制备具有纳米SiC颗粒增强的复合镀层及形成机理.利用SEM,XRD和显微硬度计等方法对实验样品的组织结构、形貌、显微硬度及其镀层形成机理进行了研究,结果表明:实验制备的Ni-P,Ni-P-SiC镀层镀态时硬度分别为572 HV,649 HV,热处理后其表面硬度在400℃时达到最大值1 045 HV和1 341 HV.纳米SiC颗粒在镀液中不参与化学反应,只是与化学反应所产生的Ni和P共同沉积在镀层中起到了复合强化的作用.Ni-P-nano-SiC镀层的生长机理是按层状方式生长,生长方向垂直于钢基体表面.纳米SiC提...     

玻璃/铝基复合材料的新型制备工艺

利用液态挤压法,将铝液加压渗入由玻璃颗粒制成的预制件中,制备出玻璃/铝基复合材料。研究了复合材料的微观组织、力学性能。结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中;与合金基体相比,复合材料的硬度和抗拉强度得到提高,摩擦性能优于合金基体。     

液态模锻SiCp/ZL201复合材料力学性能研究

采用半固态搅拌工艺和液态模锻方法制备了SiCp／ZL201复合材料。用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和力学性能试验研究了复合材料的显微组织、力学性能和断口形貌特征。结果表明：复合材料中SiC颗粒分布较均匀，复合材料的硬度随着SiC含量增大而升高，强度具有极大值；液态模锻比压增大，复合材料的致密度增大，塑性增大，收缩率减小。     

稀土在WC颗粒复合耐磨材料中的作用

为了提高ＷＣ硬质合金颗粒复合材料的耐磨性,向复合材料的金属基体中加入了不同数量的稀土。采用扫描电镜、Ｘ射线能谱仪、显微硬度计、台式冲击试验机以及销盘式磨损试验机等试验手段,对稀土加入量不同的几种ＷＣ硬质合金颗粒复合材料的金属基体进行了稀土分布及显微组织的分析,测定了基体组织的显微硬度及复合材料的韧性和耐磨性。研究结果表明,稀土富集于奥氏体与碳化物和奥氏体与共晶体两种界面处,少量固溶于奥氏体中。加入适量的稀土产生了明显的微合金化作用,使共晶组织显著细化,提高了金属基体的硬度和韧性以及复合材料的耐磨性。     

7A60铝合金搅拌摩擦加工组织及性能

以7A60铝合金为研究对象,采用搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing, FSP)技术对其进行塑性改性并探索加工参数对7A60铝合金组织及力学性能的影响.结果表明:搅拌摩擦加工过程中铝合金发生动态再结晶而形成细小均匀的等轴晶;基体中第二相破碎细化,均匀分布在基体中且组织中η(MgZn_2)相发生回溶;速比因子在很大程度上影响合金性能,随着速比因子的增大,搅拌区硬度先增加后减小.当速比因子为5时,材料显微硬度和抗拉强度达到最高(维氏硬度约120,抗拉强度449.9 MPa),相比母材分别提高37.5%和35.5%;速比因子继续增大时,搅拌头产热量急剧增加,导致材料组织严重粗化且拉伸断口韧窝变浅,使得材料强度和塑性降低.     

原位合成TiB_2颗粒增韧SiC的显微组织与断裂韧性

在前期对原位生成TiB2增韧SiC制备工艺研究的基础上,研究了TiB2/SiC复合陶瓷的显微组织与力学性能.研究发现:在φ(TiB2)介于5%~20%时,原位生成的TiB2相在SiC基体中的分布都比较均匀;当φ(TiB2)为5%和20%时,TiB2颗粒等面积圆直径平均值分别为2.6和3.9μm;另外,TiB2颗粒能起到明显细化SiC晶粒的作用.随着φ(TiB2)的增加,TiB2/SiC复合材料的相对密度、维氏硬度和断裂韧性均增大.当φ(TiB2)为20%时,复合材料相对密度、维氏硬度和断裂韧性分别为94.8%,29.1 GPa和5.9 MPa.m1/2.经优化工艺制备的TiB2/SiC复合陶瓷...     

SiCp/ZC71镁基复合材料激光焊焊接接头的组织和性能

采用Nd∶YAG激光器对SiCp/ZC71镁基复合材料进行焊接,研究了两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:在两种焊接工艺下,SiCp/ZC71镁基复合材料都获得了较好的形貌,焊缝完全焊透;焊接接头区域SiC颗粒分布均匀,白色的镁的金属间化合物消失了,没有明显的热影响区;焊接接头的抗拉强度相对母材低,显微硬度高于母材,断裂发生在焊缝区域。     

FSP制备TiO2铝基复合材料的组织与性能研究

为了解决铝基复合材料强韧性的问题,采用搅拌摩擦加工(friction stir processing, FSP)的方法制备TiO₂铝基复合材料。分别采用显微组织观察试验、拉伸试验和显微硬度试验等方法,对复合材料的强化机理、显微组织以及力学性能进行表征与分析。结果表明,TiO₂的加入对复合材料具有细化晶粒作用,FSP改变了铝合金的结晶形式,由无形核的连续性动态再结晶转变为颗粒刺激形核机制;FSP制备TiO₂铝基复合材料的抗拉强度及显微硬度均得到了提高,当添加量达到4.8%(质量分数)时,复合材料的抗拉强度达到456 MPa,硬度值达到130 HV,与未添加颗粒相比较,分别提高了17%和16%,而延伸率仅下降了4%。FSP制备TiO₂铝基复合材料不仅可以有效提高力学性能,可以改善强韧性不匹配的问题,研究结果可为新型复合材料的应用提供理论基础和技术参考。     

电铸Ni-SiC金属基复合材料的抗拉强度与微观结构分析

在氨基磺酸镍镀液中电铸制备了两种不同SiC微粒含量的复合材料,研究了热处理对复合材料的抗拉强度和微观组织的影响.研究表明,300℃热处理提高了两种复合材料的强度;但600℃热处理却降低了强度.基体金属Ni与SiC颗粒在600℃完全反应后,界面反应产物是Ni3Si、游离石墨和少量的Ni31Si12,并且产生相当于SiC微粒体积8%的微孔.断裂过程经历微裂纹萌生、长大和聚集,以基体断裂、界面脱粘和微粒断裂三种方式进行.