喷射沉积合金的半固态成形的研究现状与发展前景

综述了喷射沉积材料的半固态成形的研究进展,展望喷射沉积材料的半固态成形的发展趋势,分析了喷射沉积材料的半固态成形工艺、半固态变形特征和半固态成形的加热和保温过程中组织演变规律,提出高固相分数的触变成形是喷射沉积材料半固态成形的发展方向.     

摩擦辅助喷射电沉积制备纳米晶光亮镍

针对传统喷射电沉积技术的不足,提出一种新型的摩擦辅助喷射电沉积技术.分别使用该技术和传统喷射电沉积技术制备了一组镍沉积层,利用XRD、TEM分析了沉积层的组织结构,用显微硬度计测试了沉积层的表面显微形貌和显微硬度,并用振动样品磁强计测试了沉积层的磁性能.结果表明:采用该技术可以制备出表面平整光亮的电沉积层,所制备的镍沉...     

原位反应TiC颗粒对喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织的影响

利用熔铸－原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC颗粒增强Al-20Si-5Fe复合材料,分析了内生TiC颗粒对喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织的影响。结果表明：喷射沉积Al-20Si-5Fe合金微观组织中常出现脆性、针状的Al-Si-Fe三元金属间化合物相,在Al-20Si-5Fe合金中内生一定量的TiC颗粒,有助于减小粗晶Si颗粒的尺寸、消除针状的Al-Si-Fe三元金属间化合物相。     

喷射成形技术的发展概况及展望

喷射成形工艺流程短、成本低、沉积效率高、制造系统灵活柔性,是一种极富有发展前景的近终形成形快速凝固技术.介绍了喷射成形技术的发展历程;叙述了喷射成形在铝合金、钢铁材料、镁合金、铜合金、高温合金、金属基复合材料的研究与应用情况;阐述了多层喷射成形技术和原位反应雾化喷射沉积成形技术,对喷射成形技术进行了评价和展望.     

铌对喷射成形M3∶2型高速钢组织和性能的影响

采用喷射成形工艺制备了含铌和不含铌M3∶2型高速钢,然后进行锻造加工.利用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪等研究了铌对喷射成形M3∶2型高速钢组织和性能的影响.铌的加入细化了沉积态的组织,减小了M2C共晶碳化物尺寸,而对M2C的成分影响不明显.沉积态中MC碳化物的数量随铌含量提高而增多,且其成分变化显著.铌的加入可以提高喷射成形M3∶2型高速钢的抗回火软化性和二次硬化能力.但是,当铌质量分数为1%时,组织中形成数量较多且难以破碎的以铌为主的块状MC碳化物,导致钢的弯曲强度和冲击韧性下降.铌质量分数为0.5%的喷射成形M3∶2型高速钢可以获得最佳的硬度、弯曲强度和冲击韧性.     

雾化喷射沉积成形材料制备技术的新进展

雾化喷射沉积成形是一种新型的近终型坯件制备技术，可用于不同合金，该技术已经开始进入工业化应用阶段，它具有快速凝固一次成形的优点，为新材料的研究与发展提供了有力的工具，受到世界各国的重视，本文对喷射沉积成形技术的发展现状及其在材料科学研究中的应用情况进行了综合评述。     

喷射沉积ZA35合金组织与耐蚀性

采用喷射沉积技术制备ZA35合金沉积坯,并对沉积坯进行固态热挤压制备ZA35合金。对此种方法制备的合金进行抗拉强度与耐蚀性检测,分析了喷射沉积对ZA35力学性能与耐蚀性的影响。试验表明:喷射沉积与热挤压制备的ZA35合金抗拉强度优于金属型铸造ZA35合金,采用喷射沉积与挤压制备的合金组织均匀,晶粒细小,断口观察发现随拉伸温度升高喷射沉积合金的断裂表现为穿晶断裂,韧性提高。在KOH介质中,喷射沉积ZA35合金与铸态ZA35合金相比,自腐蚀电位变正,腐蚀电流减小,耐蚀性增强。     

喷射成形M3型高速钢碳化物组织特征与加热过程演化

采用常规铸造和喷射成形工艺分别制备了M3型高速钢铸坯和沉积坯.利用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射等分析方法对冷却速度对合金的显微组织的影响,加热温度对M3高速钢中M2C共晶碳化物分解行为的影响,以及热加工变形后铸态和沉积态组织的变化进行了研究.结果表明:铸态合金含有粗大的一次枝晶和M2C共晶碳化物,而喷射成形沉积坯主要为等轴晶且碳化物细小均匀;冷却速度的提高极大地抑制了碳化物的析出和晶粒长大;加热温度的提高有利于M2C共晶碳化物分解,过高的温度使得分解后的M6C长大,不利于合金性能的提高;沉积坯经恰当的预热处理和热变形可以获得理想的变形组织.     

射流电沉积快速成形金属镍制件

基于快速成形原理,将模板技术和摩擦技术与数控射流电沉积有机结合起来,提出了一种摩擦射流电沉积快速成形技术,并采用该技术直接快速制备了异形金属镍制件.试验结果表明:模板的引入解决了射流电沉积难以制备高精度金属零件的问题,并有利于直接成形结构复杂的异形零件;硬质粒子能有效阻止杂质的吸附,避免毛刺、积瘤等表面缺陷的产生;文中提出的技术综合了射流电沉积和快速成形技术的优点,可有效降低设备复杂度和零件成本,直接快速制造出形状复杂、结构致密、组织均匀的精密金属零件.     

基于GA-BP神经网络的喷射成形锭坯形貌调控技术

随着现代技术的发展，在汽车和航空航天等领域都在追求材料的轻量化，而材料的高强度高韧性是轻量化的基础。7000系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu系铝合金）具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性能等优点，其中7055铝合金是所有铝合金中强度最高的。喷射成形工艺是7055铝合金常用的制备方法。铝合金锭坯在沉积过程中的稳定生长是喷射成形工艺制备形貌一致、沉积质量均匀的大规格锭坯的基础。受喷射成形过程中众多工艺参数变化的影响，现有的理论模型难以满足实际生产过程中质量控制要求。文中通过所采集的喷射成形过程工艺历史数据与锭坯沉积表面直径的相关性分析，结合BP神经网络与遗传算法，构建锭坯直径的GA-BP神经网络预测模型及生长速度调控模型；根据工艺参数的实时波动，计算直径变化量，作为输入层导入经过训练的速度调节神经网络模型，对沉积基底的升降速度进行优化调控，使得锭坯沉积生长形貌均匀稳定。最后采用该方法对锭坯沉积生长速度调控工艺进行实验分析。结果表明，通过该工艺参数优化方法制备的大规格锭坯直径尺寸偏差在5%以内，验证了生长速度调节的可行性。     

添加剂和杂质对四方相 CeO_2—ZrO_2基陶瓷显微结构及性能的影响

研究了添加剂和杂质对CeO_2-ZrO_2基四方二氧化锆的制备条件、显微结构和力学性能的影响.结果表明:少量Al_2O_3添加剂可降低烧结温度,改善烧结性,并能提高四方ZrO_2的力学性能;工艺过程中混入的SiO_2杂质主要聚集在ZrO_2晶粒之间,使材料呈现一种殊特的显微结构,还对该材料的低弯曲强度和高断裂韧性的成因进行了讨论.     

晶核剂对Li2O-ZnO-SiO2系玻璃析晶行为及性能的影响

采用差热分析、X射线衍射及傅里叶红外吸收光谱等测试手段，分析不同晶棱剂对Li2O-ZnO-SiO2系统玻璃析晶行为和性能的影响。研究结果表明：要获得高热膨胀性微晶玻璃Li2O-ZnO-SiO2，关键在于基础玻璃中方石英晶相的析出，晶棱剂P2O5在该系统玻璃中具有成棱作用，并能促进方石英固溶体的析出，使微晶玻璃获得较好的力学性能（抗弯强度为133MPa，雏氏硬度为638MPa）；晶棱剂TiO2对于促进方石英晶相析出的能力较差，且当玻璃中不舍Al2O3时，TiO2的成核效果不明显，获得的晶粒较粗。     

Solidification,microstructure, and mechanical properties of the as-cast ZRE1 magnesium alloy with different praseodymium contents

The influence of praseodymium(Pr) content on the solidification characteristics, microstructure, and mechanical properties of ZRE1 magnesium(Mg) cast alloy was investigated. The obtained solidification parameters showed that Pr strongly affected the solidification time, leading to refinement of the microstructure of the alloys. When the freezing time was reduced to approximately 52 s, the grain size decreased by 12%. Mg_(12)Zn(Ce,Pr) was formed as a new phase upon the addition of Pr and was detected via X-ray diffraction analysis. The addition of Pr led to a substantial improvement in mechanical properties, which was attributed to the formation of intermetallic compounds; the ultimate tensile strength and yield strength increased by approximately 10% and 13%, respectively. Pr addition also refined the microstructure, and the hardness was recovered. The results herein demonstrate that the mechanical properties of Mg alloys are strongly influenced by their microstructure characteristics, including the grain size, volume fraction, and distribution of intermetallic phases.     

Solidification,microstructure, and mechanical properties of the as-cast ZRE1 magnesium alloy with different praseodymium contents

The influence of praseodymium (Pr) content on the solidification characteristics, microstructure, and mechanical properties of ZRE1 magnesium (Mg) cast alloy was investigated. The obtained solidification parameters showed that Pr strongly affected the solidification time, leading to refinement of the microstructure of the alloys. When the freezing time was reduced to approximately 52 s, the grain size decreased by 12%. Mg₁₂Zn (Ce,Pr) was formed as a new phase upon the addition of Pr and was detected via X-ray diffraction analysis. The addition of Pr led to a substantial improvement in mechanical properties, which was attributed to the formation of intermetallic compounds; the ultimate tensile strength and yield strength increased by approximately 10% and 13%, respectively. Pr addition also refined the microstructure, and the hardness was recovered. The results herein demonstrate that the mechanical properties of Mg alloys are strongly influenced by their microstructure characteristics, including the grain size, volume fraction, and distribution of intermetallic phases.     

Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的相变行为与力学性能

研究了真空烧结法制备Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料.讨论了ZrO2(2Y)的含量、相对密度对Al2O3陶瓷力学性能的影响,以及相变增韧、显微组织与力学性能的关系.     

超细氧化物颗粒对Sn\|58Bi钎料组织及性能影响

研究了分别添加1%Al2 O3 、Fe2 O3 、SiO2 、TiO2 超细粉末对Sn-58Bi共晶钎料的润湿性、钎焊接头微观组织及力学性能影响.结果表明,氧化物粉末的添加对钎料熔点影响不大,但钎料润湿性及钎焊接头剪切强度明显提高;明显细化钎焊接头基体组织及界面金属间化合物颗粒大小,并且界面金属间化合物层厚度也有一定减薄;另外,可抑制钎焊时焊点表面Bi的氧化,因此焊点表面光亮度也有明显提高.     

高韧性复相陶瓷材料的仿生结构设计、制备与力学性能

从天然生物材料 (竹、木、贝壳等 )结构出发 ,提出了高韧性复相陶瓷材料仿生结构设计新思路及设计的基本要点 .针对仿贝壳珍珠层结构特征 ,采用轧膜或流延成型工艺 ,成功制备出仿贝壳珍珠层结构特征的Si3 N4 /BN层状陶瓷材料 .通过对该材料的结构参数和几何参数进行优化设计 ,可获得优异的力学性能 :断裂韧性在 2 0～ 2 8MPa·m1/ 2 ,断裂功高于 40 0 0J/m2 ,同时抗弯强度可保持在 5 0 0～ 70 0MPa .并分析了该材料具有高韧性的原因 ,提出了仿生结构陶瓷材料的增韧机制     

Ti6Al4V和Al2A12的扩散连接界面组织及力学性能

采用热等静压(HIP)工艺连接Al2A12和Ti6Al4V两种不同的航空航天用材料.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪观察连接过渡区的微观组织和组成的演化,并测试其主要的力学性能.结果表明:采用热等静压制备这两种材料的界面连接好;Ti/Al反应层界面处形成了不同的金属间化合物,例如,Al3Ti、TiAl2和TiAl;连接接头处硬度为163HV,界面连接处剪切强度达到了23MPa,比只添加镀层而无中间层的连接强度提高了约17.9%,但低于带有中间层的连接强度.由于过烧和孔隙的形成使得断裂方式是脆性断裂.由此可知,在热等静压成形过程中异种材料的元素发生了相互扩散,在扩散连接处形成了不同的金属间化合物,这些金属间化合物影响连接处的力学性能.     

Mg-Al-Si(AS)系耐热镁合金的研究进展

回顾了AS系镁合金近年来的研究进展,包括成形工艺和热处理以及合金化元素对AS系耐热镁合金显微组织和力学性能的影响。使AS系耐热镁合金主要的强化相Mg2Si晶粒细化,并均匀分布是提高其性能的关键。利用往复挤压等技术和适当的热处理工艺可以改善铸造AS系耐热镁合金性能的微观组织,添加适量的Ca、Sr、Sb、Nd和Y等元素也可以细化Mg2Si晶粒,提高其高温蠕变性能。