间接挤压铸造Al-11Si-3Cu-Mg合金的组织、性能和偏析行为

研究了Al-11Si-3Cu-Mg合金在间接挤压铸造工艺下的微观组织、力学性能和Si、Cu元素偏析行为。结果表明，在110 MPa压力下，间接挤压铸造成形的试样截面处的微观组织呈现出明显的不均匀性，表现为外层细小α-Al固溶体枝晶，内层为粗大枝晶，Al-Si共晶组织分布在α-Al固溶体枝晶间隙，在局部形成较大的偏聚块，内外层中间形成一圈Al-Si共晶组织和富Cu相的偏聚环；经T6热处理后，其抗拉强度为443 MPa,屈服强度为312 MPa,伸长率为2.85%。在试样截面处从中心到边缘进行能谱分析，发现外层Si和Cu元素在重力作用下呈正偏析，内层在压力作用下呈现负偏析；元素偏析越严重，越容易形成裂纹，对力学性能产生不利影响。     

Fe对NiAl金属间化合物光束堆焊层成形及组织结构的影响

采用X射线衍射、SEM、EDS等分析方法，研究了铁元素对光束堆焊合成NiAl金属间化合物层的成形和组织结构的影响规律。结果表明，光束堆焊镍铝混合粉制备NiAl金属间化合物层时，NiAl的高熔点导致堆焊层成形困难。在镍铝混合粉中加入适量铁粉（11at％～28at％）可以降低堆焊合金体系的熔点、改善堆焊层成形。随着铁粉加入量的增加，堆焊层的稀释率呈现先增加后降低的趋势，过多的铁粉加入量（43at％）将使熔池金属不能润湿母材。铁元素的引入使堆焊层中析出了Fe3Al相，随着堆焊层中含Fe量的增加，Fe3Al的析出量增加，堆焊层的微观组织为NiAl柱状晶和柱状晶间的Fe3Al条状相。     

保持时间对半固态铸-锻6061合金成分偏析的影响

采用手工搅拌法制备了半固态6061合金,利用压力机及杯形试验模具,进行6061半固态铸-锻成形,研究了保持时间对6061半固态铸-锻成分偏析的影响。结果表明,保持时间越长,试样上部、中部、底部Si、Cu、Mg元素的含量越接近原始含量。保持时间在0、1、2s时,试样上部、中部的Si、Cu、Mg元素含量都比试样原始Si、Cu、Mg元素含量高,属于正偏析,而试样底部Si、Cu、Mg元素含量始终比试样原始Si、Cu、Mg元素含量低,为负偏析。保持时间≥3s后,试样上部、中部、底部Si、Cu、Mg元素偏析程度显著降低。     

能量输入对微区熔凝铜钢双金属组织和性能的影响

采用微区熔凝在钢基板上熔覆锡青铜得到了铜钢双金属材料. 应用ANSYS软件研究了微区熔凝过程的基体温度变化和试样不同区域冷却速度变化. 应用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)及显微硬度计等手段研究了试样不同区域锡青铜层的组织和性能差异. 结果表明，随着熔覆过程进行，基体温度由20 ℃升高到433 ℃，熔池冷却速度由2 070 K/s降低到336 K/s，堆焊层硬度由199 HV降低到137 HV，微区熔凝得到的锡青铜层开始时主要由αCu，Pb和αFe组成，结束时由αCu，Pb元素和分布在树枝晶间的富Sn相的δCu相构成；随着堆焊过程进行，αCu晶粒尺寸由外向里由11.2 μm增大到53.4 μm.     

喷射成形M3高速钢偏析成因及凝固机理

采用喷射成形工艺制备直径250 mm大截面M3型高速钢，利用电火花直读光谱仪、金属原位分析仪、XRD、OM、SEM等手段，研究样坯特殊偏析形貌位置处合金元素分布和微观组织特征。结果表明，腐蚀后样坯低倍组织中存在2种偏析形貌：锭型偏析与环状偏析。锭型偏析区域内富集C及溶质元素；环状偏析区域主要富集C及Mo元素，较锭型偏析程度轻。由样坯边部至心部，碳化物形貌由条状向块状、鱼骨状转变；宏观偏析区域内碳化物偏析严重。基于实验结果，讨论了喷射成形工艺糊状区的组织变化及锭型偏析和环状偏析的形成，认为沉积阶段缓慢的冷却速率是出现上述结果的根本原因。因此，在利用喷射成形工艺制备大截面材料时，不应简单考虑为一种快速凝固技术。     

汽轮机高压主汽门阀杆断裂原因分析

文中从失效阀杆的宏观检查、成分测定、金相检验,以及断口电镜形貌观察等方面入手,结合EDS能谱检测,探讨阀杆断裂的主要原因。该阀杆断裂位置处的钴基堆焊层及基体材质均符合相关标准要求;从断口形貌观察发现,裂纹起源于堆焊层与基体界面,并优先扩展至整个硬质堆焊层;金相组织观察显示,堆焊层过渡区域有残余奥氏体及网状偏析的脆硬碳化物存在,弱化了界面的结合强度;对过渡区域能谱检测发现有大量O元素分布其中,表明堆焊时在此处形成了大量的氧化物夹杂及堆焊疏松组织,这都不利于堆焊层与基体的结合。上述试验分析表明,阀杆堆焊层与基体界面的过渡区是该失效阀杆的薄弱环节,而堆焊和热处理工艺产生的残余应力在界面结合的薄弱处聚集,最终导致界面处出现裂纹及裂纹扩展至堆焊层表面,从而造成阀杆的断裂失效。     

堆焊快速成形低碳钢件的裂纹形成机理

采用SEM观察了堆焊快速成形低碳钢件的裂纹微观形貌.结果表明,裂纹萌生于成形件的初始沉积层,沿沉积高度方向扩展,终止于成形件表面之下.采用OM和EDS分析了成形件中的偏析与夹杂物成分,利用XRD分析了成形件中的残余奥氏体含量,成形件中的裂纹为液化热裂纹,在多层多道连续堆焊成形过程中,Mn,Si的氧化物、Mo的碳化物以及Ni金属间化合物的偏析是裂纹形成的内因,拉应力是裂纹形成的外因.通过合理匹配Mn,Ni,Si元素的含量,添加稀土元素Ce净化焊缝金属,采用层层正交的路径沉积,延长层间隔时间,可以消除堆焊快速成形低碳钢件的裂纹.     

5CrNiMo模具钢堆焊过渡层+强化层材料的组织和力学性能研究

采用药芯焊丝在5CrNiMo模具钢基体上进行堆焊试验,对直接堆焊强化层材料和堆焊过渡层+强化层材料时各堆焊界面的组织,显微硬度,堆焊试样力学性能,熔合区化学成分进行了对比分析。结果表明:堆焊过渡层能有效改善基体、过渡层及强化层堆焊界面的显微组织;形成一个新的二级硬度梯度,使基体到强化层金属的过大硬度梯度得到明显减缓,实现了组织、硬度与合金元素的合理过渡。堆焊试样的抗拉强度得到明显提高。     

等离子堆焊球形碳化钨颗粒增强镍基合金堆焊层的组织与性能

采用等离子堆焊技术在304L不锈钢表面上堆焊碳化钨颗粒增强镍基合金层。研究了不同碳化钨颗粒含量对堆焊层组织形态、显微硬度的影响。结果表明,堆焊层组织包括树枝晶和枝晶间多元共晶组织;堆焊层中初始碳化钨颗粒沉积在堆焊层底部,堆焊层顶部无碳化钨区域出现新的鱼骨状和块状结构。在堆焊过程中,碳化钨颗粒发生熔解并与镍基合金元素相互作用形成低熔点共晶组织,以块状和长片状析出。随碳化钨含量增加,堆焊层平均硬度增加,堆焊层顶部鱼骨状和块状结构对堆焊层硬度没有影响。     

X65Q/316L双金属复合管Inconel625合金堆焊过渡区的组织和力学性能研究

采用光学显微镜、扫描电镜研究了某厂X65Q/316L双金属复合管堆焊过渡区的组织和主要元素的分布情况,同时对过渡区显微硬度、拉伸强度、剪切强度进行了检测。结果表明:远离过渡区的X65Q基管组织为粒状贝氏体和珠光体,靠近熔合线处的基管组织为多边形铁素体和珠光体,原有粒状贝氏体组织消失;远离过渡区的316L衬管组织为奥氏体,且晶粒存在滑移变形;靠近熔合线处衬管奥氏体组织中的滑移变形消失;堆焊层与基管熔合线附近元素分布变化明显,而堆焊层与衬管熔合线附近元素分布未出现明显变化;堆焊层与基管过渡区内,堆焊层内硬度较稳定;基管硬度从熔合线处开始逐渐增加到最大值后迅速降低,远离熔合线区域堆焊层硬度高于基管。堆焊层与衬管过渡区内,靠近熔合线处堆焊层和衬管均发生了软化,硬度最低值出现在衬管侧靠近熔合线处,远离熔合线区域堆焊层的硬度高于衬管。     

TC4钛合金电弧增材制造叠层组织特征

采用CMT电弧增材制造技术制造了TC4钛合金薄壁墙构件，并对其组织特征进行了研究. 结果表明，在电弧增材制造过程中，受其热输入、多次热循环及冷却速度的影响，在其构件中产生了从高温保留下来的贯穿数个堆积层的原始β柱状晶晶界、水平层带条纹、马氏体组织和网篮组织等. 显微硬度显示，中下部区域硬度相对较高，平均硬度为336HV 0.1，上部显微硬度有明显降低，平均硬度为323.3HV 0.1.     

EIS study of a self-repairing microarc oxidation coating

The self-repairing microarc oxidation (MAO) coating consisting of a bottom nanocrystalline layer covered by a top conversion ceramic coating was fabricated on 2024 Al alloy by a duplex process with surface mechanical attrition (SMAT) prior to microarc MAO treatment. A 20 μm thick nanocrystalline layer with average grain size of 52.8 nm was fabricated by SMAT, and on which covered by a top MAO coating of 5 μm. The self-repairing property caused by the formation of a dense passive film at the damaged regions contacting the bottom nanocrystalline layer enhances the corrosion reisitance of the SMAT-MAO coating.     

Recrystallization and microstructural evolution during hot extrusion of Mg97Y2Zn1 alloy

This study revealed that the extrusion temperature has a great influence on microstructure and mechanical properties of the Mg₉₇Y₂Zn₁ alloy. The average grain sizes increased from 3 μm to 8 μm with increasing extrusion temperatures from 623K to 773 K. Both dynamic recrystallization (DRX) and static recrystallization (SRX), which occur during and after deformation, respectively, were observed. The alloy, which extruded at a relatively high temperature, exhibited lower strength because the strain strengthening was balanced by the softening that originated from DRX. Three types of morphologies, namely, big recrystallized grains, fine recrystallized grains, and non-recrystallized grains, were observed in the extruded microstructures obtained at 623 K. The dislocation density was quite high in the fully recrystallized grain. The extruded microstructures obtained at 773 K were composed of large grains with more uniform size. Their degree of recrystallization was higher and the dislocation density also declined. All dislocation in the grain were distinguished as 〈c+a〉 dislocations. Submicron scale precipitates were distributed along the newly formed recrystallized grain boundaries and had a remarkable pinning effect on the recrystallized grain growth after extrusion at 773 K. The precipitates can be divided into two main types: mixed type and single type.     

Effect of carbon fiber on microstructure evolution and surface properties of FeCoCrNiCu high-entropy alloy coatings

FeCoCrNiCu and C_f/FeCoCrNiCu high-entropy alloy coatings are prepared by laser cladding to study the effects of carbon fiber on the microstructure and surface properties of the FeCoCrNiCu alloy. It is found that the addition of carbon fiber has little effect on the phase structure of the FeCoCrNiCu alloy coating. However, an interesting finding is that the addition of carbon fiber could decrease the segregation of Cu-element along the grain boundaries in the FeCoCrNiCu coating. In addition, the addition of carbon fiber can significantly improve the corrosion resistance of the FeCoCrNiCu alloy coating. It can also reduce the intergranular corrosion in the coating. Moreover, the addition of carbon fiber has positive effects on the improvement in the hardness and wear resistance of the high-entropy alloys (HEAs) coatings. The decreased segregation of Cu-element along the grain boundaries is mainly attributed to the significant improvement in surface properties of the HEA coatings.     

2A14-T4铝合金厚板搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能

随着工业技术的进步，航空航天、交通运输等领域对构件的承载能力提出了越来越高的需求，采用搅拌摩擦焊的方法对9 mm厚2A14-T4铝合金进行连接，并对高强铝合金厚板接头沿厚度方向不同区域的微观组织和力学性能进行研究 .结果表明，在转速400 r/min、焊接速度100 mm/min条件下能够获得表面成形良好的焊缝，接头抗拉强度为360 MPa，达到母材强度的83.9%. 接头微观组织沿厚度方向存在显著差异，焊缝上部、中部、下部晶粒尺寸逐渐减小，其平均直径分别为7.9，5.0和2.8 μm. 焊缝底部断口出现小而浅的等轴状韧窝.接头断裂位置和最低显微硬度均出现在接头后退侧的热力影响区；同时接头显微硬度呈现“W”形分布，且沿厚度方向分布存在差别，焊缝上部、中部、下部显微硬度最低值分别为99.9，97.9和94.7 HV.     

Effects of Solution Treatment Temperatures on Microstructure and Mechanical Properties of TIG–MIG Hybrid Arc Additive Manufactured 5356 Aluminum Alloy

A novel additive manufacturing method with TIG–MIG hybrid heat source was applied for fabricating 5356 aluminum alloy component. In this paper the microstructure evolution, mechanical properties and fracture morphologies of both as-deposited and heat-treated component were investigated, and how these were affected by different heat-treated temperature. The as-deposited microstructure showed dominant equiaxed grains with second phase, and the size of them is coarse in the bottom region, medium in the middle region and fine in the top region owing to different thermal cycling conditions. Compared with as-deposited microstructure, the size of grain becomes large and second phases gradually dissolve in the matrix as heat-treated temperature increase. Different microstructures determine the mechanical properties of component. Results show that average ultimate tensile strength enhances from 226 to 270 MPa and average microhardness increases from 64.2 to 75.3 HV0.1 but ductility decreases from 33 to 6.5% with heat-treated temperature increasing. For all components, the tensile properties are almost the same in the vertical direction (Z) and horizontal direction (Y) due to equiaxed grains, which exhibits isotropy, and the mechanisms of these are analyzed in detailed. In general, the results demonstrate that hybrid arc heat source has the potential to fabricate aluminum alloy component.     

热处理对定向凝固Ti-45Al-8Nb-（W,B,Y）合金组织的影响

研究两种热处理制度对Bridgeman法制备的典型定向凝固Ti-45Al-8Nb-（W,B,Y）（摩尔分数,%）合金组织的影响。两种典型的定向凝固显微组织分别为胞状生长形貌全片层组织和枝晶状生长形貌块状组织,对其热处理发现：热处理1250℃,24h＋900℃,30min＋AC能有效消除其定向凝固合金中的B2相,并将快速定向凝固时产生的块状组织转变为片层组织,在胞状间及枝晶臂上分别获得了宽度为150-200μm和50-100μm的柱状晶。热处理1400℃,2h＋900℃,30min＋AC能同时消除B2相、块状组织及凝固偏析,但造成了晶粒的严重长大。热处理能有效改进定向凝固合金的显微组织。     

原位观察镍基高温合金CMSX-4缩松形成过程及机理研究

采用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)对镍基单晶高温合金CMSX-4的凝固行为进行实时观察。并利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对凝固样品的微观形貌和元素偏析特性进行研究。在合金凝固过程中观察到缩松和碳化物的形成。缩松具有有三种形态：方形缩松,五角星形缩松和角形缩松。并讨论了三种缩松的形成机理,缩松的形成机制主要与次级枝晶臂沿不同方向生长所包围的封闭区域的形状有关。另外,发现碳化物由两种形式组成,即絮状碳化物和板条状碳化物。絮状碳化物中富含Hf元素,而Cr元素被富集在板条状碳化物。     

重熔与时效工艺对ZL101铝合金组织与抗拉强度的影响

ZL101铝合金重熔后,浇注时间和浇注位置对其组织与性能影响很大。从ZL101铝合金不同浇注时间、不同浇注的位置取样,对铸态和时效后的试样进行抗拉强度性能测试,用光学显微镜观察其微观组织,研究重熔与时效工艺对ZL101铝合金组织与性能的影响规律。结果表明,在浇注过程中,试样的晶粒先发生粗化,随着浇注时间的延长,晶粒又发生细化。其抗拉强度也是先降低而后又升高。随着浇注位置的变化,由下向上晶粒逐渐粗化,共晶硅的分布逐渐变得不均匀,且抗拉强度逐渐降低。合金的时效与铸态的组织、性能的变化规律一致。     

冷却速率对MX246A合金组织和持久性能的影响

研究了浇注后不同的冷却速率对MX246A合金组织和持久性能的影响。结果表明,组织特征只受该组织形成时的冷速影响。冷速从30℃/min降到8℃/min时,晶粒增大,共晶γ′的体积分数从1.86%减少到0.86%,尺寸从30μm增大至50μm;冷速从30℃/min降到4℃/min时,枝晶干γ′尺寸由0.93μm增大至3.09μm,边界由平直转为圆滑,碳化物颗粒变大,数量减少;枝晶干γ′和碳化物的尺寸和形貌对高温持久性能影响较大。当冷速为30℃/min时,获得较小尺寸、边界平直的枝晶干γ′和细小弥散分布的碳化物,持久性能较好。