消失模铸造AZ91D振动凝固及半固态热处理组织的演变

研究了不同浇注温度下消失模铸造AZ91D在振动凝固和“振动凝固＋半固态热处理”条件下组织的变化。结果表明，对不同浇注温度下的消失模铸造AZ91D试样实施振动凝固能细化试样的显微组织，且在浇注温度为740℃、振动力为1．5kN时组织细化效果最好；对经振动和不振动凝固的试样进行半固态等温热处理，两者的组织都得到球化，且随着等温时间的延长，两者的组织都会合并长大，其中半固态等温热处理的较佳工艺为“570℃下保温10min”。     

机械振动对消失模-熔模铸造AZ91D镁合金组织的影响

在消失模-熔模铸造AZ91D镁合金的凝固过程中施加机械振动,研究在不同浇注温度、振幅和振动频率下消失模-熔模铸造AZ91D镁合金组织的变化。结果表明,施加机械振动后获得组织中的树枝晶明显减少,随着浇注温度的降低镁合金组织逐渐被细化,但浇注温度过低不利于机械振动发挥最佳效果,在730℃时获得组织较为理想,晶粒主要呈等轴状。随着振动频率的增大,合金组织细化,当振动频率为100Hz时细化效果最好,初生α相的晶粒尺寸仅为166.4μm,β相也基本以细小颗粒状分布。增大振幅能使镁合金晶粒尺寸明显减小,在振幅为1.0mm时获得的晶粒最为细小、圆整。     

基于Anycasting的挤压铸造镁合金试样力学性能研究

选用AZ91D镁合金为研究对象,使用Anycasting软件,对标准拉伸试样进行模拟,以浇注温度、挤压压力、模具温度为影响因素,分别绘制不同工艺参数下的力学性能曲线,观察对比各个试样的晶粒尺寸,研究了挤压铸造工艺参数对AZ91D镁合金力学性能的影响。结果发现,力学性能随浇注温度先增大后减小,随挤压压力增大而逐渐增大;模具温度对铸件的影响,与浇注温度有类似的规律。在浇注温度为670℃,模具温度为200℃,挤压压力为120MPa时,挤压铸件能够获得理想的力学性能,其σb=235MPa,δ=4.6%,硬度(HV)为62左右。由于在压力的作用下,引起AZ91D镁合金在铸造过程中过冷度过大,提高了凝固合金的冷却速度,同时也提高了导热系数,增加了形核率,从而到细化了晶粒,提高了合金的力学性能。     

机械振动对消失模铸造镁合金组织及力学性能的影响

研究机械振动对消失模铸造AZ91合金微观组织和力学性能的影响,并分析凝固过程中机械振动细化晶粒的机制。结果表明:机械振动能显著地细化消失模铸造AZ91合金的组织,合金组织由α-Mg固溶体、沉淀Mg17Al12和新相Al13Mn12组成,其铝锰相有别于不施加振动时的Al32Mn25相;机械振动较大幅度改善了合金的力学性能,当激振力为1.5kN时,AZ91合金抗拉强度相对于不振动时提高27%,其合金力学性能最优;而当激振力进一步增加时,由于组织中存在着微观缩松,强度有所降低。机械振动法通过增大过冷度、剪切力碎化枝晶和使枝晶臂熔断来细化晶粒。     

消失模-壳型复合铸造AZ91D镁合金的凝固组织与性能

对AZ91D镁合金消失模-型壳复合铸造工艺中的铸件浇注温度、浇注负压以及不同壁厚的镁合金铸件凝固后的组织和性能进行研究。结果表明,随着铸件的壁厚增大和浇注温度的提高,铸件力学性能呈下降趋势,主要原因是晶粒组织的粗大以及硬脆相β-Al12Mg17的粗网状分布;负压方式浇注的铸件中β-Al12Mg17相分布更均匀,其力学性能明显优于重力浇注的铸件。     

物理变质处理对消失模铸造AZ91合金组织及力学性能的影响

在消失模铸造条件下,分别采用机械振动及熔体混合处理对AZ91合金的组织形貌和力学性能进行了研究,并分析了凝固过程中细化晶粒的机制。试验结果表明:采用机械振动及熔体混合处理都能显著地细化消失模铸造AZ91合金的组织,并显著提高力学性能。当机械振动激振力为1.5kN时,AZ91合金综合力学性能最优,其主要通过增大过冷度、枝晶臂熔断等作用细化组织。熔体混合处理其效果强于传统的熔体高温处理,熔体混合处理通过在混合液体中产生更多的核胚以增加形核位置,来细化枝晶组织。     

机械振动对铸造镁合金组织和力学性能的影响

本文研究了低频振动对镁合金AZ91D组织和力学性能的影响。实验结果表明,在镁合金AZ91D凝固过程中施加机械振动能有效的细化合金组织,且振动频率越高组织细化越明显。同时机械振动又能显著提高AZ91D的力学性能,最大抗拉强度和伸长率比铸态的提高了17.8%和20.09%。     

Y和Gd对消失模铸造AZ91D镁合金组织和性能的影响

为改善消失模铸造AZ91D镁合金的显微组织和力学性能,在合金中加入稀土元素Y和Gd。结果表明:Y和Gd在消失模铸造AZ91D镁合金中生成块状的Al2Y和Al2Gd相,细化基体组织,并使β-Mg17Al12相形貌由网状转变为断续状和颗粒状。Y和Gd的加入提高了消失模铸造AZ91D镁合金中α-Mg的初晶析出温度,降低其共晶温度。适量的Y和Gd能显著提高消失模铸造AZ91D镁合金的力学性能,当Y和Gd的含量分别为0.6%和0.9%时,抗拉强度、伸长率和硬度达到最大,分别为161.68MPa、2.80%、HB64.7,比不加Y和Gd的AZ91D镁合金分别提高了18.8%、54.7%、19.2%。     

镁合金薄壁件压铸成形的工艺及数值模拟

利用Procast模拟软件分析AZ91D镁合金薄壁手机支架件的充型过程与凝固过程;结合模拟与实验研究不同工艺参数对薄壁压铸件表面质量、密度、组织及力学性能的影响,并探索出合适的工艺参数。结果表明:薄壁支架件所产生的缺陷类型及位置与模拟结果相吻合;浇注温度和快压射速度对薄壁件的压铸成形具有重要影响,适当降低浇注温度或提高快压射速度均有利于改善铸件的表面质量,减少铸造缺陷、细化晶粒和提高力学性能。对于AZ91D镁合金薄壁手机支架件压铸,合适的浇注温度和快压射速度分别为670℃和2.3 m/s,在此工艺参数下生产的铸件表面质量良好,晶粒细小,其平均尺寸仅为5.1μm,铸件密度高,气孔率仅为2.0%,铸件力学性能优异,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为306 MPa、203 MPa、6.0%和86 HV。     

AZ91D镁合金组织遗传性现象利用的研究

通过向AZ91D铸锭熔化后的熔体中添加一定量的细晶AZ91D压铸件,对利用AZ91D镁合金组织遗传性细化铸件晶粒、提高合金力学性能进行了初步研究.结果表明:通过添加1%和5%的压铸件,重熔后试样的晶粒得到了细化,晶粒尺寸可以达到100μm左右;添加压铸件后,合金的拉伸力学性能有较大提高,添加5%压铸件熔体保温20 min时σb提高了30%,σ0.2提高了47%,δ提高了60%;由于包含细晶特征的原子集团不能在熔体中稳定存在,当原子集团分裂后达到一定特性尺寸时将失去遗传特性,所以组织遗传性对合金的晶粒细化和力学性能的影响是随着熔体保温时间逐渐减弱直至消失的.     

金刚石膜机械和机械-化学抛光

化学气相沉积(CVD)法生成的金刚石膜具有天然金刚石的基本性质，在机械、电子、光学等领域都有着广泛的应用。但CVD金刚石多晶膜表面凹凸不平，表面粗糙度较大，限制了它的广泛应用，因此，金刚石膜的抛光成为必不可少的工艺步骤。但是，金刚石膜的硬度非常高，且厚度薄，整体强度低，易破裂或剥落，抛光难度很大。国内外学者通过实验和研究，提出了多种金刚石膜抛光的理论和方法。本文详细论述了几种典型的机械、化学、机械-化学抛光方法的机理、工艺和特点。     

Non-Linear Mechanical Behavior of Plasma Sprayed Alumina Under Mechanical and Thermal Loading

Mechanical response of plasma sprayed ceramic coatings to mechanical and thermal loading of various extents was studied. Coated samples were subjected to four-point bending (4PB), with coatings loaded in tension and compression, respectively. Thermal loading was provided by heating the samples, while stresses were generated by thermal mismatch between the coatings and substrates. In both cases, cyclic loading was applied. Non-linear behavior and significant hysteresis were observed, indicating inelastic phenomena taking place. The tests were complemented by structural observations in SEM and indentation tests. Relevant structural features and possible mechanisms underlying this behavior are discussed.     

Microstructure and Mechanical Property of Ni Metal Treated by Surface Mechanical Attrition

A nanostructured surface layer can be formed in Ni metal treated by surface mechanical attrition (SMA). The microstructure was investigated by using optical microscope, X-ray diffractometer and transmission electron microscope,respectively. Mechanical property measurements indicate that the yield strength of the surface layer raises significantly while the tensile strength somewhat changes and the elongation percentage reduces severely compared with that of the inside layer. Meanwhile, yield-drop-like phenomenon occurs in the surface layer after SMA treatment. In order to compare the mechanical behavior of nanostructured materials with two phases, Fe-30Ni nanostructured alloy was also investigated.     

机械振动对Al-Si合金铸造组织与性能影响

为了克服铸造Al-Si合金在常规铸造工艺下容易出现气孔、疏松等铸造缺陷的问题,研究了机械振动工艺参数对铸造Al-Si合金组织和常温拉伸力学性能的影响,并分析了机械振动的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,Al-Si合金的抗拉强度和断后伸长率出现先增加而后降低的趋势,在机械振动频率为30 Hz时取得最大值,继续增加机械振动频率反而会使得合金的抗拉强度和断后伸长率降低;在机械振幅为0.3 mm时Al-Si合金取得了最高的强度和塑性,继续增加振幅会使得合金的强度和塑性降低;适宜机械振动参数为:机械振动频率为30 Hz、机械振动幅度0.3 mm、振动方向为0°。     

力学探针及其在薄膜力学性能测量上的应用

力学探针是近年来发展的一种先进的微区力学性能测试方法。本文介绍了力学探讨的工作原理，以及采用力学探针技术准确测量薄膜力学性能的两步压入法，展示了这种测试技术在材料力学性能评价上的明显优势和发展潜力。     

表面机械研磨对AZ31合金组织与性能的影响

采用机械研磨的方法对AZ31合金进行了表面纳米化处理,研究了机械研磨时间对AZ31合金显微组织、显微硬度和拉伸力学性能的影响。结果表明,随着表面机械研磨时间的延长,AZ31合金梯度纳米结构层厚度呈现先增加而后降低再上升趋势。表面机械研磨4和15 min时,梯度纳米结构层达到90μm以上;表面机械研磨处理可以在AZ31合金心部获得一定体积分数的孪晶组织;表面机械研磨处理可以使AZ31合金的抗拉强度、屈服强度均呈现出不同程度的增加,而断后伸长率有所降低;AZ31合金适宜的表面机械研磨时间为4 min。     

机械振动对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响

研究了机械振动作用下振幅电压、振动频率对ZA27合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,通过控制机械振动参数,能够改善合金的凝固组织,提高其力学性能,其抗压强度最高可提高43.4%。在0~300 V内,随着振幅电压的提高,合金的凝固组织逐渐得到细化;在1~75 Hz内,随着振动频率的提高,合金的凝固组织先细化后粗化,转折点为50 Hz。机械振动作用下合金的抗压强度与凝固组织变化规律基本相同,但部分具有粗大凝固组织的合金,其抗压强度反而提高。     

Mechanical properties and substructure of metals

The effect of the angle of misorientation of substructural elements, structure reversibility during plastic deformation, and the formation of microcracks on the surface of and within a metal on its mechanical properties are examined. It is shown that it is possible to define a degree of degradation (damage) of a metal using the true stress-residual strain diagram.Institute of Machinery Science. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 10, pp. 12–17, October, 1994.     

过渡层TiAlN的力学性能与微观结构对AlCrSiN涂层宏观力学性能的影响

AlCrSiN多元硬质涂层具有优异的力学性能,在刀具领域有广泛应用前景。然而,如何在基底上制备出力学性能优异的AlCrSiN涂层有待进一步研究。基于电弧离子镀技术,在硬质合金基底上沉积了不同Ti/Al原子比的TiAlN过渡层,并在其上沉积了AlCrSiN涂层,研究了过渡层TiAlN的微观结构(晶面取向、晶粒尺寸、致密度等)对功能层AlCrSiN力学性能的影响。Ti-Al-N固溶相的择优取向为(200)。随着Ti含量的增加,(200)衍射峰宽化,晶粒细化,致密程度提高,硬度增加。Ti/Al原子比为2.75时,TiAlN晶粒尺寸为9.549nm,其上制备的AlCrSiN硬度值达到3139.6HV,并且涂层与基底间的结合力高达92N。细化(200)取向的TiAlN过渡层晶粒可以有效提高其上AlCrSiN涂层的硬度以及涂层与硬质合金基底的结合力。研究成果对提高功能层AlCrSiN的力学性能及涂层刀具的寿命有一定的指导意义。