大规格弥散铜棒材的冷变形能力、性能及均匀性研究

研究了成分、粒度配比对大规格弥散铜棒材的冷变形能力、力学性能和导电性能的影响,并研究了大规格弥散铜棒材的均匀性问题。结果表明,大规格弥散铜棒材的冷变形能力随Al含量的增加而下降;提高细粉比例,冷变形能力降低;弥散铜棒材硬度随Al含量的升高先线性增加,后趋于平缓;导电率随Al含量的升高而下降;极限冷拉拔后,大规格弥散铜棒材性能存在不均匀性,退火可降低其性能的不均匀性。     

在线退火温度对TiNi合金组织和性能的影响

通过对试样微观组织及力学性能进行实验,研究了在线退火温度对TiNi合金丝材组织和性能的影响。实验表明,TiNi合金丝材经过(750~830℃)×2.3min在线退火处理后,丝材抗拉强度均大于960MPa,屈服强度均大于460MPa,延伸率均大于24.5%,断面收缩率均达到25%以上,830℃×2.3min在线退火处理后延伸率和断面收缩率最高,分别为54.5%和64.0%;说明经过830℃×2.3min在线退火处理后丝材塑性得到改善,达到最优。随着在线退火温度的升高,丝材的显微硬度逐渐降低。由微观组织可以看出,830℃×2.3min在线退火处理后丝材晶粒得到了细化。     

铝及热处理对Mg-Al-Mn合金组织及力学性能的影响

在挤压铸造条件下，研究了铝含量及固溶时效处理对AM60B合金的组织及力学性能的影响。实验结果表明，摘要材料的抗拉强度随铝含量的增加而提高，屈服强度变化不大，但延伸率急剧下降；固溶时效使γ-Mg17Al12相呈片状存在于原晶界、或呈粒状弥散分布于晶内，抗拉强度得到提高，延伸率得到改善，但合金的屈服强度变化不大。     

热处理工艺对新型轻质奥氏体耐磨钢的组织与力学性能的影响

以新型轻质高锰、高铝的奥氏体耐磨钢为研究对象,利用XRD,OM,SEM,EDS观察显微组织和析出物,研究不同的热处理工艺对新型钢种的组织与力学性能影响。结果表明:该新型轻质奥氏体耐磨钢的最佳优化热处理工艺为1050℃保温1h水韧,550℃时效2h,空冷。在最佳热处理工艺条件下奥氏体基体内弥散析出细小的钙钛矿结构(Fe,Mn)3AlC的κ-碳化物颗粒,不仅强化了奥氏体基体,其力学性能也得到明显改善;最优工艺处理后实验钢的硬度、强度、冲击韧度达到了最佳匹配,其抗拉强度为825MPa,屈服强度为574MPa,冲击韧度值为156J/cm2(V型缺口),硬度为271HB;与只进行水韧处理相比实验钢的屈服强度提高40.0%,硬度提高32.2%。     

纳米Al_2O_3弥散强化铜复合材料的产业化制备及研究

采用内氧化法以水雾化铜铝粉为原料制备出铝含量(质量分数)分别为0.15%、0.40%、0.60%的Al2O3弥散铜复合材料。研究了Al2O3弥散强化铜材料的组织与性能,结果表明,弥散铜材料的晶粒细小,晶粒大小约为10μm;γ-Al2O3在基体中均匀分布,平均尺寸约为6nm,间距为40nm;挤压态为Al含量0.60%的弥散铜棒材(Φ25mm)不经任何中间热处理,直接冷拉拔即可得到Φ3mm的铜丝,其抗拉强度高达680MPa,电导率达78%IACS。     

X100级管线钢的组织和强韧性

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和EBSD等方法研究了X100管线钢热连轧钢带的微观组织、析出物、晶粒尺寸等对X100管线钢强韧性的影响。结果表明,通过合理的成分设计和TMCP工艺得到的X100管线钢的平均有效晶粒尺寸约为2.38μm,晶内含有大量位错和亚结构;显微组织由粒状贝氏体、板条贝氏体和M/A岛组成,组织中粒状贝氏体含量较多,板条贝氏体含量较少,M/A岛尺寸较小,弥散分布;细小的第二相能有效钉扎位错的移动,产生沉淀强化效果;实验钢的抗拉强度高于970 MPa,屈服强度高于800 MPa,-40℃以上的Charpy冲击功大于250 J,韧脆转变温度在-40℃与-60℃之间。     

CuMnNiCo钎料钎焊MGH956合金接头组织及力学性能研究

采用自制的CuMnNiCo钎料对氧化物弥散强化(ODS)合金MGH956进行钎焊实验,分析了钎焊过程中各种组织的形成过程,研究了不同的钎焊温度对接头组织和性能的影响。结果表明:在1000~1050℃保温20min工艺下钎焊MGH956合金,均可获得良好的钎焊成形效果,钎焊接头由钎缝中心区的Cu-Mn基固溶体和两侧扩散反应区的Fe-Mn基固溶体组成,并含有三种不同的化合物相。钎焊温度为1030℃和1050℃时,接头的室温拉伸断裂发生在钎缝中心处,断口主要呈沿晶脆性断裂特征。钎焊温度的提高使沿晶界分布的脆性(Mn,Ni)-Si相减少,有利于改善钎焊接头强度,钎焊接头的室温抗拉强度最高可达到母材强度的75%。     

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx(x=1,2,3)显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体+奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。     

底材对添加不同合金元素的纳米晶Fe3Al基合金组织和力学性能的影响

通过铝热反应法分别在玻璃和铜底材上制备了块体纳米晶Fe3Al、Fe3Al-10Mn、Fe3Al-10Cr合金,研究了不同底材和合金元素对合金显微结构和力学性能的影响.结果表明:玻璃底材上得到Fe3Al-10Mn合金为有序DO3结构,其他均为无序bcc结构;玻璃底材上得到的合金平均晶粒尺寸分别为27 nm、19 nm、23 nm;而铜底材上得到的合金分别为18 nm、15 nm、22 nm;玻璃底材上得到的Fe3Al和Fe3Al-10Mn合金的屈服强度和维氏硬度有所降低,但纯Fe3Al合金的塑性较好,同时玻璃底材上Fe3Al-10Cr合金的维氏硬度和屈服强度分别提高了42.4%和20%,分别为292 HV30和960 MPa;不同合金元素对在玻璃底材上制备的合金塑性影响不大,但屈服强度有所提高.     

包套热挤压SiCp/6066铝基复合材料断裂机制和强化机制的研究

采用包套热挤压工艺制备了不同体积分数SiC颗粒增强的6066铝基复合材料,结合其断口形貌及微观组织,分析了材料的断裂机制及抗拉强度和屈服强度随SiC增强颗粒体积分数变化的规律.结果表明,材料的断裂机制为颗粒与基体间的界面脱粘以及SiC团聚体的脆性开裂.当SiC颗粒的体积分数小于12%时,随着SiC颗粒增强相的增加,SiCp/6066铝基复合材料的抗拉强度和屈服强度增加.当SiC颗粒的体积分数大于12%时,材料的强度增加减缓或略有下降,其主要强化机制是位错强化和弥散强化.     

Sb变质Mg-10Al合金的组织与力学性能

研究了不同Sb含量的Mg-10Al合金的微观组织及在室温和150℃高温下的力学性能。结果表明,加入适量的Sb,Mg-10Al合金中生成了弥散分布的针状Mg3Sb2相,α-Mg初晶显著细化,抑制了网状共晶组织的形成。当Sb含量为0.5%(质量分数)时,组织细化效果最佳。随着Sb含量的增加,室温及高温下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率先升高后降低,均在Sb含量为0.5%(质量分数)时获得最佳综合性能。Mg-10Al-0.5Sb合金在150℃的抗拉强度为180MPa、伸长率为19%,比Mg-10Al合金分别提高了30%和90%。此外,在150℃条件下,含Sb合金仍保持了与其在室温下相当的强度,而未添加Sb的Mg-10Al合金的强度则明显下降。     

Microstructure evolution and mechanical properties at high temperature of selective laser melted AlSi10Mg

In this study,the microstructure and tensile properties of selective laser melted AlSilOMg at elevated temperature were investigated with focus on the interfacial region.In-situ SEM and in-situ EBSD analysis were proposed to characterize the microstructural evolution with temperature.The as-fabricated AlSilOMg sample presents high tensile strength with the ultimate tensile strength(UTS)of~450 MPa and yield strength(YS)of~300 MPa,which results from the mixed strengthening mechanism among grain boundary,solid solution,dislocation and Orowan looping mechanism.When holding at the temperature below 200℃for 30 min,the micro structure presents little change,and only a slight decrement of yield strength appears due to the relief of the residual stress.However,when the holding temperature further increases to 300℃and 400℃,the coarsening and precipitation of Si particles inα-Al matrix occur obviously,which leads to an obvious decrease of solid solution strength.At the same time,matrix softening and the weakness of dislocation strengthening also play important roles.When the holding temperature reaches to 400℃,the yield strength decreases significantly to about 25 MPa which is very similar to the as-cast Al alloy.This might be concluded that the YS is dominated by the matrix materials.Because the softening mechanism counteracts work hardening,the extremely high elongation occurs.     

温度对6101铝合金导线拉伸性能的影响

研究了6101铝合金单股导线在-70℃到70℃温度区间的拉伸性能。结果表明,6101铝合金导线在-70℃低温下具有较高的强度和较好的变形均匀性,但是随着变形温度的提高其屈服强度和强度极限都呈下降趋势。与在-70℃的拉伸性能相比,在70℃合金的强度极限和屈服强度分别降低了10.9%和9.3%。对应变硬化率和屈服强度与温度的相关性分析发现,在拉伸变形过程中合金样品的应变硬化率随着流变应力的增大和温度的升高呈下降趋势。晶格摩擦阻力极大的影响了合金的屈服强度,对比不同温度下6101合金的屈服强度增量的拟合计算结果与实验结果,得到了这种导线屈服强度增量与温度的关系,据此可预测此类导线在不同温度下的服役可靠性。     

一种超导铌板制备工艺研究

本文对RRR300超导铌板制备工艺进行了探究,设计了包括锻造工艺、轧制工艺、热处理工艺在内的3个工艺方案,并在900℃/60 min和950℃/60 min两个成品热处理工艺条件下,测试了RRR300超导铌板的RRR值、微观组织与机械性能。最终确定了工艺方案2为最优工艺,可制备出RRR值300,硬度≤50HV、抗拉强度在140~175 MPa、屈服强度确定在50~75 MPa、延伸率≥50%、晶粒度在G=5.5~6.0级的超导铌板,并可应用于工业化生产。     

一种新型高锌Al-Zn-Mg-Cu合金的热处理工艺

采用热顶直冷半连续铸造法制备了一种Zn元素含量达9.6%(质量分数)的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。利用金相显微镜、透射电镜进行微观组织观察,采用差热分析仪测试相转变温度。测试了硬度、拉伸性能并利用扫描电镜进行断口分析。表明:铸锭的铸态组织细小,晶间共晶相较少,共晶相的熔化温度为473.4℃。铸锭的均匀化工艺为465℃/24h,经均匀化处理后,晶界变为断续状,晶界相明显回溶。通过挤压法制备合金棒材,系统研究挤压棒材在不同温度下的单级和三级时效硬化曲线。表明在135℃/12h的单级时效制度下,合金挤压棒材的峰值硬度为197.7HBS,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为727.5,718.0MPa和9.3%;在120℃/24h+190℃/5min+135℃/3h的三级时效制度下,合金挤压棒材的峰值硬度为204.7HBS,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为764.0,749.0MPa和7.2%。     

钛基非晶钎料真空钎焊TA15钛合金的研究

针对TA15薄壁及蜂窝等复杂结构件设计和焊装的需求,本文采用急冷技术成功制备Ti-Zr28-Cu15-Ni15(1#),Ti-Zr21-Cu20-Ni15(2#)非晶箔带钎料.通过SEM,EDS和XRD等分析测试手段,分析了钎料及钎焊工艺对TA15钛合金钎焊接头界面组织和力学性能的影响.研究结果表明:两种钛基非晶钎料成带性能良好,与相同成分晶态钎料相比,液相线温度降低,熔化温度区间减小.钎料对母材有明显润湿作用,并且2#钎料共晶成分的提高使得其润湿性和非晶形成能力较1#钎料优异.1#钎料对接接头室温拉伸强度在970℃/30min工艺下达到最高325MPa,2#钎料在950℃/30min工艺下接头强度达到最高359MPa,并且其接头力学性能的稳定性较1#钎料要高.对比相同工艺下不同钎料焊缝组织,钎缝均为α+β层片状组织,2#钎料界面处Ti-Cu和Ti-Ni金属间化合物含量较少.     

ZA22/Al2O3短纤维复合材料高温拉伸行为的理论分析

采用日本产A G-10TA 型电子万能试验机对挤压铸造ZA 22/Al₂O₃短纤维复合材料的高温抗拉强度进行了测定, 并用Friend 修正的混合律模型对该试验结果进行了理论分析, 结果表明ZA 22/Al₂O₃短纤维复合材料及其基体的强度均随温度升高而下降, 但ZA 22合金基体的强度下降幅度更大。任一纤维体积分数的复合材料, 均存在一临界转变温度T crit; 超过该温度, 复合材料强度大于基体强度。纤维体积分数越大, 所需临界转变温度越低。在本试验中, V f 为15% 和20% 的复合材料的Tcrit分别为123℃和87℃。任一温度下, 复合材料均存在一临界纤维体积分数, 超过该纤维体积分数, 复合材料强度高于基体强度。温度越高, 临界纤维体积分数越低。对ZA 22/Al₂O₃短纤维复合材料来说, Friend 模型中的经验参数C3 的取值随温度升高而降低。      

人工时效对激光选区熔化AlMg4.5Sc0.55Mn0.5Zr0.2合金显微组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化制备AlMg_4.5Sc_0.55Mn_0.5Zr_0.2合金,研究人工时效工艺参数对合金维氏硬度的影响规律,分析沉积态和优选时效态合金的室温拉伸性能和显微组织。结果表明：人工时效使该合金的维氏硬度由102HV提升至140HV以上。随着时效温度升高（305~335℃）或时效时间延长（1.5~48 h）,维氏硬度呈现先增加、再降低、最后逐渐趋于稳定的规律。在315℃时效3 h或12 h后,合金的室温拉伸性能基本相当,无明显的各向异性;抗拉强度和屈服强度分别达到470 MPa和410 MPa,断后伸长率保持在15.0%。力学性能的提升得益于人工时效过程中弥散析出且与基体共格的纳米增强颗粒Al₃（Sc,Zr）。     

显微带细化组织和两相组织对低Cr合金钢高温断裂行为的影响

针对低Cr合金钢进行轧制工艺设计,分别制备出显微带细化的1#组织和以马氏体/铁素体为特征的2#组织,在550℃、650℃、750℃对其进行高温拉伸实验。拉伸曲线和断后组织的分析结果表明,温度的升高和应变速率的减小能够促进再结晶过程,最终不但导致抗拉强度的降低,同时也减弱了组织内部滑移系统对亚结构界面运动的影响;然而具有2#两相组织的钢板其650℃的抗拉强度却比550℃的高。对组织和析出状态分析后认为,650℃变形时铁素体晶粒中大量形成的M₇C₃析出物显著提高了铁素体基体的强度,进而通过平衡其与回火马氏体之间的性能关系,使拉伸性能得以改善。     

大规格铜镍合金无缝管材成品退火工艺研究

选用6个典型规格的铜镍合金无缝管材经拉拔生产后,按拟定的退火试验方案进行退火试验,退火后取样进行性能测试。通过检测拉伸强度、屈服强度和伸长率,以及布什硬度和洛氏硬度,并进行金相试验,观察合金是否由加工态组织变为单相再结晶α组织。结果表明:小于等于700℃的退火温度无法保证获得完全再结晶的单相α组织。退火温度大于730℃只会让晶粒持续长大;退火保温时间小于等于30 min无法实现全部再结晶,大于40 min,只会让晶粒持续长大。(720±10)℃保温40 min是比较适宜的铜镍合金无缝管材退火工艺制度。