Ta含量对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-xTa合金力学性能和腐蚀性能的影响

系统研究了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta(x=0,0.2,0.5,1.0,3.0,5.0)合金的微观组织、拉伸性能、夏比冲击韧性和耐海水腐蚀性。结果表明,经α+β两相区锻造后,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-5Ta合金获得片层组织,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta(x=0,0.2,0.5,1.0,3.0)均获得双态组织。XRD、TEM和选区电子衍射表明,在添加Ta元素后,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta合金没有新相产生。对于双态组织Ti-6Al-3Nb-Zr-1M0-x Ta合金,随着Ta含量的增加,其Mo当量逐渐增加,导致其屈服强度、抗拉强度和显微硬度均有所提高。而Ta含量对冲击吸收功的影响规律与屈服强度和抗拉强度的影响规律相反,其大小与冲击断口剪切唇区面积一致。当Ta含量超过1.0%(质量分数)时,由于α和β相之间的标准平衡电位差逐渐增大,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta合金的耐海水腐蚀逐渐降低。综合考虑强度、冲击韧性和耐海水腐蚀性能,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-1Ta合金综合匹配性最好,具有良好的海洋工程应用潜力。     

Ni_（56）Mn_（25-x）Cr_xGa_（19）（x=0,2,4,6）高温形状记忆合金

详细地研究了Ni56Mn25-xCrxGa19（x=0,2,4,6）合金的微观组织结构、马氏体相变特性、力学性能及形状记忆效应。结果表明：当x=0时,合金呈现出单一的四方结构马氏体相;当x≥2时,合金的微观组织为包含马氏体相和γ相的双相结构;随着Cr元素的增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的401℃降低到x=6时的197℃。热轧和拉伸试验表明：通过添加Cr元素在合金微观组织中引入γ相可有效地提高合金的热加工性能和塑性,x≥4的合金可通过常规热轧得到表面状态良好的1mm厚的片材,合金的拉伸应力和应变在x=4和6时分别为497MPa,8%和454MPa,5.5%;x=4的合金在残余应变为4.5%时可得到2.7%的形状记忆回复,而x=6的合金在残余应变为3.5%时的可回复应变为1.9%。     

Ta含量对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-xTa合金力学性能和腐蚀性能的影响（英文）

系统研究了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta (x=0, 0.2, 0.5, 1.0, 3.0, 5.0)合金的微观组织、拉伸性能、夏比冲击韧性和耐海水腐蚀性。结果表明,经α+β两相区锻造后,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-5Ta合金获得片层组织,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta (x=0, 0.2, 0.5, 1.0, 3.0)均获得双态组织。XRD、TEM和选区电子衍射表明,在添加Ta元素后,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta合金没有新相产生。对于双态组织Ti-6Al-3Nb-Zr-1M0-x Ta合金,随着Ta含量的增加,其Mo当量逐渐增加,导致其屈服强度、抗拉强度和显微硬度均有所提高。而Ta含量对冲击吸收功的影响规律与屈服强度和抗拉强度的影响规律相反,其大小与冲击断口剪切唇区面积一致。当Ta含量超过1.0%(质量分数)时,由于α和β相之间的标准平衡电位差逐渐增大,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-x Ta合金的耐海水腐蚀逐渐降低。综合考虑强度、冲击韧性和耐海水腐蚀性能,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo-1Ta合金综合匹配性最好,具有良好的海洋工程应用潜力。     

Sn含量对Mg-Sn-Al-Zn镁合金组织与性能的影响

利用SEM和XRD及拉伸试验机研究了不同Sn含量对铸态Mg-x Sn-3Al-1Zn(x=3,4.5,6,7.5)合金组织和性能的影响。结果表明,Sn元素的增加可使合金晶粒细化;合金中的析出相Mg2Sn的数量随Sn含量增加明显增多,其尺寸也随Sn含量的增加而增大,并且当Sn添加量超过6 wt%时Mg2Sn相从颗粒状转变为长条状且沿晶界分布。在Sn含量为6wt%时合金的拉伸性能最佳,抗拉强度为222.5 MPa,屈服强度为76.2 MPa,伸长率为16%。     

Si元素对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用粉末冶金工艺(混合元素法+冷等静压成形法+真空烧结法)制备了Ti-6Al-4V-xSi合金,并通过光学显微镜(OM)、XRD、SEM和TEM对其组织进行观察分析,结果表明:合金组织中主要为α+β相,伴随有硅化物Ti_5Si_3析出。第二相Ti_5Si_3在晶界处的析出可以阻止晶粒长大;作为形核中心,晶粒中的Ti_5Si_3可以提高晶核形成率,从而起到细化晶粒的作用,提高合金的力学性能。运用精密万能试验机进行力学性能测试,发现当Si元素含量少于0. 5%时,随着合金中Si元素含量的增加,合金组织细化,位错密度增加,使合金的抗拉强度和伸长率明显提高;当Si含量为0. 5%时,合金的抗拉强度达到峰值601 MPa,比未添加Si元素时抗拉强度提高了38. 5%,伸长率提高了25. 3%。     

Al-Ti、Al-Ti-C中间合金对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金对AZ91D镁合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al-5Ti中间合金使晶粒粗化,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金使晶粒细化,Al-8Ti-2C中间舍金的细化效果明显且细化后组织细小均匀;添加Al-5Ti中间合金使合金的力学性能降低,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的拉伸强度和伸长率得到了提高;添加Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的耐腐蚀性能得到了改善。对于AZ91D合金而言,Al-8Ti-2C中间合金是一种良好的晶粒细化剂。     

Nd对铸态Mg-10Gd-0.7Al合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了Mg-10Gd-xNd-0.7Al(x=0,1,1.5,2 mass％)合金,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机等设备研究了Nd对铸态Mg-10Gd-0.7Al合金组织和力学性能的影响,结合边-边匹配理论讨论了Nd对合金晶粒的细化机理.结果 表明:铸态Mg-10Gd-0.7Al合金的组织由粗大的α-Mg基体、Mg5Gd相和Al2Gd相组成,添加Nd元素后,合金产生了新相Al2Nd和Mg41Nd5,且细化了晶粒;随着Nd添加量的增加,铸态Mg-10Gd-xNd-0.7Al合金的室温拉伸力学性能先升高后降低,当Nd的添加量为1.5 mass％时,合金综合力学性能最好,其抗拉强度为200.32 MPa,屈服强度为175.47 MPa,伸长率为4.43％;加入Nd后,合金的断裂方式由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂.     

等通道转角挤压Mg-6Zn-2Si合金组织及性能研究

采用等通道转角挤压变形工艺,在573 K下以Bc路径对Mg-6Zn-2Si镁合金进行4道次和8道次挤压细化合金晶粒来提高其力学性能,同时对合金室温拉伸断口进行分析,并阐述了等通道挤压改善实验合金微观组织和力学性能的机理。结果表明:经4道次挤压后晶粒由310μm细化到13μm,Mg_2Si相最大约60μm,细化为细小颗粒状约7μm,α-Mg基体与Mg Zn相均得到显著细化,屈服强度提高180%,伸长率提高140%,抗拉强度提高75%。与4道次相比,经8道次挤压后微观组织无明显变化,屈服强度有所提高,抗拉强度和伸长率变化不大。合金的室温拉伸断口由铸态合金的脆性断口过渡为韧性断口,并且韧窝加深,分布更均匀。     

微量稀土Er对Al-5Mg合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法,制备含不同量稀土元素Er的Al-5Mg合金。利用拉伸力学性能测试、OM、XRD、SEM、TEM及EDS分析等分析测试手段,研究微量Er对Al-5Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:Er可以明显提高Al-5Mg合金的强度,添加0.4%Er(质量分数)的Al-5Mg合金的冷轧态屈服强度(σ0.2)提高了81MPa,而延伸率变化不大;Er的加入还能减少Al-5Mg合金的枝晶偏析,并可显著细化合金的晶粒组织;Er对晶粒的细化机理与其添加量有关,当Er含量较低时,符合传统的稀土细化机理;当Er含量较高时,由于在熔体中形成了初生Al3Er质点,在结晶形核时可以作为非均质形核核心,从而可显著细化晶粒组织;Er对合金的强化效应主要来自于晶粒细化及在晶内形成的细小二次Al3Er质点。根据实验结果可知,添加0.4%Er可使合金具有较为优异的综合性能。     

不同状态的Al-Sr对Al-10Si组织的影响

在Al-Si合金中细化处理可以提高合金的性能,但是在普通凝固条件下制备的传统细化剂难以得到满意效果。因此,利用快速凝固技术制备Al-Sr中间合金,用以研究不同状态的细化剂对Al-10Si微观组织的影响及其机理。试验结果表明:快速凝固得到的组织晶粒比传统方式得到的组织明显细化且分布均匀。快速凝固的细化剂Al-Sr添加到Al-10%Si中后Si相明显得到了细化,且保温150分钟后衰退不明显。     

热处理对Ti30Nb5Ta6Zr合金组织和力学性能的影响

根据β稳定化系数kβ和d-电子理论设计了低弹性模量、中高强度、良好塑性和生物相容性的新型牙科种植用近β型Ti30Nb5Ta6Zr合金,研究了合金在β相区固溶和时效处理后组织和力学性能的变化规律。结果表明,在β相区固溶水淬后组织为亚稳β相。低温时效时析出ω相,随着时效温度的升高,逐渐析出α相。合金的强度和弹性模量随时效温度的升高先升高后下降;延伸率先降低后升高。合金在800℃固溶+500℃时效后综合力学性能优良,可以满足牙科植入要求。     

Microstructure and mechanical properties of laser melting deposited Ti2Ni3Si/NiTi Laves alloys

Two Ti2Ni3Si/NiTi Laves phase alloys with chemical compositions ofNi-39Ti-11Si and Ni-42Ti-8Si （%, mole fraction, the same below）, respectively, were fabricated by the laser melting deposition manufacturing process, aiming at studying the effect of Ti, Si contents on microstructure and mechanical properties of the alloys. The Ni-39Ti-llSi alloy consisting of Ti2Ni3Si primary dendrites and Ti2Ni3Si/NiTi eutectic matrix is a conventional hypereutectic Laves phase alloy while the Ni-42Ti-8Si alloy being made up of NiTi primary dendrites uniformly distributed in Ti2Ni3Si/NiTi eutectic is a new hypoeutectic alloy. Mechanical properties of the alloys were investigated by nano-indentation test. The results show that the decrease of Si and the increase of Ti contents change the microstructures of the alloys from hypereutectic to hypoeutectic, which influences the mechanical properties of the alloys remarkably. Corrosion behaviors of the alloys were also evaluated by potentiodynamic anodic polarization curves.     

Characterization of the Ti-10Nb-10Zr-5Ta Alloy for Biomedical Applications. Part 1: Microstructure, Mechanical Properties, and Corrosion Resistance

Ti-10Nb-10Zr-5Ta alloy was investigated as possible material candidate for replacing Ti6Al4V in medical applications. The alloy was prepared in a levitation melting furnace and characterized in terms of elemental and phase composition, microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance in simulated body fluid and Fusayama Meyer artificial saliva solutions. The characteristics of the new alloy were compared to those of the Ti6Al4V alloy. The Ti-10Nb-10Zr-5Ta system was found to posses of a polyhedral structure consisting in α′ and β phases. X-ray structural analysis revealed a mixture of hexagonal α′ martensite (main phase, with grain size of about 21 nm) and β bcc phase. The Ti-10Nb-10Zr-5Ta alloy exhibited some better mechanical properties (Young modulus, tensile properties) and corrosion resistance (polarization resistance, corrosion current density, and corrosion rate), as compared to Ti6Al4V alloy.     

固溶-时效处理对Ti-Ni-Cr形状记忆合金拉伸性能和显微组织的影响

用拉伸试验和透射电子显微镜研究了固溶时效处理对Ti-50.8Ni-0.3Cr形状记忆合金拉伸性能和显微组织的影响。800℃固溶淬火态合金的塑性优于时效态。随时效时间tag延长,300和400℃时效态合金的抗拉强度Rm300和Rm400先急剧增大后趋于稳定,且Rm300相似文献   

双晶体NiTi形状记忆合金在无/有应力作用时效下的Ni_4Ti_3相沉淀行为模拟(英文)

运用相场方法研究双晶体NiTi形状记忆合金分别在无应力和有应力作用下时效过程中Ni4Ti3相的沉淀行为,模拟研究两种不同初始过饱和度(Ni含量分别为51.5%和52.5%,摩尔分数)的NiTi基体并考虑外加应力的影响。模拟结果表明,在无应力作用的体系中,当体系Ni原子初始浓度相对较低(51.5%Ni)时,Ni4Ti3相以非均匀的方式析出,其中晶界上存在大量的Ni4Ti3变体,晶界内大部分区域无变体;当体系Ni原子初始浓度较高(52.5%Ni)时,Ni4Ti3在整个双晶体系中均匀析出。在所研究的两种初始浓度下,一定大小的外加应力将直接导致Ni4Ti3变体在整个模拟体系中均匀析出,而两晶粒中变体的类型分布有所不同。     

等温多向锻造AZ61镁合金的组织演化与力学性能

研究AZ61镁合金在等温锻造过程中的显微组织及力学性能变化,讨论晶粒细化机理及显微组织与力学性能的关系。结果表明：合金的平均晶粒尺寸随着多向锻造道次的增加而减小,在初始的1、2道次变形过程中,晶粒急剧细化,随着变形道次的增加,晶粒细化能力减弱,经过6道次变形后,晶粒尺寸由初始的148gm细化到14μm。晶粒细化主要是由于合金在锻造过程中发生了连续动态再结晶。随着变形道次的增加,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐增加。     

稀土Ho对AZ61合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对AZ61合金的微观组织与力学性能的影响。结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使β-Mg17Al12相由连续的网状变为断续的岛状和鱼骨状,但是加入量超过1.0%时,β相有重新结网的倾向,同时基体也有粗化的趋势。同时从基体中逐渐析出花瓣状的相,可以判断该相为Al-Mn-Ho的三元相。Ho的加入促进Al-Mn相的析出从而转化为三元相,随Ho的加入该相逐渐增多,并均匀分布在基体中和晶界处。同时随着Ho含量的增加,常温和高温下的力学性能都有了一定的改善。分析可知合金的抗拉强度σb、延伸率δ和韧性都在加入Ho量为1.0%时达到最大值分别为207.88 MPa、13.22%、11.5 J/cm2。当Ho含量为1.5%时合金的硬度达到了峰值为68.9 HB。当Ho加入量为1.0%时高温性能效果最佳,强度和延伸率分别为128 MPa、13.2%.     

双步球磨与放电等离子烧结制备细晶TiAl合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结(SPS)技术制备细晶Ti-47Al(at%)合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪以及透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对球磨后的粉末形貌结构、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析。结果表明:双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸在20~40μm之间,内部结构均匀,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl和少量的Ti3Al相及Ti2Al相组成,随着烧结温度的升高,Ti3Al相含量有所增加。当烧结温度为1000℃时,烧结块体获得的主要是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~250nm之间。当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,等轴晶粒有明显长大的现象,显微组织主要由等轴状的TiAl相和片层状的Ti3Al相组成。     

热处理对NiTi形状记忆合金力学性能的影响

研究了热处理工艺对50.8at%NiTi形状记忆合金力学性能的影响。通过对NiTi合金试样在不同温度下进行固溶处理和时效处理并进行单向拉伸试验,得到试样的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学性能参数。通过光学显微镜对热处理前后试样的显微组织进行观察,估算其晶粒尺寸,并利用Hall-Petch理论分析了试样的晶粒尺寸对屈服强度的影响。研究发现将NiTi合金先进行固溶处理,再进行时效处理,其力学性能改善较为明显。为NiTi 形状记忆合金的工程应用提供了试验依据,有利于扩大该合金的工程应用范围。