Ni含量和烧结压力对SPS法制备NiTi合金显微组织及摩擦学性能的影响

采用高能球磨和放电等离子烧结法(SPS)在1000℃制备了NiTi合金,研究了镍含量和烧结压力对NiTi合金致密度、显微组织、显微硬度和摩擦学性能的影响。结果表明：通过高能球磨后,粉末颗粒尺寸减小,随着镍含量增加,Ni相衍射峰向高角度偏移。NiTi合金致密度随着烧结压力增大而增大,在低烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加从94.7%降低到84.6%;在高烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加表现出先增加后减小的趋势,在镍含量为45%(质量分数,下同)时,合金致密度最低。NiTi合金中主要由NiTi相、NiTi₂相和Ni₃Ti相组成,Ni₃Ti相含量随着镍含量和烧结压力增大而增大,并且镍含量和烧结压力增大会引起Ni₃Ti相晶格畸变。随着镍含量从0%增加到65%时,合金显微硬度先增大后减小,在镍含量为50%时,显微硬度最大。在相同化学成分下,合金显微硬度随着烧结压力增大而增大。增大镍含量和烧结压力会降低NiTi合金磨损率,显著提高合金耐磨性。室温下NiTi合金的磨损机制是磨粒磨损和黏着磨损。     

60NiTi合金的热压缩变形与显微组织演变（英文）

采用Gleeble-3500热模拟试验机对在变形温度500～650℃和应变速率0.001～1 s^-1条件下的60NiTi合金进行热压缩变形,分析其热变形行为和显微组织,建立变形本构模型,绘制热加工图。结果表明,当压缩温度升高或应变速率降低时,峰值应力减小。合金的热变形激活能为327.89 k J/mol,热加工工艺参数为变形温度600～650℃和应变速率0.005～0.05 s^-1。当变形温度升高时,合金的再结晶程度增大;当应变速率增大时,位错密度和孪晶数量增大,Ni₃Ti相易于聚集;Ni₃Ti析出相有利于诱发合金基体的动态再结晶。动态回复、动态再结晶和孪生是60NiTi合金热变形的主要机制。     

微量硼对Cu-15Ni合金显微组织与力学性能的影响

研究了不同B含量对Cu-15Ni合金显微组织、力学性能以及断口形貌的影响。结果表明,添加适量B能起到明显的脱氧作用,且晶粒由粗大树枝晶变为细小等轴晶,铜镍合金的抗拉强度、伸长率和显微硬度得到提高。添加0.005%B时,合金的抗拉强度、伸长率和显微硬度分别由294 MPa、8%和HV 107提高到328 MPa、33.5%和HV 124;而进一步增加B添加量时,Cu-15Ni合金的晶粒又由细小等轴晶变为粗大树枝晶,使得合金的抗拉强度、伸长率和显微硬度下降。B的加入并不改变Cu-15Ni合金的断裂机理,断裂机制仍为韧性断裂。     

热处理对激光熔化沉积18Ni300马氏体时效钢微观组织和力学性能的影响

目的 提高18Ni300马氏体时效钢在工业应用中的力学性能,研究不同热处理对激光熔覆制备18Ni300合金的影响。方法 采用固溶处理(840℃/1 h)和固溶处理(840℃/1 h)+时效处理(490℃/6 h)2种热处理方法,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉伸试验机对激光熔化沉积(LMD)制备18Ni300合金的微观组织、力学性能进行研究,根据不同处理方法下的拉伸断口形貌、性能表征及元素偏析行为,分析热处理对力学性能的影响。结果 经固溶处理后,熔池边界消失,在高温保温过程中杂质相与合金元素充分溶解在奥氏体中,冷却后形成了均匀的马氏体组织,与沉积态相比,抗拉强度由662.1 MPa变为611.5 MPa,降低了约7.64%,伸长率由12.328%变为13.832%,提升了约12.20%;经固溶+时效处理后枝晶形貌基本消失,各元素分布均匀,并在基体中弥散分布着Ni₃Mo、Ni₃Ti型第二相沉淀,抗拉强度达到1 404.6 MPa,提升了约112.14%,伸长率为7.80%,降低了约36.72%,在断口中观察到亚微米级第二相沉淀呈球状或颗粒状...     

新型NixTi24Zr12Nb10Ta12Mo5W5高熵合金含能结构材料的组织及力学性能

设计并使用真空电弧炉制备了Ni_xTi₂₄Zr₁₂Nb₁₀Ta₁₂Mo₅W₅(x=5, 10, 15, 20, 32, 35)高熵合金含能结构材料。采用XRD、EPMA、万能试验机等手段研究了不同Ni含量下合金的相组成、微观组织及力学性能。结果表明,随着Ni含量增加,合金的微观组织由BCC1+BCC2+Ni₁₀Zr₇+Unknown四相结构转变为BCC1+BCC2+Ni₁₀Zr₇+Unknown+FCC五相结构;当x=20时合金呈现出最佳的强塑性匹配,屈服强度为1 653 MPa,压缩伸长率约为19%;随着Ni含量增加,合金硬度先升高后降低,当x=20时合金硬度(HV)达到最大值为592。     

星箭分离用00Ni18Co7Mo5Ti钢包带的热处理工艺

以00Ni18Co7Mo5Ti马氏体时效硬化不锈钢为研究对象,通过万能试验机、洛氏硬度计研究了不同时效温度下,钢的强度及伸长率的变化规律。从机理上分析了钢的强度随时效温度升高而不断增加,并在500℃左右达到峰值的原因为Ni₃Ti、Ni₃Mo等弥散相的析出;随着时效温度继续提高,钢的强度逐渐降低、而伸长率逐渐提高的原因为逆转奥氏体含量的增多。同时,通过试验及机理分析,在保证钢的强度不会大幅降低的前提下,适当提高时效温度或延长时效时间,均可以通过增加逆转奥氏体的含量而提高钢的伸长率。此时,钢的显微组织主要为马氏体,同时存在少量的逆转奥氏体,主要强化相为Ni₃Ti、Ni₃Mo等弥散相。     

SiCf/SiC与MX246A钎焊接头界面组织及性能分析

利用Ti,Hf的反应活性配制的高温活性钎料,对SiC_f/SiC复合材料与MX246A高温合金进行了高温钎焊,并实现两者高强度钎焊连接,分析了接头界面微观组织、物相组成与力学性能. 结果表明,(SiC_f/SiC)/MX246A钎焊接头界面中有Ni₂Si,NiTi,TiC,NiAl,Ni₃₁Si₁₂等产物生成,其结构可以表示为:(SiC_f/SiC)/TiC + NiTi + Ni₂Si + Ni₃₁Si₁₂ + (Ni, Cr) + (Cr, W) + (W, Mo)/MX246A. 在室温及1 000℃下,钎焊接头抗剪强度均达到70 MPa以上,接头断裂于复合材料侧. 在1 270 ℃保温15 min条件下,(SiC_f/SiC)/MX246A钎焊接头1 000 ℃的平均抗剪强度可达到90 MPa.     

CH化合物和Ni60A对激光快速成形试件组织与力学性能的影响

采用5 kW横流CO₂激光器在Q235基材上快速成形三种不同成分的304不锈钢粉末,分别为标准304不锈钢粉末,添加CH化合物的304不锈钢粉末,添加CH化合物以及Ni60A的304不锈钢粉末,通过试验方法观察三种不同成分的304不锈钢激光快速成形试件的的显微组织,研究其综合力学性能. 结果表明,在304不锈钢粉末内添加CH化合物能显著提高激光快速成型试件的显微硬度,抗拉强度和断后伸长率,显微组织得到细化;而同时添加CH化合物及Ni60A的试件的抗拉强度及显微硬度得到更大的提高,但断后伸长率却有一定程度的降低.     

Ni含量对镍钛合金的力学和摩擦学性能的影响

本文通过机械合金化和放电等离子烧结法(SPS)在1000 ℃制备具有不同Ni含量的镍钛合金,采用显微硬度仪研究不同Ni含量NiTi合金的显微硬度变化规律,通过摩擦磨损试验机和万能试验机研究NiTi合金室温摩擦学性能和力学性能,采用三维白光轮廓仪扫描磨痕形貌并计算NiTi合金的磨损体积和磨损率,采用扫描电子显微镜研究磨损表面形貌。结果表明：通过球磨和SPS制备的NiTi合金组织均匀,在镍含量低于50 wt. %时,显微组织中只有NiTi相和NiTi₂相,镍含量高于50 wt. %时,显微组织中只有NiTi相和Ni₃Ti相。Ni含量为50 wt. %时可以显著提高NiTi合金的显微硬度,随着镍含量增加NiTi合金的抗压强度降低,Ni含量为55 wt. %时可以显著改善NiTi合金的摩擦学性能,其主要磨损机理是磨粒磨损和疲劳磨损。     

激光熔化沉积成形新型多组元Ni3Al合金的组织与力学性能

设计了一种新型多组元Ni₃Al合金Ni₄₅Co₂₃Fe₉Al₁₁Ti₁₂,并采用激光熔化沉积(LMD)技术成功制备了合金。使用X射线衍射、扫描电镜、万能试验机等研究了沉积态合金的微观组织和室温力学性能。结果表明：LMD制备的Ni₄₅Co₂₃Fe₉Al₁₁Ti₁₂合金的晶粒为沿沉积方向外延生长的粗大柱状晶,晶粒由无侧向分枝的胞状枝晶组成,枝晶内部和枝晶间区域均由网状FCC基体和块状γ′相组成,且枝晶间区域的γ′相尺寸大于晶内。LMD成型的Ni₄₅Co₂₃Fe₉Al₁₁Ti₁₂合金具有良好的室温性能,其屈服强度达到879 MPa,抗拉强度为1160 MPa,断裂伸长率为9.5%,综合力学性能远优于同类合金,其屈服强度的显著提高可能与高密度γ′相...     

B元素对某Ni3Al基高温合金的微观组织和力学性能的影响研究

由于Ni₃Al基高温合金具有抗蠕变强度大、耐腐蚀、抗氧化等优异的高温性能。作为多组元的金属间化合物，合金组分的变化会直接影响到Ni₃Al基高温合金的性能表现。为优化合金成分，获得最佳的合金性能，研究了晶界强化元素B含量变化对Ni₃Al基高温合金组织和性能的影响。结果表明，合理控制B元素含量，能够增加合金的持久时间和塑性。当B元素含量在0.012%～0.021%时，合金在1 100℃的拉伸性能和1 050℃/100 MPa及1 100℃/60 MPa的持久性能达到最佳。     

Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金组织性能的影响

采用拉伸和硬度测试、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了不同Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Fe能改善合金的力学性能,合金中只存在Al₆(FeMn)相。合金的抗拉强度和屈服强度随着Fe含量的增加而增大,伸长率随着Fe含量的增加而降低,原因是随着Fe含量增加,硬脆的Al₆(FeMn)相增多。在挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。     

钆含量对Ni-30Cr-5Fe-5Mo-xGd合金显微组织及力学性能的影响

采用真空中频感应炉熔炼制备了含1%、2%和3%Gd(质量分数)的Ni-30Cr-5Fe-5Mo-Gd合金。对合金进行了热锻、热轧及1 050℃×10 min、水冷固溶处理,研究了钆含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:合金中的析出相为(Ni,Cr,Fe)_5Gd金属间化合物,且随着钆含量的增加而增多;合金具有较好的室温力学性能,硬度高于230 HV0. 2,抗拉强度大于700 MPa,断后伸长率为(50±5)%。随着钆含量的增加,合金的硬度和抗拉强度显著提高,断后伸长率下降,并且(Ni,Cr,Fe)_5Gd相在奥氏体晶界的富集加剧,合金呈现出沿晶断裂和穿晶断裂共存的断裂特征。     

Al3Ti/A356复合材料微观组织及力学性能研究

采用原位铸造法将Al₃Ti颗粒与铝基体复合可制备出高比强度的Al₃Ti/Al复合材料。原位Al₃Ti相易生成大尺寸长杆状颗粒且易团聚，降低熔体铸造性能并造成铸造缺陷。将超声处理工艺与原位铸造法结合，借助超声的空化和声流效应可有效分散并细化Al₃Ti颗粒，从而制备出组织均匀及性能优异的Al₃Ti/Al复合材料。本文以Al和K₂TiF₆为反应体系，通过超声辅助熔盐法制备出10%Al₃Ti/Al(质量分数)中间合金，在此基础上采用超声辅助重熔稀释法可制备出组织均匀及力学性能良好的5%Al₃Ti/A356(质量分数)复合材料，并对其微观组织和力学性能进行分析。结果表明，向A356基体中加入5%(质量分数)Al₃Ti，能够显著细化晶粒，α-Al平均晶粒尺寸从250μm细化为135μm，降低了46%;T6热处理态复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为232MPa、287MPa、...     

退火工艺对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金组织及室温力学性能的影响

以Ti6Al4V球形粉末为原料,利用激光选区熔化成形方法制备了Ti6Al4V合金试样,采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能测试等手段,研究了退火工艺对Ti6Al4V合金室温力学性能及组织的影响规律。结果表明: SLM成形沉积态Ti6Al4V合金室温抗拉强度超过1200 MPa,而平均断后伸长率仅为4.0%;在650 ℃下进行真空退火处理,合金的抗拉强度仍保持在1200 MPa左右,规定塑性延伸强度R_p0.2高于1150 MPa,但试样的断后伸长率<10%;而在750及800 ℃下进行真空退火处理,合金试样的抗拉强度降至1100 MPa左右,规定塑性延伸强度高于1050 MPa,伸长率达到甚至超过10%,材料的综合强韧性得到明显提升。随着真空退火加热温度和保温时间的增加,SLM成形Ti6Al4V合金原始β晶界逐渐变模糊,晶粒趋向于等轴化。与此同时,快速冷却转变的α′针状马氏体未出现明显地粗化。     

BNi2+TiH2复合钎料钎焊C/C复合材料与GH99镍基高温合金

采用BNi2+TiH₂复合粉末钎料成功实现C/C复合材料与GH99镍基高温合金的钎焊,对焊后接头界面组织及力学性能进行了分析.结果表明,焊后接头典型界面结构为C/C复合材料/Cr₃C₂+MC+Ni(s,s)/MC+Ni(s,s)/Ni₃Si+Ni(s,s)/Cr₃C₂+MC+Ni(s,s)/GH99高温合金.钎料中加入TiH₂,可促进C/C复合材料母材的溶解,并在钎缝中部形成MC碳化物颗粒.随着TiH₂含量的增加,钎缝中部MC形态由细小弥散向大片状转变.当TiH₂含量为3%时,接头室温及800,1000℃高温抗剪强度最高,分别可达40,19及10 MPa,接头强度高于BNi2钎料钎焊接头强度,并可有效保证接头高温使用性能.     

连接温度对TiAl/Ti3AlC2扩散焊接头界面结构及性能的影响

采用Ti/Ni复合中间层实现了TiAl合金和Ti₃AlC₂陶瓷的扩散连接,利用SEM,XRD等分析方法对接头界面结构进行了分析.结果表明,TiAl/Ti₃AlC₂接头典型界面结构为TiAl/Ti₃Al+Al₃NiTi₂/Ti₃Al/α-Ti+Ti₂Ni/Ti₂Ni/TiNi/Ni₃Ti/Ni/Ni₃(Ti,Al)/Ni₃Al+TiC_x+Ti₃AlC₂/Ti₃AlC₂.随着连接温度的升高,TiAl/Ti界面处的Ti_ss层逐渐减小,Ti₃Al化合物层逐渐变厚;TiNi化合物层厚度显著增加,Ti₂Ni和Ni₃Ti层厚度基本保持不变.接头抗剪强度随连接温度升高先增加后减小,当连接温度为850℃时,接头的抗剪强度最高可达到85.3 MPa.接头主要在Ni/Ti₃AlC₂界面及Ti₃AlC₂基体处发生断裂.     

热处理对SLM成形TiN/AlSi10Mg合金复合材料组织性能及残余应力的影响

为了进一步提高样件力学性能和消除成形过程的残余应力，研究了不同热处理工艺(时效、去应力退火、固溶+人工时效(T6))对SLM(selective laser melting)成形TiN/AlSi10Mg合金复合材料的组织性能和残余应力的影响。结果表明，成形态样品的平均硬度为136.2 HV0.2,抗拉强度为397.7 MPa,伸长率12.5%,显微组织由初生α-Al基体和亮白色网状共晶Si组成。对成形态样品进行T6处理后，连续的Al-Si共晶结构在520℃、2 h下解体，离散的Si颗粒发生Ostwald熟化，伸长率(11.0%)与成形态样品相近，抗拉强度降至239.1 MPa。经过250℃×2 h去应力退火处理后，少量网状Si边界出现球化现象，抗拉强度和伸长率分别下降至344.9 MPa和8.8%。经160℃×6 h时效处理后，SLM成形过程中形成的a-Al/Si共晶组织基本保留，残余应力降低了78.9%,同时又促进了纳米级Si相和Mg₂Si强化相的析出，获得了最佳材料力学性能，其硬度为143.5 HV0.2,抗拉强度为408.7 MPa,伸长率为15.3%。此结...     

2024铝合金粉末选区激光熔化成形工艺研究

采用自主研发的金属增材制造设备对2024铝合金粉末进行了选区激光熔化成形,研究了不同工艺参数下该合金的显微组织及室温拉伸性能。结果表明,激光功率为260 W,扫描速度900 mm/s,扫描间隔0.12 mm时,2024铝合金显微组织细小,结构致密,抗拉强度为372 MPa,伸长率为6.1%,具有较高的室温力学性能。     

时效对挤压态喷射成形7055铝合金组织与性能的影响北大核心CSCD

采用拉伸实验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等研究了3种不同时效工艺对挤压态喷射成形7055铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:铝合金的晶粒细小,组织均具有方向性;Cu元素在晶界和第二相中的含量都比晶内的高;但经T6峰值时效处理后,合金出现部分沿晶脆性断裂区域,其抗拉强度达到705 MPa,断裂伸长率达到11.5%;经T76过时效处理后,合金沿晶脆性断裂区域减小,合金的抗拉强度达到659 MPa,伸长率为10.9%;经T74过时效处理后,韧性进一步改善,其抗拉强度为640 MPa,伸长率为15.3%。