Carbon Fiber Breakage Mechanism in Aluminum(Al)/Carbon Fibers(CFs) Composite Sheet during Accumulative Roll Bonding(ARB) Process

We put forward a method of fabricating Aluminum(Al)/carbon fibers(CFs) composite sheets by the accumulative roll bonding(ARB) method. The finished Al/CFs composite sheet has CFs and pure Al sheets as sandwich and surface layers. After cross-section observation of the Al/CFs composite sheet, we found that the CFs discretely distributed within the sandwich layer. Besides, the tensile test showed that the contribution of the sandwich CFs layer to tensile strength was less than 11% compared with ann...     

添加RE对电解铜箔组织与性能的影响

采用直流电沉积技术制备电解铜箔,利用SEM、微机控制电子万能试验机和高温拉伸机研究不同RE含量(0、1.5×10-3%、3×10-3%、4.5×10-3%)对电解铜箔组织及性能的影响。结果表明,RE元素的加入可以细化晶粒,使晶粒均匀致密,并能改善铜箔的力学性能,加入3×10-3%左右的RE,晶粒细化效果最好,力学性能最高。     

搅拌摩擦增材制造的研究进展

介绍了基于搅拌摩擦焊原理开发的固相增材制造技术,根据制备工艺差异,搅拌摩擦增材制造技术可分为3类,分别为基于薄板逐层堆积的搅拌摩擦增材制造技术、消耗金属粉材的固相搅拌摩擦增材制造技术及消耗金属棒材的摩擦表面增材制造技术。对上述3类搅拌摩擦增材技术的国内外研究现状进行了介绍和分析,并对基于搅拌摩擦的固相增材制造技术未来的发展进行了展望。     

三种汽车用轻量化材料的研究进展

随着汽车制造行业,尤其是新能源汽车近几年的迅猛发展,汽车车身轻量化设计成为金属结构材料与工艺的热门研究领域。轻量化的目标不仅仅是对结构材料的低密度、高强度和高韧性的追求,同时对结构材料的高导热、高耐磨和低加工成本等多方面的要求也日益增长。介绍了金属及其复合材料在轻量化及功能化方面的研究进展,综述了镁锂合金、铝-碳（化物）复合材料及铸造铝硅合金材料的性能和制备新工艺,最后对新材料及工艺的发展需求进行了展望,以期对汽车轻量化的发展提供借鉴。     

轻质高锰钢的组织及力学性能

摘要：高锰钢作为耐磨材料,被广泛应用于高载荷或冲击磨损的工况下。轻量化是钢铁材料发展的趋势之一,也是满足工业节能降耗需求的重要途径。为了明确轻质化元素铝对此类钢种的影响,以高锰钢ZGMn18Cr2为基础,通过控制铝含量,得到成分不同的轻质高锰钢。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及电子探针（EPMA）等手段对其微观组织进行表征,并采用硬度测试、室温冲击和拉伸实验测试了其力学性能。结果表明,随着铝的质量分数在0~11%范围内不断增大,高锰钢的密度得到明显降低,铁素体相逐渐稳定,晶粒得到细化。同时,材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率和室温断裂冲击功先升高后下降;硬度则先下降后升高。这些性能的改变与铝含量的变化、第二相铁素体的出现以及含铝碳化物的数量有重要关系。     

孪生诱发塑性钢拉伸与疲劳性能及变形机制

随着汽车工业的高速发展,以开发先进高强钢为重点的车辆轻量化设计已经成为各大汽车厂商的发展共识。本文基于国内外孪生诱发塑性(TWIP)钢强韧性和抗疲劳设计的成果以及本课题组多年来在该领域的研究工作,系统地总结了TWIP钢的研究现状及最新进展,探讨了影响TWIP钢拉伸性能与变形机制的影响因素,包括合金成分、组织状态、应变速率等。重点介绍TWIP钢的高、低周疲劳性能和微观损伤行为,并提出一种客观评价和预测低周疲劳寿命的方法。从TWIP钢的服役环境和实际应用角度出发,试图为新一代高性能TWIP钢的开发提供新的思路和实验证据。     

时效热处理对Fe-Mn-Al-C轻质高锰钢拉伸和冲击性能的影响

含铝高锰钢因具有优异的耐磨性、加工硬化能力和低密度特性,作为耐磨器件的关键零配件而被广泛使用,以达到实现轻量化需求和工业节能降耗目的。在ZGMn18Cr2（成分为Fe-18Mn-1.2C-2Cr,质量百分比）的基础上,通过加入质量分数4%的铝,制备出轻质高锰钢。通过光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、维氏硬度、布氏硬度、摆锤冲击试验和拉伸试验等测试手段,研究了时效热处理对1 100℃固溶态轻质高锰钢的组织、硬度、拉伸和冲击等力学性能的影响。结果表明：随着时效温度的升高,经300—500℃时效处理后轻质高锰钢的屈强比、硬度及冲击韧性逐渐增强;但经600℃时效热处理后,在轻质高锰钢的晶界处析出大量碳化物而形成晶界脆性,最终导致其力学性能恶化,其延伸率和强度急剧降低。     

Sc、Ti及短时时效热处理对Al-Si合金性能的影响

通过在Al-Si合金中加入Sc和Ti元素，经过180℃×2 h或220℃×3 h短时时效热处理来调控铸造Al-Si合金的导热、热膨胀及力学性能。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)等方法观察合金元素及短时时效热处理对铸造Al-Si合金组织演化的影响，并建立微观组织与材料导热系数、热膨胀系数和力学性能之间的关系。结果表明，Si含量的增加能促进粗大初生Si相的析出，弱化Al-Si合金的导热和力学性能，抑制材料的热膨胀程度。Sc或Ti的加入能抑制初生Si相的粗化，细化次生Si相，提升Al-12Si合金的抗拉强度；同时，可以降低材料的热膨胀系数。短时时效热处理可缓解材料元素偏聚现象，显著提升Al-Si合金导热系数，但会降低铸造Al-Si-(Sc, Ti)合金的导热系数。     

孪生诱发塑性钢力学性能的研究进展

随着“碳达峰”、“碳中和”的目标提出，汽车、航空、航天、高铁等诸多工业领域对钢铁结构件的安全和可靠性要求越发严苛。因此，钢铁结构材料需要满足高强度、高塑性以及更优异的综合力学性能，例如耐疲劳、耐冲击以及加工硬化能力等方面来进行更深入的研究。进入21世纪，孪生诱发塑性钢，即TWIP钢的研究逐渐展开。该材料具有单相奥氏体结构，其在变形过程中会形成大量的形变孪晶，对晶粒进行分割，表现出动态的Hall-Petch效应，可极大提高金属材料的加工硬化能力，并具有较高的均匀伸长率和抗拉强度，因而具有潜在的工业应用价值。根据TWIP钢的力学性能特点，系统地介绍了TWIP钢的加工硬化率、应变速率敏感性、变形温度敏感性、疲劳裂纹扩展以及抗冲击性能的研究进展，以期为高强钢开发提供新的思路和理论支持。