SIMA法制备半固态AM60-2Nd镁合金组织的演变

主要研究了等温温度和等温时间对应变诱导熔化激活法制备的半固态AM60-2Nd合金组织演变的影响。结果表明,在230℃以45%的压缩比压缩变形后,组织呈明显的纤维流线状,针状Al_(11)Nd_3相被拉长、碎断成颗粒状不连续分布在晶界上。随着等温温度的升高或等温时间的延长,固相颗粒圆整度增加,固相率减少。固相颗粒尺寸随等温温度的升高先减小后增大,随时间的延长一直增大。综合考虑,在590℃保温17~20 min或600℃保温15 min可获得最佳的半固态球状组织。在等温处理期间,呈颗粒状弥散分布的Al_(11)Nd_3相在高温下对晶界有明显的钉扎作用,通过阻碍再结晶过程以及减慢Ostwald熟化速度,获得细小的半固态球状组织。     

纳米结构Cu/C复合材料的微观结构及性能

采用新型机械合金化-放电等离子烧结(MA-SPS)技术制备纳米结构Cu/C自润滑复合材料。利用XRD、DSC、TEM分析机械合金化粉末和SPS烧结样品的相组成和微观结构。结果表明,球磨24h后,Cu-C不互溶体系形成了纳米晶铜、非晶碳和纳米结构过饱和固溶体等亚稳相。SPS烧结后,Cu/C复合材料仍保持纳米结构。MA-SPS的双重活化机制,使粉末的烧结活性大大提高,在600℃烧结3min即可获得致密的纳米结构Cu/C复合材料。     

Cu/TiBN电接触材料的导电性及抗电弧侵蚀机理

采用渗硼烧结法合成了一种新型TiBN粉体材料,它兼有陶瓷性和金属性,电阻率为2.6×10-3Ω·cm。以TiBN和TiN为增强相,采用粉末冶金法制备了Cu/TiBN和Cu/TiN电接触材料,系统的研究了不同含量TiBN和TiN的电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明,与TiN相比,TiBN增强相能明显改善Cu基电接触材料的导电性能、抗氧化性能、硬度和抗电弧侵蚀性能。当含量为5wt.%时,Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力最好,重量损失仅为1.5mg。电弧侵蚀时,在Cu/TiBN表面生成TixOy、B2O3和N2等产物,这些产物能明显改善Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力。新开发的Cu/TiBN电接触材料具有优异的物理性能和抗电弧侵蚀性能,在电接触行业中拥有广阔的应用前景。     

亚共晶Al-Si合金共晶团的形核与生长

采用光学显微镜、扫描电镜及电子背散射衍射技术研究亚共晶Al-Si合金共晶团的形核与生长。通过揭示共晶团和结晶位向的分析发现：在同一个共晶团中Si相和Al相都不是单晶体,而是由不同位向的小＂晶粒＂构成的。提出不能依据共晶团中Al相与周围初生枝晶Al相的位向关系来确定共晶的形核模式的建议。然而,初生枝晶铝相的演化显著影响随后的共晶形核与生长。涉及的杂质元素使共晶Si的形貌由粗大的片状转变成细小的纤维状的变质行为,可能与共晶的形核无关。     

机械合金化制备铜碳过饱和固溶体

采用机械合金化方法制备Cu-4wt%C过饱和固溶体,通过SEM和XRD分析研究了机械合金化中Cu-C复合粉末的形貌变化及碳在铜中的固溶度扩展问题.结果表明,机械合金化过程中Cu粉和C粉形成了层状复合粉末;随着球磨时间的增加,C的衍射峰逐渐消失,Cu的衍射峰逐渐宽化,并且位置发生偏移;球磨24h后,C原子固溶到Cu中,Cu的点阵常数达到0.3620nm,晶格膨胀了0.15%.     

磨球直径对机械合金化合成TiC反应过程的影响

使用机械合金化方法在卧式行星式球磨机上制备了TiC。利用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末的微观结构和形貌的变化进行了分析。讨论了在机械合金化制备TiC过程中磨球直径对于球磨效率、球磨能量的传递以及Ti+C→TiC发生机理的影响,对于TiC的不同形成机理作出了解释。结果表明:在机械合金化制备TiC的过程中,磨球直径对于反应发生的速率和反应机理有着明显的影响,即当磨球直径较小时,Ti+C→TiC反应是以机械诱发扩散反应(MRD)的形式逐步进行的;当磨球直径较大时,反应是以自蔓燃反应(SHS)的形式快速进行的。     

累积叠轧制备超细晶纯铜多层板的组织和性能

本工作在室温下采用累积叠轧工艺对纯铜薄板进行1~9道次的大塑性变形加工。采用金相显微镜、双束系统FIB/SEM、TEM及拉伸试验机进行组织观察及力学性能测试,获得纯铜板累积叠轧过程显微组织演变和力学性能演变规律。结果表明:累积叠轧形成的初始界面存在微缝隙和纳米层等缺陷,其中微缝隙随着叠轧的进行而逐渐消失,最终形成冶金界面结合;纳米层由片层厚度为20~60nm的片层晶组成,并包含变形孪晶。在轧辊压缩力与剪切力的共同作用下,原始粗晶晶粒由等轴晶变成片层晶,且发生明显细化,6道次后晶粒片层厚度由退火态的~50μm细化到0.2μm左右;晶粒细化主要以位错滑移分割为主,并伴随少量的孪生;材料的硬度和屈服强度明显提高,9道次后达到最大值,硬度为137HV,约为母材的3倍;屈服强度达450MPa,约为母材的5倍;断裂延伸率在首道次剧烈下降,并在随后道次保持在5%左右。     

Carbon solubility in Cu-based composite prepared by mechanical alloying

The powder mixture of Cu and graphite was mechanically alloyed （MA） in an oscillating type ball mill. The milling time was varied in order to investigate its influence on the microstructural evolution of mechanically alloyed powders. The phase constituent, alloying characteristics, grain size and lattice distortion of these powders were determined by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results show that the C is confirmed to dissolve in the Cu lattice, forming solid solution of carbon in copper the lattice parameter of copper increases with carbon concentration increasing, up to a saturation value of about 4%C（mass fraction）. Higher ball-mill energy is beneficial for twins and nanograin formation.     

纳米Cu粉末的SPS烧结与晶粒长大行为的研究

为了研究金属材料在放电等离子烧结(SPS)过程中晶粒的长大行为和激活能的变化情况,利用SEM、FESEM、TEM等技术分析测定了纳米Cu粉坯体在SPS过程中组织形貌和晶粒尺寸的变化情况.研究表明:特定的工艺和烧结制度下,应用SPS技术可以得到均匀、致密的组织;脉冲电流的作用使晶粒表面大大活化,晶粒长大激活能大大降低,材料在迅速烧结的同时,晶粒也迅速长大.     

纳米Cu粉末的放电等离子烧结

利用放电等离子烧结装置考察了纳米铜粉坯体的升温过程,研究了烧结速度和烧结温度对烧结等效电阻、烧结体相对密度及晶粒尺寸的影响。结果表明：在烧结过程中存在着最佳的烧结速度,当烧结速度为150℃／min时,样品致密度达到峰值88％左右,晶粒的平均尺寸接近200nm,且烧结的等效电阻随升温速度的增加而降低;纳米Cu粉末在250℃时开始烧结成块,随烧结温度提高,烧结致密度不断提高,电阻降低;但是当升温速度过快,烧结温度过高时,出现反致密化现象。