Effect of Cold Expansion on High Cycle Fatigue of 7A85 Aluminum Alloy Straight Lugs

提出采用孔挤压方法来提高7A85铝合金直耳片的高周疲劳性能。孔挤压后耳片孔壁的显微组织、显微硬度和残余应力的测试结果表明孔挤压后孔壁处形成了大约150 μm 的塑性变形层。塑性变形层内,显微硬度较高,存在残余压应力,且晶粒在平行于挤压棒运动方向上被拉长,垂直于挤压棒运动方向上被压缩。高周疲劳测试结果表明,孔挤压后的耳片疲劳寿命和疲劳强度均得到了较大的提高。通过对比孔挤压与未孔挤压耳片的疲劳源区和裂纹扩展形貌,分析了孔挤压提高7A85铝合金耳片疲劳性能的内在机理     

(Zr-Cu-Al-Dy)-Ta非晶/结晶复合材料及其力学性能

在Zr-Cu-Al-Dy合金中添加难熔金属Ta,利用铜模铸造法制备出Zr基非晶/结晶复合材料。复合材料的形成过程可描述如下:在凝固过程中,熔体中首先析出富Ta固溶体,剩余熔体的成分逐渐接近原始非晶合金成分,且非晶形成能力随着富Ta固溶体的析出而提高,最终形成非晶基体。富Ta固溶体多呈树枝晶状分布于非晶基体中,多数树枝晶状的固溶体尺寸大于10μm,远大于剪切带的平均厚度(约10～20nm)。压缩试验结果:非晶/结晶复合材料的宏观塑性变形量从几乎为零提高到13.5%,断裂强度也从1850MPa提高到2050MPa。     

Ultrahigh performance of Ti-based glassy alloy tube sensor for Coriolis mass flowmeter

Bulk metallic glasses （BMGs） have potential applications for both structural and functional components owing to their good mechanical properties. With the aim of demonstrating great engineering value of BMGs, a direct melt-forming technique based on suction casting for the production of glassy alloy tubes was developed. The fabrication, structure, geometry, properties and sensor performance of the tubes were examined. The results show that the Coriolis mass flowmeters using the Ti-based glassy alloy sensor tube exhibit excellent measurement sensitivity, viz. 28.5 times higher than that of the conventional flowmeter manufactured using stainless steel （SUS316） tube.     

稀土元素Gd对Al-Si-Mg铸造合金微观组织和力学性能的影响

为了系统地研究稀土Gd对铸造Al-Si-Mg(A357)合金组织和性能的影响,采用OM,SEM,EPMA,XRD,DSC,TEM及拉伸实验等方法对不同Gd含量A357合金进行研究。结果表明:Gd的添加可以细化A357合金的晶粒并减小二次枝晶间距。此外,Gd可以有效地细化合金中的共晶硅,但是对片状共晶硅的形貌影响不大。晶粒和共晶硅的细化及二次枝晶间距的减小使添加Gd后的A357合金的力学性能有了显著的提高。其中,A357-0.5Gd(质量分数/%)合金热处理态抗拉强度为355MPa,相对于未添加Gd元素的A357合金提高了37MPa。当Gd质量分数为1.0%时,尽管组织得到进一步细化,但是大量粗大Al 2Si 2Gd第二相的形成导致了合金力学性能的下降。同时对Gd的细化机制进行探究,结合TEM分析结果可以推断,Gd变质处理后共晶硅上的孪晶密度并不足以引起共晶硅形貌的转变,使得Gd变质效果较弱。而Gd对共晶硅的细化作用可能与Gd增加成分过冷以及形成纳米相阻碍共晶硅生长有关。     

Al-Ti-B-RE细化剂对Al-7．0Si-0．55Mg合金显微组织和力学性能的影响

研究添加Al-5Ti-lB-RE细化剂对Al-7．0Si-0．55Mg（A357）合金的显微组织和力学性能的影响。先利用真空熔炼技术制各Al-7．0Si-0．55Mg合金,然后在Al-7．0Si-0．55Mg合金中加入不同成分的Al-5Ti-1B-RE中间合金。通过X射线衍射仪（XRD）、金相显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对显微组织和拉伸试样的断口形貌进行观察。在室温下对合金的力学性能进行测试。观察Al-5Ti-1B-RE细化剂的形态以及内部结构,可以发现以TiB,为异质形核核心的TiAl3／Ti2Al20RE的壳层结构相。在Al-7．0Si-0．55Mg合金中加入Al-5Ti-1B-3．0RE细化剂后,抗拉强度会有明显提升,直到0．2％添加量时,抗拉强度会达到峰值。     

Nb/Nb5Si3原位复合材料的开发研究

Nb/Nb5Si3原位复合材料极具替代现有镍基超合金作为未来飞行器发动机超高温部件材料的潜力。本研究采用反应热压烧结、反应放电等离子烧结等粉末冶金技术及氩弧熔炼技术制备了多种成分的Nb/Nb5Si3原位复合材料 ,并对其组织形态、高温强度及室温塑性进行了考察。结果表明 :两种粉末法制得的复合材料具有类似的显微组织 ,即Nb固溶体与硅化物两相均呈现等轴状晶粒分布。合金元素Mo、W对烧结组织形貌无明显影响 ,但可改变凝固过程Nb5Si3的析出机制 ,从而优化氩弧熔炼合金的组织形态。粉末合金保持较高高温强度 ,并具有较高室温塑性。熔炼材料的高温强度远高于粉末合金 ,其中Nb 16Si 10Mo 15W合金 16 0 0℃时的压缩屈服强度高达50 0MPa。     

FeNiCrCoAl3颗粒增强2024铝合基复合材料的显微组织和力学性能

将不同比例的2024商业铝粉和由气雾化法制得的FeNiCrCoAl,高熵合金粉球磨不同时间,然后,将混合粉末通过热挤出方法成型。通过XRD、SEM和TEM方法研究球磨粉和烧结后合金的显微组织,并通过应力测试机测试挤出样品的力学性能。结果表明：球磨后,粉末的晶粒尺寸减小,显微组织发生变化。混合粉末经过48h球磨后,颗粒平均直径约为30nm;粉末在热挤出后,晶粒尺寸约为70nm。在适当条件下,热挤出合金的压缩强度达到710MPa。通过对样品组织和性能关系的分析发现：强度的增加主要归因于纳米a（A1）和FeNiCrCoAl,颗粒以及析出的超细二次相Al6Fe相和富Fe相。     

Nb-Mo-Si共晶合金的定向凝固组织特征

采用光悬浮区熔定向凝固技术制备了Nb-Mo-Si三元共晶合金,研究了试棒旋转速度和抽拉速度对Nbss-β(Nb,Mo)5Si3共晶组织形态的影响。结果表明籽晶棒的旋转对组织形态有显著影响,而料棒的旋转对组织形态的影响并不明显。当抽拉速度是5mm/h,籽晶棒不旋转时,得到了规则的Nbss-β(Nb,Mo)5Si3片层结构;而当籽晶棒旋转时,试棒中心处为先析出的球状Nbss和规则片层组织,沿径向向外,规则的片层组织逐步转变成不规则的碎块状组织。当籽晶棒不旋转,抽拉速度是1mm/h时,组织为不规则共晶组织,Nbss倾向于连成网状;当抽拉速度是3～5mm/h时,形成典型的规则片层组织;当抽拉速度是10mm/h时,具有片层组织的柱状晶和胞状晶共存。此外,从液/固界面特性及过冷度的角度对组织多样性进行了讨论。     

Ti基大块非晶合金的制备及热稳定性

采用铜模铸造法制备出最大直径为2mm的Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1块状非晶合金。DSC和DTA分析表明，该合金具有较高的玻璃形成能和热稳定性，玻璃转变温度（Tg），结晶化温度（Tx），过冷液体区间（△Tx）以及约化玻璃转变温度（Tg/Tm）分别为685K，754K，69K和0．62。由XRD分析结果可知，Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1的晶化过程分为部分亚稳相析出、初生相（NiTi2，NiTi，δ-CuTi和CuTi2）析出以及稳定相（NiTi2，NiTi，CuTi3和一个新的未知相）析出3个阶段。用Kissinger法计算出3个阶段的表观晶化激活能分别为377．86kJ／mol，322．97kJ／mol和311．17kJ／mol。研究结果表明晶化过程中第1放热峰表观晶化激活能较大，能有效地阻止Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1发生晶化，从而使其具有较大的非晶的玻璃形成能和良好的热稳定性。     

多重结构Ti-B4C/Al2024复合材料的组织和力学性能

为了研究多重结构对铝基复合材料力学性能的影响,将气雾化态Al2024合金粉末与球磨不同时间的Ti-10%(质量分数,下同)B_4C复合粉末混合,采用热压烧结和热挤压的方法制备多重结构Ti-B_4C/Al2024复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验机对不同材料的显微组织与力学性能进行观察和测试,并对多重结构复合材料的强韧化行为进行讨论。结果表明:Ti-B_4C/Al2024复合材料多重结构包括基体Al2024、核壳结构Ti/Al₁₈Ti_2Mg_3组织和B_4C颗粒。向Al2024中加入5%预先球磨6h后的Ti-B_4C粉末时,其屈服强度从107MPa提高到122MPa,并且表现出与热挤压Al2024合金几乎相同的伸长率。当球磨时间延长至12h时,试样5TB-12h的伸长率可达到16.4%。然而,复合材料的伸长率随着Ti-B_4C添加量的增加而降低。