Sc,Zr和Ti对纯铝组织和力学性能的影响

通过向工业纯铝中分别添加等量的Sc,Zr和Ti元素,研究和对比了3种晶粒细化剂对纯铝组织和力学性能的影响。结果表明,0.2%Sc对纯铝的细化效果较弱,但合金的强度和硬度得到很大的提高,且塑性下降不多;添加0.2%Ti时所产生的细化作用优于0.2%Zr,使合金的平均晶粒尺寸减小到160μm左右,同时使合金的强度、硬度及塑性达到了合理的配合。     

La、Zr微合金化对Al-5Mg-0.2Ti合金微观组织和力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了含稀土La和Zr的Al-Mg-Ti合金,通过力学性能测试及金相显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射仪,观察分析了La、Zr微合金化对Al-Mg-Ti合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.2%Zr能有效细化Al-Mg-Ti合金晶粒,说明Ti、Zr的细化作用是相容的,同时基体中析出的脆硬相Al_3Zr能显著提高合金硬度,但弱化了晶粒细化对合金强度和塑性的影响。0.2%La和0.2%Zr复合添加时的细化效果更为显著,合金的平均晶粒尺寸仅为55μm,同时La的添加有效避免了脆硬相Al_3Zr的析出和粗化,使合金的强度和塑性都得到了显著的提高,而硬度变化较小。     

Al-5Ti细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金微观组织和力学性能的影响

研究了Al-5Ti细化剂和Al-10Sr变质剂对A357合金金属型铸造时微观组织和力学性能的影响.结果表明,单独细化晶粒的最佳Ti加入量为0.08%～0.14%,单独变质处理的最佳Sr加入量为0.005%～0.01%.当以单独细化晶粒的最佳Ti量和单独变质处理的最佳Sr量共同加入合金时,合金的力学性能却有所下降.适当增大Sr加入量可克服上述不利影响,并获得更好的效果.     

Ti、Zr对铸态Al-Cu合金组织和性能影响

采用SEM、EDS、XRD考察了Ti、Zr元素单独或复合添加以及Cu含量对Al-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与未添加的Al-Cu合金相比,单独添加Ti、Zr元素的合金铸态组织得到了一定细化,且等量Ti的细化效果优于Zr。复合添加Ti、Zr时,Ti显著改善了Zr元素的晶粒细化效果。在添加孕育剂的合金中,增加Cu含量的合金强度均有所降低。     

Ti、Zr复合微合金化对合金的抗晶粒细化衰退性能影响

采用铸锭冶金法制备了Ti,Zr单独及复合微合金化的铝合金,采用OM、SEM、EDS及XRD等手段,研究并对比了Ti,Zr单独及复合添加时对合金晶粒的细化作用及在不同保温时间下对合金抗晶粒细化衰退性能的影响。结果表明,Ti,Zr复合添加时的晶粒细化效果比等量的Zr或Ti更加优异,且对合金晶粒细化衰退的抑制作用更加显著,当Al-0.15Zr-0.15Ti合金熔体的保温时间长达110 min时,合金仍保持着良好的晶粒细化作用。     

电脉冲孕育（EPM）处理对ZL101合金凝固组织和力学性能的影响

在液态条件下对ZL101合金进行电脉冲孕育处理的试验结果表明：当脉冲处理电压为300V，处理时间为120s，脉冲频率为15Hz时，电脉冲孕育处理后的ZL101合金的凝固组织呈现Na和Sr变质的特征，并表现出良好的抗变质衰退特性，经电脉冲孕育处理的ZL101合金热处理后的力学性能明显提高。     

Ti(CN)和V(CN)变质剂对铸造Al-Cu-Mn合金微观组织和力学性能的影响

研究了Ti(CN)和V(CN)变质剂对铸造Al-Cu-Mn合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,当添加量为0.02％时,变质剂Ti(CN)和V(CN)均能有效地细化铸造Al-Cu-Mn合金的基体晶粒并显著改善第二相A12Cu的形态与分布,从而提高铸造铝合金的综合力学性能.Ti(CN)和V(CN)变质剂对铝合金晶粒的细化是一种异质形核机制,并且由于V(CN)的粒径更细小,点阵常数与铝更接近,其变质效果比Ti(CN)更佳.     

Ti、Sc对Al-Mg-Zr合金组织和力学性能的影响

通过向Al-Mg-Zr合金中单独及复合添加微量的Ti、Sc元素,研究了Ti、Sc微合金化对Al-Mg-Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在Al-Mg-Zr合金中单独添加0.15%的Ti能显著细化合金的铸态组织,使合金的力学性能得到明显提高。复合添加0.15%的Ti和0.2%的Sc时,细化效果更加显著,合金的平均晶粒尺寸仅为43μm,抗拉强度和伸长率分别提高了约70%和16.4%。原因是Ti、Sc复合添加形成了Al3Ti、Al3Sc、Al3(Ti,Zr)、Al3(Sc,Zr)和Al3(Sc,Ti)等多种金属间化合物相,共同充当形核质点,细化了合金组织。     

Sm对ADC12合金微观组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段,研究了不同含量的稀土Sm对ADC12合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,Sm添加量小于1.0％时,随着含量的增加,二次枝晶臂间距、晶粒尺寸、Si相尺寸减小,抗拉强度和伸长率增加;当Sm含量为1.0％时,二次枝晶间距约为15 μm,晶粒平均尺寸为30～40μm,Si相大部分呈圆整度较好的短棒状或细小球状,此时抗拉强度为220 MPa,伸长率为3.1％,比ADC12合金分别提高了22％和210％;当Sm含量超过1.0％时,细化作用减弱,合金的力学性能下降.     

ECAP纯铝L2的力学性能及微观组织研究

等通道转角挤压(ECAP)是一种超细晶制备技术,可细化合金组织,改善材料性能.本文研究发现,ECAP纯铝L2,抗拉强度随挤压次数的增加而增加,8道次左右达到饱和.伸长率经1次挤压后大幅度下降,由40%下降至15%,4或5道次时伸长率有所增加.硬度随挤压次数的增加而增加,在3～4道次达到饱和.纯铝L2原始晶粒大小为1 mm的近等轴状晶,ECAP后,随挤压道次的增加,向细小等轴晶转变.至8道次后,晶粒大小约为1 μm.     

冷加工对Ti13Nb13Zr合金组织与性能的影响

研究了Ti13Nb13Zr合金在冷加工后的组织及力学性能,通过不同冷加工率对组织及力学性能产生的影响,分析了冷加工过程中的变形特点.结果表明,随着冷变形量的增大,合金显微组织逐渐发生变化,材料强度增加很快;在变形初始阶段,位错滑移运动剧烈,使得合金的一部分相对于另一部分发生了剪切变形,出现了孪生变形,当合金的冷变形量继续增大,位借滑移为主要变形方式,没有观察到挛晶.     

过渡金属Fe,Ni,Sc,Zr对2618铝合金组织和性能的影响

配制了３种不同成分的Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ－Ｆｅ－Ｎｉ－（Ｓｃ,Ｚｒ）实验合金,测量了合金在２００℃的时效曲线及室温,３００℃下的拉伸性能,采用金相显微镜、扫描电镜（能谱）和透射电镜观察了合金不同状态下的显微组织。结果表明：加入微量Ｓｃ和Ｚｒ后生成的一次Ａ１３（Ｓｃ,Ｚｒ）相可明显细化基体晶粒,二次析出的Ａ１３（Ｓ质点有明显的时效硬化效果,并且有利于合金中另一强化相Ｓ（Ａ１２ＣｕＭｇ）更均匀析出,从而提     

原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响

室温下,对923 及1023 K退火1 h所得的不同原始晶粒尺寸的工业纯钛进行ECAP变形。通过TEM、EBSD、室温拉伸和显微硬度测试研究原始晶粒尺寸对ECAP变形纯钛组织性能的影响。探讨纯钛ECAP变形孪生行为和变形机制。结果表明,退火温度越高,原始晶粒尺寸越大。1道次变形后,1023 K退火纯钛的晶粒细化效果更显著。4道次变形后,923 K退火纯钛的组织更细小均匀。随着变形道次的增加,屈服强度不断增大,1道次变形后增幅最大,约为100%,且原始晶粒尺寸越大,强度增幅越大。纯钛ECAP变形机制包括位错滑移和孪生,原始晶粒尺寸越大,孪晶数量越多。     

添加Yb和Zr对Al7Si0.3Mg合金组织及力学性能的影响

研究了添加Yb和Zr元素对Al7Si0.3Mg合金组织及力学性能的影响,以及细化变质机理。结果表明,Yb、Zr元素的添加明显细化了α-Al基体,使其从粗大的树枝状晶转变为细小的花瓣状晶,晶粒尺寸明显减小,并且使共晶硅由粗大的针状变质为短棒状,这是由于Yb、Zr吸附在孪晶凹槽处（TPRE）改变共晶硅生长方式,最终改变共晶硅形貌;经热处理（T6）后,大量析出的Al₃(Yb, Zr)粒子起到了沉淀强化进而细化晶粒的作用。当Yb质量分数为0.3%、Zr质量分数为0.25%时,合金（T6）的抗拉强度和延伸率为296.3 MPa和9.2%,较未细化变质的合金分别提高了17%和1.1倍。     

冷却速度对快冷Ti合金组织与力学性能的影响

通过铜模铸造法制备出了阶梯形的Ti66.7Ni20Cu13.3合金圆柱棒,直径分别为φ2mm、φ3mm、φ4mm和φ6mm。利用x射线衍射（XRD）仪和扫描电子显微镜（SEM）等研究了不同冷却速度对Ti66.7Ni20Cu13.3（原子百分比）合金组织与力学性能的影响。结果表明：合金形成Ti基非晶复合材料,直径为西3mm时塑性应变量最大为4．8％,直径为西4mm时最大强度达到1774MPa;随着直径的增大析出较多脆性相,导致试样破坏性脆断。     

Nd对Mg-13Gd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子拉伸试验机等设备研究了Nd对Mg-13Gd-0.5Zr合金组织和力学性能的影响,结合错配度理论、位错密度的变化规律讨论了合金晶粒细化的机理,并从细晶强化和析出强化等方面阐述了合金强化机制。研究发现Mg-13Gd-0.5Zr合金的组成相主要有α-Mg、Mg₅Gd,Nd的加入在合金中形成了新相Mg₄₁Nd₅,并细化了合金晶粒。Nd的加入显著提高了Mg-13Gd-0.5Zr合金的室温和高温力学性能,当Nd的添加量为2%时,合金在室温和高温下的力学性能达到最大值279(室温)、319 MPa(250 ℃),合金力学性能的提高主要归因于Mg₅Gd和Mg₄₁Nd₅相的析出强化和细晶强化的双重效果。Mg-13Gd-2Nd-0.5Zr合金在不同温度下的断裂方式主要以脆性断裂为主,随着拉伸温度的升高并由脆性断裂向韧性断裂转变。     

Ti14合金半固态变形组织及力学性能

以新型阻燃Ti14合金(α+Ti2Cu)为研究对象,分别进行常规固态锻造(950 ℃)和半固态锻造(1000 ℃),对比研究合金半固态变形的组织和拉伸性能,并讨论可能引发组织和拉伸性能变化的原因.结果表明:半固态锻造过程未发生动态再结晶,使得室温组织晶粒粗大,液相Ti2Cu在压力作用下沿晶界分布,形成了偏析,粗化了晶界,改变了晶界的结构;晶界结构的变化诱发了晶界的硬化效应,使得室温拉伸的强度升高,塑性降低.     

ECAP对SLM纯钛组织演变和力学性能影响

等通道转角挤压（equal channel angular pressing,ECAP）成功对选择激光熔化（selective laser melting, SLM）制备的纯钛进行了改性处理。采用两通道夹角Φ=120°,ψ=20°的模具,在室温下对SLM制备的纯钛进行单道次变形改性处理,并对其显微组织和力学性能进行了评价。结果表明：SLM+ECAP纯钛试样组织细化,晶粒尺寸由13 μm减小到7 μm,位错密度增加。ECAP变形过程中,孪生和连续动态再结晶同时存在,拉伸与压缩孪晶的出现和位错密度的增加共同促使SLM+ECAP纯钛试样显微硬度增加了13%,屈服强度和极限抗拉强度分别提高了18%和20.4%,而延伸率略有减小。     

超声对AZ80镁合金显微组织演化及力学性能的影响

研究超声处理对AZ80镁合金微观结构演化及力学性能的影响。 研究表明,经超声处理后,初生α-Mg相由粗大的树枝晶变为细小的球状等轴晶,且β-Mg17Al12相明显细化,由连续网状分布变成不连续分布。此外,合金经超声处理后,力学性能得到明显提高,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别由87MPa, 118MPa and 2.1% 提高到107MPa、170MPa 和 5.4%。     

Al含量对Ti1-xAlxN涂层组织结构、力学性能和铣削性能的影响

目的研究不同Al含量对Ti_(1-x)Al_xN涂层的影响,以获得铣削铸铁材料性能最佳的Ti AlN涂层。方法采用阴极电弧蒸发沉积法在WC-Co硬质合金表面制备两种不同Al含量的Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针微区分析仪(EPMA)分析合金的微观组织和成分组成,通过CSM纳米硬度计和纳米划痕仪测定涂层的纳米硬度、弹性模量、抗塑性变形因子、显微硬度耗散系数MDP和划痕裂纹扩展阻力CPRs等性能指标,同时比较不同Al含量涂层刀片在铣削灰口铸铁HT250和球墨铸铁QT450时的性能和磨损机理。结果 Ti_(0.5)Al_(0.5)N和Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层主要物相均呈NaCl型面心立方结构,以(200)方向为择优取向,且高铝涂层的XRD衍射峰向高角度偏移量大于中铝涂层,说明高铝涂层具有更高的铝固溶量。与Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层相比,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层的抗塑性变形因子较小,MDP和CPRs较大,表现出更优的塑性、韧性和膜基结合力。在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的平均寿命分别为30、60 min,相比Ti_(0.5)Al_(0.5)N涂层,切削性能更好。结论对于Ti AlN涂层来说,提高Al的质量分数至67%可以获得更优的塑性、韧性和膜基结合力,在铣削HT250和QT450时,Ti_(0.33)Al_(0.67)N涂层刀片的切削性能较优。