高强度高导电率Al-Er-Cu合金的双级退火工艺研究

本文对比研究了冷轧态Al-Er-Cu合金单级和双级退火过程中硬度与电导率变化规律,发现由于Er和Cu的析出温度区间不同,单级退火处理无法在该体系中得到高强度高导电率的导体材料。Al0.04Er0.4Cu合金虽然在150℃和200℃退火后硬度下降不明显,但是其所能达到的最高电导率较低;在300℃长时间退火后,最高的电导率可以达到61%IACS,但是硬度显著下降。300℃/2 h+200℃/20 h双级退火后Al0.04Er0.4Cu合金的电导率为62.3%IACS,高于单级退火所能得到的最高电导率约2%IACS;300℃/2 h+200℃/20 h双级退火后硬度为70.5 HV,与冷轧态硬度相比仅下降1.5 HV。这说明300℃/2 h+200℃/20 h双级退火是合适的工艺,能够获得高强度高导电率的Al-Er-Cu合金导体材料。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

机械合金化制备Cu-Cr合金时效强化特性的研究

采用机械合金化工艺制成Cu—Cr合金粉末,然后热压成形制备铜铬合金。采用XRD、TEM分析机械合金化过程中Cu-Cr合金粉末的显微组织和晶粒大小,测试了热压成形后Cu—Cr合金的力学和电学性能,探讨了材料的强化机制和热压温度对组织性能的影响。结果表明,Cu—Cr合金粉末可通过机械合金化获得过饱和固溶体,热压成形后,组织细小均匀,具有优良的综合性能。该合金经840℃热压并保温2h后,其强度达最大值,显微硬度为205．3HV,抗拉强度633．5MPa,电导率为80．4％IACS。合金中过饱和的Cr原子的作用是使合金沉淀强化。     

Zn-0.9Cu-0.026Ti合金的组织和性能

采用熔铸法制备Zn-0.9Cu-0.026Ti合金,并进行轧制处理,借助光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的组织,研究了退火温度和退火时间对Zn-0.9Cu-0.026Ti合金组织和性能的影响,并和H62黄铜软态的性能做了比较。结果表明,Ti元素添加,使锌合金产生严重的成分偏析,但提高了合金的强度和硬度;经过80%形变和热处理,Zn-0.9Cu-0.026Ti合金的显微硬度有所提高,抗拉强度达到210~350 MPa,伸长率达到80%~98%,再结晶温度达到180~240℃,成分偏析得到明显改善,部分性能达到了H62黄铜软态的性能。     

Cu-Cr-Fe合金的时效析出行为

采用真空熔炼方法制备了Cu-0.32Cr-1.82Fe、Cu-0.33Cr和Cu-1.87Fe合金,随后分别进行了固溶-时效和固溶-冷变形-时效处理.采用XRD物相分析、点阵参数测量、硬度和电导率测试等手段,研究了合金在不同热处理状态下的时效行为.结果表明,同时添加Cr、Fe元素能够显著提高合金硬度,但对导电性能影响不大.Cu-0.32Cr-1.82Fe合金经1 000℃×2 h固溶处理、80%变形,在480℃时效60 min后其硬度(HV)和电导率分别可达215和31.9 MS/m.     

冷轧及退火对WC弥散强化铜组织和性能的影响

研究了不同冷轧变形量和不同退火工艺对以机械合金化法制备的Cu-4%WC复合材料的组织与性能的影响,探讨了该材料的硬度、强度以及组织在高温退火过程中出现异常现象的原因.结果表明,冷轧变形可提高原始粉末烧结材料的致密度,材料的强度和导电率随轧制变形量的增大而增大;WC弥散强化铜材料不宜通过冷轧变形来提高其软化温度;该复合材料的退火行为在500℃下以再结晶晶粒长大为主,在600℃及其以上温度以再结晶晶粒形核为主.     

磷含量对Cu-Fe-P合金组织与性能的影响

通过显微硬度及相对电导率测试、光学显微镜和扫描电镜观察,研究了Cu-2.3Fe-0.05P-0.2Zn(C194)合金与Cu-2.3Fe-0.6P-0.2Zn合金冷轧态与时效态的组织与性能。结果表明:添加0.6%P元素,铜合金内部形成大量Fe2P相,一部分固溶到基体,一部分以颗粒形式弥散存在于合金内,尺寸可达10μm,后续热处理难以消除;Cu-2.3Fe-0.6P-0.2Zn合金的初始加工态性能优于C194合金,但基体中Fe溶质原子的浓度低,电导率上升速率变低;微米级Fe2P颗粒会激发再结晶,再结晶软化作用使得Cu-2.3Fe-0.6P-0.2Zn合金耐热性能低于C194合金。对于C194合金,P不宜过量。     

退火温度对Cu-Fe-P合金性能和第二相特征的影响

采用扫描电镜、透射电镜、导电率测试仪及拉伸试验等研究了C19400(Cu-2.18Fe-0.03P)合金冷轧态和不同温度退火态的带材的显微组织、力学性能和导电率.结果 表明:相较于冷轧态,低温退火对C19400合金的组织与性能影响显著;经过400℃退火处理之后,合金的抗拉强度降低至415 MPa,伸长率升高至4.42％.不同退火温度下,整体上合金的断口形貌以韧性断裂为主.冷轧态以及退火态的C19400合金均出现了两种相,一种是球形或者椭球形的α-Fe,另一种是豆瓣状的Fe3P,第二相与基体之间保持半共格关系.此外,冷轧态出现的形变孪晶也并未随着退火温度升高而消失.     

微合金化Cu-Ni-Sn-P合金的组织和性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微维氏硬度计和涡流电导率仪,分析了不同镍锡比对Cu-Ni-Sn-P合金铸态、固溶态及时效态组织和性能的影响,从而优化了Cu-Ni-Sn-P合金中镍和锡元素的成分配比,同时研究了不同形变热处理工艺对Cu-0.87Ni-1.82Sn-0.07P合金组织和性能的影响。结果表明,Ni∶Sn为1∶2时Cu-Ni-Sn-P合金(Cu-0.87Ni-1.82Sn-0.07P合金)的综合性能最佳,固溶时效处理后硬度最高达119.9 HV0.5,电导率为35.0%IACS。时效前经过30%预冷轧变形能提高时效峰值硬度,450 ℃时效后硬度可达164 HV0.5。断口组织多为韧窝,韧性较好,抗软化温度为480 ℃。时效强化析出相与位错为切过关系,析出相呈现为球形Ni-P颗粒;晶界处析出颗粒较大,晶内析出的颗粒普遍较小,尺寸介于几十纳米到数百纳米之间。     

Cu-10Ni-4.5Sn合金的铸态组织、性能及退火工艺

以Cu-10Ni-4.5Sn为研究对象,探讨合金的铸态组织、性能,以及均匀化处理及软化退火条件等对后续固溶时效处理强化效果的影响。试验研究表明,铸锭在冷轧开坯前,采用750℃×12h均匀化处理(均匀化处理后铸态合金的抗拉强度和电导率分别为241.3MPa和5.8MS/m),经过总加工率为60%的冷轧后,在700℃×6h条件下软化退火,再经总加工率为85%的冷轧,在800℃×1h固溶处理及400℃×6h下进行时效处理后,其带材的电导率及硬度(HV)可达8.8MS/m和378.6,合金抗拉强度及伸长率分别为1275.9MPa和3.0%。     

机械合金化法制备金锡合金

采用高能球磨机械合金化法制备了Au-20%Sn合金,分析了合金物相、组织和硬度随球磨时间的变化规律,探讨了合金塑性与合金组织及制备工艺的关系。结果表明:采用高能球磨机械合金化法可以制备Au-20%Sn合金;随球磨时间的增加,Au-20%Sn的合金化程度增加,组织中的金属间化合物逐渐增多,最终基本上为δ相和ζ′相;合金的硬度随球磨时间的延长逐渐升高,并在球磨60min后获得最高硬度104.2HV,然后开始下降;球磨后的合金粉末在190℃×2h的烧结过程中发生了不同程度的再结晶和晶粒长大,再结晶程度随球磨时间的延长而增加,导致烧结后合金硬度在球磨时间超过60min后反而下降。     

汽车机械部件用Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金搅拌摩擦焊接接头的微观组织和力学性能

Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金具有较高的强度和优异的综合力学性能。对超高强铝合金板进行了不同工艺参数的搅拌摩擦焊接,结果表明:所有接头的NZ组织均为细小的等轴晶粒,且晶粒尺寸伴随焊接速度的升高而减小,伴随焊头旋转速度的增加而增加。接头显微硬度的最大差值为100 HV,这导致焊接接头具有严重的严重机械异质性。相比于母材,焊接接头的拉伸性能明显下降。     

Development of a new instrument for measurement of high temperature mechanical properties of resin-bonded sand

The mechanical properties of resin-bonded sand mixtures at high temperatures significantly affect the quality of casting. However, the existing instruments for high-temperature performances testing mainly focus on inorganic binder-bonded sands no matter the test items or the atmospheric protection, while the instrumentss specially designed for resin-bonded sand are not yet available. A new instrument for testing the hightemperature performance of resin sand was designed including the confirmation of the testing parameters, loading, measurement and control systems, and the design of the frame shape and heating furnace. This instrument can test the compressive strength, heat tolerance time and restraining load of phenol-formaldehyde resin coated sand, self-hardened furan resin sand, and trimethylamine(TEA)-based resin bonded sand at high temperatures. The developed instrument has a high accuracy offering smaller than 0.3% deviation at a full scale in the measurement of the high temperature compressive strength and the restraining load over the range of 0-6.8 MPa and 0-2,000 N, respectively. The high temperature heat tolerance time range is 0-300 s and its measurement accuracy is ±1 s.     

Microstructures and mechanical properties of high strength Mg-Zn-Mn alloy

The microstructures and mechanical properties of a new Mg-6%Zn-1%Mn(mass fraction) wrought magnesium alloy were studied,which could be extruded smoothly at 310-330℃with a complete dynamic recrystallization.After solution treatment one and two-step aging techniques were used.All as-aged microstructures contained two types of dispersed phases:β' phases and pureα-Mn particles.The two-step aging had a better strengthening effect than the traditional one-step aging,and the strength value achieved by the two-s...     

The study on dynamic mechanical behaviors of welded joint

0ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｐｏｒｔｓａｂｏｕｔｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔａｌａｎｄｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｐｕｂｌｉｓｈｅｄ .Ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｔｈｅｍａｊｏｒｉｔｙｏｆｍｅｔａｌｓａｎｄａｌｌｏｙｓｈａｖｅａｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｓｔｒａｉｎｒａｔ…     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.     

The optimized mechanical properties of the new aluminum alloy AA 6069

AA 6069, a new aluminum alloy, has been developed for application in hot and cold extrusion and forging. It contains ~2Mg + Si, ~1% Cu, 0.2% Cr, and 0.1% V. Nominal T6 properties of the ingot without hot or cold deformation are 415 MPa (60 ksi) ultimate tensile strength (UTS), 380 MPa (55 ksi) yield strength, and 12 % elongation. Properties after hot and cold extrusion in the T6 condition range from 380 to 490 MPa (55 to 71 ksi) UTS, 345 to 450 MPa (50 to 65 ksi) yield strength, and 10 to 22 % elongation. This alloy also has favorable fatigue and corrosion- fatigue properties due to a combination of composition, high solidification rate, controlled homogenization, thermal and mechanical processing, and T6 practice. Current developmental applications include cold- impact air- bag components, high- pressure cylinders, and automotive suspension and drive- train parts. Unlike alloys 2024- T3 and 7129- T6, of comparable strength, diluted 6069 is scrap compatible with many other 5xxx and 6xxx alloys.     

新型310S耐热钢组织和高温力学性能

新型310S耐热钢是在传统310S耐热钢的基础上降镍提锰,并加入氮和钼,与传统310S钢在显微组织、高温力学性能方面进行了对比。研究表明,新型310S耐热钢的显微组织仍为奥氏体,且晶粒细化,新型310S钢高温强度大,塑性略有降低,断裂方式由沿晶脆性断裂转为韧窝断裂。     

Q960高强钢焊丝熔敷金属组织及性能研究

采用真空冶炼技术研制开发了Q960高强钢气体保护焊丝,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)并通过常温拉伸和低温冲击等试验研究了焊丝及熔敷金属化学成分、组织及力学性能之间的关系。结果表明,采用Mn-Ni-Cr-Mo-Ti合金体系,研制的最佳强韧性焊丝焊态熔敷金属抗拉强度为920 MPa,-60℃冲击吸收能量为66.7 J;合金元素含量提高,组织由贝氏体相向贝氏体+马氏体混合相转变,但合金元素含量过高,会导致马氏体相增多,对韧性不利;熔敷金属中存在一定量的残余奥氏体,可提高韧性。