液态挤压下 Al,Zn 合金的强韧化

液态金属挤压是一种全新的液态成形方法。它克服了液态模锻过程塑性变形量小的不足,使液态金属在经受压力下凝固的同时,加上大塑性流动,从而使组织在压力下结晶。这样在高温下挤压效应和流动-形变凝固效应等强韧化机制的作用下,改变液态模锻组织为塑性变形组织,其强度和韧性指标必将大幅度提高。为验证这一理论,进行了大量试验工作,其结果与原分析相吻合。为该工艺研究、开发及应用提供了理论依据。     

颗粒增强铝基复合材料强韧化机制的研究新进展

轻质高强高韧铝基复合材料已成为汽车、航空航天及5G通讯等领域轻量化发展的重要基础材料之一.但高强度与高韧性不兼备以及加工成形性差成为限制其发展的瓶颈,铝基复合材料的强韧化成为近年来的研究热点.本文综述了颗粒增强铝基复合材料力学性能的主要影响因素以及强韧化机制方面的最新研究进展,特别是关于增强颗粒的构型化设计对高性能铝基复合材料强韧性的重要影响,以及非均匀材料中的异质变形诱导(HDI)强化新机制,并展望了其未来研究和发展趋势,为开发高性能的铝基复合材料提供理论指导.     

关于60Si2MnA钢马氏体—贝氏体混合组织强韧化机制的研究

本文直用光学及电子显微镜研究了60Si 2MnA 钢马氏体——贝氏体混合组织及其对机械性能的影响,并对裂纹在马氏体——贝氏体混合组织、贝氏体组织内部的扩展机制及其碳化物对裂纹扩展的影响进行了观察和研究。     

异构金属材料优异力学性能及其机理的研究进展

异构金属的微观异质结构同时提高了金属结构材料的强度和塑性。近年来,强韧性匹配优异的新型异构金属得到了广泛关注和快速发展,在汽车、交通等诸多领域拥有广阔应用前景,是轻量化交通载具优质用材。异构金属的设计理念是通过优化微观结构设计来提高力学性能,典型结构有梯度结构、双峰结构、层状结构等,导构金属材料的共同点是内部含有强度差异较大的微观结构单元。此种特殊设计的微观结构单元可通过调控合金成分、晶粒尺寸、晶体结构的差异来形成,由于其造成了强度在空间上的差异,材料在变形过程中软、硬单元变形不一致而产生了背应力。异构金属就得益于背应力的强化/硬化效应而兼具高强度和高塑性,从而实现了强韧性的完美匹配。本文归纳了强韧性相匹配的异构金属材料的研究进展,分别对异构金属材料的力学性能特点、微观结构和变形机理进行了阐析,并对异构金属材料力学性能提升方面存在的问题和发展趋势进行了展望,旨在为力学性能优异的异构合金的设计、开发和应用提供参考。     

原位复合纳米颗粒增强金属基复合材料的强韧化机理

分析了近几年原位复合纳米颗粒增强金属基复合材料的强韧化主要机理以及适用性.     

喷射沉积颗粒增强铝基复合材料显微组织调控与强韧化机制的研究现状

喷射沉积颗粒增强铝基复合材料有着广阔的应用前景,但是因成形困难、强韧性低而使得应用受到限制,制备时控制热变形过程中的动态再结晶行为和揭示强韧化机制是关键。本文综述了喷射沉积铝基复合材料的冶金结合情况,分析了导致强韧性降低的因素,认为通过旋球同步微变形能抑制沉积颗粒表面的氧化,使增强颗粒与基体结合紧密,并通过冶金结合调控增强颗粒的分布,优化材料的组织,实现梯度材料的制备;同时通过选择不同的增强颗粒得到不同的增强效果,针对性地提高强度、耐磨性等性能;通过显微组织调控(如层状结构、网状结构等)实现构型强韧化。本文还展望了喷射沉积铝基复合材料的发展趋势,认为系统研究增强颗粒、组织构型和颗粒增强复合材料强韧性机制是进一步提升颗粒增强铝基复合材料综合性能的关键问题。     

金属材料强度国家重点实验室

金属材料强度国家重点实验室的前身是1963年高教部和国家科委批准成立的金属材料及强度研究室、1981年成立的金属材料强度研究所和1985年国家教委批准成立的金属材料强度部门开放实验室、1990年刊用世界银行贷款进行建设．1995年4月建成．通过国家验收成为国家重点实验室．并正式对外开放     

高熵合金强韧化机制研究进展

高熵合金由于其独特的多主元元素组成,具有很多超越传统合金的性能,包括良好的低温强韧性和高温强度、 结构稳定性等,是未来合金研发的重要方向.总结了近10年来在高熵合金强韧化机制方面的研究进展,列举了如位错强化、 变形诱导孪晶(twin induced plasticity,TWIP)强化、 变形诱导相变(transfor...     

1470MPa级双相钢的性能特征与强韧化机制

对0.16C-1.38Si-3.2Mn双相钢进行轧制和退火处理,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段表征试验钢的微观组织和断口形貌,分析试验钢经退火后钢板的力学性能和加工硬化行为,重点研究了试验钢晶粒细化的强韧化机制。结果表明:试验钢在800℃退火后的显微组织主要由8.8%铁素体和91.2%回火马氏体构成。退火后的钢板具有良好的综合力学性能,屈服强度为873 MPa,表现为连续屈服特征,抗拉强度为1483 MPa,总伸长率为11%,屈强比为0.58;试验钢的Mn含量、退火前的初始组织、冷轧大变形以及退火过程中关键工艺参数等都有利于试验钢退火板的晶粒细化,铁素体尺寸为1-2μm,马氏体板条束的有效晶粒尺寸为0.2-1.5μm。细小的晶粒有利于阻碍位错的运动和增加裂纹扩展的阻力,从而提高了钢板的强度和塑韧性。     

高熵合金FeCoNiTi的微观组织演变和强韧化行为

使用热力学软件设计了一种新型双相高熵合金(FeCoNiTi),利用真空电弧熔炼和热处理制备出FeCoNiTi高熵合金块体材料。表征结果表明,FeCoNiTi高熵合金由层状结构的Laves相和魏氏体板条FCC相组成。在室温下FeCoNiTi高熵合金具有良好的综合力学性能(抗压强度σ_b=2.08 GPa,压缩应变ε=20.3%)。高强度来自“硬”Laves相(层状结构)的强化,而“软”FCC相(魏氏体板条)中的位错滑移和变形孪晶提供塑性。     

一种新型高强塑积异质冷轧中锰钢的力学性能

使用原位电子背散射衍射(EBSD)和球差透射电镜(ACTEM)等手段,研究了新型异质结构中锰TRIP钢在拉伸过程中微观组织的演变机制和力学性能。结果表明,在680℃退火后的实验钢中生成了多形貌、多尺度的异质奥氏体结构(颗粒状、块状、片层状奥氏体)和铁素体组织,其抗拉强度为1272 MPa,总延伸率为54.5%,强塑积高达69.3 GPa·%。在拉伸过程中C/Mn含量较低的颗粒状奥氏体先发生相变,而C/Mn含量较高的块状和片层状奥氏体在较大的应变范围内逐渐发生相变,从而导致高强度与高塑性的良好匹配。结果还表明,马氏体相变优先在奥氏体晶界/相界附近的区域形核。与晶粒尺寸相比,C/Mn元素对奥氏体稳定性的作用更重要。     

高强度钢超高周疲劳的研究进展

近年来,高速列车、汽车、航天器中的核心工程构件承受的疲劳循环已达108～1010周次甚至更高.目前的研究结果表明,高强钢材料在10 7周次以上的超高周疲劳阶段内仍会发生疲劳断裂,不存在传统的疲劳极限.因此,研究高强钢的超高周疲劳特性不仅有助于理解疲劳机理,而且有利于研究材料超高周疲劳设计及寿命评估方法.论述了高强钢超高周疲劳研究的背景和意义,介绍了近几年超高周疲劳的研究成果,包括S-N曲线的特征、裂纹萌生特征和扩展机理、断面上鱼眼形貌等,并给出了未来超高周疲劳的研究方向.     

超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr变形镁合金研究进展

超高强韧镁合金的研发对推广镁合金在高技术领域的应用具有重要意义。镁与稀土均是我国的优势资源,因此在我国发展超高强韧稀土镁合金具有得天独厚的优势,其中Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金因其接近高强铝合金的超高强度和塑性,近年来受到研究者的广泛关注。综述了超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金的合金成分、常规塑性变形工艺、新型剧烈塑性变形工艺和热处理工艺对该合金显微组织和力学性能的影响规律,以及该超高强韧变形镁合金的显微组织特征和强韧化机理。T5峰时效态超高强韧Mg-8.2Gd-3.8Y-1Zn-0.4Zr(质量分数)挤压合金具有双峰分布的晶粒尺寸“软-硬”复合层片微结构,以及由高密度的基面γ′纳米片状析出相和棱柱面β′纳米析出相形成的近连续网状结构,该挤压合金室温拉伸屈服强度、拉伸强度和断裂延伸率分别为466 MPa、514 MPa和14.5%。介绍了哈尔滨工业大学等单位在超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金的规模化制备和应用方面的研究进展,并展望了Mg-Gd-Y-Zn-Zr系变形镁合金的发展趋势。     

粉末冶金难变形材料热静液挤压技术进展

综述了热静液挤压技术在烧结态粉末冶金难变形材料挤压成形与粉末体高致密化固结方面的研究进展。简述了热静液挤压工艺原理、工艺特点与适用范围,分析了热静液挤压润滑层形成的影响因素,介绍了热静液挤压润滑介质研制和热静液挤压技术在粉末冶金高比重钨合金、γ-TiAl基合金材料的挤压成形以及纳米晶铝合金、弥散强化铜合金、NdFeB永磁合金等金属粉末体材料的高致密化固结成形方面的应用,指出了热静液挤压工艺的技术优势与发展前景。     

块体非晶合金韧塑性研究现状

提高室温塑性和断裂韧性是块体非晶合金作为先进结构材料应用亟待解决的关键科学问题,理解应力加载时的室温塑性变形机制是提高其韧塑性的前提。块体非晶合金通过高度局域化的剪切带形成和扩展而产生塑性变形,提高其室温塑性取决于剪切带的均匀化分布程度。研究者们在该领域做了深入细致的研究工作,如喷丸、设计高泊松比的非晶、设计具有微观起伏结构的铸态相分离非晶以及引入晶相增韧等,使块体非晶合金的韧塑性得到有效改善。从第二相韧塑化非晶基复合材料、泊松比判据、尺寸效应、非晶表面涂层增韧、通过预变形预制多重剪切带改善塑性、冷热循环处理抗非晶合金老化等方面,综述了块体非晶合金韧塑化的研究热点,韧塑性判据,控制剪切带形成、扩展和分布的方法,指出获得良好拉伸塑性和断裂韧性仍是不同体系非晶合金的研究目标和重要发展方向,推动着块体非晶合金作为新型功能结构材料的应用和产业化。     

金属材料断裂韧性CTOD特征值不确定度的评定

由于影响金属材料断裂韧性不确定度评定的因素较多,不同人员对影响因素的认识也有差异,因此其评定还处于初级阶段。本文以Q500钢为例,从试验方法上对其断裂韧性CTOD特征值的测量不确定度进行了评定,从试样尺寸、试验机状态、测试人员和COD规等方面对引起误差的因素进行了详细讨论和计算,结果表明,影响断裂韧性测量不确定度大小的最主要因素是对应最大载荷的塑形分量Vp的测量误差。     

金属材料表面自身纳米化研究进展

近年来采用表面自身纳米化技术时纯金属、低碳钢及其他合金进行表面改性已得到广泛而深入的研究.相对于其他金属材料的表面改性技术,表面自身纳米化具有特定的技术优势.简要综述了金属材料表面自身纳米化技术的组织结构特征、组织演变机理、力学性能、元素扩散行为、腐蚀性能等.层错能的不同导致了不同表面纳米化形成机制,表面纳米晶的形成能有效改善原子的扩散行为,提高金属的硬度、强度、耐摩擦和疲劳性能.     

Effects of (TiB2 + ZrB2) nanoparticles on microstructure and properties of 7055Al matrix composites

The in situ (TiB₂?+?ZrB₂)/7055Al composites were successfully fabricated from the 7055Al-K₂TiF₆-K₂ZrF₆-KBF₄ system by a direct melt reaction method. Microstructural observations revealed that the nanoparticles were distributed relatively uniformly in the aluminium matrix, and that these nanoparticles exhibit various shapes such as spherical, hexagonal and cubic, with an average size of about 80?nm. Mechanical property testing showed that the strength and Young’s modulus of the composites increased significantly in comparison to the 7055 matrix alloy. The maximum ultimate tensile strength was approximately 361?MPa, with a yield strength of 323?MPa and an elongation of 3.6%, which constitute increases of 31.3%, 28.7% and 44% when compared to the 7055Al alloy, respectively. The strengthening mechanisms of the fabricated composites were also discussed.     

金属阻尼材料研究的新进展及发展方向

金属阻尼材料是一种用来减振和降噪的结构功能一体化材料,主要包括阻尼合金、阻尼金属基复合材料和泡沫金属.介绍了各种金属阻尼材料的阻尼机制,综述了现有金属阻尼材料存在的问题及其研究进展,在此基础上提出未来金属阻尼材料的研究方向是探索新的阻尼机制和开发高阻尼金属基复合材料.