1460合金的搅拌摩擦焊及焊后热处理工艺研究

采用搅拌摩擦焊对1460铝锂合金进行焊接,研究合金的焊接性能和焊后热处理工艺。运用显微硬度测试和拉伸力学性能测试表征焊缝力学性能;用扫描电镜、透射电镜对焊缝组织进行观察。结果表明:焊前对合金进行固溶和时效处理导致焊缝的抗拉强度降低;焊前未进行热处理的焊缝样品抗拉强度为320 MPa,与母材相当;焊后的固溶+160℃/40h时效处理使焊核区重新析出θ′(Al2Cu)和T1(Al2CuLi)相,焊缝的抗拉强度提高了75 MPa;焊缝拉伸断裂发生在热机械影响区,断裂方式由韧性断裂转变为解理断裂。     

固溶-时效处理对7B04合金组织和性能的影响

通过拉伸力学性能、微观组织观察、X射线衍射物相分析及晶格常数精确测量等方法,研究固溶-单级时效处理条件对7B04合金组织和性能的影响。实验结果表明:采用合适的固溶-时效温度和时间,能使合金的力学性能得到明显的改善,经过470℃×60 min+120℃×24 h处理后,合金的拉伸性能分别达到σb=568 MPa,σ0.2=542 MPa,δ=12%;通过XRD衍射物相分析及α(Al)基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质相的回溶以及时效后第二相的析出程度,指导合金固溶-时效热处理制度的选择。     

7A05铝合金自由锻造工艺及锻件力学性能研究

为得到高性能7A05铝合金锻件,对铸造毛坯制备、锻件制备和锻件热处理进行试验研究。采用半连续铸造工艺制备铸造毛坯,铸造温度为705～710℃,冷却水压为0.05 MPa,铸造速度为50 mm/min;采用一次镦粗加一次拔长锻造工艺,终锻温度为330℃,εZ=87.7%;锻件采用固溶加时效热处理,固溶为(480±5)℃×2 h+水淬,时效为80℃×8 h+120℃×24 h。观察锻件的金相组织并测试其力学性能,锻件微观组织为变形纤维组织,横向力学性能Rm=400 MPa,Rp0.2=360 MPa,A=11%,锻件力学性能与板材力学性能相当。     

形变热处理对中碳Cr-Ni-W-Mo钢组织及力学性能的影响

为进一步提高中碳Cr-Ni-W-Mo钢的强塑性,采用Gleeble 3500热模拟试验机在700 ℃温度下进行变形量为20%~50%的形变热处理（TMT）。利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射对试验钢组织进行表征,利用拉伸试验机对拉伸性能进行测试,研究TMT工艺对其组织演变和力学性能的影响。结果表明：试验钢在TMT后的组织是包含回火马氏体、下贝氏体、残余奥氏体的复相组织,随着形变量增加,下贝氏体组织及残余奥氏体含量、位错密度相应增加,板条宽度减小;在相变强化、细晶强化及位错强化共同作用下,随着形变量增加,试验钢的强度增加,塑性升高;当形变量为50%时屈服强度达到1 733 MPa,抗拉强度达到2 243 MPa,伸长率为12.66％,与传统热处理相比,分别提高28.18%、12.88%和50.35%,获得了良好的强塑性匹配。     

Al-30Si合金的固液混合铸造

研究了Al-30Si合金的固液混合铸造。结果表明,采用该工艺制备的Al-30Si合金组织细小,合金力学性能明显优于传统铸造和半固态加工合金,并且解决了传统铸造Al-30Si合金铸件难以热加工的问题。在本工艺条件下,当粉末添加量与合金熔体质量比为1时,Al-30Si合金中的初晶硅粒径可控制在30μm以下;材料的室温力学性能为:σb=129MPa,σ0.2=112MPa,δ=1.4％。     

热处理条件下17-4PH不锈钢高周疲劳性能分析

对退火态17-4PH不锈钢进行固溶+中间调整+时效处理,分析退火态及固溶时效态17-4PH不锈钢的显微组织、拉伸及高周疲劳等力学性能及疲劳裂纹扩展测试结果。结果表明:两种不同热处理工艺下该钢的显微组织均为回火马氏体、δ-铁素体及逆变奥氏体。相比退火处理,固溶+中间调整+时效处理后的显微组织中δ-铁素体含量降低,且存在ε-Cu、富Nb相等沉淀硬化相析出,其屈服强度、抗拉强度及高周疲劳极限均明显提高,抗拉强度大于1 000 MPa;固溶时效后该钢疲劳裂纹门槛值提高,抵抗裂纹扩展的抗力提高,裂纹扩展速率降低,其稳定扩展区(Paris区)对应的应力强度因子ΔK的范围由13～30 MPa·m1/2扩展至15～70 MPa·m~(1/2)。     

12CrNi3钢的粒状贝氏体及性能

12CrNi3钢采用860℃加热,530℃等温热处理2h获得粒状贝氏体.钢的抗拉强度σb=654MPa、屈服强度σs=468MPa、伸长率δ5=25.1%、断面收缩率ψ=76.4%、室温冲击韧度aku = 24.7Jcm-2 .     

低活性Fe-Cr-Mn(W,V)奥氏体合金长期时效高温力学性能和相稳定性研究

研究了用于核反应堆中的低活性Fe -Cr-Mn(W ,V)奥氏体合金不同温度长期时效 (10 0 0h)后的高温拉伸性能 (40 0℃ )及相稳定性。结果表明 :Fe -Cr -Mn(W ,V)奥氏体合金经长期时效后 4 0 0℃时的屈服强度 (或σ0 2 ,40 0℃)随时效温度从 35 0℃至 4 5 0℃上升变化不大 ,4 5 0℃至 5 5 0℃从 2 95MPa上升到 4 4 4MPa,5 5 0℃至 6 5 0℃保持在 4 90MPa左右 ;抗拉强度 (σb)在 35 0℃至 4 5 0℃比较平稳 ,4 5 0℃至 5 5 0℃从 6 38MPa上升到 75 9MPa ,5 5 0℃至6 5 0℃保持在 75 0MPa左右 ;合金延伸率 (δ/ % ) 35 0℃至 4 5 0℃比较稳定 ,4 5 0℃至 5 5 0℃下降较快 ,在 5 5 0℃至 6 5 0℃下降比较平缓 ,6 5 0℃时δ值为 19%左右。合金经不同温度 (35 0℃～ 6 5 0℃ )长期时效组织为稳定的奥氏体相及少量碳化物 ,在 4 5 0℃以下长期时效 ,合金中无大量碳化物析出 ,4 5 0℃以上时效时 ,碳化物析出量明显增加 ,6 5 0℃时在晶界集聚 ,导致合金拉伸强度上升而塑性下降     

不同PTFE含量对PTFE/Al/MnO_2反应材料性能的影响

为研究聚四氟乙烯(PTFE)含量对PTFE/Al/MnO_2反应材料的压缩力学性能和冲击反应特性的影响,使用模压烧结法制备了3种PTFE/Al/MnO_2复合材料,并进行了表征。结果表明:在准静态压缩条件下,含40%PTFE的复合材料强度仅为16MPa,经历弹性形变后很快失效。而加入60%和80%PTFE的复合材料在经过弹性阶段后,材料强度达到87MPa和93MPa;在落锤冲击条件下,加入40%和60%PTFE后,PTFE/Al/MnO_2材料能够发生剧烈爆炸和燃烧,并伴随着高温熔渣喷射现象,而80%的PTFE加入后材料反应十分微弱。     

引入Al组元对Ti3SiC2材料结构和性能的影响

向Ti3Si C2材料中引入Al、Al-Si合金粉,研究Al组元对Ti_3Si C_2材料致密度、力学性能、相组成及显微结构的影响。结果表明:引入适量的Al、Al-Si合金粉,能够促进Ti3Si C2材料的生成,可以得到纯度更高的Ti3Si C2材料,且引入Al-Si的效果较为明显;会生成Ti_3Si(1-x)AlxC_2,随着Al、Al-Si合金粉含量的增加,生成较多的Ti_3Si(1-x)AlxC_2,从而降低Ti3Si(Al)C_2材料的体积密度能生成固溶相,起到固溶强化的作用,可得到性能良好Ti3Si C材料,有助于提高Ti_3Si C材料的力学性能,当引入量为0.3Al-Si合金粉时,抗弯强度为352 MPa,断裂韧性为5.68 MPa·m1/2。     

添加氧化锆对氧化铝陶瓷的性能的影响

研究了ZrO2对Al2O3力学性能和耐磨性能的影响。将α-Al2O3与采用沉淀法合成的Zr(OH)4混合,凝胶混合物在600℃下煅烧2h。m(Al2O3)∶m(ZrO2)=85∶15的复合材料在1400℃至1650℃之间保温2h常压烧结。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析。结果表明,在1550℃温度下烧成的该复合材料获得了最高的密度、最好的耐磨性能和最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到708MPa和5.8MPa·m1/2。研究结果表明,在氧化铝中添加ZrO2有助于改善氧化铝陶瓷的力学性能和耐磨性能。     

喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、拉伸试验机对喷射沉积工艺制备的Mg-9Al-4.5Ca锭坯沉积态和挤压态的显微组织、相组成与力学性能进行研究。结果表明:喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的组织较常规铸态细小,经热挤压加工后组织进一步细化,沉积态合金的组织为等轴晶,晶粒度为3～5μm;沉积坯的相组成为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和MgZn2,经热挤压后相组成转变为α-Mg、Al2Ca、Mg2Ca、Mg17Al12和MgZn2;合金挤压态的力学性能较常规变形镁合金MB7有显著提高,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为470MPa、390MPa、8%。合金的强化机制主要为细晶强化,固溶强化和弥散强化。     

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢焊接接头组织及性能

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊接接头微观组织及力学性能。研究结果表明：试验得到了表面成形良好、内部无裂纹、未熔合等缺陷的焊接接头;焊缝组织主要为奥氏体以及被奥氏体基体包围的铁素体树枝晶,高氮奥氏体不锈钢熔合线附近组织主要为奥氏体,603钢熔合线附近组织主要为条片状马氏体、贝氏体以及回火马氏体;接头的断裂形式以韧性断裂为主,存在少量的解理断裂特征,能谱仪点扫描结果表明,韧窝中心的第2相粒子为富Fe的碳化物;焊接接头的平均抗拉强度达722 MPa,平均断后延伸率达20.2%;焊缝金属的动态屈服强度为913 MPa,最大工程应力为2 045 MPa,抗冲击性能优于603钢母材。     

连接温度对Cu/Al扩散连接的影响

采用真空扩散连接工艺对Cu/Al异种材料进行连接实验,研究连接温度对焊缝微观组织及力学特性的影响。利用SEM对接头剖面的微观组织进行表征;在拉伸试验机上测试接头拉伸强度,并对断口形貌进行SEM分析。结果表明：采用真空扩散连接工艺可以实现Cu/Al异种材料的有效连接;随着连接温度的升高,接头的抗拉强度随之提高,当连接温度为540 ℃,接头抗拉强度最高达到185 MPa;拉伸断口形貌具有明显的脆性断裂特征。     

β-Si_3N_4 晶粒生长对热压自韧 Si_3N_4 力学性能的影响

研究了１５ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３热压自韧Ｓｉ３Ｎ４的β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长对强度、韦伯模量和断裂韧性的影响。在最佳的工艺条件下，其强度、断裂韧性和韦伯模量分别为９６０ＭＰａ、１１．７２ＭＰａ·ｍ１／２和２４．５。实验结果表明，烧结温度和时间对β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长及力学性能有重要影响。随烧结温度升高，其强度、断裂韧性和韦伯模量值上升；超过１８００℃，其力学性能有一定下降。过长的烧结时间，将使β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒粗大，因而其性能降低。韦伯模量取决于β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒尺寸分布和显微结构均匀性。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转是该材料的主要增韧机制。另外，较大β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的拔出和裂纹分支也对增韧有所贡献。     

Bi对AM60镁合金显微组织和力学性能的影响

研究合金元素Bi对AM60镁合金显微组织和力学性能的影响。借助金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对添加Bi的AM60镁合金观察与分析。结果表明：Bi的添加细化了合金显微组织,提高合金力学性能;当Bi的质量分数为1.0%,合金的抗拉强度、硬度和伸长率由176.3 MPa,54.5HBS,7.38%提高至200.2 MPa,70.5HBS和9.68%,分别提高13.6%,29.4%,31.2%。进一步提高Bi加入量,合金显微组织变粗大,性能下降。     

Al-Zn轴瓦合金显微组织和力学特性的研究

对采用设计化学成分制备的Al-Zn轴瓦合金进行显微组织观察、能谱分析和力学特性测试。结果表明:在合金化学成分设计的质量分数范围内,在Al-Zn-Cu基体表面分布着Mg2Si、CuAl2、S(Al2MgCu)相、Pb相、Sn相和Al(6MnSiFe)相;合金铸锭经过500℃×6 h均匀化处理、轧制和300℃×1 h退火处理后,其抗拉强度为180~205 MPa,伸长率为16%~18%,显微硬度为54.7HV。     

钪锆微合金化焊丝焊接头的组织与性能

用ER5356铝镁合金焊丝和用钪和锆复合微合金化的铝镁合金焊丝对7A52铝合金板材进行手工钨电极惰性气体保护焊,随后对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,7A52铝合金焊接接头的力学性能低于基板的性能,焊缝区和热影响区是焊接接头上两个最薄弱的区域。用钪和锆复合微合金化的铝镁基合金焊丝与ER5356铝镁合金焊丝比较焊接,板材焊接接头的屈服强度和延伸率分别提高了24%和37%,分析认为其强化和韧化的机制主要是含钪和锆的化合物粒子的晶粒细化作用及其弥散强化作用。