高性能Mg-6Sn-3Al-1Zn合金的制备工艺研究

通过改善铸态镁合金制备工艺,得到一种组织均匀、性能优异的Mg-6Sn-3Al-1Zn合金,合金抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到219MPa、82MPa、16%,晶粒尺寸为133.35μm。     

Mg-6Al-1Zn-Y镁合金组织及力学性能的研究

在Mg-6Al-1Zn合金的基础上添加不同质量分数的Y（分别为0％，0．5％，0．9％，1．4％），制备了4种实验合金，研究了Y的添加对合金组织性能的影响。通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜、电子探针等手段分析了Mg-6Al-1Zn合金添加Y后组织结构的变化。研究结果表明，添加了不同含量Y的合金中都出现了一种新相Al2Y相。随着Y含量的增加，Al2Y相数量增多而Mg17Al 12相则减少。Y能细化合金铸态及挤压态显微组织，其细化作用在添加了0．9％Y的镁合金中尤为明显。铸态合金室温拉伸试验表明：该合金具有最佳的综合力学性能。当Y含量添加至1．4％时，Al2Y相变得粗大且出现团聚现象而导致了拉伸性能的下降。经过挤压后，合金的力学性能大幅度上升。     

Sn对铸态Mg-5Gd-3Y-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,研究了不同Sn含量对Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金显微组织、力学性能以及拉伸断口形貌的影响。结果表明,铸态Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金主要由基体α-Mg、Mg₅Gd和Mg₂₄Y₅相组成,Sn的添加能够细化合金组织,在合金中生成新相Sn₃Y₅,促进合金中第二相的析出。Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-0.5Sn合金中第二相呈现出分布均匀的颗粒状,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-1.0Sn合金中部分区域出现了长条状第二相,Mg-5Gd-3Y-0.5Zr-1.5Sn合金中部分区域出现了方块状第二相。在本文研究范围内,随着Sn含量的增加,合金的抗拉强度、伸长率以及布氏硬度都呈现出先上升后下降的趋势。Sn含量为0.5%时,铸态合金综合性能最好,此时合金的抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别为177 MPa、6.87%和57.47 HBW,与无Sn合金相比分别提高了5.36%、12.25%和11.96%。     

RE/Zn比值对Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响

设计Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金(x=0, 1.1%, 1.6%, 2.3%, 4.6%,质量分数),对应的RE/Zn原子比分别为：不含Zn、1∶1、2∶1、3∶1和4∶1,通过改变RE/Zn比值来调控固溶态Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金中LPSO相和共晶相的体积分数,探明固溶处理过程中层片状的LPSO相的调控及形成机理,改善合金的综合力学性能。通过OM、SEM、TEM以及室温拉伸实验,研究不同RE/Zn比值对铸造Mg-9Gd-2Nd-xZn-1Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明,在未加Zn时,铸态合金组织由α-Mg、Mg₅RE和富稀土相组成,随着Zn的加入Mg₅RE相转化为(MgZn)₃RE相,且第二相的体积分数显著提高。对铸态合金固溶处理后,不含Zn的合金第二相完全溶于基体,而随着Zn含量增加,晶界处残余的共晶相逐渐增加,并在晶粒内形成层片状的LPSO结构相,当RE/Zn原子比为3∶1时,合金室温屈服强度、抗拉强度和伸长率分别122 MPa、228 MPa和14.0%,此时具有最佳的综合力学...     

复合轧制SM45钢板的组织性能

 连铸坯直接轧制生产特厚钢板时,由于压缩比的限制,很难生产出厚度超过100 mm的高质量钢板。采用复合轧制工艺可生产出厚度为260 mm的SM45复合钢板。对钢板进行探伤、冷弯、拉伸、冲击及硬度等试验检验其结合度和力学性能。结果表明,复合轧制生产的SM45钢板结合度良好,未发现明显的缺陷存在。钢板复合界面与基体的强度均在600 MPa以上;[Z]向试样的强度也达到600 MPa以上,断面收缩率在30%以上;冲击功在37 J以上。钢板不同位置处的基本组织都为铁素体与珠光体,但晶粒尺寸不同。复合界面处的组织为一条铁素体为主的带状组织,该组织的产生是由先共析铁素体导致的。     

Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响

研究了Y对Mg-5.5Al合金显微组织的影响。结果表明,加入Y后基体晶粒得到明显细化,同时基体中出现点状Al2Y化合物。加入质量分数为1.2%的Y可使Mg-5.5Al合金的晶粒直径由333μm细化到171μm。当合金中Y加入量超过1.2%时,基体中的Al2Y相逐渐偏聚长大,从而降低晶粒细化效果。     

轧制工艺对深加工用温轧钼板材组织和性能的影响

通过改变轧制加工率、轧制温度及轧制方式,研究了轧制工艺对深加工用温轧钼板材组织和力学性能的影响,结果表明:采用大加工率开坯和低温交叉轧制工艺,钼板材的纵向、横向组织及性能相近,能够很好地满足深加工需要.     

微量Si元素对Sn-0.7Cu钎料组织及钎焊性能的影响

研究了Si元素对Sn-0.7Cu钎料合金钎焊性能的影响。采用感应熔炼工艺制备出Sn-0.7Cu-x Si (x=0,0.1,0.3,0.5,0.75,1.0;%,质量分数)钎料合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计及万能拉伸实验验机等分析测试方法研究了Sn-0.7Cu-x Si钎料微观组织、界面形貌、熔化特性及力学性能。研究结果表明：加入0.1%的Si元素后,晶粒明显细化,共晶相增多,界面层厚度降低,此时硬度及抗拉强度达到最大值(HV_0.025 11.38,37 MPa);随着Si含量的继续增加,Sn-0.7Cu-x Si钎料合金晶粒逐渐粗化,共晶组织减少,同时过量黑色的Si颗粒聚集,界面处化合物层厚度不断增加;钎料的熔点随着Si含量的增加无明显变化,过冷度逐渐降低,当Si元素添加量超过0.5%后趋于稳定,相比于Sn-0.7Cu钎料合金降低了46.5%;Sn-0.7Cu-x Si钎料合金的润湿性随着Si含量的增加先升高后降低,在Si元素含量为0.5%处润湿面积最大(93.71 mm²),显微硬度及剪切强度逐渐降低。     

钒掺杂对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料电化学性能的影响

LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ (LNCM)因其高比容量等优点在动力电池领域受到广泛关注。然而,较差的循环性能和严重的安全问题限制了其应用前景。离子掺杂是提高材料电化学性能的有效方法之一。采用溶胶凝胶法,以NH₄VO₃为钒源,成功制备了钒掺杂LiNi_1/3-xCo_1/3Mn_1/3V_xO₂正极材料。结果表明:LiNi_1/3-0.02Co_1/3Mn_1/3V_0.02O₂ (LNCMV)电极材料表现出优秀的储锂性能(0.5 C时,80次循环后,放电比容量为169 mAh/g)。通过V⁵⁺替代LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂正极...     

马氏体-奥氏体复合钢复合层数对组织性能的影响

开发更高性能的钢铁材料是促进“双碳”目标达成的有效途径之一。引入碳扩散是制备超高强度-高塑性复合钢的有效方法。在课题组前期研究基础上,利用真空热轧的方式制备不同层数的复合钢。通过增加层数,减小了复合钢内各层的厚度,复合钢在1 150℃热轧复合后继续保温过程,实现碳元素从高碳层向低碳层的扩散。利用扫描电子显微镜、FEI-透射电子显微镜及X射线衍射仪对组织及相组成进行了分析,利用电子探针显微分析仪测量了元素分配情况,并进行了硬度和拉伸性能测试。结果表明,随着层数的增加,复合钢内碳元素分布发生了明显的变化,马氏体层内部的碳含量逐渐升高,奥氏体层内部的碳含量逐渐降低,碳元素浓度差逐渐降低。同时,复合钢的屈服强度、抗拉强度和总伸长率呈现出先增加后降低的趋势。当复合钢内层数为9、11层时,其强度和塑性均超过单层马氏体钢;均匀伸长率随复合钢层数的增加而逐渐提高,15层复合钢取得了最大值(约10.1%)。9层复合钢获得了最佳的强度和塑性组合,与单层马氏体钢相比,抗拉强度(1 733 MPa)和伸长率(23.6%)分别提高了60 MPa和7.1%;同时其塑性也超过了单层奥氏体钢。此外,随着层数的增加,也...     

Microstructure and mechanical properties of Mg-7Zn-3Al alloy with Nd and Y additions

The effects of combined addition of 0.6 wt.% Nd and 0.4 wt.% Y on the microstructure and mechanical properties of Mg-7Zn-3Al alloy were investigated.The results indicated that the Nd and Y addition led to obvious dendrite coarsening.However,it could modify the morphology and distribution of-Mg 32(Al,Zn) 49 intermetallics.Moreover,Al 2 REZn 2 phase could be introduced into the alloy with the Nd and Y addition.With the effective second-phase strengthening,the ultimate tensile strength and elongation in as-cast state can be improved by the Nd and Y addition.After ageing treatment,the alloy with the Nd and Y addition exhibited better precipitation strengthening effects by forming finer MgZn 2 and Mg 32(Al,Zn) 49 precipitates into the-Mg matrix.As a result,the yield and ultimate strength of Mg-7Zn3Al-0.6Nd-0.4Y alloy could be increased to 182 and 300 MPa by peak-ageing treatment.     

反应等离子喷涂TiN复相涂层的组织与性能研究

采用工业纯钛粉,利用反应等离子喷涂技术,在45钢表面原位合成TiN复相涂层。利用X射线衍射仪分析了涂层的物相组成,采用扫描电镜观察涂层的组织结构、显微压痕、断口和磨损形貌,采用能谱仪分析压痕微区成分,测试了涂层的显微硬度和耐磨性能。结果表明:复相涂层由TiN、TiN0.3、Ti3O组成;涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间、层与基体之间结合较好;涂层的显微硬度为983~1 254 HV0.1;显微压痕形状清晰、规则,且压痕周围无翘边现象;断口形貌说明涂层具有一定的韧性,为介于陶瓷材料与韧性材料之间的混合断裂机制;涂层在低载荷时耐磨性能最佳。     

热处理对316L/Q235复合板组织与力学性能的影响

 对热轧不锈钢复合板热处理前后状态进行了对比研究,利用扫描电镜对显微组织进行了观察和成分分析,利用维氏硬度计测量了试样硬度,通过剪切、拉伸试验对试样的力学性能进行了研究。结果表明,真空热轧复合板能实现良好复合,碳钢侧为铁素体和珠光体组织;不锈钢侧为奥氏体组织。热处理后试样界面结合性能提高,试样剪切强度、屈服强度和抗拉强度都相应提高。高温阶段快速冷却＋低温阶段缓慢冷却的热处理制度适用于316L/Q235不锈钢复合板热处理。     

NdFeB-CeFeB互扩散对其组织和磁性能的影响

近年来由于Ce元素的价格优势和特殊性能,Ce掺杂NdFeB永磁体受到越来越广泛的关注。通过900℃均匀化处理、真空扩散焊接和900℃扩散处理制备了NdFeB-CeFeB扩散偶,探究了NdFeB和CeFeB互扩散对各自微观结构和磁性能的影响。扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)结果发现,随着900℃保温处理时间增长,组织中的第二相和孔洞逐渐消失。互扩散后Ce原子不能置换Nd2Fe14B中的Nd原子,而是主要被富Nd相捕获。而Nd原子扩散后置换Ce2Fe14B中的Ce原子,形成了(Nd0.615Ce0.385)2Fe14B和(Nd0.165Ce0.835)2Fe14B两相,证明(Nd1-xCex)2Fe14B化合物存在溶解间隙。两相区(Ce,Nd)FeB样品中Ce平均原子数约占总稀土原子数的69%,饱和磁化强度μ0MS约为1.46T,各向异性场μ0HA约为7.37T,其磁性能未因高Ce含量而大幅下降主要归功于两相组织的核壳结构和Nd对Ce价态的影响。     

不同粒径的SiC体积配比对SiC_p/Al基复合材料显微组织和拉伸性能的影响

为了研究不同粒径的Si C体积配比对SiC_p/Al基复合材料显微组织及拉伸性能的影响,采用高压扭转法(High-pressure torsion,HPT)将3.5μm(小)、7.0μm(大)SiC颗粒体积比分别为4∶1、1∶1、1∶4的SiC颗粒和纯Al粉末混合物制备成10%SiC_p/Al基复合材料(体积分数)。用金相显微镜、万能试验机、扫描电镜等分析2种粒径的Si C体积比对SiC_p/Al基复合材料显微组织和拉伸性能的影响。结果表明,随扭转半径增大,各试样的SiC颗粒分布更加均匀,颗粒团聚、偏聚现象减少,其中小、大SiC颗粒体积比为1∶1的试样性能最优,伸长率、相对密度最高,分别达到14.3%和99.1%,拉伸断裂形式为塑性断裂。     

冷压烧结制备Cu-15%Cr_2AlC复合材料的组织与性能研究

以自制的高纯Cr_2AlC陶瓷粉体为原料,采用冷压真空烧结技术制备了Cu-15%Cr_2AlC(质量分数)复合材料。研究了不同压制压力、烧结温度及烧结时间对复合材料的电阻率、热导率、摩擦因数以及材料的断裂方式和组织结构的影响。结果表明:随着压制压力的增大、烧结温度的升高,复合材料的电阻率、摩擦因数呈下降趋势,热导率逐渐升高;随着烧结时间延长,复合材料的电阻率逐渐降低,摩擦因数先降低后升高,热导率先升高后降低;复合材料的断裂方式均为脆性断裂;随着烧结温度的提高、烧结时间的延长,Cr_2AlC与Cu发生固溶强化效应,引起Cr_2AlC晶格常数畸变。