上引连铸-连续挤压Cu-Cr-Zr合金的组织与性能EI北大核心CSCD

采用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM),观察了非真空上引连铸-连续挤压制备的大卷重Cu-Cr-Zr合金线杆的铸态、连续挤压态、固溶态和时效态的组织结构;通过力学、物理性能测试研究了各状态合金的性能变化规律。结果表明:上引连铸Cu-Cr-Zr合金线杆铸态为粗大柱状晶,存在CrSi2一次颗粒相;连续挤压后铸态柱状晶粒内部产生强烈的剪切变形,在TEM像中可观察到明显的位错塞积和缠结;连续挤压态合金线杆适宜的固溶处理温度范围为920~960℃,在大于980℃的固溶态组织中观察到孔洞缺陷;在正常固溶态组织中观察到粗大的Cr3Si颗粒相和纳米级含Zr的富Cr颗粒相,经选区电子衍射谱标定为Cr2Zr相;连续挤压线杆经(920℃,1 h)固溶+(60%的冷拉变形+时效+60%冷拉变形)后仍具有较好的综合性能,其抗拉强度为576 MPa,导电率为82%IACS。     

上引连铸-连续挤压技术制备Cu-Cr-Zr合金的组织与性能EI北大核心CSCD

采用上引连铸-连续挤压技术制备Cu-0.88Cr-0.14Zr(质量分数)合金,并对挤压后的棒材进行不同制度的时效处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射技术(EBSD)等分析测试手段研究合金经不同工艺/制度处理后的组织与性能的变化。结果表明:上引连铸Cu-Cr-Zr合金棒坯在连续挤压过程中发生了剧烈的剪切变形和动态时效,晶粒明显细化,析出尺寸为15~20 nm的Cr相,与铸态相比,挤压态合金的导电率与硬度分别增加了28.6%IACS、49.6 HV。确定了挤压态合金杆材经(925℃,12 h)均匀化退火和(1000℃,1 h)固溶处理后的峰时效制度是(475℃, 3 h),此时基体中析出了平均晶粒尺寸为2.6 nm的Cr相,合金的导电率和硬度分别可达73%IACS、155 HV。     

镍基单晶高温合金的研发进展EI北大核心CSCD

单晶高温合金是先进航空发动机、燃气轮机的核心热端材料,单晶叶片要求高、制造工艺复杂、容错空间小,在高温、复杂应力、氧化和热腐蚀等苛刻环境下工作。本文概述了近几年镍基单晶高温合金在合金研制、组织性能演化和表征、近服役环境下力学行为评价以及叶片制造工艺等方面的研发进展,并简单介绍了难熔高熵合金等“下一代”新型高温结构材料的研发情况。     

不同凝固条件制备的Cu-Ag合金原位纤维复合材料的结构与性质

以冷却速率10^1～10^3K/s的不同凝固务件制备了Cu-10Ag合金及其原位纤维复合材料。研究了铸态和形变态合金的结构与性能。铸态合金的结构由Cu相、Ag沉淀相和(Cu Ag)共晶组成。通过大变形发展为Cu—Ag合金原位纳米纤维复合材料，其中由Ag沉淀相所形成的Ag纤维尺寸(d)与真实应变(η)呈指数函数关系：d=C.exp(-0．228η)，(Cu Ag)共晶中Ag层转变为更细的纳米Ag纤维。Cu—Ag合金原位纳米纤维复合材料显示了两阶段应变强化效应：在低真实应变阶段主要表现为加工硬化或位错强化，在高真实应变阶段主要表现为超细Ag纤维强化或界面强化。快速凝固的Cu—Ag合金原位纳米纤维复合材料比慢速凝固材料具有更高的包括极限拉伸强度和电导率在内的综合性能。在形变过程中复合材料的强度与电导率的演变出于相同的结构原因。     

热型连铸Cu-Cr合金铸态下的组织与性能

用热型连铸法制备过共晶Cu-Cr合金线．探讨了其在铸态下的微观组织形态、力学性能和导电性能。结果表明：随着含Cr量的增加，Cu-Cr合金的抗拉强度增加，拉铸速度增加，Cu-Cr合金的导电性增加。     

Ag含量对Cu-Ag合金组织及性能影响研究

研究了不同Ag含量对Cu-Ag合金显微组织和性能的影响。结果表明,Ag含量增加导致了Cu-Ag合金纤维增加,间距减小,合金的强度升高,导电率降低。     

锌侣合金热型连铸定向凝固的组织和性能

热型连铸锌铝合金线材定向凝固实验研究结果表明：热型连铸锌铝合金线材显微组织为定向生长的平行柱状枝晶。共晶合金ZA5共晶的枝晶都由多层片状β和η两相构成,过共晶合金的组织为先共晶相枝晶和枝晶间共晶,与普通铸造材料相比,抗拉强度和硬度显著提高,但伸长率有所下降。从ZA5到ZA12、ZA22和ZA27,强度依次递升,其中ZA27的综合力学性能最佳。退火可使枝晶偏析减少,虽然强度略有降低,但塑性可得到改善。     

超薄超细智能手机热管拉拔工艺及组织性能演变北大核心CSCD

在液压直拉机上采用游动芯头拉拔成形智能手机用超薄超细无氧铜热管,研究了拉拔工艺对拉拔过程断管的影响,观察各道次铜管晶粒组织演变和拉拔过程中的力学性能和导电性能变化。结果表明:无氧铜管经游动芯头多道次拉拔,晶粒不断趋于沿拉拔方向的纤维状,同时抗拉强度和维氏硬度不断提升,而拉拔变形对导电率的影响比较小。当无氧铜管累计变形量达75.8%时,铜材的抗拉强度为416.5 MPa,继续拉拔容易发生断管问题,需进行中间退火。经过8道次拉拔变形,1次中间退火处理后,得到抗拉强度为403.8 MPa、伸长率为1.78%、导电率为98.85%IACS、外径公差为±0.02 mm、壁厚公差为±0.01 mm的Ф2 mm×0.08 mm规格的超薄超细智能手机热管。     

热型连铸Cu-Cr合金的组织和性能

用热型连铸法制备过共晶Cu-2.03%Cr合金线,探讨了其在铸态下的微观组织形态、力学性能以及其电导率与热处理时间、温度的关系。结果表明:Cu-2.03%Cr合金具有良好的综合力学性能和导电性能;热处理后电导率显著的增加。     

P-Cu合金加入量对上引连铸铜材组织性能的影响

试验分析了上引连铸铜管坯时加入不同量的P-Cu合金对连铸坯脱氧效果的影响,以及加入量对铸坯组织性能和表面质量的影响规律.结果表明:一定量的P含量有较好的脱氧作用,但易使铸造晶粒粗化.P-Cu加入量在某一范围时能提高铸坯力学性能,而不显著降低Cu的加工塑性.但当P-Cu加入量大于0.15%时连铸坯表面粗糙度会随之增大.继续加入P-Cu会使铸坯力学性能和工艺性能有所下降.当P-Cu加入量质量分数超过0.45%时,会造成上引困难,甚至于出现拉断现象.因此在上引连铸铜坯时,控制残余P含量是改善连铸坯力学性能和塑性加工性能的主要工艺措施.     

Cu-Ag合金强度与弹性模量在组织纤维化过程中的变化

采用冷拉拔制备了Cu-6％Ag及Cu-12％Ag纤维相复合强化合金线材，研究了组织纤维化对Cu—Ag合金强度与弹性模量的影响。随变形程度的增加，合金抗拉强度和弹性模量在明显升高后趋于饱和。Cu-12％Ag合金比Cu-6％Ag合金有更高的应变硬化速率和抗拉强度。在较低变形程度范围内，Cu-6％Ag合金的弹性模量高于Cu-12％Ag合金。在较高变形程度范围内，Cu-6％Ag合金的弹性模量低于Cu-12％Ag合金。纤维化组织中的高密度晶体缺陷使得两种Ag含量的合金弹性模量均低于理论预测值。合金的强度和弹性模量主要取决于共晶体数量、相界面密度、变形抗力及两相之间的变形协调行为。     

定向凝固水平连铸QSn6.5-0.1合金的组织与性能

研究了定向凝固水平连铸工艺对QSn6.5-0.1合金的宏观组织、微观组织及其性能的影响。结果表明:定向凝固水平连铸工艺使QSn6.5-0.1合金形成粗大柱状晶,且柱状晶方向沿连铸线坯轴向分布;合金的微观组织更加均匀化,从而大大减少了反偏析和显微缩孔等铸造缺陷;合金的伸长率和导电率明显提高,极限强度却有所降低。     

ECAP对连铸Cu-Ag合金断口形态及力学性能的影响

采用连续铸造和等径角挤压变形(ECAP)加工集成技术制备Cu-Ag合金,研究其力学性能和相应的拉伸断口形态。研究发现,Cu-Ag合金的强度随着ECAP加工道次和Ag含量的增加而增加,而延伸率却下降。连续铸造和ECAP加工的合金与传统浇铸和ECAP加工的合金相比,缩颈前静态韧性有所提高。同时发现,只有连铸的Cu-Ag合金在断裂前表现出缩颈现象,而经ECAP挤压后试样的断裂变为剪切模式,随着ECAP道次的增加出现不同的剪切断裂角。基于实验结果,讨论了经ECAP挤压后连铸Cu-Ag合金的拉伸断裂机制。     

强磁场对Cu-25Ag合金凝固、拉拔组织及导电性能的影响

在有无磁场条件下进行Cu-25Ag(%,质量分数,下同)合金凝固实验,并对铸锭进行冷拉拔处理,系统的研究强磁场对Cu-25Ag合金凝固组织、拉拔组织以及复合材料电导率的影响。发现有无磁场条件下合金凝固组织和拉拔组织都有所不同。无磁场条件下初生Cu一次枝晶较长,以柱状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向;在试样中部,生长方向与试样轴向夹角约45°;试样下部,生长方向与试样轴向夹角约90°。另外,共晶组织壁厚较薄,两相分布不均匀,片层间距较大。强磁场条件下初生Cu一次枝晶变短,以胞状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向,试样中部和下部,枝晶生长方向与试样轴向夹角约90°。共晶组织壁厚较大,两相分布比较均匀,片层间距较小。冷拉拔后,共晶网状结构被拉长、变细,形成纤维结构,无磁场条件试样中共晶纤维厚度和间距较小,强磁场试样中共晶纤维厚度和间距较大。随着纤维组织厚度不断减小,试样的电导率降低,并且相同变形量下有无磁场条件的试样电导率有所差别。对强磁场下合金凝固组织及拉拔组织影响机理进行了探讨,并分析了纤维组织对复合材料电导率的影响机制。     

连续柱状晶CuAlNi合金无模拉拔过程中的组织性能演变

在进料速率0.5 mm/s,冷热源距离15 mn保持不变,拉拔速率0.8—1.1 mm/s,变形温度650—900℃的条件下,对连续柱状晶组织Cu-14.0%Al-3.8%Ni(质量分数)合金线材进行了无模拉拔实验,研究了无模拉拔工艺与合金显微组织和力学性能的关系,并对变形后合金组织性能演变的机理进行了探讨.结果表明:平直晶界连续柱状晶合金线材经无模拉拔变形后,可形成平直晶界和锯齿状晶界连续柱状晶、不完全动态再结晶和完全动态再结晶4种微观组织.在变形温度650℃,拉拔速率0.80.9 mm/s的范围内,变形后合金仍然保持平直晶界连续柱状晶组织;随着变形温度和拉拔速率的提高,连续柱状晶的平直晶界向锯齿状晶界转变.当拉拔速率为0.9 mm/s,变形温度上升至850℃时,合金呈现出明显的不完全动态再结晶的组织特征,即原始柱状晶粒沿变形方向拉长变细,在部分锯齿状晶界处有细小的动态再结晶晶粒产生;继续升高温度至900℃,合金发生完全动态再结晶,大量等轴、尺寸较大的动态再结晶晶粒完全取代了变形的柱状晶粒.拉拔变形后合金线材的抗拉强度随着变形温度的升高先小幅度增加然后显著降低,而伸长率则单调降低.     

Al-Mg-Zn-Cu合金时效过程中的显微组织、力学性能及其强化机制EI北大核心CSCD

新型T-Mg_(32)(Al,Zn,Cu)_(49)相强化的Al-Mg-Zn-Cu合金表现出优异的力学性能,本文以Al-4.39Mg-2.78Zn-0.42Cu合金为研究对象,对合金时效过程中的显微组织和力学性能进行研究,并揭示Al-Mg-Zn-Cu合金的强化机制。结果表明:随着第二阶段140℃时效时间的增加,合金的显微组织由尺寸细小的Guinier-Preston(GP)区逐渐析出T相,析出相的尺寸不断增大,数量密度逐渐降低。拉伸测试结果表明:时效过程中合金的强度先升高后降低;在峰时效(90℃,48 h)+(140℃,16 h)状态下,合金的屈服强度为338 MPa。强化机制分析表明:T相析出强化以及Mg溶质原子的固溶强化和细晶强化分别对合金屈服强度贡献了284.8 MPa、55.6 MPa、12.2 MPa,说明了Al-Mg-Zn-Cu合金的主要强化机制为析出强化。     

热处理方式对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和力学性能的影响EI北大核心CSCD

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射及拉伸试验机等研究固溶处理和时效处理对铸态和轧制态Mg-10.6Gd-1.69Y-0.42Zr(质量分数,%)合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:经峰时效处理后合金强度均显著提高,但伸长率有所降低;与200℃峰时效态合金相比,220℃峰时效态合金的屈服强度相差不大,但伸长率明显提高。合金在峰时效阶段的主要强化相为柱面β’相,该相能够有效阻碍位错的基面滑移,提高合金强度。轧制后直接时效的合金能够保留轧制产生的位错,而位错能够促进析出相形核,此时,合金具有最高的析出强化效果,屈服强度和抗拉强度分别为380.0 MPa和416.0 MPa。     

退火态Mg-xZn-0.5Er合金板材组织及室温成形性能EI北大核心CSCD

本文以Mg-xZn-0.5Er(x=0.5,2.0,3.0,4.0,质量分数,%)合金板材为研究对象,考察退火前/后织构及第二相变化对组织和性能的影响。结果表明:粗大第二相可促进动态再结晶(DRX)的发生,细化变形组织;同时,粗大第二相也可促进静态再结晶(SRX)的发生,进一步细化组织、弱化织构,但板材强度降低;退火后,合金板材室温杯突值(IE)普遍降低,且其大小与第二相含量呈负相关;而退火中产生的纳米第二相则进一步减弱了板材的室温成形能力,这说明第二相抵消或削弱了织构优化对成形能力的提升作用。第二相是影响Mg-xZn-0.5Er合金板材室温成形能力的关键性因素。     

Ag含量对纤维相强化Cu-Ag合金组织及性能的影响

通过冷拉拔结合中间热处理制备了不同Ag含量的纤维相强化Cu—Ag合金,研究了Ag含量对合金组织形态、强度和电导率的影响．Ag含量在6％-24％范围内的合金铸态组织包含初生α枝晶、共晶体和次生相．在拉拔过程中,共晶体及次生相均演变成细密的纤维形态．随Ag含量的升高,共晶体及次生相数量增多,合金强度及应变硬化速率升高,电导率下降,尤其当Ag含量增加使合金组织中的共晶纤维束增多并呈连续网状分布时,电导率下降更为明显．高Ag含量合金中共晶体纤维束的强化效应明显高于低Ag含量合金中次生相纤维的强化效应,但其对合金导电性能的损害程度也高于后者．