低频交变电磁场对（Al2O3＋Al2Zr）p／Al复合材料凝固组织和干滑动磨损性能影响

在低频交变电磁场条件下,研究了Al-Zr(CO3)2组元通过熔体反应法原位合成的Al2O3、Al3Zr颗粒增强铝基复合材料,结果表明：外加低频交变电磁场能够有效地改善反应动力学条件,对固液两相反应的传质和扩散起到了很好的促进作用,凝固组织中增强相颗粒在铝基体中的体积分数增加,分布弥散均匀。复合材料干滑动罾损机制是磨粒磨损,磨损量31．7mg,比未加电磁场时的磨损量下降了46．1％,耐磨性提高。     

电磁铸造法制备的(Al2O3+Al3Zr)p/A359复合材料的磨损行为

利用A359-Zr(CO3)2体系原位反应合成法制备(Al2O3 Al3Zr)p/A359颗粒增强铝基复合材料,在制备过程中施加低频交变电磁场进行搅拌以提高复合材料的耐磨性能.干滑动摩擦磨损试验表明:复合材料的耐摩擦性比纯基体合金明显提高,施加电磁搅拌后复合材料的耐摩擦性进一步提高,特别是在较大载荷下的耐摩擦性大幅提高,从轻微磨损到急剧磨损的临界转变载荷由58.8 N提高到78.8 N.磨损表面的SEM分析显示:纯基体合金为粘着磨损和剥层磨损,复合材料的磨损为以磨粒磨损为主和少量的剥层磨损,施加电磁搅拌后的复合材料为纯磨粒磨损.     

单晶高温合金螺旋选晶器选晶行为的模拟和试验研究

通过试验和模拟的方法分析了选晶器引晶段的晶粒组织演化规律和不同情况下等温线的形态分布,以及倾斜等温线下晶粒竞争生长的过程,同时研究了螺旋段的选晶行为。结果表明,引晶段的不同高度具有不同的组织形态,引晶段主要靠晶粒间的竞争生长作用优化晶粒取向,不同形态的等温线下晶粒的优先生长方向不同。螺旋段主要靠螺旋通道对枝晶生长的几何约束选择晶粒,确保只有一个晶粒进入型腔生长成为单晶组织。     

脉冲磁场下原位合成(Al2O3+Al3Zr)p/Al复合材料的微观组织及力学性能

采用熔体反应法,以Al-ZrSiO4为反应体系,在反应过程中施加脉冲磁场,原位合成Al3Zr和Al2O3颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)分析表明:脉冲磁场作用下,原位合成的颗粒细小,尺寸为1～3 μm,且弥散分布于基体中;随外加脉冲磁场强度的增大,反应生成的增强颗粒变得更加细小,分布更均匀.拉伸实验结果表明:脉冲磁场作用下原位合成复合材料的抗拉强度随着脉冲磁场强度的增大而升高,当磁场强度为0.05 T时,复合材料的抗拉强度比未施加脉冲磁场的复合材料提高28%;伸长率随磁场强度的增大略微下降.拉伸断口形貌分析表明:脉冲磁场作用下复合材料断口形貌中的韧窝和撕裂纹大大减少,但仍属于塑性断裂.     

Microstructures and dry sliding wear properties of ZrB2/A356 composites synthesized by magneto-chemistry in situ reaction

In situ A356-x%PVF (particle volume fraction) ZrB₂ (x=1, 3, 5) composites were prepared via magneto-chemistry in situ reaction and the dry sliding wear properties of the composites were investigated. The experimental results show that ZrB₂ reinforcement particle is obtained and its morphology mainly present in spherical and regular hexagon. Wear test results show that the values of wear weight loss of the composites decrease with the increase of value under a given sliding time and a certain load of 60 N. Especially, when x=5, the weight loss of the as-prepared composite is 43.1 mg, which is only 36.4% to that of A356 alloy, 118 mg. The wear mechanism is changed from adhesion wear to adhesion wear and abrasive wear and then to abrasive wear with the increase of x value.     

Al-ZrOCl2体系原位生成Al3Zr的孪晶生长

借助于XRD和TEM研究了Al-ZrOCl2体系熔体反应生成的原位复合材料，结果表明：内生增强体为Al3Zr和Al2O3颗粒，Al3Zr晶体形貌主要以多面体和长方体形状为主，其平均尺寸约为1．26μm，最大尺寸为4μm，纵横比在1.5-2.0之间。这两种形状的晶体表面均存在生长小面（facet)，首次发现Al3Zr晶体以孪晶方式生长，孪晶面为（1，1^-,4^-),孪生方向为[2,2^-,1]。对Al3Zr晶体的结构分析发现，该晶体存在四个密排面，它们分别是（1，1，4），（1^-,1^-,4),(1,1^-,4)和（1^-,1,4)。     

CuYSi-Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料的晶化行为

采用差示扫描量热仪(DSC)在不同加热速率下研究Mg60Cu30Y10块体非晶合金及CuYSi-Mg60Cu30Y10复合材料,并利用Kissinger以及Doyle方法研究CuYSi颗粒生成后对块体非晶合金变温晶化行为的影响。结果表明:CuYSi颗粒生成后,复合材料的变温晶化行为依然具有动力学效应,但生成的CuYSi颗粒减小了复合材料玻璃转变行为对升温速率的依赖程度;同时,颗粒的生成增加了复合材料发生玻璃转变以及起始晶化时所需要克服的能量势垒,提高了材料的热稳定性;局域晶化激活能随着复合材料晶化体积分数的增加而减小。     

脉冲磁场下原位合成（Al203＋Al3Zr）p／Al复合材料的微观组织及力学性能

采用熔体反应法，以Al-ZrSi04为反应体系，在反应过程中施加脉冲磁场，原位合成Al3Zr和Al203颗粒增强铝基复合材料。X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）分析表明：脉冲磁场作用下，原位合成的颗粒细小，尺寸为1～3μm，且弥散分布于基体中；随外加脉冲磁场强度的增大，反应生成的增强颗粒变得更加细小，分布更均匀。拉伸实验结果表明：脉冲磁场作用下原位合成复合材料的抗拉强度随着脉冲磁场强度的增大而升高，当磁场强度为0．05T时，复合材料的抗拉强度比未施加脉冲磁场的复合材料提高28％；伸长率随磁场强度的增大略微下降。拉伸断口形貌分析表明：脉冲磁场作用下复合材料断口形貌中的韧窝和撕裂纹大大减少，但仍属于塑性断裂。     

高能超声下原位合成ZrB2/A356复合材料及其磨损性能

以Al-K2ZrF6-KBF4为反应体系,在高能超声下原位合成了ZrB2/A356复合材料;研究了超声功率对ZrB2颗粒尺寸、形貌、分布的影响,以及复合材料室温干滑动磨损性能。结果表明:随着超声功率的增加,复合材料中的ZrB2颗粒逐渐细化,其含量也有一定程度提高;当超声功率达到1.6kW时,出现大量ZrB2纳米颗粒,其形貌由原来的块状、柱状变为粒状,复合材料的磨损量减小到56mg,耐磨性提高到1.08,磨损面出现较明显的犁沟。