简介:利用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验,研究不同温度等通道转角挤压(ECAP)和常规静态时效处理后6013Al-Mg-Si铝合金的微观结构、时效行为、析出动力学以及力学性能。XRD测得的ECAP变形后合金的平均晶粒尺寸在66-112nm范围内,平均位错密度在1.20×10^14-1.70×10^14m^-2范围内。DSC分析表明,由于ECAP后试样比常规时效处理试样拥有更细小的晶粒和更高的位错密度,因此,ECAP变形后合金的析出动力学更快。与未变形合金相比,ECAP后试样的屈服强度和抗拉强度都得到了显著提高。室温ECAP后试样的强度达到最大,其屈服强度是静态峰时效屈服强度的1.6倍。细晶强化、位错强化以及由于ECAP过程中的动态析出而产生的析出相强化,是ECAP合金获得高强度的几种主要强化机制。
简介:建立适合铝合金材料的各向同性线性强化薄板在平面应力状态下塑性变形时厚向应变的求解模型。当加载于薄板的应力分量之比在平面内塑性变形过程中为常数时,薄板的应变分量间呈线性关系,研究发现这一系列不同应力比例和对应的应变比例值构成直线方程,即η-η线。因此,当应力分量间呈恒比例关系加载于薄板时,其厚度方向的应变可以通过η-η线方程快速得到,避免了积分和微分运算。当薄板处于更加复杂的加载状态时,其厚度可以通过提出的迭代优化算法模型得到。研究表明,计算结果与现有理论和有限元仿真结果的相对误差小于0.75%,其精度达到工程应用要求。该模型可用于航空高强铝合金厚板预拉伸工艺分析等实际应用。
简介:研究定向凝固条件下凝固参数(生长速率v和温度梯度G)对Mg-2.35Gd合金显微组织及室温力学性能的影响。采用金属液淬技术,在温度梯度G为20、25、30K/mm,生长速率v为10-200μm/s条件下通过高梯度Bridgman定向凝固炉制备试样。研究表明,实验合金的显微组织均为胞晶组织,胞晶间距λ随温度梯度和生长速率的增大而减小,其非线性拟合关系分别为λ=136.216v^-0.2440(G=30K/mm)、λ=626.5630G^-0.5625(v=10μm/s),均与Trivedi模型较吻合。随温度梯度和生长速率的增大,合金室温抗拉强度逐渐提高,伸长率逐渐降低。同时,合金室温抗拉强度高于相同冷却速率条件下自由凝固试样的室温抗拉强度。
简介:通过射线照相检测对TC4钛合金铸件内部常见缺陷及其在热等静压前后的演变进行分析,结果表明:TC4钛合金铸件内部大部分闭合孔洞类缺陷经热等静压均可消除,内部缺陷底片上显示消失;少量的夹杂类和非闭合孔洞类缺陷未压合,在底片上与热等静压前缺陷显示基本一致;个别缩孔缺陷部分压合或表面压陷,极少量的大尺寸缩孔缺陷压缩变形为线性缺陷,在底片上缺陷显示形态发生变化。由于线性缺陷的结构特征在射线照相检测时易导致影像对比度下降,进而影响缺陷的检出率,因此应在热等静压前对易产生缩孔部位进行射线照相检测并将大尺寸缩孔清除补焊,避免热等静压后缩孔压缩变形造成缺陷漏检。
简介:在硅酸盐、磷酸盐、焦磷酸盐或其混合电解液中对锆-4合金进行等离子电解氧化。通过实验确定合适的工艺参数,并运用电化学技术、显微硬度、SEM、XRD等技术对膜层性能进行表征。结果表明:在纯的硅酸盐电解液中得到的膜层很不均匀,且在添加磷酸盐后,膜层均匀性仍然很差。在焦磷酸盐体系中得到的膜层比较均匀,但硬度低。在焦磷酸盐体系中添加硅酸盐后,膜层的均匀性和硬度都得到改善。XRD结果表明,膜层的主要成分为单斜氧化锆和四方氧化锆。添加硅酸盐后,有利于四方氧化锆的形成。极化曲线结果表明,在焦磷酸盐以及焦磷酸盐与硅酸盐混合体系中得到的膜层具有较强的耐蚀性。
简介:采用非自耗真空电弧熔炼炉制备不同Zr含量的Ti43Al与Ti47Al合金,研究该合金的显微组织和力学性能的变化。结果表明:Zr对Ti43Al合金的组织形态无明显影响,Ti47Al合金则由枝晶组织演变成等轴晶组织。Zr元素的添加能细化晶粒。Zr能促进γ相的形成,Zr在Ti43Al和Ti47Al合金γ相中的固溶度分别为12.0%和5.0%(摩尔分数)。经过分析,Ti43Al-xZr中的γ相由β相转化而来,Ti47Al-xZr中的γ相则由α相转化而来。细晶强化和固溶强化作用使压缩强度提高;然而,严重的显微偏析会导致力学性能下降。Zr元素极大的固溶度对合金的塑性具有不利的影响。Ti43Al-xZr和Ti47Al-xZ合金的最大压缩强度分别为1684.82MPa(x=5.0%)和2158.03MPa(x=0.5%),而Ti43Al-xZr合金的压缩应变无明显变化,Ti47Al-xZr合金的最大压缩率为35.24%(x=0.5%)。两组合金均呈脆性断裂特征。
简介:介绍一种金属/合金的生产方法,用于恒电流和恒电位条件下由混合硫化物(Cu2S,NiS)生产Cu-Ni合金,称为直接电化学还原(DER)。研究槽电压和槽电流等工艺参数对还原得到的化合物组成的影响,以生产工业所需的CuNi10,CuNi20和CuNi30等合金。在1200°C下采用循环伏安法(CV)考察Cu2S和NiS在CaCl2熔体中的电化学行为。根据CV研究结果,Cu2S的阴极还原是一步完成的,即Cu2S?Cu;NiS的阴极还原则分两步进行,即NiS?Ni3S2?Ni。恒电流研究表明,在10A电流下电解15min,可制备出最高硫含量为320×10-6的高纯CuNi10合金。扫描电子显微镜以及能量色散X射线能谱和光学发射光谱(OES)测试结果表明,在2.5V电压下直接电化学还原15min,可制备出杂质含量低(即硫含量小于60×10-6)的所选成分的Cu-Ni合金。
简介:采用放电等离子烧结(SPS)法将元素钛粉和镍粉制备成Ti-51%Ni形状记忆合金(SMAs)。研究目的是采用自由锻二次加工以提高SPS合金的性能。对自由锻前后合金的显微组织、相变温度和超弹性进行比较。结果表明,自由锻可以显著提高Ti-Ni形状记忆合金的拉伸强度和形状记忆性能,自由锻后合金的韧性从6.8%提高到了9.2%,超弹性的应变范围从5%增加到7.5%,应变恢复速率从72%提高到92%。Ti-51%Ni合金显微组织中含有立方奥氏体相(B2)基体、单斜马氏体相(B19′)、第二相(Ti3Ni4,Ti2Ni和TiNi3)和氧化物相(Ti4Ni2O,Ti3O5)。自由锻后再经500°C时效处理的最终样品的马氏体相变温度向高温方向偏移,这是由于Ti3Ni4相(透射电镜下可以观察到)的析出而导致基体中Ni含量的减少。总之,自由锻可以提高Ti-51%Ni形状记忆合金的超弹性和力学性能。
简介:在K2ZrF6-Na2SiO3电解液中对Y(NO3)3浸泡预处理的AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,在镁合金表面制备Y2O3-ZrO2-MgO复合膜层(YSZ-MgO膜)。运用电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、X射线衍射(XRD)和电化学分析与高温氧化等方法研究YSZ-MgO膜的组成与结构、耐腐蚀性及热稳定性。结果表明,YSZ-MgO膜主要由Y2O3、ZrO2、MgO和Mg2SiO4等物相组成,和未经Y(NO3)3浸泡的膜层(ZrO2-MgO膜)相比,YSZ-MgO膜的厚度较小,但膜层的致密性较好,表面粗糙度较小;且腐蚀电流密度较小、开路电位较正、极化阻抗较高;在5%NaCl溶液中的腐蚀速率低于ZrO2-MgO膜的,约为AZ91D镁合金的8%。YSZ-MgO膜层比普通ZrO2-MgO膜层具有更强的抗高温氧化性能和耐热冲击性能。
简介:研究Cu-Mg-Te-Y合金在铸态、热轧态、冷轧态的组织和元素分布;讨论不同退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金组织的改变;分析轧制和退火温度对Cu-Mg-Te-Y合金性能的影响。结果表明,不同的轧制工艺获得的合金组织与铸态合金组织相比差别明显,轧制后合金中Mg元素分布比铸态合金的更加均匀,Cu-Mg-Te-Y合金热轧后Cu2Te相被挤碎,尺寸变小,分布更加弥散,继续冷轧后Cu2Te相则被拉长、压扁,呈细条状。冷轧后的Cu-Mg-Te-Y合金在390℃以下退火1h,组织变化不明显,在550℃退火1h后,冷变形产生的纤维状组织发生完全回复再结晶,加工硬化效果消失,抗拉强度大幅度下降,导电率上升。退火温度在360~390℃范围内,Cu-Mg-Te-Y合金可以获得较好的力学性能。
简介:采用低频电磁铸造技术制备Al-9Zn-2.8Mg-2.5Cu-xZr-ySc(x=0,0.15%,0.15%;y=0,0.05%,0.15%)合金,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、力学性能测试等手段分别对其均匀化、热挤压态、固溶态和时效态的组织与性能进行对比分析。结果表明:添加微量Sc和Zr,会在凝固过程中形成初生Al3(Sc,Zr),可显著细化合金铸态晶粒;均匀化时形成的次生Al3(Sc,Zr)粒子可以强烈钉扎位错和亚晶界,有效抑制变形组织的再结晶,显著提高合金的力学性能。与不含Sc、Zr的合金相比,含0.05%Sc和0.15%Zr的合金经固溶处理和峰值时效处理后其抗拉强度和屈服强度分别提高172MPa和218MPa,其强化作用主要来自含Sc、Zr化合物对合金起到的亚结构强化、析出强化和细晶强化。