6061铝合金FSW接头组织与耐蚀性能的研究

对4 mm厚的6061-T6铝合金板进行了搅拌摩擦焊接,通过浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀试验研究焊缝腐蚀性能,采用金相显微镜、透射电镜等观察接头的微观组织。结果表明:6061铝合金FSW焊核区晶粒显著细化,晶界第二相较少;焊核区的耐剥落腐蚀和晶间腐蚀性能优于热影响区的;焊核区比热影响区的腐蚀电位较高,腐蚀电流密度较小,焊核区表现出更好的耐腐蚀性能。

双相钢与铝合金异种金属激光焊接技术研究进展

随着汽车行业对减重、节能需求的增加,近年来铝合金等轻质材料广泛应用在车身结构件中。双相钢与铝合金异种金属激光焊接中,材料物化性能差异大导致焊缝成形差、接头强度低,主要原因是钢/铝界面处生成的Fe-Al金属间化合物(Intermetallic compounds,IMC)脆性大、硬度高,焊接接头存在较大的残余应力,致使焊接接头性能恶化。本文综述了工艺窗口和冶金调控对焊缝成形的影响规律,并阐述了飞溅、烧损、裂纹等焊接缺陷的控制措施,总结了焊接参数和不同中间层元素对界面中间相的种类、数量以及接头力学性能的影响规律,分析了不同中间层元素(Pb、Sn、Ti、Cu、Mn、Si等)在焊接过程的作用和特点,并展望了双相钢/铝合金异种金属激光焊接的未来发展趋势。

Al_2O_3陶瓷颗粒对镍基合金涂层耐磨性能的影响

采用激光熔覆技术在Cr12MoV冷作模具钢上制备Al_2O_3陶瓷颗粒增强的镍基合金涂层,分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了熔敷镍基合金涂层的横截面宏观形貌、显微组织、物相、显微硬度和耐磨性能.结果表明:当陶瓷颗粒的质量分数为15%时,镍基合金涂层中出现明显裂纹;当陶瓷颗粒的质量分数小于15%时,镍基合金涂层中金属与母材具有良好的冶金结合;镍基合金涂层的显微硬度与耐磨性具有相同的变化规律,即随着陶瓷颗粒质量分数的增加,显微硬度逐渐增大,耐磨性能逐渐增强,这是由于Al_2O_3陶瓷颗粒均匀分布在Cr元素形成的固溶体骨架附近的缘故.

挤压及热处理对原位合成(Al_3Zr+ZrB_2)_p/6063Al复合材料力学性能的影响规律

采用Al-KBF4-K2ZrF6剂体系,通过熔体反应法成功制备(Al3Zr+ZrB2)p/6063Al复合材料。对复合材料进行热挤压和热处理,并利用正交试验的方法综合分析挤压和热处理参数(固溶温度、时效时间、时效温度)对铝基复合材料的抗拉强度的影响,采用SEM等分析方法于各阶段分析了复合材料的相组成,探讨了热处理对复合材料拉伸性能的影响的微观机制。结果表明,热挤压和热处理均对复合材料的微观形貌和抗拉强度有较大影响,分别提升了6%和20%。正交试验计算所得热处理参数对抗拉强度影响的大小顺序为固溶温度、时效温度、时效时间。优选出最大抗拉强度热处理工艺为固溶温度723 K,固溶时间4 h;时效温度423 K,时效时间4 h。

6061-T4铝合金激光焊接接头组织与力学性能研究

对汽车用6061-T4铝合金板材进行激光焊接,采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜、维氏硬度测试、拉伸试验等研究了激光焊接接头微观组织、显微硬度、强度和塑性、拉伸试样断口形貌。结果表明,6061-T4铝合金激光焊接接头的母材区组织为粗大条状晶粒;焊缝中心组织为细小的铸态树枝晶,针状β″析出相在晶界偏聚,位错密度降低;激光焊接接头的强度(硬度)和塑性均比母材有一定下降。

大功率激光重熔对ZrB_(2p)/6061Al复合材料的组织影响规律

针对原位合成法合成颗粒增强铝基复合材料时,基体内部存在晶粒粗大、颗粒尺寸不均匀,有副产物遗留、颗粒团聚现象,先采用原位合成法使KBF_(4),K_(2)ZrF_(6)粉末与AA6061铝锭在高温条件下发生反应生成纳米级ZrB_(2)颗粒,然后加入C2Cl6精炼剂进行精炼、除气、扒渣过程,制得所需颗粒增强铝基复合材料后,对其进行大功率激光重熔,观察3种铸造缺陷的解决情况。试验结果显示,经过熔体精炼的复合材料主要增强相为纳米级ZrB_(2),纳米ZrB_(2)团簇体获得均匀分散、基体晶粒组织细小的等轴晶。

选区激光熔化制备难熔高熵合金研究现状与展望

难熔高熵合金(RHEAs)因具备高熔点、高硬度和高温相结构稳定性成为航空航天、海洋船舶和核能工业等领域的重要材料。本文对选区激光熔化(SLM)技术制备的不同体系RHEAs进行梳理,并对其微观组织、力学性能、残余应力和耐腐蚀性能进行分析。结果表明,SLM制备的RHEAs未改变其固有相(BCC相),且枝晶形貌为树枝晶、等轴晶、胞状晶等,晶粒尺寸较电弧熔炼平均减少80%~90%;细晶强化、固溶强化等强化机制有效提升了材料的力学性能;SLM技术在制备RHEAs时,热源的局部加热和冷却会造成残余应力积累,可通过工艺参数优化、母材预热等方法降低热应力;SLM可实现难熔元素均匀分布,减缓腐蚀介质侵蚀合金表面的速率,从而增强合金的耐蚀性能。

高熵合金高能束增材制造及性能的研究进展

高熵合金(HEA)是目前材料和工程科学领域的研究热点。HEA不同于传统合金,由多种主要元素组成,因此HEA成分数量可能大大超过传统合金。HEA因其独特“近/等摩尔比”的成分构成,具备高硬度、抗氧化、抗腐蚀、耐高温、耐磨等优异的性能。增材制造(AM)与HEA结合可制备出高强度、高塑性、高度复杂几何体的金属零件。本文探讨了目前广泛使用的选区电子束熔化技术(SEBM)、选区激光熔化技术(SLM)、激光熔覆技术(LC)以及等离子熔覆技术(PC)。前两者用于制备块状HEA,后两者用于制备涂层HEA。SEBM制备的HEA延展性好,不易开裂;SLM制备的HEA成形精度、强度、表面光洁度高;LC制备的HEA熔覆层稀释度极低,组织致密;PC制备的HEA熔覆层几乎无气孔、无裂纹。本文系统总结了4种不同AM方法的技术特点,以及制备的HEA相较于传统铸造技术在微观结构特征、力学和耐腐蚀性能方面的优势,并详细介绍其内在机理。将为开发AM制备高熵合金的前沿技术提供理论思路。

纳米薄膜基底对表面增强拉曼光谱检测环丙沙星的影响

基于金纳米颗粒薄膜基底和金纳米棒薄膜基底,使用表面增强拉曼光谱(SERS)技术对环丙沙星(CIP)的含量进行了分析检测,为食品中CIP残留检测提供了新方法。通过使用柠檬酸钠还原氯金酸制备金纳米颗粒胶体,以及通过晶种生长法制备金纳米棒胶体,以应用于SERS增强基底。通过不同激发光波长对CIP进行SERS检测,确定了最佳激光波长为780 nm。使用校正集CIP标准溶液,建立CIP浓度-SERS信号强度的工作曲线,使用检验集样本观察工作曲线的预测能力。结果表明:使用金纳米颗粒基底进行CIP的SERS检测,回收率在97.1%~105.0%;使用金纳米棒基底进行SERS检测,回收率在96.3%~121.8%。因此,SERS在检测CIP抗生素领域具有高灵敏度、快速检测等优势。

原位合成ZrB2p/6061Al复合材料的大功率激光焊接组织及性能

通过ZrB2p颗粒增强ZrB2p/6061Al铝基复合材料的大功率激光焊接试验,研究激光焊接对铝基复合材料焊缝组织与性能影响,进而优化大功率激光焊接铝基复合材料的工艺参数。分析了不同焊接参数下的焊缝组织,初步获得了最优焊接参数。结果表明,激光功率为2000W,移动速度为7mm/s,焊接角度为85°时,焊接后基体晶粒得到明显细化,颗粒分散均匀、团簇体基本消失,此时焊缝区域硬度(HV)平均值为64.6。

原位ZrB_(2p)/6061Al复合材料的大功率高速激光焊接成形和组织演变

通过原位合成法制备5%(质量分数)ZrB_(2p)/6061Al复合材料,并对其进行激光焊接组织和力学性能研究。XRD和EDS分析表明,通过Al-K_(2)ZrF_(6)-KBF_(4)原位反应体系成功制备5%ZrB_(2p)/6061Al复合材料。通过OM和SEM分析,与基体6061Al合金相比,ZrB_(2p)/6061Al复合材料中的纳米ZrB_(2)颗粒产生的异质形核和钉扎效应对基体晶粒具有一定的晶粒细化作用,但纳米级颗粒团簇体的存在使其细化效果受到局限。进行激光焊接试验,在保证完全焊透的情况下,采用3.6kW、2.4m/min的大功率高速焊接可获得成形良好的焊缝。激光快速熔凝过程使基体晶粒进一步高度细化,大量ZrB_(2)团簇体基本消失,ZrB_(2)颗粒基本均匀分散,通过电子显微镜研究ZrB_(2)颗粒的迁移行为,发现激光熔池的熔体搅动和快速凝固过程实现了ZrB_(2)颗粒的2次分布。焊缝组织的优化提高了焊接接头的维氏硬度和抗拉强度,分别最高达到561.54MPa和125.17MPa,并探讨了焊缝的强化机制。