铜/钢复合材料的研究及应用

介绍了铜/钢复合材料的种类、用途及主要生产方法的原理和特点,对近年来铜/钢复合材料生产方法的新进展及发展动向进行了评述。

反向凝固法生产H90-钢-H90复合带

研究H90-钢-H90反向凝固复合过程中复合层厚度的变化规律以及复合带的组织和性能,探讨界面结合机理。结果表明:随着浸渍时间的增加,复合层的厚度变化经历了凝固生长、平衡相持和回熔3个阶段,钢带的预热温度越低,获得的最大复合层厚度越厚;H90复合层的组织为等轴晶粒,复合界面处Cu和Fe发生了扩散,而Zn未发生明显扩散,扩散层较薄,约为4μm;复合带的界面结合牢固;不同复合层厚度的复合带,其力学性能略有差异,但均达到GB5213—85所规定的F级深冲钢板的力学性能要求。

二元铜基合金的色泽特性

系统、定量地研究了元素Al、Zn、Sn、Mn、Si和所有添加元素均能不同程度地降低合金表面色中的红色成分,但对黄色成分的影响有所不同。Al和Zn增加合金表面色中的黄色成分,而Sn、Mn、Si和Ni降低合金表面色中的黄色成分。在仿制不同K金表面色的合金时,Al和Zn是最重要的调色元素,Sn、Mn、Si和Ni可作为辅助调色元素。

铜-钢反向凝固复合带的实验研究

以 1 2mm厚的 0 8Al钢作为母带 ,纯铜作为复合层材料 ,系统地研究了浸渍复合时间、铜液温度及钢带预热温度等工艺参数对铜复合层厚度变化的影响规律·研究结果表明 :随浸渍复合时间的增加 ,复合层的厚度变化经历了凝固生长和回熔两个阶段 ,钢带的预热温度越低 ,铜复合层厚度越厚 ,在通常的铜液过热度 (<1 0 0℃ )范围内 ,铜液温度的变化对复合层的厚度影响不大·

对称复合板冷轧变形模式的上限分析

应用上限法建立了对称复合板冷轧变形模式的数学模型,在此基础上对软复层复合板在不同条件下冷轧时的变形模式进行了计算,给出了相关计算曲线。计算结果表明,依过程参数的不同,软复层复合板冷轧时存在比例变形、界面撕开及不稳定变形三种可能的变形模式。加工率越大、界面结合强度越高、基体材料的相对强度和复合板轧后的相对厚度越小,则均匀变形区越大,界面撕开区越小。不稳定变形区仅在基体材料的相对厚度和相对强度足够大时才存在。

H90/钢反向凝固复合层的厚度变化规律

以 0 8Al钢作为母带 ,H90黄铜作为复合层材料 ,系统地研究了反向凝固复合工艺中浸渍复合时间、铜液的温度以及钢带的预热温度和厚度对黄铜复合层厚度变化的影响规律。研究结果表明 :随浸渍复合时间的增加 ,复合层的厚度变化经历了凝固生长、平衡相持和回熔 3个阶段 ;铜液温度以及钢带预热温度和厚度变化不改变复合层厚度的变化规律 ,但对各阶段的持续时间和复合层的厚度有影响 ;钢带越厚以及铜液的温度和钢带的预热温度越低 。

铜-钢反向凝固复合层厚度变化的数值模拟

根据铜 钢反向凝固复合试验的实际情况,建立了温度场的计算模型,应用ANSYS软件模拟了钢带厚度和预热温度、浸渍复合时间以及铜液温度对铜凝固复合层厚度变化的影响。

Cu-Zn合金铸件的色泽特性

研究了Ｃｕ－Ｚｎ合金铸件的色泽特性与Ｚｎ质量分数变化的规律，并与三种Ｋ金（２４Ｋ，１８Ｋ和１４Ｋ）的色度参数进行了比较。结果表明，随Ｚｎ质量分数的增加，合金表面色中的红色成分先减少然后增加，而黄色成分和明度值先增加然后减少；合金的表面色泽由铜色向金黄色、黄色、绿黄、黄、金黄色变化。通过调整Ｚｎ质量分数，可获得色泽接近１８Ｋ和１４Ｋ金表面色的合金，但不能获得色泽接近２４Ｋ金表面色的合金。

对称复合板冷轧过程的上限分析

采用Hill提出的速度场 ,计算了对称复合板冷轧变形过程的能量消耗 ,在此基础上对软复层对称复合板在不同参数组合下冷轧时所需的最小摩擦、最大允许的加工率、以及复合板与轧辊间的摩擦状态进行了计算和分析 ,给出了相关计算曲线。计算结果表明 ,当基体材料的相对强度和相对厚度较小时 ,复合板冷轧时的变形行为与单金属冷轧时类似 ,但当基体材料的相对强度和相对厚度较大时 ,接触表面容易产生粘着现象。

DC铸造5182铝合金大尺寸扁锭偏析及微观组织的试验研究

为研究DC铸造Al-Mg合金大尺寸扁锭宏观偏析及微观组织分布特征,从而对后续探究偏析的形成以及改善偏析提供理论参考,本试验利用直读光谱仪(OES)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对5182铝合金宏观偏析、析出相及晶粒尺寸开展了试验研究。研究结果表明:沿5182铝合金铸锭横截面厚度方向,Mg元素呈中心负偏析、四分之一厚度区域正偏析趋势;Al6MnFe、Mg2Si为5182铝合金铸态组织主要析出相,另外包含少量Al2CuMg相,其中,Al6MnFe相含量沿铸锭中心至铸锭表面呈先增大后减小再增大的趋势,Mg2Si相在铸锭中心与四分之一厚度区域析出较多,其余位置的较少,Al2CuMg相仅少量存在于铸锭表面与中心区域。晶粒尺寸由铸锭表面至中心呈先增大后减小的趋势。

磷铜钎料的研究与应用

介绍了磷铜针料的组成、性能、成分设计原则以及存在的主要问题，并主要评述了近年来磷铜钎料的开发和应用情况．

H90/钢反向凝固复合带的组织与性能

研究了反向凝固法生产的H90-钢-H90复合带的组织结构、界面形态以及力学性能,探讨了界面结合机理。通过金相和扫描电镜观察发现,H90复合层的组织为等轴晶粒,钢带的组织在复合前后未发生变化,复合界面处Cu和Fe发生了扩散,Zn未发生扩散,扩散层较薄,大约为4μm。经弯曲试验和多道次小变形量冷轧试验表明,复合带的界面结合牢固;力学性能测试结果表明,不同复合层厚度的复合带,力学性能略有差异,但均能达到GB5213-85所规定的F级深冲钢板的力学性能要求。

平面应变镦粗问题的摄动分析

通过引入速度势函数，将理想刚塑性体平面应变问题的控制方程化简为两个非线性偏微分方程．应用摄动方法，以摩擦因素（是摩擦系数和变形区几何参数的函数）为摄动参数，获得了平面应变镦粗问题的摄动解．在此基础上，研究了镦粗过程中的变形规律和应力分布规律，理论分析结果与由其它理论所得的结果符合较好．

间歇式永磁搅拌对高纯铝凝固组织的影响

为研究间歇式永磁搅拌对高纯铝凝固组织的影响,采用永磁搅拌机对铝熔体进行14种不同方式的间歇式搅拌,观察不同的间歇式搅拌对其凝固组织的影响。结果表明:以300r/min的速度搅拌,高纯铝凝固组织的等轴晶区较大,等轴晶尺寸更小,但是会在铸锭的芯部形成气孔等缺陷;当正反方向间歇式搅拌和正正方向间歇式搅拌分别为转3T停1s和转2T停1s时,高纯铝的凝固组织的等轴晶最多且缺陷最少,其中正反间歇式搅拌效果更好;等轴晶由柱状枝晶的二次枝晶臂脱落而形成,是由强迫对流引起的;搅拌速度越大,熔体流动速度越大,从而增加二次枝晶臂脱落的概率。

功率超声对Al-Si合金组织和性能的影响

研制成功率超声铸造设备和附属装置， 研究了全过程超声处理和结晶前超声处理对ＡｌＳｉ 共晶和过共晶合金铸造组织和性能的影响。结果表明： 适宜的超声参数对初晶Ｓｉ 和共晶Ｓｉ 组织具有双重细化作用， 使Ｓｉ 破碎变成颗粒状， 合金的机械强度和塑性明显提高。认为超声细化合金组织存在阈值声压， 对功率超声细化合金组织的机理进行了理论上的分析和探讨。

GH4742高温合金的动态再结晶行为

采用Gleeble-1500D热模拟机对GH4742高温合金进行高温压缩试验,观察该合金的金相组织和TEM显微组织并进行对比分析,研究该合金的动态再结晶行为。结果表明:小应变速率、大变形程度及高变形温度均促进了该合金动态再结晶的进行,第二相粒子通过影响位错的运动来影响合金的动态再结晶行为;晶界弓出机制是GH4742高温合金动态再结晶的主要形核方式,部分孪晶通过叠加方式形核;通过对真应力—真应变曲线数据的计算拟合,构建了GH4742高温合金动态再结晶模型。

液-固相轧制复合法生产含硅中锡铝合金/钢复合轴瓦带的组织和界面

采用液 固相轧制法可以稳定、连续生产AlSn8Si2.5Pb2Cu0.8Cr0.2覆钢双层轴瓦带·通过金相和EPMA照片显示其组织与铸造组织相似,但含有大量致密细小、发达的柱状枝晶,组织内Si、Sn等元素分布均匀·由于复合界面结合强度较高,撕开后钢表面有大量的铝块,其复合机理主要是由于钢、铝充分润湿,高温和较大的轧制力使钢表面污染层、氧化层变薄,形成牢固的冶金结合所致·

新型Al-Sn-Si-Cu-Mg轴瓦材料组织与性能研究

选择Al Sn Si Cu Mg合金作为研究对象,采用Leica光学显微镜、EPM810Q电子显微镜等手段观察分析Cu、Mg、Sn、Si形态分布规律,进而研究了加工工艺对合金组织性能的影响,同时提出高温短时退火制度,最终确定预处理工艺和退火制度,发现通过加工和热处理,可消除合金中Sn、Si晶间网状分布,从而改善合金的加工性能。

微量Nb对低合金钢组织转变的影响

研究了微量Nb对低碳钢FNS400连续冷却转变曲线和组织的影响。结果表明,微量Nb使钢的临界点Ac1、Ac3上升,Ms点下降,先共析铁素体转变开始线大幅度向右下移,发生贝氏体转变的最低临界冷速由3℃/s下降至0.8℃/s,发生马氏体转变的最低临界冷速由5℃/s下降到3℃/s,铁素体体积分数减少了1%-19%,珠光体增加了3%-11%,贝氏体增加了2%-18%,马氏体减少了2%-18%。

高强度Al-Sn-Si-Cu-Mg轴瓦材料的研究

针对现代发动机向高速、重载、无污染方向发展的需求,研发出了一种新型高承载能力的、无Pb的铝合金轴瓦材料。通过正交试验,分析了添加元素对合金力学性能的影响规律,确定了合金的成分控制范围。试验结果表明:该合金具有显著的时效硬化能力,它在475℃0.5h固溶淬火、160℃8h时效后的性能指标可达HV≥70;抗拉强度Rm≥200N／mm2;伸长率A≥15％。