金属/气体共晶定向凝固规则多孔金属的研究进展

金属/气体共晶定向凝固是一种制备规则多孔金属的新工艺。评述了该工艺的发展历程、原理和最新进展,同时介绍了由该工艺制备的规则多孔金属的结构和性能特点及其应用。

液态金属质量的表征与评测技术进展

探讨了液态金属质量的含义、表征与评测方法,评述了用热分析方法评测液态金属质量的进展。着重介绍了计算机和人工智能在热分析液态金属质量评测中的应用。

冷却曲线人工智能识别与新一代铸造合金熔体质量评估技术

文中回顾了铸造合金熔体质量热分析评估技术的发展历程和应用现状。分析了现行热分析技术的特点。提出了一种新的热分析熔体质量评估技术。

GASAR和Gasarite研究进展

金属 /气体共晶定向凝固 (GASAR)是一种制备气孔定向排布的规则多孔金属 (Gasarite)的新工艺。简要回顾了该工艺的原理和发展现状 ,介绍了由该工艺制备的规则多孔金属的结构和性能特点及其应用 ,同时介绍了从事该研究的一些进展。

非金属夹杂物对等温淬火高硅铸钢力学性能的影响

钢中非金属夹杂物对材料力学性能的影响十分显著。本文利用图像分析技术 ,系统研究了非金属夹杂物对等温淬火高硅铸钢力学性能的影响。试验结果表明 :高硅铸钢的夹杂物主要为Si、Cr、Fe的氧化物 ;夹杂物平均尺寸、夹杂物面积百分数、夹杂物平均间距等参数均影响材料的力学性能 ;夹杂物平均尺寸大于 15μm、夹杂物面积百分数大于1%、夹杂物平均间距小于 2 5μm时 ,就会极大地影响高硅铸钢的抗拉强度和冲击韧性。

冷却曲线识别与亚共晶Al-Si合金熔体状态测评

研究了B ,Sr含量以及保温时间对Al 7Si合金熔体冷却曲线与凝固组织的影响。利用数字化测温技术、模式识别技术和数字图像分析技术分别进行了冷却曲线和凝固组织的测量与比较 ,基于大量试验结果积累的数据库 ,实现了Al 7Si合金熔体组织细化及变质效果的测评。研究结果显示 ,随着表征曲线相似程度的综合偏差值趋近于 0 ,相应的晶粒尺寸及变质级别差值均向 0收敛。冷却曲线的整体形状可以表征包括熔体细化及变质效果在内的Al Si合金熔体状态。

铝表面激光熔覆陶瓷原理和工艺的研究

研究了激光熔覆陶瓷的物理过程,发现原来熔覆合金的模型不符合激光熔覆陶瓷的情况,提出了新的激光熔覆模型.研究了激光熔覆工艺参数对陶瓷涂层质量的影响,得出了获得良好涂层的工艺条件.在铝基体表面成功地获得了均匀致密的SiO_2涂层和Al_2O_3涂层.涂层内部致密无缺陷,涂层与铝基体结合良好.

定向凝固金属-气体共晶的研究进展

金属-气体共晶是由一个液相在凝固过程中同时生成一个固相和一个气相的反应,即Liquid→Solid+Gas。在定向凝固条件下,金属-气体共晶可以形成类似于棒状共晶的组织,即圆柱状气孔定向排列于金属基体中的藕状多孔结构。1993年乌克兰学者Shapovalov博士在美国申请的一项专利中提出了用这种定向凝固金属-气体共晶方法制备藕状多孔金属的新工艺。其后,美国、日本、英国等国纷纷开展了相关的研究。各种常见的金属被用来制备藕状多孔金属。2003年,清华大学的李言祥研究组在教育部博士点基金的资助下开始相关研究,2005年,昆明理工大学周荣教授获得科技部973前期研究专项的资助,两校开始合作研究。几年来,研究取得了积极的进展。本文从①金属-气体共晶定向凝固装备;②金属-气体共晶定向凝固理论;③金属-气体共晶定向凝固藕状多孔材料等几个方面,全面介绍定向凝固金属-气体共晶的研究进展以及我们自己的相关研究成果。

定向凝固条件下亚共晶铸铁凝固特性的研究

用定向凝固方法,对亚共晶成分铸铁的凝固特性进行了研究。结果表明,当铸铁按稳定系凝固咸灰口铁时,先共晶奥氏体枝晶的数量和发达程度随凝固速度的增大面增加。面当铸铁按介稳系凝固成白口铁时,先共晶奥氏体枝晶的数量和发达程度都基本上不随凝固速度的变化面改变。分析指出,灰铸铁的共晶凝固温度随凝固速度的增大面降低,而白口铁很难过冷,其共晶凝固温度基本不变．

铸铁凝固过程中石墨形态的转变

用热解石墨籽晶在含变质元素铈的碳过饱和铁液中的外延生长法和共晶成分铸铁在定向凝固过程中加入变质元素铈的方法分别研究了初生石墨和共晶石墨在生长过程中的形态变化。

Al_xCoCrCuFeNi多主元高熵合金的微观结构和力学性能

研究了不同Al含量的AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的微观组织和力学性能。结果表明:微观组织为简单的枝晶和枝晶间组织。当Al含量较低时,合金的晶格结构为单一的FCC相。随着Al含量的增加,原本单一的FCC相逐步转化为FCC相和有序BCC相共同组成的组织。高熵效应以及元素扩散的困难使合金形成了简单的固溶体结构,同时伴随有纳米第二相的析出。与此同时,随着Al含量的增加,合金的硬度HV有了显著的提高,从1530MPa提高到7350MPa,相应地,合金由塑性材料变为中低温脆性材料。

多主元高熵合金AlTiFeNiCuCr_x微观结构和力学性能

研究了不同Cr含量的AlTiFeNiCuCr_x多主元高熵合金的微观组织和力学性能特点.结果表明,Cr含量的增加使合金的凝固模式从亚共晶向过共晶凝固转移,铸态组织由先析出枝晶相、菊花状共晶组织和枝晶间相组成.合金仅由简单的体心立方结构和面心立方结构两相组成.Cr含量的增加对合金硬度的提高较小.该合金为低温脆性材料,但在1073 K高温时具有很好的塑性变形能力和较高的强度,当x=1—1.5时,合金具有最优的压缩强度和塑性组合.

藕状规则多孔结构形成的压力条件和气孔尺寸的演变规律

金属-气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺.本工作通过分析气泡的生长条件,建立了藕状多孔结构形成的压力判据(H2气和Ar气分压比),并从实验上研究了凝固压力对气孔尺寸的影响规律.结果表明,随着凝固压力(气体总压)的增大,气孔平均直径不断降低.

多主元高熵合金研究进展

多主元高熵合金突破了以1种或2种金属元素为主的传统合金的发展框架,是一种新的合金设计理念。高熵合金具有许多有别于传统合金的组织和性能特点。重点介绍了高熵合金的定义、组织和性能特点及其应用,并介绍了该方向的一些研究进展。

金属-气体共晶定向凝固工艺参数对藕状多孔金属镁结构的影响

利用自行开发的Gasar装置,成功制备了具有规则气孔分布的藕状多孔金属Mg,并研究了铸型预热温度和气体压力等工艺参数对气孔率、气孔大小和分布的影响。结果表明:提高铸型的预热温度可以完全消除铸锭侧向的无气孔金属壳;随着氢气压力的增大,铸锭的气孔率和气孔平均直径都在减小、气孔的尺寸分布均匀性提高。

硼、碳含量对高硼铁基合金组织和性能的影响

高硼铁基合金是一种新型耐磨材料。硼、碳分别是决定硼化物和基体的重要元素，其含量对组织和性能起决定作用。采用正交实验法研究了硼的质量分数为1.5％～2．5％、碳的质量分数为0．2％～0．5％时高硼铁基合金组织的变化及其对硬度和冲击韧度的影响，为此类材料的研究提供了基础。

高硼铁基合金在不同铸型中凝固的组织与力学性能

高硼铁基合金在熔模壳型和金属铸型中凝固时,铸态组织部是由树枝状基体和共晶硼化物Fe2B组成．随熔体冷却速率增加,枝晶晶粒尺寸减小,硼化物形态从熔模壳型时的鱼骨状变为金属铸型时的筛网状,硼化物在组织中分布的均匀性增加,但其化学组成没有改变．经1030℃保温2 h,水淬以及200℃回火1 h后,两种铸型铸造试样的基体大部分转变为板条状马氏体;熔模壳型铸造试样的硼化物形态基本保持不变,而金属铸型铸造试样的硼化物粒化．热处理后,金属铸型铸造试样的力学性能高于熔模壳型铸造的试样,其硬度提高5．9％,抗拉强度提高17．5％,冲击韧度提高60％．

藕状多孔金属Mg的Gasar工艺制备

金属/气体共晶定向凝固(Gasar)是一种制备规则多孔金属的新工艺.本文利用自行开发的Gasar装置,成功制备 了具有规则气孔分布的藕状多孔金属Mg,并研究了气体压力对气泡形核、气孔率、气孔大小和分布的影响.

藕状规则多孔Cu气孔率的理论预测

采用定向凝固技术,在氢气或氢气和氩气的混合气氛中制备得到了藕状规则多孔Cu．通过求解稳态凝固界面前沿的溶质场,获得了氢在金属固相中的浓度分布,进而建立了气孔率计算的理论模型．考虑凝固速率和扩散系数的影响,用该模型预测的理论气孔率与实验结果很好吻合．同时也获得了Gasar凝固试样的气孔率随气体分压变化而变化的规律．