Al-Li 合金低温变形微裂纹的形成·及其对力学性能的影响

研究了一种 Al-Li 合金的低温力学性能,并探讨了其低温变形机制.合金低温变形时由于位错组态的改变导致了变形微裂纹的产生,从而引起紧凑拉伸试样中微裂纹的大量分岔和转向扩展,此时试样能承受很高的载荷。微裂纹的形成还对光滑试样强度和形变硬化指数的提高以及缺口敏感性能的改善都有一定的作用。

一种快速凝固铝锂合金的低温光滑和缺口拉伸性能

研究了快速凝固Ａｌ－４．７４Ｃｕ一１．３０Ｌｉ一０．３８Ｍｇ－０．４２Ａｇ－０．２１Ｚｒ合金在室温到液氦温度（７７Ｋ）范围内的光滑和缺口拉伸性能，并用扫描电镜观察了断口形貌，用透射电镜分析了合金组织及变形后的位错组态。结果发现，随着温度降低，合金强度线性升高，形变硬化能力增强，而延伸率的变化则取决于不同的时效态。尽管合金缺口强度随温度降低而减小，但７７Ｋ下该合金在欠时效态其缺口性能仍明显优于传统铝合金。

航空用钛合金的研究与应用进展

钛合金以其比强度高、耐腐蚀性好等特点在航空航天领域得到了广泛的应用。从高强钛合金(Ti-1023,Ti-15-3,(-21S,BT22,TB10)、高温钛合金(Ti-6242S,Ti-1100,IMI834,BT36,Ti-60)、阻燃钛合金(Alloy C,BTT-1,BTT-3,Ti-40)和损伤容限钛合金(Ti-6Al-4VELI,Ti-6-22-22S,TC21)4个研究领域重点介绍了国内外航空用钛合金的研究和应用现状,分析了各领域典型航空用钛合金的成分、组织、性能等特点,并提供了钛合金发展的方向。

β钛合金的强韧化机制分析

β钛合金的合金成分、热处理工艺和显微组织决定了合金的强韧性。β钛合金的β稳定元素和中型元素Zr可以提高合金的强度,降低断裂韧性。细小的β晶粒不能有效提高时效态β钛合金的强度,可以降低Ti-15-3合金的断裂韧性,对β-C和Ti-1023合金的断裂韧性无明显影响。时效态β钛合金的强度主要取决于时效析出的次生α相的含量和尺寸,在含有同样初生α相的情况下,细小的次生α相可以显著提高合金的强度。初生α相的粗化以及初生相从球状转变为片状会导致β钛合金塑性降低,断裂韧性提高。β钛合金的双态组织具有良好的强度、塑性和韧性的匹配。

热处理对VST55531钛合金的组织和拉伸性能的影响

研究了固溶温度和时效温度对VST55531合金组织和拉伸性能的影响。结果表明:在本实验范围内,合金强度分别随固溶温度的提高和时效温度的提高而呈降低趋势,整体塑性较差,延伸率和断面收缩率分别在7.5%和17.0%以下。时效温度为550℃时,合金的极限抗拉强度都在1500 MPa以上,尤其经830℃/1 h固溶空冷并经550℃/8 h时效的合金,其抗拉强度可达到1555 MPa。在两相区固溶空冷的合金组织主要为β转变组织和初生α相,初生α相形貌为片状的α束域,时效时析出的次生α相有效地提高了合金的强度。

用正交试验法优化VST55531钛合金的热处理工艺

采用正交试验法研究了固溶温度、冷却方式、时效温度、时效时间4因素对VST55531合金强度和塑性的影响。结果表明,冷却方式对合金的强度和塑性影响最大,时效温度次之。当固溶温度为820℃、冷却方式为空冷,时效温度和时效时间分别为580℃和4 h时,VST55531合金的Rm为1370MPa,Rp0.2为1340MPa,A为9.0%,Z为23.0%,该合金具有良好的强塑性。

低浓度Cu-Ni-Si合金的组织与性能

采用金相显微镜、透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段系统研究不同固溶、冷变形与时效组合工艺对低浓度Cu-Ni-Si合金的晶粒尺寸、析出相粒子尺寸及分布规律,同时对合金的力学与电学性能进行测试。结果表明,相对于其他四种工艺制度,低浓度Cu-Ni-Si合金经过立式在线固溶处理+冷变形+时效组合形变热处理工艺后,合金组织晶粒更加细小(平均晶粒尺寸为25μm),析出相分布更加弥散,抗拉强度为579MPa,屈服强度为521MPa,屈强比为0.9,伸长率为9%,导电率为52.2%IACS;与常用汽车连接器用C70250和TMg0.5合金综合性能进行对比,低浓度Cu-Ni-Si合金具有优良的综合性能,在大功率电流使用时表现出良好的散热性及可靠的尺寸稳定性,可作为高强高导弹性材料广泛应用于汽车连接器等领域。

固溶处理对Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe钛合金组织与力学性能的影响

利用XRD、OM、SEM和TEM等技术研究固溶温度和冷却速度对Ti-3.0Al-2.3Cr-1.3Fe钛合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明:该合金经过960℃固溶处理,水淬(WQ)后的组织主要由α′马氏体和β相组成,空冷(AC)后的组织主要由α相和残留β基体组成,炉冷(FC)后的组织为网篮组织,主要由大量集束α相及少量β相组成。空冷时随着热处理温度的升高,初生α相逐渐转变为β相;之后随着温度的升高,β晶粒长大。该合金的强度随着冷却速度的增加而增加,WQ后的强度最大,抗拉强度和屈服强度分别达到1 270和1 160 Mpa;AC后,断面收缩率最高为40%左右,而伸长率随冷却速度增加而降低。通过观察拉伸断口的SEM形貌发现,该合金在FC和AC后所表现出的断裂方式以韧性为主,WQ后的断裂以脆性断裂为主。

Ti-3.0Al-3.7Cr-2.0Fe低成本钛合金的热压缩变形行为

为研究钛合金的热压缩变形过程中流变应力、显微组织等随变形条件的变化,对自行研制的Ti-3.0Al-3.7Cr-2.0Fe低成本钛合金在Gleeble 1500D热模拟实验机上进行高温压缩变形实验。对d 8 mm×12 mm的试样进行等温压缩变形实验,研究该合金在变形量为30%、50%和70%（对应真应变为1.2）、变形温度为800~950℃、应变速率为0.01~10 s 1条件下的变形行为、流变应力的变化规律以及变形条件对显微组织的影响。结果表明：该合金流变应力受变形温度和应变速率影响显著,流变峰值应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。采用Arrhenius双曲正弦模型确定该合金在本实验条件下的变形激活能Q=214.22 kJ/mol和应力指数n=3.81,并根据得到的参数建立相应的热变形本构关系为=6.91×108[sinh（0.011σ）]3.81exp[214 220/（RT）]。通过显微组织观察发现,在950℃、变形速率≥0.1 s 1时,发生再结晶现象,且随着变形速率的增加,再结晶现象越明显。

Cu-Cr-Zr-Mg合金真空熔铸工艺研究

研究了Cu-Cr-Zr-Mg合金的真空熔铸工艺对合金成分、铸锭的组织和性能的影响,并优化了Cu-Cr-Zr-Mg合金的真空熔炼工艺(如熔铸工艺参数和铸模预处理工艺等)。试验证明:熔炼温度不能超过1480℃,否则熔体可能与坩埚材料发生反应,从而将坩埚中的元素带入合金中,真空熔炼可以大大降低合金元素的烧损,合金成分能够得到精确的控制,浇注温度不高于1400℃,否则容易导致铸锭致密度下降、气孔增多、晶粒粗大、枝晶偏析、冒口缩孔过深等缺陷。

医用钛合金的微弧氧化膜层组织及其磨损性能

采用微弧氧化方法对医用钛合金表面进行改性,利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)对微弧氧化膜层的表面形貌和化学成分进行分析,通过小振幅往复摩擦磨损试验测量膜层的耐磨损性能。结果表明:钛合金经过微弧氧化表面处理后,所得膜层存在不同尺寸的放电微孔,氧化膜内层相对外层较为致密;膜层主要由大量金红石型TiO_2相、非晶相SiO_2及少量锐钛矿型TiO_2相组成;与基体相比,微弧氧化膜层的初期摩擦因数从0.7降低至0.1,耐磨性提高。

Cu-Cr-Zr合金铸锭铸造缺陷产生原因与防止措施

铸锭的铸造质量对合金的使用性能有重大影响,Cu-Cr-Zr合金常见的铸造缺陷包括缩孔、气孔、裂纹、偏析、冷隔和铜豆等。通过对比不同工艺条件下铸锭的微观组织,讨论了熔铸工艺参数以及模具预处理状态对Cu-Cr-Zr合金铸锭铸造质量的影响,并分析了较高含量合金元素所造成的枝晶偏析以及成分偏聚对合金性能的影响。分析了铸造缺陷的产生原因及其对合金性能的影响,介绍了防止常见铸造缺陷的措施和工艺方法。

TiNi基形状记忆合金的疲劳行为研究现状

疲劳性能是评价形状记忆合金优劣的重要指标之一。对TiNi基形状记忆合金的疲劳概念进行了延伸,详尽介绍了旋转弯曲疲劳法(Bending rotation fatigue)测试形状记忆合金的疲劳性能,总结了记忆效应疲劳和超弹性疲劳的机理和研究现状。此外,指出了现阶段形状记忆合金疲劳行为研究存在的不足。

TiNiNb形状记忆合金管接头径向压应力的模拟计算

形状记忆合金管接头与被接管接触面上压应力研究对其工程应用具有重要价值。利用弹塑性理论对TiNiNb管接头连接过程应力进行分析,建立了力学模型,对径向压应力随温度变化情况进行了模拟计算。计算分析了管接头厚度、内径值和配合间隙对径向压应力的影响,计算分析表明材料膨胀系数对紧固力有明显影响。实验测试值与该力学模型模拟计算值比较吻合,该力学模型能较好的模拟管接头的力学行为。

Microstructure evolution and properties of Cu-20Ni-20Mn alloy during aging process

The microstructure evolution and phase transformation of Cu-20Ni-20Mn（mass fraction,%） alloy at 450 °C were investigated by X-ray diffraction and transmission electron microscopy（TEM）.The variations of tensile strength,yield strength and hardness of this alloy during aging process were also analyzed.The results show that no significant variations of hardness and strength in the initial stage of aging,with a long incubation period,are observed at 450 °C.Subsequently,the ordered face-centered tetragonal（FCT） Ni Mn phase nucleates and grows up with prolonging the aging time.The hardness and tensile strength of the alloy increase up to their maximum values with increasing the ordered particle size,i.e.,the strength of the alloy reaches 942 MPa after being aged at 450°C for 40h.The main cause of the age-hardening is considered to be precipitation strengthening due to the ordered FCT-Ni Mn particles.

金属微塑性成形中的尺度效应及其数值模拟技术

介绍了金属微塑性成形过程中的两类尺度效应,即"越小越弱"和"越小越强",探讨了产生不同尺度效应的原因;介绍了能够反映尺度效应的物理模型及相应的数值模拟技术,指出了各类模型和数值技术面临的困难,预测了该研究领域的发展方向。

Cu-Cr-Zr合金线材织构研究

通过分析合金取向分布函数(ODF)及其反极图,研究了塑性加工率与时效处理过程对Cu-Cr-Zr合金线材织构组分及其择优程度的影响;分析了Cu-Cr-Zr合金线材织构组分及其变化与材料性能的对应关系。认为以{111}为主要组分的纤维织构有利于提高线材强度,较大的道次加工量可以提高线材纤维织构组分的锐度。高铜Cu-Cr-Zr合金具有良好的塑性,可以采用40%以上的道次加工率进行线材加工,以得到较高的{111}纤维织构。合理安排中间时效处理与最终塑性加工工艺,可以大幅度提高Cu-Cr-Zr合金线材的导电率,获得具有理想综合性能的Cu-Cr-Zr合金。

Ti-5Mo-5V-1Cr-3Al合金的热压缩变形行为研究

采用恒应变速率热压缩模拟实验,对Ti-5Mo-5V-1Cr-3A1（简称1Cr）钛合金在应变速率0.001～1s-1、变形温度700～900℃条件下进行研究.结果表明：该材料的流变应力对温度与应变速率敏感：当变形温度为700～800℃时,真应力-真应变曲线呈现动态再结晶单曲线特征;当变形温度为800～900℃时,低应变速率（0.001s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态再结晶多应力峰值曲线特征,高应变速率（0.01～1s-1）的真应力-真应变曲线呈现动态回复曲线特征.1Cr合金在等温压缩变形时的流变行为可用包含Zener-Holomon参数的Arrhenius本构方程描述,变形激活能为456kJ/mol.金相结果显示,材料在热压缩过程中的动态行为除了与变形速率、变形温度等加工参数相关外,也与相应温度、变形速率下材料的组织及相结构有关.合金在低应变速率0.001s 1下热压缩变形时,在接近相变点或以上（800～900℃）温度范围内仍呈现动态再结晶行为,这与材料在此阶段发生的应变诱发马氏体转变密切相关,马氏体相的析出促使材料在热变形时趋向于发生动态再结晶行为.

Cu-Cr-Zr合金热处理工艺研究

研究并分析了固溶及时效工艺对Cu-Cr-Zr合金性能的影响,通过性能和工艺对比,得出了理想的固溶和时效工艺参数范围。试验数据表明,加工率对时效Cu-Cr-Zr合金电导率有一定影响,75%左右的塑性加工率,会使Cu-Cr-Zr合金电导率下降3%￣5%IACS,因此要合理安排时效处理前后的塑性变形量。试验数据显示,时效前后分别采用30%￣40%和>50%的塑性加工率可以得到良好的综合性能。

热处理形变对Cu-0.40Cr-0.15Zr合金性能的影响

研究了Cu-0.40Cr-0.15Zr合金,在950℃固溶1 h,淬火后,然后拉拔至3 mm,460℃时效,时效时间对材料的力学性能和导电性能的影响。根据试验结果,分析了在460℃时效时,Cu-0.40Cr-0.15Zr合金的强度、延伸率、导电率的变化。结果表明在经过固溶冷加工变形后在460℃时效2 h,Cu-0.40Cr-0.15Zr合金的抗拉强度、延伸率、电导率分别达515 MPa,22%,81%IACS,满足高强高导Cu-Cr-Zr合金的应用要求。