喂线法生产厚大断面电弧炉水冷炉壁的研究与应用

针对北京宣化机械厂生产的厚大断面球墨铸铁件中出现的球化孕育衰退、产品质量合格率低的问题,采用喂线技术取代传统的冲入法,在孕育线中加入了抗衰退的钡及重稀土元素,起到了更好的抗衰退作用,生产出的厚大断面球墨铸铁件的抗拉强度高于400MPa,延伸率大于18%,完全符合QT400-18的力学性能指标要求.

材料热处理卓越工程师培养模式的探索

福州大学依托教育部"材料科学与工程专业卓越工程师培养计划"项目,借鉴欧美高等工程教育模式,将卓越工程师培养计划与材料热处理工程师的培训认证相结合,从培养计划、教学大纲、实训基地和教师队伍等方面构建了完善的材料科热处理卓越工程师培养体系。通过一系列教学改革和实践探索,使得材料热处理工程师培养工作富有成效,为进一步推动我国卓越工程师培养计划的实施具有积极的参考意义。

铝合金的时效成形技术

当代航空工业中,先进的时效成形技术已经成功地应用于铝合金壁板类零件的制造,特别适合制造飞机的机翼。时效成形技术已有大量的研究和探讨。本文介绍了铝合金的先进时效成形技术。详细地阐述了铝合金时效成形的基本理论、工装和设备和工艺。概括了国内外研究时效成形工艺、铝合金时效成形后组织性能及相关时效成形铝合金的开发现状。提出了铝合金时效成形的一些未来发展的方向。

7050铝合金时效成形中应力松弛行为与回弹方程

通过自主设计的单向拉伸应力松弛装置研究7050铝合金时效成形过程中的应力松弛行为和回弹方程。结果表明:时效温度范围内7050铝合金的应力松弛曲线表现为典型的对数衰减曲线。该松弛过程可以分为应力快速下降,应力缓慢衰减和应力保持相对恒定3个阶段。随着温度的升高应力松弛极限逐渐降低。由于7050铝合金时效析出与应力松弛中位错蠕变的共同作用引起了松弛过程槛应力现象。通过解析7050铝合金应力松弛行为的特征和松弛曲线的泰勒方程得到该合金在时效温度范围内的应力松弛经验公式,以此获得该合金时效成形过程中的应力松弛方程,并利用该经验公式较好地预测时效成形后试样的回弹率。

一维/二维混合碳纳米相增强铝基复合材料的微观组织与力学性能

碳纳米管(CNT)和石墨烯(Graphene)拥有优秀的力学和物理性能,是金属基复合材料中理想的增强体。本文采用球磨工艺+氢热还原法将碳纳米管(CNT)和还原氧化石墨烯(RGO)引入到铝粉表面构建CNTRGO混合增强体,然后利用放电等离子烧结系统(SPS)和轧制工艺,制备CNT-RGO/Al复合材料。通过EBSD、SEM、TEM以及拉伸等方法分析研究了CNT-RGO/Al复合材料内CNT和RGO增强相分布、界面结构、晶粒形貌和力学性能,探索了复合材料内CNT和RGO的协同强化机制。结果表明:CNT-RGO/Al复合材料表现出优异的力学性能,屈服强度和抗拉强度分别为228 MPa和268 MPa,比纯铝的屈服强度和抗拉强度分别增大了153%和143%,伸长率仍保持在8.5%。复合材料内还原氧化石墨烯的添加不仅促使一维的CNT和二维的RGO形成桥连结构,有益于载荷的传递,而且能够调控C与Al基体间的界面反应,有利于复合材料的C-Al界面结合。CNT-RGO混合增强体协同强化效果优于单纯的一维CNT增强体。

压缩预变形对7050铝合金非等温时效析出行为的影响

采用TEM,DSC等技术表征压缩预变形条件下7050铝合金升温时效的析出行为,并研究变形量对升温时效析出的影响规律和机制。结果表明:7050铝合金通过预变形升温时效后能够获得良好的强度及耐蚀性,并且比传统时效工艺明显缩短时间,能够有效降低能耗。预变形极大促进了7050铝合金的时效析出,在相同升温时效过程中析出相的尺寸及尺寸分布范围随着变形量提高而迅速增大。升温时效过程中预变形不仅能够降低7050铝合金η′,η相的相变激活能,而且可以加速溶质原子的扩散,因此加剧了Ostwald熟化,促进析出相的长大。计算结果显示,7050铝合金的相变激活能随着变形量的提高逐渐降低。当变形量从0%升高到18%时,η′,η相的相变激活能分别从116.0,120.8 kJ/mol降低到101.7,107.5 kJ/mol。

镁合金微弧氧化涂层表面原位制备MgCr-LDH纳米层及其耐蚀机理研究

为了进一步提升镁合金耐蚀性,将水滑石(layered double hydroxides,LDH)与微弧氧化(MAO)涂层结合制备一种主动防护的高耐蚀复合涂层。采用原位法在AZ31镁合金MAO涂层表面制备了层间含NO3^-的MgCr-LDH层,构成LDH/MAO复合涂层,研究原有MAO涂层表面LDH的微观组织结构及其与原始MAO涂层的相互作用,并利用长时间浸泡法和电化学法测试MgCr-LDH/MAO复合涂层试样在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的耐蚀性能,揭示LDH层耐蚀机理,研究结果显示:LDH易于在镁合金表面MAO层的孔洞中形成,最终生成均匀致密片状结构的层。LDH的原位生长过程对原始MAO涂层没有破坏,MgCr-LDH与MAO涂层之间属于化学结合,具有强的粘附性与机械稳定性。MgCr-LDH/MAO复合涂层明显提高了AZ31镁合金的耐腐蚀性能,LDH层的耐蚀机理主要表现为两部分,一是LDH均匀形成于原始MAO层上,有效地覆盖了MAO层的孔洞与裂纹,阻挡氯离子通过MAO涂层的固有缺陷进入合金基体产生破坏;二是LDH的硝酸根层间阴离子能够与腐蚀环境中的氯离子进行离子交换,降低溶液中的氯离子浓度,从而延长涂层的耐蚀性。

不同时效态7050铝合金时效成形中析出相对应力松弛行为的影响

采用设计的应力松弛试验研究了不同时效态(固溶态,欠时效态和峰时效态)7050铝合金内析出相对时效成形过程中应力松弛行为的影响,并通过位错热激活动力学参数计算和显微组织表征分析析出相与位错运动的交互作用。结果表明,时效成形过程中析出相对位错热激活运动有明显的阻碍作用,因此含有不同尺度析出相铝合金的应力松弛行为表现不同,随着析出相尺度的增加合金应力松弛速率减缓,应力松弛极限增大。不同时效态7050铝合金位错激活体积计算和显微组织表征结果都证明了应力松弛过程中析出相增大对位错运动的阻碍作用也越显著。峰时效态7050铝合金的位错激活体积最大,时效成形后塑性应变的转化率最低。此外,时效成形过程中,7050铝合金内析出相对位错热激活的阻碍作用引起了槛应力现象,且随着析出相的增大槛应力也逐渐增大。