Si、Cu、Ti对亚共晶铝硅合金组织与性能的影响

使用正交试验的方法研究了Si、Cu、Ti三种合金元素对铸造亚共晶铝硅合金组织及性能的影响。结果表明,铸态合金中主要由α(Al)、共晶Si、θ-Al_(2)Cu、Q-Al_(5)Cu_(2)Mg_(8)Si_(6)和Π-Al_(8)Mg_3FeSi_(6)相组成,热处理后θ-Al_(2)Cu相更均匀的析出,而Π相转变为β-Al_(5)FeSi(Cu)相。经过元素调控和T6热处理后的铸造铝硅合金通过力学性能测试发现,当Si含量为9%、Cu含量为1.5%、Ti含量为0.1%时,T6(固溶520℃保温5 h+时效180℃保温4 h)处理的铝合金强塑性匹配达到最佳。合金的室温抗拉强度和伸长率分别为422 MPa和6.2%,250℃保温1 h的高温抗拉强度和伸长率分别为215 MPa和9.6%,为缸盖材料的应用和发展提供了一定的理论指导。

快速凝固+热挤压制备TiB_(2)增强铝基复合材料

为了避免传统铸锭的组织粗大与微观偏析影响材料强度的提升,采用快速凝固单辊熔体旋转法制备5%TiB_(2)增强Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er复合材料薄带,其中TiB_(2)颗粒的质量分数为5%,在380~440℃温度下进行热力挤压获得复合材料棒材,通过X射线衍射、扫描电镜、拉伸测试等分析手段研究TiB_(2)增强铝基复合材料显微组织与力学性能。结果表明:快速凝固能明显细化复合材料晶粒,组织均匀,制备的TiB_(2)增强复合材料带材晶粒尺寸为4~6μm;细晶复合材料带材经热挤压得到棒材,TiB_(2)颗粒均匀分布;随挤压温度升高,复合材料棒材抗拉强度从381 MPa提升到445 MPa,晶粒有所长大。综合考虑,挤压温度420℃、保温30 min为最佳快速凝固+热挤压制备复合材料工艺参数。快速凝固技术在铝基复合材料晶粒细化方面有很大潜力。

高强β钛合金的发展现状与强化方法

钛合金是比强度最高的金属材料之一,广泛应用在航空航天领域。随着材料技术的进步,人们对高强钛合金的研究与开发也逐渐深入。综述了国内外高强β钛合金的发展现状与主要的强化方式。重点介绍了Ti-13-11-3、Ti-l023、Ti-5553以及Ti-55531等典型高强钛β合金。梳理了高强β钛合金的设计思路,指出了限制高强β钛合金向更优性能发展的瓶颈并提出了可能的解决途径。总结了固溶强化、析出强化、加工硬化、细晶强化以及增材技术等高强β钛合金的强化方法,以期为进一步提高高强β钛合金的强度、优化高强β钛合金综合性能提供指导。

Si含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金组织和性能的影响

采用搅拌铸造工艺制备不同Si含量合金,旨在揭示Si含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金微观组织、力学性能和耐磨性的影响。结果表明,随着Si含量升高,合金中共晶Si长径比和平均长度先升高后降低,Si含量为16wt.%合金的长径比和平均长度最大,分别为8.8μm、24.1μm。经过520℃/6 h固溶+180℃/5 h时效处理后,共晶Si形貌由纤维状变为球状,初晶Si棱角钝化。合金中共晶Si长径比和平均长度均有明显降低,保持与铸态合金相同的变化趋势;Si含量为16wt.%合金的长径比和平均长度分别为3.5μm、12.4μm,初晶Si尺寸没有明显变化。随着Si含量的升高,铸态合金拉伸性能逐渐降低,宏观硬度逐渐上升。经过T6热处理后,合金的拉伸性能和宏观硬度有了明显提升,保持与铸态合金相同的变化趋势,随着Si含量的升高,合金磨损失重减少,耐磨性得到改善。Si含量为16wt.%的合金磨损失重最少,耐磨性最好;继续增加Si含量时,合金耐磨性降低。

碳微合金化对低成本钛合金组织及力学性能的影响

研究了碳含量对α+β型低成本钛合金Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe微观组织、室温力学性能的影响。结果表明:碳元素的引入细化了原始β晶粒,导致铸态凝固组织由魏氏转变为网篮组织。当碳添加量为0.1wt%~0.3wt%时,Ti C相由细小近等轴状变为短棒状和长条状。980℃热轧后,合金强度提升,塑性最高可达15%,力学性能明显改善。这是由于轧制过程中组织破碎晶内大量位错塞积,通过EBSD织构分析发现随着碳含量增加,织构强度减小,Ti C相为α相的再结晶提供了形核质点。其中Ti-4.5Al-3.5Zr-2Fe-0.1C合金在室温下表现出良好的强度和断裂伸长率匹配。

TiAl基合金研究现状及进展

本文综述了TiAl基合金的研究进展,总结了该合金的发展历史及国内外研究应用现状,重点探讨了TiAl基合金在室温脆性、高温氧化行为和制备工艺方面存在的问题及改善措施。

稀土Y对TiB_(2)/Al-Zn-Mg-Cu-Zr微观组织与性能的影响

稀土Y对TiB2颗粒增强复合材料具有优异的细化效果,可改善TiB2颗粒团簇造成的性能损伤,对提高复合材料综合力学性能有重要作用。本文采用传统铸造及热挤压工艺制备3%(质量分数)TiB_(2)/Al–Zn–Mg–Cu–Zr–Y复合材料板材,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、室温拉伸测试等表征手段研究了不同Y含量对TiB2增强铝基复合材料的显微组织与力学性能的影响。结果表明,Y元素的添加可以细化复合材料铸态组织,添加0.1%Y(质量分数)时,细化效果最好,T6态的综合性能最优,抗拉强度为729.85 MPa,延伸率高达8.06%。Y元素的加入使晶界处生成难溶相Al_(8)Cu_(4)Y(Zr),热挤压可使其破碎并起到一定强化效应,但过量的Al_(8)Cu_(4)Y(Zr)导致材料强度、塑性降低。TiB2颗粒增加了基体内位错密度,起到位错强化、载荷传递强化效应。GP II和η′是复合材料T6态中主要的纳米强化相。

盐类反应制备TiB_2/Al-4.5Cu复合材料的研究

采用Ｋ２ＴｉＦ６和ＫＢＦ４混合盐反应法制备ＴｉＢ２／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料，通过ＳＥＭ，ＸＲＤ及ＭＴＳ等仪器研究了复合材料的凝固组织和力学性能。增强相ＴｉＢ２颗粒细小（＜２μｍ），呈近球形，均匀分布于基体之中，起强化和细化基体作用，ＴｉＢ２颗粒与基体结合好。当Ｋ２ＴｉＦ６和ＫＢＦ４混合物加入质量为基体的２０％时，复合材料的综合性能最好。ＵＴＳ达３５２ＭＰａ，ＥＬ达４．４％，ＨＢ达１４６。

原位反应法制备Al/Al_3Ti复合材料组织和性能

本研究采用一种新型的原位反应工艺，使ＴｉＯ２粉剂与纯铝熔体反应，生成Ａｌ３Ｔｉ颗粒，然后采用搅拌铸造法制备Ａｌ／Ａｌ３Ｔｉ复合材料。生成的Ａｌ３Ｔｉ颗粒尺寸细小，为２～３μｍ，而且分布均匀，与基体结合好。当ＴｉＯ２加入量为纯铝基体的３０ｗｔ％、反应温度为９２０℃时，复合材料的抗拉强度比纯铝基体提高７１．５％，硬度提高１３４％，而延伸率较纯铝稍有下降。

铸态Al-4.5Cu/TiB_2复合材料组织和性能的研究

提出一种新型的原位反应合成工艺——熔体反应法 ,以 Ti O2 、H3BO3、Na3Al F6 和 Al- Cu合金为原材料 ,采用熔体反应法制备了低成本的内生颗粒增强 Al- 4.5 Cu/ Ti B2 复合材料。Ti B2 颗粒细小 ,平均尺寸为 0 .93μm,均匀分布于基体之中 ,与基体结合良好。当 Ti B2 的含量为 10 vol%时 ,复合材料的抗拉强度为 416 .7MPa,屈服强度为 316 .9MPa,延伸率为 3.3%

高强铸造铝铜合金显微组织与力学性能的研究

研究了T6态ZL205A合金的显微组织和高低温力学性能.结果表明:经过T6处理后的ZL205A合金主要由α固溶体和呈弥散质点状析出的二次T相组成,另外,在组织中还有少量的Al3Ti的偏析物和未完全溶解而残留在晶界上的Al2Cu相.通过测试T6态ZL205A合金在-100℃、-50℃、0℃、23℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃和300℃下的拉伸性能,得出各温度点的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率,并分析各力学性能指标随温度的变化规律,做出各温度点下的应力应变曲线.同时观察断口形貌,分析其断裂机制.

熔体反应内生Al基复合材料的制备和凝固组织控制

采用一种新型的金属基复合材料制备工艺──熔体反应法．制备了二种内生颗粒增强Al基复合材料:一种为Al／TiAl3，另一种为分别采用混合盐体系和氧化物体系制备的Al-4.5Cu／TiB2Al／TiAl3复合材料中的TiAl3随熔体反应时间增加和反应温度的升高，由细小的颗粒（＜3μm）长成粗大的短棒状组织，混合盐体系制备的Al-4．5Cu／TiB2复合材料中的TiB2颗粒细小（＜2μm），但被熔盐包覆，削弱了其对基体的增强效果．氧化物体系制备的Al-4．5Cu／TiB2复合材料中的TiB2颗粒的平均尺寸为0．93μm，TiB2颗粒表面洁净，与基体结合好，该复合材料的力学性能优越，σb＝416.7MPa，σ0.2＝316．9MPa，δ＝3．3％，HV153。

TiAl基合金室温塑性的影响因素及改善方法

TiAl基合金因其低密度、高的弹性模量和比强度以及高温抗氧化性等特点而受到广泛的关注,成功应用于航空航天以及汽车工业等领域。但其较低的室温塑性限制了常温条件下的应用。主要讨论了TiAl基合金的室温脆性的影响因素,提出了解决室温脆性的方法,为改善合金的室温塑性提供了理论依据。

白肋烟处理前后化学成分的变化及其处理工艺优化研究

通过模拟白肋烟的处理工艺,测定了白肋烟在不同温度和不同时间烘焙过程中总糖、总氮、总植物碱、总挥发性有机酸、氨基酸、主要生物碱、主要致香成分等化学成分的变化,并以此为依据,结合感官评吸,优化了白肋烟处理工艺。结果表明,处理温度过高或过低、处理时间过长或过短,都不利于白肋烟烘烤后的吸味品质;优化后的处理工艺为:105℃、3 min,110℃、3 min,115℃、4 min。

金属基复合材料的熔体直接反应合成工艺

介绍了一种新型金属基复合材料制备工艺——熔体直接反应合成工艺,重点介绍了Al_3Ti/Al、TiB/Al、TiC/Al颗粒增强复合材料制备工艺及其性能。

香薷挥发油的超临界CO_2萃取工艺及卷烟加香评价

为开发新的天然烟用香料,研究了超临界CO2萃取香薷挥发油的工艺,用GC/MS分析了挥发油中的挥发性和半挥发性成分,并用该挥发油进行了卷烟加香试验。结果表明,超临界CO2萃取香薷的优化工艺条件为:萃取温度45℃、萃取压力35MPa、萃取时间2h、CO2流量20L/h,分离釜压力8MPa,分离釜温度35℃;香薷挥发油共鉴定出42种成分,主要有香荆芥酚、麝香草酚、肉豆蔻醛、油酸、β-金合欢烯、甲基丁香酚、十六酸等;卷烟加香评价结果表明,香薷挥发油添加到卷烟中具有较为明显的改善香气质,提升烟气柔顺、细腻程度,掩盖杂气、改善口感的作用。

干姜的超临界萃取及其萃取物在卷烟中的应用

为了开发新型烟用香原料,用超临界萃取和水蒸气蒸馏的方法提取干姜萃取物,优化了超临界萃取工艺,用GC/MS法分析了萃取物中的主要成分,并将萃取物用于卷烟中。结果表明:①干姜超临界萃取的最佳工艺是,萃取压力30MPa,萃取温度55℃,萃取时间2h,CO2流量为2.5L/min,分离压力8MPa,分离温度45℃,在该工艺条件下萃取物得率为2.48%;②两种提取方法得到的萃取物有十八种共有成分,主要是姜烯、醛、酯类等,超临界萃取物成分更多,生姜特征香气更浓;③超临界萃取物应用于卷烟,具有改善香气质和香气量、丰富烟香、改善口感的作用,效果明显比水蒸气蒸馏萃取物好,更适合用作烟用香料。

航空发动机用耐650℃高温钛合金研究现状与进展

高温钛合金具有比强度高、耐高温、蠕变抗性、疲劳性能良好等优点,是航空发动机盘件、叶片等热端关键部件的重要结构材料。同时,相比于铝、镁轻合金,钛合金高温性能优异,因而在航空发动机耐热构件的选材当中越来越受青睐。在总结各国近年来发展高温钛合金思路的基础上,依据传统近α型Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高温钛合金的设计思想,分别添加微量元素Er和Re,设计了具有自主知识产权的Ti-6.5Al-2.5Sn-9Zr-0.5Mo-1Nb-1W-0.25Si-0.1Er和Ti-6.5Al-2.5Sn-9Zr-0.5Mo-1Nb-1W-0.25Si-0.1Re两种耐650℃高温钛合金。通过对新合金热加工工艺和热处理制度的优化,使合金达到了热强性、热稳定性和蠕变抗性的最佳匹配模式。为高温钛合金在航空航天领域的应用提供试验依据和理论基础。

铸造钛合金及其熔炼技术的发展现状

钛合金具有密度低、高温性能好、耐腐蚀性能好等优点,逐渐成为一种优异的航空航天结构材料.综述了钛合金的成形特点和发展现状,以及钛合金熔炼技术的发展现状.

提高TiAl基合金室温塑性的方法

TiAl基合金具有密度低、高温性能好等优点,但室温塑性低一直是阻碍TiAl基合金应用的重要原因。本文总结了TiAl基合金的室温塑性的主要影响因素,以及通过添加合金化元素、改善加工工艺等方法来控制显微组织、提高TiAl基合金的室温塑性的研究进展。