喷射成形AZ91镁合金的显微组织和力学性能

采用喷射成形和沉积坯热轧的方法成功制备了AZ91镁合金,测试了合金的力学性能,分析了合金的强化机理．结果表明:喷射成形的镁合金坯晶粒细小,组织均匀,第二相化合物Mg17Al12数量较少,表现出良好的塑性变形能力,道次变形量在20％左右,两次退火间的总变形量可以达到50％．经80％热轧变形后,合金完全致密化．变形使合金晶粒进一步细化,力学性能显著提高．轧制后合金基体中仍保持很高的固溶度,经T5处理后,合金的力学性能进一步提高．

喷射沉积制备新型电子封装材料70％Si-Al的研究

采用喷射沉积技术制备了新型电子封装材料70％Si-Al合金,对其进行热等静压致密化处理后,测试了合金的主要性 能．结果表明:喷射沉积70％Si-Al合金的密度低,组织细小均匀,各向同性,Si相粒子尺寸在10-20 μm之间且弥散分布． 新型70％Si-Al合金具有与Si和GaAs等半导体材料相近的热膨胀系数,热稳定性好,经热等静压后合金的性能进一步提高． 喷射沉积70％Si-Al合金具有良好的机械加工性能,可以用作功率芯片、微波电子器件、集成电路块等的封装材料．

喷射成形70Si30Al合金在加热保温过程中显微组织的演变规律

利用喷射成形技术制备了70Si30Al合金新型电子封装材料，研究了沉积态合金的显微组织及其随温度变化的规律。结果表明：沉积态70Si30Al合金显微组织细小，初生硅相为不规则的块状，均匀弥散分布，初生硅相之间主要是过饱和α（Al）相和铝硅伪共晶相；70Si30Al合金在620℃以下保温90min，初生硅相没有明显长大，但随着温度的升高出现球化现象，过饱和α（AI）相没有显著变化，铝硅伪共晶相在566～582℃之间熔化，随着温度的升高，熔化相增多并互相凝聚在一起；合适的喷射成形70Si30Al合金热加工变形温度为560～590℃。

微量钴合金化的因瓦合金模具铸造成形试验研究

加工成本高、难度大是制约低膨胀因瓦合金模具在树脂基复合材料成形应用中的一个主要因素。通过对因瓦合金4J36成分进行微量调整,对因瓦合金在大气下的熔炼工艺、铸造工艺进行了试验研究。对简单模具样件的成形质量、热膨胀性能、微观组织以及常规力学性能的研究表明,大气下铸造生产因瓦合金模具是可行的。

微量元素对低膨胀Fe-Ni基高温合金抗氧化性能的影响

为了保持低的膨胀系数，低膨胀ＧＨ９０９合金中不含Ｃｒ，导致合金的抗氧化性能较差为了解决这一问题，在ＧＨ９０９合金的基础上调整成分，加入少量Ｃｒ和稀土元素Ｙ与Ｌａ等，并提高Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ）比例，使合金在膨胀系数基本未变的情况下，抗氧化性能得到较明显的改善用Ｘ射线衍射、金相显微镜、扫描电镜等检查了合金的氧化层，发现ＧＨ９０９合金氧化层很厚，其主要成分为Ｆｅ_３Ｏ_４， Ｆｅ_３Ｏ_２等，氧化层组织较疏松，有内氧化现象加入Ｃｒ和稀土元素的合金氧化层较薄，氧化层主要成分还有Ｃｒ_２Ｏ_３等，氧化层组织致密，未见内氧化。温度愈高，Ｃｒ和稀土的有益效果愈明显，它们有效地抑制了氧的扩散。

喷射成形Mg-9Al-xZn合金的微观组织演变

利用喷射成形技术制备AZ91、AZ92和AZ93镁合金沉积柱坯,并对其微观组织演变进行观察。结果表明:铸态普通凝固AZ91合金的晶粒粗大,脆性β-Mg17Al12相连续分布成网状结构;而喷射成形AZ91、AZ92和AZ93合金的组织均匀,晶粒被充分细化,β-Mg17Al12相的网状结构被打破;喷射沉积快速凝固条件下高的冷却速率促进了过饱和α-Mg固溶体组织的形成,使得偏析相减少,形态改善;Zn含量的增加降低了Al在Mg中的溶解极限,促进了β-Mg17Al12相在晶界的析出及α-Mg+β-Mg17Al12离异共晶组织的形成;Zn元素的偏析倾向为激活成分过冷区内的形核质点提供了驱动力,从而阻碍了晶粒长大。

低碳低硅600MPa级TRIP-SH钢的疲劳性能研究

通过低硅TRIP-SH钢的低周疲劳试验、高频疲劳试验,获得了该钢的低周疲劳ε-N曲线、高频疲劳的σ-N曲线及裂纹扩展速度da/dN表达式。结果表明,该钢低周疲劳循环应变硬化指数n′=0.1887,循环强度系数K′=1547MPa,高频疲劳的疲劳极限σ0.1为405MPa,裂纹扩展门槛值ΔKth为229MPa.mm0.5。较高的疲劳强度和裂纹扩展门槛值表明TRIP-SH钢具备良好的疲劳性能。

析出相在 GH907 低膨胀合金中的作用

研究了析出相对Ｇ９０７合金持久性能的影响。采用特定的热处理制度得到以某一析出相为主的显微组织。经性能测试后发现，γ′为合金提供良好的瞬时强度，但单一γ′强化相不能使合金得到满意的持久性能；Ｌａｖｅｓ相对合金的性能没有明显的益处；ε相使合金持久寿命大幅度提高，并消除了缺口敏感性。本文在应用主平面应力法的基础上，提出了一种模型对此做了满意的分析。

降Al提Cr对低膨胀Thermo-Span合金性能的影响

研究了改变Thermo-Span合金的Al,Cr含量对合金热膨胀系数、力学性能和650℃氧化性能的影响。当合金中Al含量由0.45%提高到1.5%,Cr含量由5.5%降低到3.0%,合金20～800℃的膨胀系数显著降低,650℃,600MPa的光滑持久性能由354h提高到597h,室温拉伸强度明显增大,650℃,100h氧化速率稍有提高。Al含量增加,γ′相析出增多。Cr含量较高时,氧化层和基体界面处的Cr浓度较高,提高了抗氧化性。降低Cr含量,提高Al含量,氧化层与基体界面处的Cr富集程度降低,Al的富集程度提高,合金的抗氧化性虽然有所降低,但幅度不大,仍保持为完全抗氧化级别。

因瓦合金强化途径研究概况

简要介绍了固溶强化、形变强化、细晶强化和沉淀强化的强化机理。总结了高强度低热膨胀合金研究的国内外现状和达到的水平,对高强度低热膨胀合金将来的研究方向提出了看法。

70%Si-Al合金的热性能及其分形描述

采用分形方法探讨70%Si-Al热沉材料的典型热性能与显微组织之间的关系,针对不同Si相尺寸的分形特征进行描述。结果表明:70%Si-Al合金的显微组织具有自相似的界面形态和典型的分形特征,使用分形维数能够直观表示出70%Si-Al合金中两相间的界面性质;计盒维数法和质量维数法2种不同的分形描述方法反映的规律相同;Si相平均尺寸为75μm的试样比Si相平均尺寸为45μm的试样的分形维数更小;随着温度的升高,分形维数较小的合金热导率较大,热膨胀系数增加的幅度却减小。

热处理对4J36合金线膨胀系数及磁性能影响研究

导磁材料的磁性和膨胀性能对石英挠性加速度计的稳定性有重大影响,通过磁性测试仪、光学膨胀仪研究了不同热处理工艺对4J36合金的磁性能及线膨胀系数的影响作用。结果表明:不同热处理工艺下,合金组织均为奥氏体组织;而冷却速率对线膨胀系数和磁性能的影响作用是相反的,冷速较慢时,线膨胀系数变大,而合金初始磁导率和饱和磁感应强度会提高,合金磁性能提高。结合不同热处理状态下合金组织及性能发现,合金组织的稳定性和单一性避免了组织转变引起的体积变化,保证了线膨胀系数稳定性。除此之外,Fe原子运动状态及其自发磁化过程中的磁致伸缩也会保证合金线膨胀系数稳定性;影响磁性能的主要因素是保温时间和冷却速率,当延长保温时间和降低冷却速率时,磁性能有所提升。综合考虑,对于4J36合金的热处理工艺应选择固溶+时效+稳定+磁性退火。

Fe-Ni系膨胀合金4J43棒材的表面缺陷研究

应用金相显微镜、显微硬度计及电子探针等仪器,对4J43杜美低膨胀合金棒材的形貌、显微硬度及夹杂物的成分进行表征。实验结果表明:4J43合金冷拉棒材内部和表面存在着大量非金属夹杂,其硬度高于基体,这是导致棒材表面缺陷形成的主要原因。

Fe-Ni基高强度低膨胀合金组织性能与时效时间的关系

本文主要研究了670℃时效不同时效时间对Fe-Ni基高强度低膨胀合金碳化物显微组织性能的影响。结果表明:670℃时效时,随着时效时间的延长,合金基体晶粒逐渐呈等轴化,并且有二次相以带状在小晶粒附近析出,时效3h硬度可达最大值。TEM和SAD结果表明,时效过程中,有多角状圆粒M6C,长片状M2C型两类富含Mo的碳化物析出,对合金有较明显的强化作用。时效初期,合金的膨胀系数逐渐增大,但是随着碳化物的析出,基体膨胀系数的减小,合金的膨胀系数有所下降。

喷射成形高强度AZ91镁合金的组织与力学性能

在保护气氛中采用喷射成形制备技术制备了形状完整的AZ91镁合金沉积圆柱坯。对沉积坯进行显微组织分析,结果表明:喷射沉积AZ91镁合金具有均匀、细小的等轴晶组织,平均晶粒尺寸约17μm,有效地改善了离异共晶β-Mg17Al12相在晶界的偏析;挤压变形过程引发的动态再结晶使喷射成形AZ91镁合金的组织进一步细化;经175℃时效时,析出相中多数为不连续析出,连续析出所占比例很小;后期阶段时效过程加快,长时间时效未见片状及针状析出物球化现象。喷射成形AZ91镁合金经挤压变形和T6处理后,抗拉强度和屈服强度分别达到435和360MPa,伸长率为9.2%,实现了强度和韧性的同步大幅度提高。

稀土对Fe-36Ni因瓦合金凝固组织和铸态热塑性的影响

通过真空感应炉和Gleeble—3800热模拟试验机研究了稀土对Fe-36Ni因瓦合金凝固组织和铸态热塑性的影响。结果表明：添加0.12%Ce＋0.06%La混合稀土后,合金凝固组织显著细化,柱状晶变细变短,生长形态由直线状生长变为网篮状交错生长,等轴晶比例达40%。但添加0.12%Ce＋0.06%La混合稀土后,合金在850-1 200℃温度区间的铸态热塑性严重恶化,这主要是由于在晶界上生成了大量Fe-Ni-Ce-La稀土晶间脆性相,削弱了晶界结合力,阻止了晶界移动,以致合金热塑性的恶化。

时效制度对Ni20Cr25电热丝膨胀系数的影响

系统研究了时效制度对Ni20Cr25电热丝膨胀系数的影响。结果表明,Ni20Cr25电热丝适宜的固溶处理温度为1150℃;经过930℃+10h时效处理后,由于大量稳定碳化物的析出,电热丝的线膨胀系数明显下降,且显微硬度可达237HV0.01,接近冷拔态的硬度。

添加Zr及凝固条件对Fe-36Ni因瓦合金铸态凝固组织的影响

在碳管炉中熔炼制备不同Zr含量的Fe-36Ni因瓦合金,并通过SEM和EDS等手段研究了添加Zr及凝固条件对合金凝固组织的影响,并分析了凝固组织改善的机理。结果表明:添加Zr的合金凝固组织得到显著细化,且随着Zr含量的增加,凝固组织的细化效果变好。添加Zr后,合金中形成了大量弥散分布的高熔点化合物ZrO2,而ZrO2(0001)面与合金基体(100)面的错配度较低,故ZrO2可作为合金凝固过程中有效的非均质形核核心,细化合金的凝固组织。在添加相同含量稀土Y的条件下,随着浇铸温度的降低和冷却速度的增大,凝固组织明显细化;当浇铸温度超过1 500℃后,Y2O2S作为非均质形核核心的作用消失,合金凝固组织为完全的柱状晶组织。

4J32低膨胀合金的应用与切削加工及热处理

文中就4J32低膨胀合金在航天遥感器型号产品上的应用和切削加工及热处理进行了综述。分析了这种材料难切削加工的原因,并详细介绍了机械加工中采取的措施和工艺流程及具体的热处理方法。

低膨胀合金的应用和发展

阐述了低膨胀合金的发展,介绍了低膨胀合金的分类和用途。对影响低膨胀合金的因素,例如:化学成分、塑性加工、热处理、析出相等进行了分析。介绍了笔者研制的低膨胀合金。最后综述了低膨胀合金的发展动态。