热轧温度对1060/6201/1060复合板力学性能及导电性能的影响

通过首道次大变形量热轧、再经两道次冷轧方式成功制备了1060/6201/1060三层复合板,详细考察了不同热轧温度对复合板力学性能及导电性能的影响。结果表明,随着热轧温度的升高,复合板的力学性能逐渐降低,导电率先升高后降低。在200℃热轧时,抗拉强度为257.21 MPa,导电率为57.45%IACS,综合性能最佳。在300、400℃轧制时,由于发生动态回复,析出相粗化,基体晶粒长大,复合板的强度降低,伸长率提高,导电率增加。

高强耐蚀1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板制备及力学性能

采用高强耐蚀超轻1420 Al-Li合金作为覆板,通过一道次热轧制备了1420Al-Li/Mg-9Li/1420Al-Li复合板,研究了不同压下量、450℃热轧复合板界面的微观组织和力学性能。结果表明:当轧制压下量为35%时,复合板仅为部分结合—机械结合+冶金结合,界面无化合物生成,复合板的抗拉强度为236 MPa,伸长率为26%;当轧制压下量为50%时,复合板实现完全冶金结合,无界面化合物生成,复合板的抗拉强度高达272 MPa,伸长率为14%,在提高抗腐蚀性的同时,大幅提高了Mg-9Li合金的强度。

AZ91镁合金表面电化学沉积羟基磷灰石涂层的制备及其耐蚀性

采用电化学沉积方法在AZ91镁合金表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层,研究了电沉积工艺参数对羟基磷灰石涂层形貌和相组成的影响,并通过腐蚀浸泡试验、极化曲线测试等方法对该涂层的耐蚀性进行了研究。结果表明:当溶液pH为4.5,温度为60℃时,涂层的致密性最好,呈放射状的结构,主要成分为HA相,涂层的厚度约为60~70μm,与基体结合较好;HA涂层对镁合金基体具有较好的保护作用,显著提高了基体合金在生理溶液中的耐蚀性。

钛/铝/镁爆炸焊复合板波形界面及力学性能

文中提出以薄的铝合金板作为过渡层,采用爆炸焊接技术成功制备钛/铝/镁层状复合材料.对钛/铝接合界面、铝/镁接合界面及钛/铝/镁爆炸复合板的整体力学性能进行了分析研究.OM和SEM试验结果表明,钛/铝接合界面和铝/镁接合界面均为波状接合界面,在铝/镁界面出现了局部熔化区;钛/铝接合界面为小尺寸波(λ=160μm,h=26μm),铝/镁接合界面为大尺寸波(λ=1 740μm,h=406μm);拉-剪试验表明,复合板沿着铝/镁接合界面断裂;弯曲性能测试表明,钛板一侧受拉时复合板弯曲强度和塑性均优于镁合金板一侧受拉,断裂始于铝/镁接合界面,最终从镁合金板一侧剪切断裂失效.

(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料的高温拉伸力学行为与失效机理

采用真空感应熔炼技术制备不同体积分数(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料,研究该系列复合材料在600~750℃高温拉伸力学行为。结果表明:(TiB_w+TiC_p)含量由0增加到7.5%(体积分数)时,(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料基体初始β晶粒和α片层得到显著细化;TiB_w及TiC_p的原位生成显著提高了基体合金的抗拉强度,并随(TiB_w+TiC_p)体积分数的增大而增大;随着拉伸温度升高,(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料抗拉强度降低而塑性增加,TiB_w及TiC_p对基体的强化作用主要源于细晶强化、载荷传递强化;(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料在600~700℃的断裂机制为TiB_w和TiC_p的断裂在750℃为增强相与基体间界面脱粘。

搅拌摩擦加工CNTs/7075铝基复合材料热膨胀性能

采用搅拌摩擦加工法制备CNTs/7075铝基复合材料,测量并分析加工态、热处理态试样的热膨胀系数,并分别用ROM、Turner和Schapery模型进行理论计算。结果表明:搅拌摩擦加工后材料的晶粒细小,CNTs的添加能进一步细化晶粒。CNTs/7075复合材料的热膨胀系数低于退火态和搅拌摩擦加工后7075铝合金试样的,说明搅拌摩擦加工对材料晶粒的细化及CNTs的加入可以有效地约束基体材料的热膨胀,且随着CNTs含量的增加,复合材料的线膨胀系数呈减小趋势。后续热处理对CNTs/7075复合材料的热膨胀系数也有影响,退火和固溶时效处理均可以降低该复合材料的热膨胀系数。理论计算发现,Turner模型计算得到的热膨胀系数预测值最接近于实测值。

基于SPS方法对B_4C/6061Al复合材料的微观组织及磨损行为研究

采用化学镀铜的方法对B4C颗粒表面进行改性,以提高颗粒与基体合金之间的界面结合强度。通过等离子放电烧结（SPS）的方法制备颗粒含量为10%~50%的B4C/6061Al复合材料;对制备的复合材料的微观组织形貌、物相组成进行观察分析,并通过高速往复摩擦磨损试验机研究分析其磨损机制。结果表明：B4C颗粒均匀分布于基体合金中,B4C颗粒表面的镀铜层在等离子烧结过程中与基体发生反应,生成第二相Al2Cu,改善了增强体与基体间的结合情况;相对于B4C/6061Al复合材料,采用镀铜处理后的碳化硼制备出的复合材料表现出较低的磨损率,其磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。

HDDR-热压烧结制备纳米晶纯镁及其力学行为研究

在纯镁粉经过氢化脱氢(HDDR)后得到纳米晶纯镁粉的基础上,采用正交试验方案探索了最佳的热压烧结工艺参数,结合热挤压工艺获得了平均晶粒尺寸为15 nm均匀致密的大尺寸纳米晶纯镁块体与棒材。结果表明,纳米晶纯镁棒材的室温拉伸屈服强度达到了265 MPa,压缩屈服强度高达178 MPa。

道次压下率对稀土镁合金板材性能及组织的影响

为了制备高强度的稀土镁合金薄板,研究了在交叉轧制过程中道次压下率对稀土镁合金组织演变及力学性能的影响。结果表明:合适的轧制道次压下率不仅有助于改善稀土镁合金的成形性能,同时也可以提高板材的力学性能。轧制后,板材中的晶粒尺寸变细,LPSO相增多,KAM值增大,同时产生细晶强化、固溶强化以及位错强化效果,使稀土镁合金板强度提升;当道次压下率为20%时,板材的基面织构弱化效果显著,可以激活更多种类的滑移系统,使轧制后的板材伸长率增加。

Nd含量、固溶处理工艺对Mg-4Zn-xNd镁合金性能的影响

采用重力铸造工艺制备了Mg-4Zn二元镁合金及不同Nd元素含量的Mg-4Zn-xNd(x=1,2,3)三元镁合金。对铸态合金先后在420℃(24 h)、510℃(4 h)工艺条件下进行固溶处理。通过显微组织观察、动电位极化测试、浸渍试验和体外细胞试验研究了Nd含量及固溶处理工艺对Mg-4Zn-xNd(x=0,1,2,3)合金的耐腐蚀性能及细胞相容性的影响。结果表明:稀土元素Nd的添加使合金晶粒尺寸减小,以及三元合金腐蚀速率降低;铸态合金经固溶处理后,基体中第二相含量明显降低,该三元合金的腐蚀速率降低;当Nd含量达到2 wt%时,Mg-4Zn-2Nd合金的耐腐蚀性及细胞相容性最好。

锻造+挤压复合变形对SiC_(p)/Mg-Zn-Y-Ca复合材料组织与性能的影响

采用锻造+挤压对SiC_(p)/Mg-Zn-Y-Ca复合材料进行复合变形,研究挤压温度对其组织与力学性能的影响。结果表明:当挤压温度从190℃降低到150℃时,SiC_(p)/Mg-Zn-Y-Ca复合材料的晶粒尺寸随挤压温度的降低而逐渐细化,同时再结晶体积分数也随之减少。不同的挤压温度下复合材料中均存在MgZn_(2)相的动态析出,且析出相尺寸随挤压温度降低逐渐减小,而析出相体积分数逐渐增加。在150℃以0.1 mm/s的挤压速度挤压后,SiC_(p)/Mg-Zn-Y-Ca复合材料的强度最高,其屈服强度和抗拉强度分别为337.2和405.3 MPa。

硅-玻璃-硅阳极键合机理及力学性能

采用两步法阳极键合技术成功实现了硅-玻璃-硅的连接.两次键合过程中,电流特征有明显差异,第一次键合电流先迅速增大到峰值电流,然后迅速衰减至一较小值.受先形成Na+离子耗尽层的影响,第二次键合电流从峰值电流衰减的过程中,出现二次增大然后衰减的现象.利用扫描电镜对键合界面进行观察,结果表明玻璃两侧界面均键合良好,玻璃表面可观察到大量析出物.利用万能材料试验机对键合强度进行测试,结果表明,界面强度随着键合电压的升高而增大.断裂主要发生在玻璃基体内部靠近第二次键合界面一侧.

HD+SPS多孔镁的制备及其组织性能研究

利用氢化脱氢(HD)+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了多孔镁块体材料,研究了不同MgH2含量下多孔镁孔隙率、孔结构及压缩和吸能性能。结果表明,HD+SPS法制备的总孔隙率分别为7.5%和17.8%的多孔镁,且其孔径尺寸细小,内部组织均匀;孔隙率为17.8%的多孔镁具有相对较低的压缩屈服强度43 MPa,单位体积吸能较高,为34.04 MJ/m^3,最大能量吸收效率为1.42。17.8%孔隙率的多孔镁压缩应力-应变曲线较7.5%孔隙率的多孔镁有相对较低的屈服强度及较长的应力平台阶段,在能量吸收材料应用上更具优势。

(Gr_p+SiC_p)/AZ91镁基复合材料的力学及耐磨性能

采用半固态搅拌技术制备出了5μm 10%Grp/AZ91、(5μm 5%Grp+5μm 5%SiCp)/AZ91和(5μm 5%Grp+10μm 5%SiCp)/AZ91(体积分数)镁基复合材料,并对其在300℃、0.05 mm/s的条件下进行了热挤压,研究了SiCp对挤压态复合材料显微组织、力学性能和耐磨性能的影响规律。结果表明,与Grp/AZ91相比,SiCp的引入导致基体晶粒尺寸增大和石墨颗粒碎化;随着SiCp尺寸增加,晶粒尺寸增大,石墨碎化现象更为显著。SiCp的加入提高了Grp/AZ91复合材料的硬度、抗拉强度和延伸率,随着SiCp尺寸增加,这种提升更为显著。SiCp的引入降低了Grp/AZ91复合材料的磨损率,但提高了摩擦系数,随着SiCp尺寸增加,磨损率进一步下降,摩擦系数进一步上升,磨损机制由剥层磨损转变为磨粒磨损。

Si-glass-Al阳极键合电流特性及其力学性能

采用两步法实现了Si-glass-Al的可靠连接,提出了键合三层晶片的电流时间模型.键合电流结果表明,两次阳极键合的电流变化规律一致,即先迅速增加至最大值,然后呈指数式下降;发现第二次键合的电流峰值总是大于第一次,结合提出的电流时间模型,表明键合材料之间因不完全接触而产生的电阻会对电流峰值产生显著影响.利用扫描电镜(SEM)观察Si-glass-Al界面形貌,界面结合良好,在450℃/800V的条件下,glass-Al及glass-Si界面处Na^+耗尽层厚度分别达到了546,820nm.试样的拉伸强度随着电压的增大而升高,无论是先键合Si还是先键合Al箔,断裂总是发生在第二次键合界面附近或玻璃基体上.

热压温度对超声辅助粉末热压法制备n-SiC/Mg-9Al复合材料组织和性能的影响

利用超声辅助粉末热压法在热压温度分别为470、490、510和530℃条件下制备出了n-SiCp/Mg-9Al镁基复合材料。采用OM、EDS、SEM及电子拉伸试验机等设备研究了该复合材料的显微组织及室温力学性能。结果表明：超声辅助粉末热压法能够使n-SiCp良好地分散在n-SiCp/Mg-9Al复合材料中,并且随着热压温度的升高,n-SiCp的团聚现象先减少后增加,复合材料的致密度呈现出先升高后降低的趋势。当热压温度为510℃时,复合材料的致密度最高,晶粒尺寸最为细小,n-SiCp分散最为均匀。n-SiCp/Mg-9Al复合材料的室温力学性能随着热压温度的升高而先升高后降低;在510℃制备的复合材料的力学性能最为优异,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到178 MPa、210 MPa、4.5%。

挤压态AZ31镁合金恒温超塑性固态焊接研究

对AZ31镁合金进行了恒温超塑性压缩和恒温超塑性固态焊接试验,研究了AZ31镁合金在大气环境下恒温超塑性固态焊接可行的工艺参数。结果表明:温度对恒温超塑性固态焊接接头强度影响较大,时间的影响其次,应变速率的影响相对较小。恒温超塑性固态焊接过程中组织发生了动态再结晶,并能在更省能源、省时间的条件下,达到与扩散焊相当的接头剪切强度。在预压应力30 MPa、焊接温度450℃、应变速率为1×10^(-4) s^(-1)的条件下,经13 min压接,可实现AZ31镁合金的超塑性连接,剪切强度达到42.08 MPa。

挤压参数对SiC颗粒增强Mg-3.6Zn-0.6Y-0.2Ca基复合材料组织和力学性能的影响

研究了挤压前后Si C颗粒增强Mg-3.6Zn-0.6Y-0.2Ca基复合材料组织和力学性能。结果表明:随挤压速率或挤压温度的增加,再结晶晶粒的尺寸增加,体积分数则略有增加。随挤压速率的增加,动态析出相的尺寸增加,体积分数减小。当挤压温度设定为230℃时随挤压速率由0.01 mm/s增加到0.1 mm/s,或当挤压速率设定为0.1 mm/s时挤压温度由190℃增加到230℃,复合材料的屈服强度和抗拉强度降低,而伸长率则逐渐增加。在优化的挤压参数(190℃,0.1 mm/s)下,挤压态复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为312.0 MPa,347.3 MPa和6.6%;其中晶粒细化对强度提升的贡献高于热错配强化与析出强化。

变形温度对弯曲矫直的ZK60板材组织及性能的影响

通过弯曲矫直工艺在ZK60镁合金板材中成功预置了拉伸孪晶,研究了不同变形温度对板材组织及性能的影响。结果表明:通过弯曲矫直工艺可以提高ZK60板材的抗拉强度,降低屈服强度。随着变形温度升高,板材屈服强度明显增加,抗拉强度和断后伸长率略微增加。

预轧制时效对2055铝锂合金组织和力学性能的影响

研究了不同预轧制变形时效对固溶态2055铝锂合金组织和力学性能的影响。结果表明,对固溶2055铝锂合金在时效前进行预轧制变形可显著缩短峰值时效时间、提高合金硬度和强度。当预轧制变形量为0、3%和10%时,2055铝锂合金分别在155℃下时效40、30和28 h达到峰值硬度(HV),分别为207.66、215.31和220.07。10%预轧制+155℃×28 h峰时效合金的屈服强度、抗拉强度分别达到562.64 MPa和622.04 MPa,比未预轧制、3%预轧制峰时效合金分别提高了67%、21%和43%、8%,大塑性变形诱导高密度位错促进析出相大量均匀弥散析出是其力学性能提高的主要原因。