半固态合金流变成形技术的研究现状与发展

系统总结了半固态合金流变成形技术的研究进展和工业应用现状。按照半固态浆料的制备方法及制浆与成形之间的关系,分别介绍了机械搅拌式流变铸造、电磁搅拌式流变射铸、倾斜板浇注式流变铸造、液相线铸造(模锻)和Semi SolidRheocasting(SSRTM)技术的成形原理、技术特点、设备结构和工业应用现状,分析了其发展前景。

铸造铝合金精炼技术现状及发展

阐述了铸造铝合金的气孔形成机制、精炼理论及各种精炼技术的特点、研究现状和发展前景。旋转喷头吹气技术、FILD法、MINT法、FIP法和Heproject法等新型复合精炼技术的出现,极大地提高了铝合金熔体精炼水平。

钼及钼合金粉末冶金技术研究现状与发展

系统总结了钼及钼合金粉末冶金技术的研究进展和工业应用现状。分别论述了钼粉末冶金理论、超细(纳米)钼粉、大粒度(和高流动性)钼粉、高纯钼粉、新型钼成型技术、新型钼烧结技术、钼粉末冶金过程数值模拟技术等7个研究方向的技术原理、技术特点、设备结构和工业应用现状,并分析其发展前景。

A356.2合金半固态浆料的在线制备技术

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置，研究“熔体处理＋双向电磁搅拌”半固态浆料复合制备技术。结果表明：该技术制备浆料效率较高，可实现A356．2合金半固态浆料的在线制备。在冷速较快的情况下，降低浇注迥度可以大大缩短半固态浆料的制备时间；在冷却速度较快、搅拌速度较低的情况下，提高搅拌频率不但有助于改善晶粒形貌，而且具有相当的晶粒细化作用。选取如下技术参数：加入0．03%Ti（Al—5Ti—B）（质量分数）和0．04％Sr（Al—10Sr）进行熔体处理、正一反无间歇双向搅拌、浇注温度640℃、搅拌频率25～30Hz、输出电压220V、单向搅拌时间5s、搅拌时间67s，可获得形状系数大于0．8、初生晶粒尺寸在80~90μm之间的A356．2半固态浆料。

铝晶粒细化机制的研究进展

系统论述了铝工业中常用的Al Ti、Al B、Al Ti B(Ti/B>2.22)、Al Ti B(Ti/B<2.22)、Al Ti C等5 大系列细化剂的细化机制,包括包晶理论、共晶理论、三元包晶理论、三元共晶理论、“碳化物硼化物粒子”理论、“TiC粒子团”理论、包晶“残骸”(hulk)理论、超形核(Hypernucleation)理论、双重形核机制(“duplex”nucleation mechanism)和复杂共晶机制等,分析了各种机制的科学性和局限性。

钼金属的脆性与强韧化技术研究进展

分析了钼材料脆性产生的两大原因:本征脆性和间隙杂质在晶界上的富集。论述了钼金属的主要强韧化技术,包括固溶强韧化、碳化物弥散强韧化、稀土氧化物弥散强韧化、气泡强韧化、复合强韧化等的作用机制、主要合金及发展现状。系统阐述了固-固、液-固和液-液掺杂法等传统掺杂方法,扩散沉积、多步内氮化处理等新型合金化技术的工作原理、工艺要点和优缺点。传统掺杂方法不能达到理想效果的原因在于其属于物理意义上的物质混合,无法形成具有稳定成分组成的物相。

熔体处理和双向电磁搅拌复合快速制浆技术

分析了中间合金微细粉末熔体处理工艺和双向电磁搅拌工艺中，Al-5Ti-B合金粉末粒度、粉末加入量、加入温度、静置时间、中间合金加入顺序、单向旋转时间、电源频率、浇注温度和搅拌时间等工艺参数对A356合金半固态浆料的组织和制备效率的影响规律及其原因，开发出适合于铝合金的熔体处理＋双向电磁搅拌半固态浆料复合制备技术。结果表明：该技术可在20-25s内制备出α（Al）的形状因子约为0．85、晶粒尺寸为70-80μm（空冷尺寸）的A356合金半固态浆料。

制浆-成形分离式铝合金流变成形技术

采用自主研制的双向多级速电磁搅拌装置、浆料转移工具和涂料、阶梯板流变性能试件和半固态合金压铸模具,开发出一种半固态合金浆料制备系统与工件成形系统分离的铝合金流变成形技术。结果表明:该技术可在20～25 s内制备出形状因子为0.85左右,晶粒尺寸为70～80μm(空冷尺寸)的A356合金半固态浆料,实现制浆设备与成形设备“一对一”配套;可在浆料温度下降不超过3℃的情况下,实现合金浆料从制备系统到压铸机压室的平稳输送;试件的抗拉强度和伸长率分别比液态压铸提高11.6%～18.2%和42.5%～50%;该流变成形技术与传统的成形技术衔接简便。

Si和La元素对Mo丝显微组织与力学性能的影响

系统研究了La、Si单元掺杂和复合掺杂对钼丝的显微组织和力学性能的影响及其作用机制,优化出具有优异力学性能的Mo-Si-La合金丝的成分为Mo-0.15Si-(0.5～0.8)La。MoSi2与Mo原位反应生成Mo5 Si3和Mo3 Si硬质相,起到良好的晶粒细化作用和弥散强化作用。La2 O3颗粒通过延迟微裂纹的形成和扩散,起到韧化作用。在Mo-Si-La合金中,硅化物颗粒的存在有助于La2O3颗粒的弥散均匀化,促进其韧化效果。

A356合金流变压铸成型试验研究

采用自行设计的台阶板流变性能试件和半固态合金压铸模具,对A356合金的制浆-成形分离式流变压铸技术进行了试验研究。结果表明,选用适当的坩埚结构和涂料配方,采用搅拌坩埚直接输送半固态合金浆料,可简便快速地实现合金浆料从制备系统到成形系统的转移,从而实现二者的分离;在优化后的流变压铸工艺(增压压力180MPa,模具温度200～220℃)下,试件的抗拉强度和断后伸长率(Rm=280～310MPa,A=12%～15%)分别比液态压铸提高11.6%～18.2%和42.5%～50%;在适当的压铸工艺下,流变压铸充型过程平稳,不易发生紊流,试样的内部组织致密,且具有一定的热处理强化潜力。

钼及其化合物的最新用途

给出了钼及其化合物的4种新用途。钼的同位素99Mo及其衰变后的"孪生"元素99mTc在癌症的诊断等医疗诊断流程中显示出极其重要的作用。Mo S2作为新一代半导体材料使半导体芯片厚度降低2/3,储用功率可降低10万倍,极大地促进集成电路的微型化和异型化。Mo2C和Mo2N作为催化物的基底材料,可有效提高催化物的比表面积,Mo2C和Mo2N基催化剂在制氢和制烃的反应中具有强烈的催化作用。Mo-Mo2C等离子喷涂技术在活塞环表面形成具有一定韧性的致密涂层,远优于钼金属火焰喷涂效果,涂层使用寿命可达到150 000 km。

熔体处理对A356合金半固态浆料组织的影响

研究了熔体处理对A356合金半固态浆料组织的影响,结果表明,适当的熔体处理工艺具有一定的生成非枝晶组织的作用,但很难实现半固态浆料的快速制备;“熔体处理+双向电磁搅拌”复合技术具有较高的浆料制备效率,为流变成形的制浆提供了可能。同时,优化出A356合金的最佳熔体含量(质量分数),即0.6%的Al5TiB和0.4%的Al10Sr。

中间合金及其状态对A356合金半固态浆料组织的影响

通过实验分析了采用A356合金粉末、纯铝粉末、Al-5Ti-B合金粉末和Al-5Ti-B变形合金进行细化处理对A356合金半固态浆料组织的影响。结果表明,在“熔体处理+双向电磁搅拌”复合制备技术中,加入约0.15%、平均粒度为100μm的Al-5Ti-B合金粉末进行晶粒细化,可在1 min左右制备出形状因子大于0.8、晶粒半径为80μm(空冷)的A356合金半固态浆料;加入10%￣15%的微米级纯铝粉末可取得与Al-5Ti-B变形合金相当的细化效果;而采用平均粒度为100μm的A356合金粉末进行固液混合铸造,不适合于A356合金半固态浆料的快速制备。

高纯度MoSi_2粉末的合成与分析

采用机械合金化法、高能机械化学法、化学法+高能球磨法3种方法试验合成MoSi2粉末,并对其成分和物相进行了分析。结果表明,化学法+高能球磨法可高效地合成出高纯度MoSi2粉末,其工艺为:按照Mo、Si、C的原子比为1:3:7配制MoO3粉末、SiC粉末和碳粉混合粉末;1 200℃下,在刚玉管炉中,用50%Ar-50%H2混合气体对其还原12h,获得MoSi2-SiO2混合粉末;用氢氟酸溶液除去SiO2粉末,获得纯MoSi2粉末,然后高能球磨4h以改变其颗粒形貌和粒度组成。

熔体处理工艺对A356.2合金半固态浆料组织的影响

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置,研究了"熔体处理+双向电磁搅拌"半固态浆料复合制备技术的可行性.结果表明:在电磁搅拌前进行适当的熔体处理,可较大地提高A356.2合金半固态浆料的制备效率;同时,如果没有其他工艺辅助,仅仅依靠常规细化剂和变质剂的物理化学作用来实现半固态浆料的制备,是十分困难的.最后采用正交试验法优化出A356.2合金的中间合金的最佳加入量(质量分数),加入Al-5Ti-B和Al-10Sr中间合金,使A356.2合金的Ti的含量为0.03%,Sr含量0.04%时为最好.

高纯度MoSi_2粉末的合成与分析

采用机械合金化法、高能机械化学法、化学法+高能球磨法等3种方法实验合成MoSi2粉末,并对其成分和物相进行了分析。实验结果表明,化学法+高能球磨法可高效地合成出高纯度MoSi2粉末,其工艺为:按照Mo∶Si∶C=1∶3∶7(原子比)配制MoO3粉末、SiC粉末和碳粉的混合粉末,在1 200℃下,在刚玉管炉中,用50%Ar-50%H2混合气体对其还原12 h,获得MoSi2-SiO2混合粉末,用氢氟酸溶液除去SiO2粉末,获得纯MoSi2粉末,然后高能球磨4 h以改变其颗粒形貌和粒度组成。

MoSi_2基复合材料的制备技术与应用

较系统地分析了MoSi2基复合材料的应用领域、应用前景、制备技术以及与国内外的技术差距。

钼合金强韧化方式及机理研究进展

钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属合金,在电子电力设备制造业、航天航空、国防工业等诸多领域中已得到广泛应用。目前,提高钼合金的性能的主要方式是合金化。介绍了钼合金的致脆原因以及公认的3种强韧化机理:固溶强化、弥散强化、细晶强化。综述了国内外提高钼合金性能的合金化机理的研究现状,展望了高强度高韧性钼合金的开发前景。

高温应用钼及钼合金表面改性研究进展

钼及钼合金因具有高熔点、高硬度、力学性能优异等优点,被广泛应用于军工、航空和航天等领域。但钼及钼合金在高温使用时存在抗氧化、抗烧蚀和耐磨损性能较差等缺陷,严重影响了钼及钼合金的高温使用性能。研究发现,通过表面改性能有效解决上述问题。首先提出了高温应用钼及钼合金表面改性涂层需满足的基本要求,系统地综述了改性涂层在改善高温应用钼及钼合金抗氧化、抗烧蚀和耐磨损性能方面的研究进展,介绍了常见改性涂层的制备方法,并指出了目前该研究领域存在的问题及今后的发展方向。

王字形变厚度筋钛合金结构件热模锻过程的物理模拟

选取典型的王字形筋飞机结构件作模拟对象，用铅和Ｔｉ－１０２３ 合金作模拟材料，分别在室温和７００℃模拟金属变形情况，获得了王字形筋结构件金属流动规律。当金属在筋的交汇点处充满后不再继续流动时， 中间横筋将出现双马鞍形， 变形程度小时明显。筋间距大小只影响马鞍形开口的大小， 随着变形程度加大， 逐渐变成豁口， 最后形成折叠； 交汇点背面出现明显缩孔。当金属充满交汇点处型槽后仍能继续流动时， 马鞍形缺陷消除， 但背面缩孔更严重。