剧塑性变形制备超细晶/纳米晶结构金属材料的研究现状和应用展望

综合目前剧塑性变形方法制备超细晶及纳米晶结构金属材料的研究现状,介绍等通道转角挤压、高压扭转、累积叠轧焊、多向锻造等剧塑性变形方法及其特点与原理;探讨剧塑性变形金属材料的组织演变和晶粒细化机制;分析金属材料经剧塑性变形后强度与延展性的变化趋势,及其对超塑性变形的影响规律;展望剧塑性变形方法对金属材料应用的前景。

Mg-Mn-Ce镁合金表面超疏水复合膜层的制备及耐腐蚀性能

采用微弧氧化技术和有机镀膜技术相结合的复合处理方法实现Mg-Mn-Ce镁合金表面改性,获得超疏水复合膜层,研究微弧氧化膜的表面特征、有机镀膜电化学反应过程、复合膜层的润湿特性和耐腐蚀性能。结果表明:镁合金经微弧氧化处理后由于微弧氧化膜表面呈微纳多孔结构,表现为超亲水特性,其蒸馏水的静态接触角接近0°;在微弧氧化膜上经有机镀膜后,其形成的有机薄膜的静态接触角高达173.3°,表现出优良的超疏水特性。镁合金经微弧氧化处理后具有良好的耐腐蚀性能,经有机镀膜超疏水复合处理后,耐腐蚀性能得到进一步提高。复合膜层在3.5%NaCl溶液中,与基体相比动电位极化腐蚀电流密度减小了3个数量级、而电化学阻抗提高了3个数量级,耐腐蚀性能明显改善。微弧氧化与有机镀膜相结合的复合处理使镁合金表面在实现超亲水-超疏水功能转换的同时显著提高镁合金的耐腐蚀性能。

T型通道挤压变形Mg-1.5Mn-0.3Ce合金的超塑性和组织演变

采用T型通道挤压(TCP)对Mg-1.5Mn-0.3Ce合金(质量分数,%)进行了4道次热挤压变形,其平均晶粒尺寸由原始轧制态的35μm细化至2μm;TEM观察表明,经TCP变形后细小的第二相粒子Mg_(12)Ce弥散分布于晶内及晶界处.变形合金在573—673 K及1×10^(-1)—4×10^(-4)S^(-1)应变速率范围内显示良好的超塑性变形;在温度为673 K及3×10^(-3)s^(-1)条件下,得到最大的断裂延伸率为604%,应变速率敏感系数m为0.36.超塑性变形后断裂区域显微组织观察表明,Mg 1.5Mn-0.3Ce合金超塑性变形的主要机制为晶界滑移,在较高温度、较低应变速率条件下超塑性变形时出现晶内滑移现象,作为超塑性变形的协调机制促进晶界滑移,随应变速率的降低或温度的升高晶内滑移越明显.

Mg-Mn-Ce镁合金表面功能纳米有机薄膜的制备与摩擦学特性

通过有机镀膜技术在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备了有机薄膜,采用接触角测量仪测定了有机薄膜的蒸馏水接触角,使用椭圆偏振光谱仪测试了薄膜厚度,利用X射线光电子能谱仪(XPS)表征了薄膜表面典型元素的化学状态,使用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,并借助于纳米划痕测试仪评价了薄膜在微载荷下的摩擦学特性.研究结果表明:有机镀膜后镁合金表面形成了有序的纳米有机薄膜,有机薄膜与蒸馏水的接触角数值为108.6°(未处理镁合金基体与水的接触角为45.8°),实现了由亲水向疏水功能特性的转变;未处理镁合金基体的摩擦系数为0.127,有机镀膜后镁合金的摩擦系数为0.078,因此疏水性纳米薄膜能够有效降低摩擦系数.

镁合金仿生超疏水表面的制备及展望

随着技术的发展,镁合金作为工程材料受到了越来越广泛的关注。超疏水镁合金由于其特殊的功能特性使其在微流体运输、自清洁、防冰霜等领域具有广泛的应用前景。深入阐述超疏水表面浸润性机理,全面阐述镁合金仿生超疏水表面的制备方法,分析其工业化的可能。进一步总结超疏水镁合金在防腐蚀领域的研究现状及其耐腐蚀机理。同时,鉴于超疏水的耐腐蚀性能和抗黏附性能,将其与具有优异生物相容性的镁合金结合,探讨超疏水镁合金在生物医用领域的研究方向。

汽车水性面漆“缩孔”缺陷问题探讨

通过一次水性涂料缩孔缺陷的排查解决过程,总结分析可能造成水性涂料缩孔问题的原因,从技术及管理方面论述了缩孔问题排查与解决问题的方法。

焊接CGHAZ相变超塑性及对拉伸断裂性能的影响

藉助于Ｇｌｅｂｌｅ１５００热模拟试验机，采用模拟焊接热循环拘束位移的方法，测定了ＨＴ８０钢模拟ＣＧＨＡＺ的膨胀曲线和拘束应力曲线，研究了ＣＧＨＡＺ的相变超塑性现象，并试验获得了静拉伸强度与塑性．试验结果表明：（１）在模拟焊接ＣＧＨＡＺ中确是存在着相变超塑性，其变形量随着拘束位移的增大而增大；（２）相变超塑性具有使ＣＧＨＡＺ晶粒细化、降低强度和提高塑性的作用，这些都是以往难以实现的问题；（３）焊接过程的强拘束导致ＣＧＨＡＺ发生相变超塑性，不仅降低了ＣＧＨＡＺ的残余应力。

镁合金疲劳的研究进展

对近年来有关镁合金疲劳的研究进行了总结,考察了材料性质、腐蚀介质、高温环境等多种因素对镁合金疲劳性能的影响,并对裂纹萌生及扩展方式进行了分析,归纳了提高镁合金疲劳性能的方法——改善材料质量及表面强化处理或涂层处理,对镁合金疲劳性能的研究进行了展望。

AZ31镁合金微弧氧化与有机镀膜的复合表面改性及功能特性

采用微弧氧化与有机镀膜技术对AZ31镁合金进行复合表面改性,分别对微弧氧化膜的形成过程及表面特征、微弧氧化膜表面有机镀膜过程、微弧氧化膜与复合膜的润湿性及耐腐蚀性进行研究。结果表明:镁合金经微弧氧化改性后,由于表面具有微纳多孔粗糙结构,同时具有较高的表面自由能和极性分量,与蒸馏水接触时存在较强的范德华力和毛细管吸附力,且对强极性水分子具有很强的相溶性,使其蒸馏水的静态接触角接近0°,表现为超亲水特性;而微弧氧化膜表面再经有机镀膜复合改性后,具有较低的表面自由能,对强极性水分子具有一定的排斥作用,使其静态接触角达到113.7°,表现为疏水特性;微弧氧化膜经有机镀膜表面改性后,耐腐蚀性能明显改善,疏水复合膜层在0.1 mol/L NaCl溶液中,与基体相比,其动电位极化腐蚀电流密度减小3个数量级,而电化学阻抗提高3个数量级,表现为类似纯电容行为。

多向锻造ME20M镁合金的组织演化与力学性能

通过金相组织观察、显微硬度测试、扫描电镜分析和应变速率为5×10-5/s的室温拉伸力学性能实验,分别探讨多向锻造中ME20M镁合金的显微组织演化机制和力学性能变化规律。结果表明:显微组织演化分为3个不同阶段,分别对应3种不同机制:第一阶段在真应变量ε≤0.60时,为机械式击碎细化机制,晶粒尺寸由45μm细化到12μm;第二阶段在真应变量0.60<ε≤0.80时,为形变诱导动态再结晶细化机制,晶粒进一步细化至2.1μm;第三阶段在真应变量ε≥1.50时,为热激活晶粒长大机制,部分晶粒长大至65μm。经多向锻造加工,镁合金室温力学性能显著提高,其伸长率、抗拉强度和显微硬度的最大值分别为26.25%、225.52 MPa、HV 55.1,比初始状态分别提高了245%、6.7%和15.5%。拉伸断口SEM观察发现,第6道次前断口韧窝尺寸明显减小且其数量随应变量的增加而增多,使材料延性改善;第6道次后韧窝尺寸变大,其塑性降低。

T型通道挤压变形ZK60镁合金的组织与力学性能

采用一种新型剧塑性变形工艺—T型通道挤压（TCP）对ZK60镁合金在673 K下以A和Bc两种路径进行1~4道次挤压变形,通过光学显微镜观察变形镁合金的显微组织,并对TCP变形镁合金的不同部位在应变速率4×10-3 s-1时进行室温拉伸性能测试。结果表明：塑性变形最大的部位是试样中间部位的最底部,其组织特征为细小晶粒包围着大晶粒,大晶粒呈拉长的流线状;4道次变形后,A路径的平均晶粒尺寸由退火态时的88.5μm细化至2.4μm,Bc路径的平均晶粒尺寸则细化至4.6μm,但组织更均匀;同时,在相同道次TCP变形后,A路径变形合金的屈服强度都高于Bc路径变形合金的,但前者的抗拉强度和塑性却低于后者的;此外,试样最底部的抗拉强度和屈服强度均高于试样顶部的,经Bc路径2道次变形后试样底部与顶部的抗拉强度和屈服强度分别相差39.5和43.1 MPa,而经4道次变形后试样两个部位的抗拉强度和屈服强度分别只相差21.2和11.7 MPa。

连续铸造制备Mg-Al/Al梯度复合材料的试验研究

采用双流浇注半连续铸造方法制备了一种内层设计成分为镁合金、外层成分为纯铝的Mg-Al/Al梯度复合材料。试验表明,采用双流浇注连续铸造技术可以实现内层镁合金和外层纯铝之间的冶金结合,并且可在两层之间形成成分和硬度梯度分布的过渡层。所制备的合金材料在成分分布、宏观组织以及硬度分布之间有较好的对应关系。但由于两种合金的密度相差较大,容易导致内、外浇包熔体的剧烈混合,使得内层合金成分变化很大。

等通道转角挤压双相Mg-10.73Li-4.49Al-0.52Y合金的组织与力学性能

采用等通道转角挤压（ECAP）工艺在573K温度下以Bc路径对双相合金Mg-10．73Li-4．49A1-0．52Y进行1-6道次挤压变形，对变形合金进行显微组织观察、扫描电镜分析、x射线衍射测试和应变速率为1．5×10^-3 S^-1的室温拉伸实验。结果表明：该合金由（α＋β）相组成，变形后晶粒沿着与挤压方向成30°-45°角且呈拉长的流线状，随挤压道次的增加，晶粒不断细化，其析出相A12Y颗粒也随道次的增加沿晶粒拉长的方向均匀化和细化。合金原始铸态无织构，1道次变形后β相的主滑移面{110}晶面织构强度最高，变形3道次和6道次后该晶面织构强度相对1道次的下降，织构向周围移动。变形到3道次，室温下抗拉强度从铸态的137．5MPa提高到最大值166．4MPa；4道次后，强度有一定程度下降。断口分析表明，经6道次变形后断口呈典型的延性断裂特征，存在更多的韧窝，并获得较大的室温伸长率（83％）。

具有不同浸润性功能有机表面薄膜的制备

通过开发的有机镀膜技术,选用具有不同功能基团的有机镀液对不锈钢表面进行改性。借助于红外光谱、接触角和表面自由能等测试对有机镀膜处理的不锈钢表面薄膜进行了表征。实验结果表明,经过TTN溶液有机镀膜后,不锈钢表面自由能升高、蒸馏水接触角减小,具有了亲水功能特性;而经过DHN和AF17N溶液有机镀膜处理后,其表面自由能降低、蒸馏水接触角增大,具有良好的疏水功能特性;其中经过AF17N镀液处理后表面自由能最小而接触角最大,即疏水效果最佳。该技术实现了不锈钢表面的亲/疏水表面改性,提供了一种制备具有不同浸润性的有机表面薄膜材料的方法。

急性脑梗死患者血清炎症因子mRNA表达与颈动脉斑块性质的临床研究

目的探讨急性脑梗死患者的炎症因子基因表达水平与颈动脉斑块的关系。方法对128例脑梗死患者、65例对照组外周血进行白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA表达的测定以及颈动脉超声检查颈动脉斑块情况。结果脑梗死组IL-6、IL-10mRNA表达水平与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),颈动脉不稳定斑块、高度狭窄的比例较对照组明显升高(P<0.05)。稳定斑块组IL-6mRNA、TNF-αmRNA表达水平明显高于对照组,IL-10mRNA表达水平明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论急性脑梗死患者血清炎症因子基因表达水平与颈动脉斑块形成及其稳定性密切相关。

女子拳击运动员上肢和腰部肌肉力量训练的肌电分析

目的:利用肌电指标分析拳击运动员上肢和腰部肌肉力量训练效果。方法:用Mega公司的ME6000肌电图仪记录分析10名女子拳击运动员上臂肱二头肌(主动肌)与肱三头肌(拮抗肌)、前臂屈肌(主动肌)与伸肌(拮抗肌)和腰部肌群的运动诱发肌电,规定运动为手持2.5 kg的哑铃负荷进行直拳空击运动直至局部肌肉力竭。结果:直拳空击运动至局部肌肉力竭过程中,上肢拮抗肌的中位频率(MF)下降幅度和速度大于相对应的主动肌,且从肌群作功来看,主动肌作功百分比较拮抗肌大。其中9名普通运动员腰肌的肌电频率(MF)均值较1名指定样本世界冠军的下降缓慢,而且其作功百分比都较小。结论:通过对普通女子拳击运动员上肢和腰部肌群肌电指标测试与世界冠军的比较分析,提示本研究中所测普通拳击运动员拮抗肌和腰部肌肉力量训练不足,有待加强该部肌肉的力量训练。

AM60镁合金表面功能纳米有机薄膜的制备及特性研究

通过有机镀膜方法,利用一种设计合成的三氮杂嗪硫醇有机化合物钠盐在AM60镁合金表面制备了有机薄膜。采用循环伏安法和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了镁合金表面有机镀膜过程的反应机理,使用椭圆偏振光谱仪测量了薄膜的厚度、接触角测量仪表征了薄膜的浸润性,借助极化曲线和电化学阻抗谱评价了膜层的耐腐蚀性。结果表明,该有机薄膜为纳米尺度,且使镁合金表面发生亲水到疏水特性转变;经有机镀膜后镁合金的腐蚀电流从1840nA/cm2降低到540nA/cm2、腐蚀电位从-1.454V上升到-1.340V,且电荷传递电阻从2.24kΩ·cm2提高到16.88kΩ·cm2,从而有效地提高了镁合金基体的耐腐蚀性能。

镁合金表面防腐蚀处理研究

综述了近年来镁合金表面防腐蚀处理的方法,主要有化学转化膜、阳极氧化、金属涂层、有机涂层、有机镀膜、气相沉积、快速凝固等,并对镁合金表面处理的发展方向进行了探讨。

接合面氧化物夹杂对高频电阻焊管韧性的影响

针对四种高频直缝电阻焊管,通过对焊接接头组织性能的详细分析,表明接合面的夹杂物是恶化焊接接头韧性、特别是低温韧性的主要因素,另外,通过对高频电阻焊管工艺的讨论,指出选择纯净的母材,适宜的焊接工艺及规范参数等能显著减少焊接接合面的夹杂物,获得高韧性焊管.

局部挤压慢压射A356压铸件的微观组织与冲击性能

研究局部挤压慢压射A356压铸件不同部位处的微观组织及冲击性能。结果表明:铸态下共晶Si粒子大多为纤维状或长针状,呈不均匀的网状分布,冲击吸收功在1.17～2.35J的范围内变化后;经T6热处理后,团簇状Al-Si共晶相明显减少,共晶Si粒子呈现出粒状或短棒状,且细小均匀,Si粒子的长宽比和面积分数都有显著降低,冲击吸收功在1.45～3.80J的范围内变化,比铸态有明显提高。分析2种情况下不同部位处的断裂方式,数学回归分析表明,冲击性能由二次枝晶间距和Si粒子长宽比共同决定。