纳米TiC/Ti细化剂加入量对铸态Al-Zn-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用高能球磨法制备金属Ti粉负载纳米TiC颗粒复合细化剂(TiC/Ti细化剂),研究细化剂加入量对铸态Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:随着TiC/Ti细化剂加入量的增加,Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒尺寸逐渐减小;当加入量为0.5%(质量分数)时,晶粒形态由未添加细化剂时的525μm树枝晶转变为119.7μm的细等轴晶;随着细化剂加入量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐粗化。铸态Al-Zn-Mg-Cu合金的第二相由T(AlZnMgCu)相和θ(Al_2Cu)相组成,晶粒细化使第二相细化、分散,但细化剂的添加并不改变第二相的组成。随着细化剂加入量的增加,合金的抗拉强度和维氏硬度升高;当细化剂加入量为0.5%时,合金的抗拉强度和硬度分别为249.5 MPa和137.3 HV,较未添加时的分别提高32.9%和16.4%。

RE与Ti复合变质对铸造5CrNiMo模具钢组织和性能的影响

研究了稀土(RE)与Ti复合变质对5Cr Ni Mo模具钢铸态和热处理组织与性能的影响。结果表明,变质和未变质5Cr Ni Mo铸锭宏观组织由表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶组成,RE、Ti变质缩小柱状晶区宽度、细化中心等轴晶,0.02%RE+0.10%Ti变质使柱状晶宽度与铸锭半径之比由未变质的0.48降低至0.28,中心等轴晶尺寸从1 700μm细化至200μm,RE变质减少钢中Mn S夹杂物数量,并使偏析于晶界的Ti C由杆状转变为粒状。经过900℃×2h+570℃×2 h调质处理后,5Cr Ni Mo钢的组织为回火索氏体,索氏体保留了原马氏体形态。相较于未变质,RE与Ti复合变质试样调质态抗拉强度提高10.7%,达到1 232 MPa,伸长率和硬度分别为16.4%和35.6 HRC。RE与Ti复合变质,细化晶粒,增加回火过程中晶内析出相的数量,产生沉淀强化作用。

热处理工艺对ADI组织及耐磨性能的影响

研究了等温淬火温度与保温时间对等温淬火球铁组织和耐磨性能的影响,探讨了ADI的磨损机制。结果表明,当保温时间为1.5 h、淬火温度为300℃时,基体组织为针状下贝氏体和少量残余奥氏体,随着等温淬火温度的升高,贝氏体组织逐渐粗化,淬火温度升高到400℃时,基体组织主要为羽毛状的上贝氏体和残余奥氏体。淬火温度为300℃时,ADI耐磨性能最佳,ADI的磨损机制主要为氧化剥落磨损及较少的疲劳磨损和粘着磨损,而淬火温度升高时,磨损机制中的疲劳磨损和粘着磨损逐渐占主导,氧化剥落磨损随之减少。

时效温度对原位TiB+TiC复相增强钛基复合材料组织和性能的影响

研究了时效温度对SPS原位合成的TiB+TiC复相增强Ti-6Al-4V复合材料组织和性能的影响。结果表明,在673~873 K的温度范围时效处理时,随时效温度升高,固溶处理的马氏体逐渐分解,形成弥散点状α+β组织,当时效温度超过823 K后,β相粗化。在773 K时效时复合材料的力学性能最佳,其压缩强度、屈服强度和工程应变分别为1970、1632 MPa和15.2%。复合材料的硬度随时效温度的升高而降低。随着磨损载荷增加,复合材料的摩擦因数降低,磨损失重逐渐升高;低载荷时主要发生磨粒磨损,当载荷为50 N时其磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损共同作用。

球磨时间对等离子烧结Al2024-TiN复合材料的影响

采用高能球磨（HEM）和放电等离子烧结（SPS）工艺制备了纳米颗粒增强超细晶Al2024-TiN（2%TiN）复合材料,研究了球磨时间对球磨后复合粉末形貌和组织以及对烧结后复合材料组织和性能的影响.结果表明：粉末形貌随着球磨时间而发生变化,当球磨时间大于30 h时,铝粉末的形貌和粒径不再发生明显变化,晶粒尺寸也稳定在36nm左右,但粉末堆积密度随球磨时间延长而增加;随着球磨时间增加,烧结样的相对致密度逐渐上升,其屈服和抗压强度先上升后下降,球磨40 h的烧结样的强度最高,屈服和抗压强度分别为734.2 MPa和871.6 MPa,仍保有10%的工程应变;具有相同晶粒尺寸的球磨40 h和50 h的粉末在烧结过程中发生了不同程度的晶粒长大,烧结后晶粒尺寸分别为145.4 nm和289.2 nm,球磨50 h的粉末晶粒长大更明显.

热处理对B+Sb细化变质ZL101合金组织和性能的影响

通过对添加B和Sb细化变质的ZL101合金进行固溶和时效处理,研究了热处理对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加B和Sb后,共晶Si由粗大片状变成细小针状,长条状初生α-Al等轴化。在相同热处理工艺下添加B和Sb的合金组织中共晶Si充分球化,尺寸分布更均匀,基体中析出时效相更多更弥散,此时合金显微硬度(HV)由未细化变质的102.4提高到114.6。当热处理工艺为540℃×6h固溶+190℃×5h时效时,添加B和Sb的合金抗拉强度和伸长率最高,分别为332.8 MPa和11.73%,相比于未细化变质合金,提高了21.6%和90.7%,并且断口中出现大量均匀细小的等轴状韧窝结构。

均匀化对TiN细化Al-Zn-Mg-Cu合金组织和硬度的影响

研究了均匀化处理对纳米TiN/Ti细化Al-Zn-Mg-Cu合金组织及性能的影响。结果表明,纳米TiN/Ti细化剂可显著细化铸态Al-Zn-Mg-Cu铝合金晶粒,使合金的铸态硬度(HV)从123提高至142.3。470℃×24h一级均匀化处理后,Al-Zn-Mg-Cu合金晶界第二相得到了比较充分的溶解,只有少量MgZn2相残留;经过(400℃×10h+470℃×24h)二级均匀化处理后,第二相溶解充分,但在均匀化处理之后的冷却过程中析出MgZn相,并均匀分布在晶粒中。

时效对纳米TiC/Ti细化Al-Zn-Mg-Cu合金耐蚀性的影响

采用浸泡腐蚀、极化曲线和应力腐蚀等方法研究时效对纳米TiC/Ti细化Al-Zn-Mg-Cu合金耐蚀性的影响。结果表明,峰时效态和过时效态细化合金在3.5%的NaCl溶液中浸泡192h,腐蚀速率分别为0.756 5mm/a和0.361 3mm/a。峰时效态化合金在NaCl和NaCl+H_2O_2溶液中的应力断裂时间分别为72.2h和50.1h;过时效态为221.2h和80.8h,过时效态合金抗应力腐蚀性能高于峰时效态的。峰时效添加TiC/Ti细化合金后晶界较宽的PFZ(无沉淀析出带)降低其耐蚀性,过时效态晶界不连续且粗大的η相以及较窄的PFZ使合金耐蚀性提高。

SPS原位制备(TiB+TiC)/Ti-6Al-4V复合材料的组织与性能

采用低能球磨和放电等离子烧结原位制备(TiB+TiC)/Ti-6Al-4V复合材料,研究了烧结温度和B4C添加量对复合材料组织性能的影响。结果表明,在1 000~1 150℃范围内,1 100℃烧结时增强相呈不连续网状,复合材料的屈服强度、抗压强度和工程应变均最好;基体合金组织为魏氏组织,复合材料基体为厚片状α相和片间β相组织,晶粒明显细化,显微硬度随增强相含量的增多而提高,而工程应变随之降低。强度在B4C含量为2%时达到最高,屈服强度和抗拉强度分别为1 410.55MPa和1 771.65MPa。

TiB2对SPS原位烧结TiB/Ti-6Al-4V组织与性能的影响

采用SPS烧结技术制备了TiB/Ti-6Al-4V复合材料,研究TiB2添加量对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,球磨过程中Ti-6Al-4V颗粒未发生明显变形,TiB2分散镶嵌于Ti-6Al-4V颗粒表面。烧结后,基体组织从片状魏氏组织转变为近似等轴状组织,TiB增强相为棒状和晶须状,沿Ti-6Al-4V颗粒呈网状分布。随着TiB2含量增加,增强相TiB数量增加,强度和硬度持续增加。在TiB2含量为1%时复合材料的工程应变达到最大值,之后随TiB2添加量增加,复合材料应变持续下降。