β相锻造加工工艺中固溶温度对Ti6242合金保载疲劳性能的影响

对Ti6242钛合金进行不同固溶温度(960,980℃)下的β相锻造加工,研究了不同固溶温度下合金的显微组织和拉伸性能,以及高峰值应力下的低周疲劳与保载疲劳性能。结果表明:不同固溶温度下β相锻造后Ti6242合金组织相似,均由网篮组织、晶内α相片层组织和羽毛状α相集束组织组成,960℃固溶温度下羽毛状α相集束多于980℃固溶温度下。与960℃固溶温度下β相锻造后相比,980℃固溶温度下β相区锻造后合金的强度较高,断后伸长率略低,低周疲劳寿命明显较低,保载疲劳敏感系数较低;980℃固溶温度下合金的保载疲劳寿命约为960℃固溶温度下的1.3倍。不同固溶温度下β相锻造后低周疲劳断口的疲劳特征明显,均由疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,而保载疲劳断口均由韧窝和疲劳条带组成,呈现出一种以蠕变断裂为主、疲劳断裂为辅的断裂模式。

高含量β相PVDF薄膜的制备技术及相形成机理研究进展

压电材料广泛应用于滤波器、微位移器、驱动器和传感器等电子器件中,在卫星广播、电子设备、生物以及航空航天等高新技术领域也有着重要的地位。压电材料主要分为单晶体压电材料、多晶体压电材料、高分子压电材料和聚合物-压电陶瓷复合材料。其中高分子压电材料如PVDF具有良好的柔韧性、优异的热电和铁电性能,从而受到学者的广泛关注。本文对溶液浇铸、静电纺丝和拉伸这三种制备高含量β相PVDF的工艺方法进行了总结,指出了工艺种类和工艺参数对β相生成的影响,探讨了不同加工工艺下相转变的机理,并对高含量β相PVDF薄膜制备技术、相形成机理及PVDF薄膜的应用发展趋势进行了展望。

稳定化处理和Cu元素含量对罐盖用5182铝合金板材β相分布的影响

研究了两种Cu元素含量的罐盖用5182铝合金成品板材经不同温度稳定化处理后的β相分布情况。结果表明:(1)当稳定化温度低于120℃时,两种板材均有大量β相沿晶界和剪切带连续析出;当稳定化温度为160℃时,两种板材β相连续析出现象显著减少;当稳定化温度高于160℃时,随稳定化温度的升高,β相连续析出现象逐渐减少;当稳定化温度为220℃时,β相分布最均匀,无明显连续析出现象,推测此时材料的抗应力腐蚀断裂敏感性最佳。(2)Cu元素质量分数为0.1%的5182板材比Cu元素质量分数为0.06%的5182板材β相析出更少,分布更均匀。

压电膜中聚偏二氟乙烯β相形成和含量提高的研究进展

聚偏二氟乙烯(PVDF)作为一种优秀的聚合物压电材料能够达到工业或日常应用的需求,同时还具有优良的柔韧性、耐候性、耐冲击性和生物相容性,环境适应能力强,在压电应用领域拥有巨大的市场潜力。作为一种半结晶高分子材料,PVDF的压电性主要来源于其内部全反式TTTT构象的β相。因此,对PVDF的β相含量的提高是研究和提高PVDF压电性能的重要途径。本文旨在简要总结PVDF的β相形成和含量提高的主要策略,从原料选择、制备工艺和后处理方法等方面综述了影响PVDF中β相含量的因素,分析各种策略的优势与不足,并对未来发展趋势进行了展望。

高β相离子液体/聚偏氟乙烯介电材料及熔融沉积成型

通过将聚偏氟乙烯(PVDF)与离子液体(IL)熔融共混制备IL/PVDF复合材料,并研究其晶相结构。结果表明,离子液体的咪唑阳离子与PVDF的-CF_(2)基团之间的相互作用能够有效诱导PVDF极性β相的生成,复合材料的β相相对含量最高可达81.83%,是纯PVDF的2.7倍。IL/PVDF复合材料的介电常数最高可达21.0(100 Hz),相比纯PVDF提高了4倍。此外,探讨了熔融沉积成型(FDM)对IL/PVDF复合材料的影响,发现FDM成型能够进一步提升复合材料的极性β相含量Xc(β),这对FDM成型制备PVDF基电子储能及传感设备具有一定的参考价值。

β相控制法改进黄铜合金的热加工性能

通过立式半连铸方法制备了Cu-40Zn-1Pb-0.15Fe-0.03Ni双相黄铜合金,针对热轧开裂问题,采用Gleeble-3500热模拟机对合金进行圆柱体压缩试验和扁平压缩试验,研究了双相黄铜合金在变形温度为600~780℃及应变速率为0.01~10 s^(-1)的条件下的热变形行为和热轧工艺性能。通过应力-应变曲线分析得到了合金的本构方程,计算绘制了热加工图,分析了热机械加工(TMP)诱导的α-β相变对α和β相的形成和铅颗粒分布的影响,利用热加工图结合显微组织确定了合金的热变形的流变失稳区和最佳变形参数。结果表明:双相黄铜合金加工过程主要存在两个失稳区:1)变形温度为670~710℃,应变速率为2.5~10 s^(-1)的区域;2)变形温度为750~780℃,应变速率为5~10 s^(-1)的区域。在较低温区(690℃以下),合金为α+β双相组织,且随着温度升高合金中β相占比逐渐增大、α相逐渐球化;在中温区(700~750℃),合金基本为β单相组织,利于热轧加工;在高温区(750℃以上),从β相组织的晶界处生长出针状α相,容易造成合金热轧开裂。

Mg-Al系镁合金离异共晶β相的研究

简述了离异共晶β相的特征、生长方式及对力学性能的影响,重点分析了改善和抑制离异共晶β相的方法和措施。在非平衡凝固条件下,Mg-Al系镁合金在晶界处析出大量质硬性脆的β相,阻碍了合金韧性的提高。对几种Mg-Al合金进行了改善和抑制离异共晶β相的试验。结果表明,采用适当的措施可以改善和抑制离异共晶β相。

AZ91镁合金挤压过程中β相的动态析出及其对组织和拉伸性能的影响

研究了AZ91镁合金挤压变形过程中β相的动态析出行为及其对合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,AZ91镁合金的力学性能在挤压后显著提高。合金在挤压过程中有大量β相粒子动态析出,且析出特征与挤压温度、挤压比等工艺参数密切相关。β相粒子的动态析出对合金拉伸性能的直接作用有限,主要通过影响动态再结晶而影响组织演变,并进而影响合金性能。通过控制工艺过程能够有效调整β相粒子的析出,使合金力学性能得到进一步提升。

聚偏氟乙烯结晶结构及其β相制备方法的研究

聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物因为具有优良的铁电、压电和热释电性能而受到广泛研究。该文结合近期国内外有关PVDF研究的相关论文报道,综述了与PVDF聚合物相结构有关的研究进展,着重介绍了PVDF形成的5种晶型的分子结构及不同晶型间的差别、晶型之间相互转化机理的有关内容;同时,总结了近期在制备或提高PVDF中β相含量研究中的若干新方法、新思路及它们各自的利弊,并对今后的相关研究进行了展望。

应变速率对TC11钛合金α+β相区变形行为的影响

利用热模拟实验机,在α+β两相区变形温度780～990℃和应变速率0.001～70 s-1对TC11钛合金进行等温、恒应变速率压缩实验,获得流动应力变化规律,并分析了应变速率对微观组织的影响。结果表明:变形温度较低、应变速率较高时,变形呈流变软化特征;变形温度较高、应变速率较低时,变形呈稳态流动特征。通过对不同应变速率下TC11钛合金的微观组织观察可知,当变形温度为780～870℃、应变速率为10～70 s-1时,易发生绝热剪切或局部流动等失稳现象。当变形温度为870～960℃、应变速率为0.001 s-1时,变形机制为超塑性。当变形温度为990℃、应变速率为0.001 s-1时,变形机制为大晶粒超塑性。

Mo、V、Cr对钛合金β相的合金化效应

为了研究钛合金中常用β合金元素Mo、V、Cr等对β相合金化的影响,通过设计制备一系列不同元素含量的TiMo、Ti-V、Ti-Cr二元β型钛合金,分析了含单一合金化元素的β型钛合金的显微组织、硬度及室温拉伸性能。结果发现:随着合金中β稳定元素含量的增加,所有二元合金的晶格常数及晶粒尺寸都呈减小的趋势,其中元素Cr具有最强烈的减小晶格常数效应,而元素Mo对晶粒细化的效果最显著。成分为Ti-xV、Ti-xCr的β相的拉伸强度随元素含量增加的变化规律与硬度变化相似,先减小后增加。Ti-xMo拉伸强度则随元素含量的增加强度升高。元素Cr对β相的强化效果高于Mo和V。

β相凝固铸造高Nb-TiAl合金的高温氧化行为

研究了β相凝固的铸造合金Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr和Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr0.2B0.02Y合金900℃×130 h的循环抗氧化性能,探讨了B、Y元素对合金抗氧化性能的影响。结果表明,0.2B0.02Y的添加能在一定程度上改善合金的抗氧化性能。B、Y的加入能够促进合金表层形成致密连续的Al2O3层,抑制氧元素的进一步入侵,Y的加入使得合金氧化层的抗剥落性能得到提高。分析计算得出了两种合金的氧化动力学曲线,氧化10 h后,Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr合金的氧化动力学方程中的幂指数n=1.87,合金单位面积的氧化增重随氧化时间的变化规律介于直线规律和抛物线规律之间,即这种合金的氧化膜保护性不足。Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr0.2B0.02Y合金氧化动力学方程中的幂指数n=2,合金单位面积的氧化增重随氧化时间的变化规律为抛物线规律,利于合金表面生成保护性的氧化膜,合金的抗氧化性较好。

β相聚偏二氟乙烯PVDF薄膜的制备和热光效应研究

采用溶液旋覆法制备β相 PVDF 铁电聚合物薄膜,利用 X 射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对薄膜晶形结构进行分析,并使用椭偏仪测定了溶液法制备的β相 PVDF 薄膜热光系数,同时对其热-光信号读出机制进行研究。结果表明,在60～120℃下结晶有利于β晶相的形成,而较高温度下主要形成γ晶相;薄膜的热光效应不仅与其热膨胀紧密相关,还受到温度变化趋势的影响,在20～100℃范围内,β相 PVDF 聚合物薄膜有较高的(负)热光系数约2.4～3.3×10^(-4)/K,升温条件下测得的热光系数更高;在探测波长633 nm 条件下,薄膜反射率变化可以线性地表征出薄膜温度的变化,基于薄膜热光效应的热-光信号读出机制是可行的。

延性β相稳定性与合金元素合金化行为的研究

基于余氏固体与分子经验电子理论,利用平均原子晶胞模型计算了Ti3_Al基合金中延性β相的价电子结构,给出了其价电子结构信息——相结构因子nA,σN,F。用相结构因子nA,σN,F分析讨论了β相价电子结构与稳定性的关系及合金元素的合金化行为。认为β相及含不同合金元素的β相的精细价电子结构是金属间化合物α2_-Ti3_Al合金化与Ti3_Al基合金选择Nb,V,Mo3种合金元素作为常用合金化元素的微观本质原因。

铍青铜中β相与γ相的鉴别方法

对铍青铜带进行金相检验时,发现组织内有大量条带状蓝灰色相。仅从金相观察分析,有β相部分特征,但不能判定为β相。结合EBSD、能谱及透射电镜分析,最终确定该相为γ相。

镝对AZ31合金β相形状、均质化处理时间及单道次最大轧制率的影响

研究了AZ31合金均质化处理时间对β相形状和单道次最大轧制率的影响,随均质化处理时间的增加,β相形状由网状变为断续网状,单道次的最大轧制率增加。随着Dy元素添加量的增加,合金中β相形状由网状变为断续网状、细小颗粒状再到断续网状。轧制性能也呈同样规律先提高后下降,其中AZ31-1.5%Dy合金不经过均质化处理,单道次最大轧制率仍高于AZ31合金12 h均质化处理的单道次最大轧制率。

Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5(BZN)系低对称β相陶瓷的相转变与显微结构

低对称 β相陶瓷是BZN系陶瓷的基本物相之一 .本工作以粉末XRD分析和断面SEM分析为研究手段 ,采用不同的冷却方式以及不同承烧垫板 ,研究了BZN系低对称 β相陶瓷在 110 0℃附近的熔融分解、转熔等相转变行为以及相应的显微结构变化 .研究表明 ,低对称 β相是异成分熔融化合物 ,在 110 0℃吸热分解为α相与液相 ;在自然冷却时 ,发生转熔过程 ,α相转入熔融液相中 ,析出 β相 ;在淬火冷却时 ,液相中析出BZN系立方萤石相 .对应于低对称 β相陶瓷在转熔温度 110 0℃附近的熔融分解、转熔等相转变行为 ,其显微结构也表现出相应的显著变化 .

Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.3B合金中β相行为和特征

采用元素粉末经热压烧结法制备了新型Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.3B合金,研究了热处理工艺对合金组织中β相转变行为及其力学性能的影响。结果表明,粉末冶金态Ti Al合金中β相呈条带状,与γ相形成块状组织。热处理能显著改善材料的组织均匀性,使B2/γ块状组织逐渐转变成α2/γ层片组织,β相转变行为特征为吸收Ti、Al元素,排出Nb元素。温度是热处理过程中组织均匀化的主控因素,在共析温度Te附近热处理时（1100-1160℃/24 h）,B2相逐渐溶解但不能完全消除,而在α相转变温度Tα以上短时热处理和稳定化低温热处理后,如1400℃/2 h/FC＋850℃/6 h/AC,B2/γ块状组织可完全消除,且组织粗化不严重。初始态B2相纳米硬度为6.69 GPa,弹性模量为175.4 GPa,热处理导致其纳米硬度和弹性模量逐渐降低。

Nb、Cu对新型高温锆合金α/β相变温度和腐蚀性能的影响

研究不同元素含量的Zr-Nb-Cu合金的显微组织和其在500℃、10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能,结果表明,在500℃、10.3 MPa过热蒸汽中,Zr-1.0Nb-0.05Cu合金的耐腐蚀性能最好,其耐腐蚀性能远远优于Zr-4和N18合金。在Zr-Nb-Cu合金中形成富含Nb、Fe、Cr的第二相粒子,这是影响锆合金耐腐蚀性能的一个原因。Zr-Nb-Cu合金在差热扫描量热仪分析的升温过程中,腐蚀产生的氢化物溶解,温度达到氢致α/β相变温度(约550℃)时开始β相变。添加Nb可以降低合金发生氢致β相变的温度,而增加Cu含量,可以降低合金腐蚀时的吸氢量,同时也使合金的耐腐蚀性能得到明显的提高。

冷速对TC11合金高温β相析出过程的影响

对TC11合金进行β加工后,采用不同冷速冷却,以探讨高温β相在冷却过程中的变化和α相的析出过程,为钛合金β锻造和β热处理提供了理论与实践的依据。