两种钛合金半穿甲战斗部侵彻单层钢靶性能试验研究

选取亚稳态β型TB17和高损伤容限α+β型TC4-DT两种高韧钛合金材料,对2种钛合金材料在高应变率条件下动态力学响应特性进行测试分析,并应用125 mm火炮发射装置开展2种钛合金半穿甲战斗部侵彻单层钢靶性能试验研究。结果表明,作为半穿甲战斗部的壳体材料,应选择屈服强度与冲击韧性匹配性好的钛合金,其中更应关注钛合金材料的塑性变形能力和抗冲击韧性;随着侵彻着角的增加,侵彻单层钢靶过程弹体头部侵蚀量及径向墩粗程度更严重,不利于弹体保持侵彻强度及装药安定性。

ECAP变形及半固态等温处理对Al-25%Si合金组织和性能的影响

对铸态Al-25%Si合金进行等通道转角挤压(ECAP),并结合半固态等温处理技术,研究了ECAP挤压及半固态等温处理工艺参数对合金微观组织和室温拉伸性能的影响。利用光学显微镜观察分析微观组织,拉伸试验机测试室温拉伸性能,以及扫描电子显微镜分析断口形貌。研究结果表明,ECAP变形能够有效地细化Al-25%Si合金中的初生硅相,其平均直径由铸态的117.9μm降至31.9μm,同时形状因子也由0.12提升至0.40。ECAP后的常温力学性能也得到明显提升,其抗拉强度也由铸态的96 MPa提升至200 MPa,伸长率由1.04%提升至3.25%。在半固态加热过程中,初生硅的形状因子随等温温度的提升和时间的延长呈先增后降的趋势。在590℃保温10min,其形状因子最高为0.62。

铸态Mg-6Zn合金的半固态压缩变形行为及本构模型的建立

利用Gleeble-3500型热力模拟试验机对铸态Mg-6Zn合金在变形温度500,520,540℃,应变速率0.1,1,5 s^(-1)下进行半固态压缩试验,得到了真应力-真应变曲线;基于真应力和真应变试验数据及Arrhenius模型,建立该合金的半固态压缩本构模型,并进行试验验证。结果表明:Mg-6Zn合金的半固态压缩变形过程主要分为类弹性变形、应变硬化变形和流变黏塑性变形3个阶段;峰值应力随变形温度的升高或应变速率的减小而降低。利用建立的本构模型计算得到的真应力与试验结果之间的相关性很好,相关系数为0.947,平均相对误差为5.57%,说明该本构模型能够较准确地预测铸态Mg-6Zn合金的半固态压缩变形行为。

Full-Heusler合金Mn_(2)CrZ(Z=Al,Ga)的磁性、半金属性与力学性能

为了探究Mn_(2)CrZ(Z=Al,Ga)材料的性质,预测其用途,采用基于密度泛函的第一性原理方法,用Materials Studio 6.0计算了full-Heusler合金Mn_(2)CrAl和Mn_(2)CrGa的磁性、半金属性和力学性能。通过建模和几何优化,得到了它们的最优化晶格常数分别为5.77?和6.05?。在几何优化的基础上,分别计算了它们的磁性性质和力学性质,通过对能带结构图和态密度图的分析,得出如下结论:Mn_(2)CrAl为半金属亚铁磁性材料,自旋极化率为88.9%,磁性主要来自于合金内部过渡金属原子的d轨道电子的自旋贡献;Mn_(2)CrGa是普通铁磁体。

注射成形增强半固态AZ91D镁合金的组织及性能

为了研究半固态注射成形技术对AZ91D镁合金显微组织、力学性能以及腐蚀行为的影响,通过对半固态注射成形镁合金进行热处理及电化学腐蚀分析,研究了镁合金成形件在注射成形中与热处理后的组织及性能变化。结果表明,相对于压铸镁合金,半固态注射成形镁合金的组织均匀、力学性能优良、晶粒细小且平均晶粒尺寸为20~30μm,能获得质量良好的显微组织。镁合金的热处理对晶界第二相的数量和分布有较大影响,能作用于材料性能。经时效处理后,镁合金硬度从63.47 HV提高到74.05 HV,抗拉强度从125.56 MPa提高到150.91 MPa,抗拉强度提高了20.2%。在质量分数为3.5%的NaCl溶液的电化学腐蚀中,合金的自腐蚀电位为-959.56 mV,经固溶+时效处理后,自腐蚀电位先升高到-927.55 mV后下降至-988.94 mV,耐腐蚀性能先增高后降低。

半固态高熵合金研究进展

虽然高熵合金在诸多方面表现出很大的应用潜力,但是由于其原材料普遍昂贵且制备加工成本高,该类新型合金的开发和应用大大受到限制。半固态成形是一种在固-液两相区直接成形的技术,可以实现金属材料的短流程和近终成形,大大降低了合金产品的制备成本,同时又能保持其优异的性能,在推动高熵合金应用方面具有现实意义。本文主要综述了近年来通过半固态成形技术制备半固态高熵合金的最新研究成果,总结了不同的半固态成形工艺及半固态坯料的制备方法,着重对比分析了不同半固态处理条件下,处理温度和处理时间对制备的半固态高熵合金微观组织结构和力学性能的影响规律,其中包括半固态高熵合金的凝固温度、相组成、组织演变、半固态球形组织的粗化动力学以及维氏硬度和屈服强度的变化等问题,综述了半固态高熵合金的高温塑性变形行为,对比了不同半固态合金的高温氧化行为。最后,对半固态高熵合金的研究进展进行了总结,并对其目前亟待解决的问题及未来发展方向进行了展望。

等温处理对Mg-7Zn-x La镁合金半固态组织的影响

采用等温热处理法制备Mg-7Zn-xLa(x=0,0.1,0.3,0.5,wt.%)合金的半固态坯料。探索La元素及其含量对Mg-7Zn-xLa合金半固态组织的影响,分析La元素对固相颗粒粗化常数值的影响。结果表明:在相同的等温热处理工艺下,随La元素含量的增加,固相颗粒的平均尺寸和形状因子先减小后增加。当合金中La元素含量为0.3 wt.%时,对半固态组织的优化效果最佳。同时,添加La元素可以有效降低固相颗粒的粗化常数值,抑制固相颗粒的粗化。此外,通过分析二次凝固组织发现:随初生固相颗粒的部分熔化,液相中的Mg含量增加,导致次生α_(2)-Mg的数量和晶粒尺寸均明显增加。

半固态A356-0.4%Gd合金制备过程的电磁场模拟与试验研究

通过数值模拟研究了半固态A356-0.4%Gd合金熔体中磁感应强度和电磁力的分布,并分析了电流强度和电流频率对其的影响。模拟结果表明:磁感应强度及电磁力由熔体中心沿半径方向逐渐增大,呈“中间小,边缘大”分布,且增大电流强度及频率能明显增大合金熔体边缘区域的磁感应强度及电磁力,合金熔体整体得到充分搅拌的关键在于其边缘区域的电磁力。基于数值模拟结果,结合试验,进一步探明电流强度及频率对合金铸坯中心与边缘区域处初生α相的影响。试验结果表明:在电磁场作用下,铸坯边缘位置的初生相形貌与尺寸皆优于中心位置;当合金熔体于650℃浇注,在搅拌电流5 A、频率30 Hz下搅拌15 s,590℃下保温10 min后,其合金初生相在整体上较为均匀,且形貌最佳。

C19400合金半蚀刻后表面粗糙度的影响因素

C19400合金半蚀刻后表面粗糙度严重影响后续的成品率及使用。在工厂条件下对四种C19400合金开展半蚀刻试验,分析了第二相尺寸与数量、材料局部取向差(KAM)等因素对材料半蚀刻后表面粗糙度的影响。结果表明:当第二相粒子尺寸大于1μm时,材料半蚀刻后表面粗糙度会受到显著影响,将C19400合金中大尺寸第二相粒子数量密度控制在一定范围内,保证C19400合金材料KAM值大于2,将更有利于得到半蚀刻后相对平滑的材料表面。

铝合金左悬置支臂半固态压铸技术研究

研究了铝合金左悬置支臂半固态压铸技术,对铸件结构设计、半固态压铸工艺及台架试验等进行分析,对样件产品质量进行检测。半固态压铸左悬置支臂样件通过台架试验,与重力铸造产品相比,减重10%以上。

含铈半固态ZL105合金组织及耐腐蚀性能研究

通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、显微硬度测试、盐溶液浸泡腐蚀及电化学工作站等分析测试方法研究了不同稀土铈添加量对半固态ZL105合金微观组织形貌及耐腐蚀性能的影响。研究结果表明:随着稀土铈含量的不断提高,ZL105合金组织内的初生α-Al相的尺寸逐渐缩小;当铈的含量为0.6%时,合金中初生α-Al相晶粒尺寸为65.77μm,晶粒平均形状因子为0.74,与不添加稀土铈的ZL105合金相比α-Al相晶粒尺寸(115.37μm)降低了42.99%,晶粒平均形状因子(0.42)提高了76.19%。与不含稀土铈的ZL105合金相比,添加了0.6%稀土铈的合金维氏硬度提高了31.64%。稀土铈的添加也大幅提高了合金的耐腐蚀性能,铈的含量为0.6%时合金的失重腐蚀速率为10.85 mg·cm^(-2)·d^(-1),相比于不含稀土铈的合金降低了50.93%,合金的腐蚀电位有所增大并且腐蚀电流密度有所减小。通过腐蚀表面形貌观察可知添加稀土铈的合金的腐蚀凹坑及腐蚀裂纹明显减少,腐蚀表面逐渐变得平整且光滑,腐蚀形貌得到了极好的改善。

稀土Ce对半固态挤压铸造AlSi10Cu3Fe合金组织及性能影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、显微硬度计及导电仪等手段分析了稀土Ce元素对半固态挤压铸造AlSi10Cu3Fe合金组织及性能演变的影响。研究结果表明:稀土Ce元素对半固态挤压铸造合金组织具有很好地细化作用,稀土添加量为0.5%时半固态合金组织细化效果最好,初生α-Al相呈现出等轴晶或球状晶形态,排列有序且分布非常均匀,合金的平均晶粒尺寸和晶粒形状因子分别为48μm与0.75,与不含稀土Ce的合金相比晶粒尺寸降低了51.51%,形状因子提高了53.06%。与此同时,半固态合金的力学性能也达到峰值,其抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为231.98 MPa、7.8%和HV100.15,与不含稀土的合金相比,分别提高了37.81%、59.18%和25.38%。不含稀土Ce及稀土Ce含量为0.5%的合金导电率分别为38.56%IACS和43.27%IACS,稀土Ce的添加也有助于合金导电性能的提高。

半固态等温热处理复合挤压对Mg-15Gd-1.7Ni镁合金微观组织及硬度影响

半固态等温热处理复合挤压是通过改善镁合金组织结构强化其力学性能的一种重要工艺方法。本文研究不同保温温度和保温时间对Mg-15Gd-1.7Ni镁合金微观组织晶粒尺寸、形貌和液相分数变化的影响,分析铸态直接挤压﹑半固态挤压和半固态处理水淬后挤压3种状态下镁合金的微观组织及硬度。结果表明,经过半固态热处理后的镁合金中的α-Mg相晶粒变得细小、圆整,分布也较为均匀,同时复合挤压工艺改善了硬度在垂直挤压和挤压方向上的不均匀性。

铝合金半固态成形技术发展现状

铝合金半固态成形技术是一种新型的金属成形技术,广泛应用于航空、汽车、船舶、电子、建筑和机械等领域。本文首先介绍了铝合金半固态成形技术的概念、分类和特点;其次,分别从成形方法、成形工艺、设备和模具等方面对其发展现状进行了阐述;最后,对其未来发展进行了展望。

半固态成形技术在铝合金汽车零部件制造中的应用研究

半固态成形是一种先进的金属成形技术和工艺,在铝合金汽车零部件制造领域具有广阔的应用前景。首先,综述半固态成形技术的基本原理、技术特点及与传统铸造工艺的比较,分析了半固态成形技术在节能、提高生产效率、提高零部件性能等方面的优势。其次,重点探讨半固态成形技术在轮毂、转向节和控制臂等汽车关键零部件制造中的应用实例,阐述该技术的工艺参数优化与质量控制措施。最后,展望半固态成形技术在铝合金汽车零部件制造领域的发展趋势与挑战。

Co基Heusler合金:磁性、半金属性,sp元素掺杂及在磁隧道结中的应用和发展

首先致力于介绍Co基Heusler合金的结构特征、磁性来源以及独特的半金属能带结构,以揭示这些合金独特的电磁性质和在磁隧道结中的应用潜力。在此基础上,进一步讨论了sp元素掺杂对调整Heusler合金电子结构和稳定其半金属性的重要意义。最后,通过分析Co基Heusler合金磁隧道结的电子输运原理,描述了Co基Heu-sler合金磁隧道结的研究现状和发展方向。

第一性原理研究Hg_2CuTi型Heusler合金Ti_2FeB的磁性和半金属性

基于密度泛函理论的GGA计算,我们具体研究了Hg2CuTi型Heusler合金Ti2FeB的电子结构和磁性质,结果发现Ti2FeB合金在其费米面处存在100%的自旋极化,并在5.1～6.2晶格范围内被保留.Ti2FeB具有大约0.5eV的半金属带隙和1μB的原胞总磁矩,是一个稳定的半金属铁磁体.此外,我们的研究也表明RKKY型间接交换和d电子杂化在决定合金磁性质中起决定性作用.

Heusler合金Sc_2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)半金属铁磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理的投影缀加波方法 (PAW),结合广义梯度近似(GGA),系统研究了Hg2CuTi型Heusler合金Sc2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)的电子结构和磁性.研究发现Heusler合金Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)在平衡晶格常数下表现出半金属铁磁性,其自旋向上态中的带隙宽度分别为0.345,0.354,0.387和0.173eV.计算得到Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)的总自旋磁矩均为整数(3.00μB),符合Slater-Pauling规则.分析能带与态密度发现,半金属带隙的产生主要是由于Sc和V原子d态电子之间强烈的杂化作用所致.同时计算结果也表明,在一定程度的晶格常数变化范围内,Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)合金仍能保持其半金属性质.

Heusler合金Co_2MnAl_(1-x)Ge_x的电子结构、磁性和半金属性

基于密度泛函理论(DFT),使用广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)研究了Heusler合金Co2MnAl1-xGex(x=0、0.25、0.5、0.75、1)的磁性和电子结构。随着掺杂浓度x的增加,合金的晶格常数和磁矩都线性增加,分别很好地满足Vegard和S-P规律。对于整个合金系列,随x的增加,自旋向下带带隙宽度略有减少,费米面向高能移动。由于Co2MnAl0.5Ge0.5合金的费米面恰好居于其自旋向下带带隙中部,此时合金具有最好的半金属稳定性,预期在磁隧道结器件中能实现高的自旋极化率。

Half-Heusler合金NiMn_(1-x)Nb_xSb的磁性和半金属稳定性

基于密度泛函理论的第一性原理计算,我们系统地研究了half-Heusler合金NiMn_1-_xNb_xSb的电子结构、磁性和半金属稳定性.结果表明合金的晶格常数和磁性分别很好地符合Vegard定理和S1ater-Pauling规则;当掺杂浓度为25%时,合金的费米面恰好位于其自旋向下带隙的中部.从而呈现最稳定的半金属性.此外,当前的研究也显示Ni-Mn和Ni-Nb之间的d电子杂化依赖于RKKY间接交换机制,共同贡献于合金的总磁矩.