电解低钛铝合金在变形合金6063中的应用研究

研究了电解低钛铝合金的细化效果,结果表明,通过电解加低含量的钛可以使工业纯铝晶粒明显细化,由粗大的柱状晶变成等轴晶。用电解低钛铝合金直接配制6063合金时,得到的也是细小均匀的等轴晶粒。钛含量相同时,电解低钛铝合金的细化效果优于铝-钛中间合金的细化效果。

人工神经网络法在镍基变形合金蠕变断裂寿命预测中的应用

在试验数据的基础上,利用人工神经网络建立不同成分镍基变形合金的不同温度,外应力与蠕变断裂寿命之间关系模型,并进行网络训练,对合金的蠕变断裂寿命进行模拟。结果表明,模拟结果与实测结果吻合良好,采用人工神经网络方法可以为镍基变形合金蠕变断裂寿命的预测提供一种有效的手段。

Al-B中间合金对用电解低钛铝制备的Al-Mg-Si变形合金的晶粒细化作用

研究了Al-B中间合金对用电解低钛铝合金制备的Al-Mg-Si变形合金的晶粒细化作用。结果表明,按硼钛质量比1:5的比例加入Al-B中间合金,可获得理想的晶粒细化效果。研究结果扩大了Al-B中间合金作为晶粒细化剂的使用范围,也为Al-Mg-Si变形合金的制备与晶粒细化处理提供了一条新的途径。

难变形合金挤压机最大挤压速度控制分析

挤压速度是影响生产效率的重要因素,同时也是影响产品质量的重要因素。本文分析了影响难变形合金挤压机挤压速度选择的主要因素,在此基础上结合流体力学、动力学和影响因素,建立了适合该速度控制系统的控制方程;建立了挤压速度控制模型,并在31.5 MN黑色金属挤压机上进行了现场验证,这种速度控制方式得到的速度精度为最大速度的3%。

少量Mg、Zr对一种Ni-Cr-Ti型变形合金晶界滑移行为的影响

采用板状试样,沿垂直于应力轴方向预制刻线作为标记,在750℃、392 MPa真空蠕变条件下测定了含少量镁、锆与无镁、锆的Ni-Cr-Ti型变形合金的晶界滑移量,表明在稳态蠕变阶段两种合金没有多大差异,但进入第三蠕变阶段后,合镁、锆合金晶界滑移量和晶界滑移速率逐渐加大,明显超过无镁、锆合金。加入少量镁、锆对晶内滑移也起较大作用,晶内滑移随时间迅速增加,致使晶界滑移与总应变的比值逐渐降低。无镁、锆合金晶内滑移很少,只在断裂前在断口附近有较密滑移带。两合金的晶界滑移-时间曲线与总应变-时间曲线对应相似,晶界滑移受控于晶内滑移。

难变形合金管轧制装备获突破

10月10日，由北京建莱机电技术有限公司、苏州建莱机械工程技术有限公司共同完成的“JL90—2H-15型高效高精度管材冷轧机组”，在江苏太仓通过了中国有色金属工业协会主持的科技成果鉴定。专家组认为，该机组运行稳定，轧制速度快，产品精度高，结构独特，适应性强，可用于生产多种高精度难变形合金管材和防火电缆，总体技术达到国际先进水平。

共晶型Al-Si变形合金熔铸工艺过程控制

基于共晶型A l-Si变形合金的特点,从化学成分优化、原材料质量、熔炼工艺、熔体精炼与变质工艺以及铸造工艺等方面,简要论述了共晶型A l-Si变形合金的熔铸工艺过程控制。

我国难变形合金管轧制装备获得重大科技突破

10月10日，由北京建莱机电技术有限公司、苏州建莱机械工程技术有限公司共同完成的“JL90—2H-15型高效高精度管材冷轧机组”，在江苏太仓通过了中国有色金属工业协会主持的科技成果鉴定。专家组认为，该机组运行稳定，轧制速度快，产品精度高，结构独特，适应性强，可用于生产多种高精度难变形合金管材和防火电缆，总体技术达到国际先进水平。

强度−塑性协同的变形镁合金及其微观结构调控研究进展

变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁合金的研究情况,并依据性能将其分为高强度型、中等强塑型和超高塑性型三类,同时进一步阐述了实现变形镁合金强塑性从权衡协调到协同提升的微观结构调控方法,包括合金化、细晶化、第二相和析出物调控、织构控制和异质结构形成等;最后,对强度−塑性协同的变形镁合金开发及其微观结构调控研究中值得关注的议题进行了展望。

稀土Ce变质ZK60变形镁合金的微观组织及其机制研究

在ZK60变形镁合金基体中加入了不同质量分数的稀土元素Ce。借助金相、SEM、EDS、XRD研究稀土Ce变质ZK60变形镁合金微观组织演变,探讨变质机理。结果表明,当Ce从0%增加到0.9wt%时,合金晶粒尺寸逐渐减小,尺寸由88μm减小到51μm,抗拉强度由104 MPa增加到160 MPa,伸长率从6%增加到7%;当Ce增加到1.2wt%时,晶粒尺寸反而增大到61μm,出现过变质现象;MgZn2可作为α-Mg的异质形核核心;Ce、Mg与Zn结合成Mg42Zn53Ce5化合物钉扎在晶界处,有利于减小晶粒尺寸。

回归温度和时间对深冷变形7A85铝合金显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响

为了平衡合金的强度、塑性与耐蚀性,在不同回归温度和时间条件下对深冷变形7A85铝合金的显微组织和综合性能进行研究。结果表明,在较低回归温度和时间的回归再时效(RRA)制度和T6(120℃,24h)制度下,合金具有较高的强度,但耐蚀性较差。对于RRA,在一定范围内增加回归温度和时间会降低合金的强度,但合金的电导率和耐蚀性显著提高。然而,过度地增加回归温度和时间使合金的耐蚀性降低。相同的回归温度下,随着回归时间的延长,合金的伸长率先减小后增大。与三向深冷变形7A85铝合金的最佳匹配的制度为RRA180-0.5((120℃,24 h)+(180℃,0.5 h)+(120℃,24 h))。

预测典型变形高温合金均匀化动力学的新模型

提出一种基于扩散距离概念的变形高温合金均匀化动力学新预测模型。通过定量电子探针(EPMA)分析,系统研究典型镍基变形高温合金(GH4141)的微观偏析和均匀化动力学。研究发现,基于残余偏析指数模型预测的均匀化动力学与实际测量结果之间存在一定差异。实验和理论分析均表明,考虑了过去通常被忽略的扩散方向因子的一维扩散距离模型可以合理地预测均化动力学。新模型在只需知道原始枝晶臂间距和扩散系数前提下即可完成预测计算,这为变形高温合金均匀化动力学预测提供了一种新的选择。

变形高温合金在液体火箭发动机中的应用进展及展望

变形高温合金以其良好的耐高温、抗氧化、抗热腐蚀性能和较好的冷、热加工性,在液体火箭发动机推力室身部、涡轮壳体、涡轮转子等热端部件中得到了广泛的应用。通过查阅文献,综述了国内外变形高温合金及热加工技术发展现状、液体火箭发动机热端构件对高温合金性能需求、变形高温合金在国内外著名液体火箭发动机中的应用情况。结合液体火箭发动机可回收、高性能、轻量化、低成本的发展趋势,总结了变形高温合金在液体火箭发动机领域的主要发展趋势,包括研发针对液体火箭发动机服役工况的高温合金材料、改进热加工工艺,从而提升高温合金性能、降低高温合金构件制造成本;研发和推广耐高温轻质金属间化合物、降低热端构件质量。

Nb在变形高温合金中的作用

以载入《中国高温合金手册(2012年版)》的经过国家验收、鉴定或批量生产的变形高温合金为主要研究对象,通过大量的文献调研,总结了Nb在变形高温合金中的作用。总结表明,在高温合金中,Nb既是主要的固溶强化元素,又是主要的沉淀强化元素。在固溶强化型高温合金中,Nb主要形成NbC、Z-(Ni_(0.04)Cr_(0.83)Fe_(0.13))_(1.9)(W_(0.15)Mo_(0.09)Nb_(0.76))_(3.3)N等相,显著提高合金的蠕变强度,降低蠕变速率,同时能保证合金良好的焊接工艺性能;在沉淀强化型高温合金中,主要形成γ′-Ni_(3)(Al,Ti)相、γ″-Ni_(3)Nb相、δ-Ni_(3)Nb相、ε-Ni_(3)(Nb,Ti)相、Laves-(FeCoNi)1.84(NbTiSi)相等,通过控制析出相尺寸、形貌和分布的变化来获得良好的综合性能。目前有接近30%的变形高温合金均采用Nb元素进行强化,现代高温合金材料的发展已经离不开Nb元素。

基于改进集中热容法的Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金表面换热系数求解方法

表面换热系数作为淬火数值模拟过程的重要边界条件,其求解精度直接影响温度场、热应力场的演变规律。实验通过设计矩形淬火探头并进行单面水浴淬火,根据热电偶记录的温降数据,采用改进的集中热容法对Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金进行表面换热系数的求解。研究结果表明:表面换热系数呈现先增大后减小的趋势且水浴淬火过程存在蒸汽膜沸腾阶段、二次形核阶段以及对流换热阶段3个阶段,在第27秒时表面换热系数达到峰值2496.31 W/(m^(2)·℃),此时淬火面温度为211℃。用此方法计算得到的随温度变化的换热系数以列表的形式代入Abaqus有限元模型的相互作用模块,同一深度处仿真温度与实测温度最大相对误差为15%,平均相对误差仅为6%;采用K-S双样本分布检验对仿真与实验的温度曲线进行分布检验,在合适的显著性水平下4个样本的统计量均不在拒绝域内,验证了改进的集中热容法用来求解水浴淬火过程中表面换热系数的正确性。

变形铝合金在汽车轻量化中的应用和挑战分析

汽车作为人们日常出行的主要交通工具,在为人们提供出行便利的同时,也消耗了大量资源,并给环境带来了污染。在节能减排的趋势下,汽车轻量化成为了汽车领域发展的重要方向,以降低能量消耗,减少对环境的污染。变形铝合金的应用促使汽车轻量化并保证了汽车的使用性能,使其能够稳定发展。本文分析了变形铝合金在汽车轻量化中的具体应用及面临的挑战,并供参考。

变形镁合金研究的进展

镁合金密度低,比强度和比刚度高,被广泛应用于航空航天和汽车制造等领域。与铸造镁合金相比,变形镁合金具有较均匀的组织和较好的力学性能。综述了十多年来Mg-Al系、Mg-Zn系和Mg-RE系变形镁合金研究的进展。简述了Li、Ce、Cu、Ca、Mn、Y和Nd等合金元素对变形镁合金显微组织和性能的影响。提出了今后的研究方向和进一步改善变形镁合金力学性能的途径。

异质结构变形镁合金的研究进展

异质结构由机械性能存在显著差异的软区和硬区组成,变形过程中软区和硬区不同的机械性能可诱发额外的强韧化机制,从而影响材料的综合机械性能。近年来,异质结构镁合金的制备工艺和性能改善机制研究受到了材料工作者的广泛关注。综述了双相结构、双峰结构、异质片层结构和梯度结构4种典型异质结构变形镁合金的制备工艺和性能特点,并讨论了异质结构镁合金的发展现状以及该领域面临的挑战,为新型异质结构镁合金的应用指明了方向。

低温挤压Mg-Sm-Ce系合金的微观组织与力学性能研究

大幅提升低成本变形镁合金的绝对强度是轻合金研究领域的关键瓶颈问题之一。本研究基于相图计算设计了一种包含低含量轻稀土元素的新型Mg-Sm-Ce-Mn系合金,通过低温挤压实现了近400 MPa的超高强度。Mg-0.8Sm-0.4Ce-0.4Mn(EM10,质量分数,%)合金经低温挤压后形成了双组态晶粒组织,并表现为典型的丝织构,动态析出了Mg41(Ce,Sm)5和Mg12Ce微米第二相;低的挤压温度及高密度纳米第二相的析出,促进EM10合金的再结晶晶粒尺寸细化至约0.93μm,同时在未再结晶区域内残留有高密度的残余位错;细晶强化、第二相强化、织构强化及位错强化的综合作用,使EM10合金的屈服强度可高达约379 MPa,同时保持约4.7%的延伸率。继续提升Ce和Sm元素的含量,会引入更多的脆性微米级第二相,将损伤合金的塑性。因此,通过低温挤压工艺和成分优化,设计制备出了一种高强度Mg-0.8Sm-0.4Ce-0.4Mn合金,相关结果可为低合金化、超高强度变形镁合金的制备提供理论指导。