镁铝合金熔化工艺及微观组织特征分析

镁铝合金因其低密度、高强度、良好的铸造性能和抗腐蚀性而广泛应用于航空、汽车和电子行业中。该研究通过实验分析了不同熔化条件下镁铝合金的微观组织变化,探讨了合金中镁与铝的相互作用及其对材料性能的影响。研究结果显示,熔化温度和保护气体种类对镁铝合金的微观组织有显著影响,合适的工艺参数可以显著细化晶粒,改善合金的机械性能。

基于RFR的Ti-6Al-4V激光超声微观组织特征检测

基于激光超声检测系统,研究了Ti-6Al-4V钛合金板材微观组织特征对纵波速度的影响。根据电子背散射衍射(EBSD)技术得到不同热处理条件下试样的微观组织特征。采用变分模态分解(VMD)方法对激光超声信号进行降噪,以微观组织特征作为自变量,纵波速度作为因变量建立随机森林回归(RFR)模型,得到了对超声速度影响的特征重要性排名。研究结果表明:VMD信号处理方法能够很好地保留激光超声纵波信号,以完全再结晶比例和纵波速度进行拟合,小角晶界含量和平均晶粒尺寸的变化能够较好地解释偏离点,当特征重要性小于0.3311时,微观组织特征和声速相关性很弱。

普通碳素钢超细晶微观组织的特征分析

用Gleeble热模拟实验机对2种不同成分的普通碳素钢进行实验，实验的过程为：以10℃／s加热到950℃，保温2min，再以10℃／s的冷速降到变形温度（900-600℃），以10s^-1或30s^-1的变形速率进行了变形量为80％的变形，变形后立即水淬。通过光学显微镜和透射电镜观察分析，确定了普通碳素钢利用形变诱导铁素体相变获得的超细晶组织及两相区变形获得的超细晶组织的典型形貌特征。

亚共晶白口铸铁激光表面强化的微观组织特征

对要求高耐磨的大型工件常用的亚共晶白口铸铁材料进行了不同条件的激光表面强化处理。重点分析研究其微观组织特征 ,目的是解决亚共晶白口铸铁使用寿命短和脆性大的难题。

热传导模式对电弧增材制造800 MPa级船用高强钢组织与性能的影响

为了研究热传导模式对800 MPa级船用高强钢增材构件组织与性能的影响,采用电弧增材制造技术在不同工艺下沉积了800 MPa级船用高强钢构件,并对其进行微观组织表征和力学性能测试.沿高度方向沉积时,构件底部主要为针状铁素体和马氏体组织,中部和顶部为块状和针状铁素体+粒状贝氏体组织,水平和竖直方向的屈服强度分别为708 MPa和652MPa,抗拉强度分别为895 MPa和831 MPa,-60℃冲击吸收能量分别为66 J和86 J;沿横向沉积时,构件的显微组织为细小的针状铁素体和板条状马氏体,屈服强度和抗拉强度分别达到929 MPa和1 020 MPa,-60℃冲击吸收能量为92 J,结果表明,800 MPa级船用高强钢增材构件的力学性能对热传导模式的敏感性较高,优化热传导模式可以明显提升其综合力学性能.

高温合金筒内旋压锯齿形沟槽微观组织特征（英文）

采用焊接板预制坯以及内旋压的方法制造了一种带壁锯齿槽的大直径薄高温合金筒。研究了筒内锯齿槽的显微硬度和显微组织特征。坯料的焊接导致了接头处微观组织为粗大且不均匀的树枝状支晶,这致使焊接接头与其外区域之间的显微硬度差异较大。内旋压促使锯齿槽上焊接接头区外的初始晶粒和焊接接头处的树枝状支晶都发生细化。锯齿槽的微观力学性能不均匀性因剧烈的塑性变形而明显得到改善。

高强度双相钢弯曲的微观组织形变与回弹机理研究

高强度双相钢冲压成形的主要缺陷是回弹。而金属塑性变形的微观组织形变可以揭示变形回弹机理。通过单向拉伸实验,获得材料力学性能参数;计算V形弯曲变形的应力分布,并进行实际弯曲。为此,研究了大塑性变形的微观组织形貌以及微观组织流动性与应力分布的对应关系。结果表明,弯曲圆弧内区层的塑性流动性优于外区层,对回弹的影响大于外区层。研究结果为控制高强度双相钢冲压回弹量提供一定的理论基础与方法。

基于微观特征定量辨识的加速有效性评估方法

开展加速试验已逐渐成为航空高性能结构(如涡轮叶片)性能分析与寿命管理的重要途径,然而对于加速试验结果的合理、有效评估成为了制约加速试验技术发展的难题。本文以现有物理机制方法为基础,通过构建微观结构特征与宏观性能之间的定量关系,提出基于微观特征定量辨识的加速有效性评估方法,对涡轮叶片加速损伤和失效机理进行系统阐释。结果表明:本文提出的评估方法克服了现有物理机制方法的主要缺点,使得评估结果更加准确可靠,对于提高航空高性能结构的性能分析与寿命预测的准确性具有重要的借鉴意义。

Ti_3Al合金中α_2相的比例及分布特征对其力学性能的影响

目的优化Ti3Al合金的塑性,促进此类合金的应用。方法采用扫描电镜及分离式霍普金森压杆系统对Ti3Al合金中α_2相的比例、形状及尺寸等微观组织进行观察及动态力学性能的测试,并分析了组织变化对其动态力学性能的影响及影响机理。结果经固溶热处理后,Ti-24Al-14Nb合金中初生α_2相的相比例从47.5%增加到56.8%,α_2相板条逐渐长大、变宽;固溶+时效热处理后,合金中鱼鳞状的初生α_2相向板条集束状的α_2相转变,粗大的初生α_2相板条间析出大量细小的针叶状次生α_2相。B2相中Al元素含量的下降,Al元素与B2相的固溶强化作用减弱,导致B2相的强度下降,塑性提高。同时微观组织细化,会增加合金中α_2相和B2相在压缩变形过程的变形协调性,使得合金塑性明显提高。结论固溶时效可以改善和提升Ti3Al合金的塑性。

增材制造316L不锈钢应力腐蚀研究进展

应力腐蚀开裂是不锈钢零部件失效的主要形式之一,是材料力学和腐蚀电化学交叉领域的重要研究方向。与传统工艺制备相比,增材制造技术制备的316L不锈钢内部微观组织复杂,存在增材制造工艺引起的气孔、未熔合区等固有缺陷,导致其应力腐蚀行为更为复杂。本文基于国内外关于增材制造316L不锈钢的研究实例,综述了应力腐蚀行为特征及主控机制,包括氢致开裂和阳极溶解两种应力腐蚀机理、穿晶断裂和沿晶解理两种作用形式,并归纳了孪晶、异种晶相交界处、气孔及未熔合处、元素偏析等组织结构缺陷等对增材制造316L不锈钢应力腐蚀的影响。针对电化学噪声、高分辨中子衍射、三维形貌表征等三种原位测试方法在不锈钢应力腐蚀行为研究方面的现状和技术优势进行了总结。最后提出了高温辐照等严苛环境下的应力腐蚀行为特征研究,以及裂纹尖端应力分配模型及重构准则等增材制造不锈钢应力腐蚀未来的研究方向。

钛基非晶复合材料强韧化研究进展

钛基非晶复合材料结合了钛合金和非晶合金的结构特点,在获得高强度的同时,又解决了非晶合金室温脆性的问题,因而是一种极具潜力的轻质高强韧结构材料。作为一种新兴材料,从基础研究到大规模工程应用,需要解决一系列的关键科学技术问题。本文以钛基非晶复合材料的力学性能为主线,对钛基非晶复合材料研究进展进行综述,同时针对目前研究中存在的问题提出个人的见解及未来可能的研究方向进行总结与展望。

金属材料的激光增材制造微观组织结构特征及其影响因素

激光增材制造(LAM)涉及了复杂的热作用加工过程,在该工艺下制备的多层结构成形件也具有复杂的微观组织结构特征。而成形件的微观组织结构特征决定了其机械性能,优化微观组织结构特征是进一步实现机械性能的精确调控的关键所在。本文综述了LAM多层结构成形件的微观组织结构特征,总结了其微观组织结构特征演变的影响因素,为实现LAM多层结构成形件的微观组织结构特征优化提供参考。

铝合金T型接头双侧激光同步焊接组织的特征及力学性能

针对国产大型客机机身壁板双侧激光同步焊接的铝合金T型接头,系统研究了接头组织特征及力学性能。试验结果表明:从焊缝中心到母材依次存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区5个特征区域,蒙皮侧热影响区是接头最薄弱环节;接头拉伸强度取决于焊缝熔深,平均横向与轴向拉伸强度分别为母材的87.8%和53.1%,试件均起裂于蒙皮焊趾处,断口分别表现为韧性断裂和脆性断裂;平均纵向拉伸强度为母材的90.8%,平均延伸率约为8.4%,断口韧窝小而浅,呈现出韧性与脆性混合断裂特征,熔合线附近焊缝存在撕裂痕迹;疲劳失效首先发生于蒙皮焊趾处并最终断裂于蒙皮,条件疲劳强度约为80.7MPa;焊趾处断口表现出韧性和脆性混合断裂特征,蒙皮位置呈现脆性断裂特征。

三明治铝合金结构激光焊接工艺研究

针对激光焊接6082三明治铝合金结构,系统地研究了T型接头组织特征及力学性能。实验结果表明:从焊缝中心区,到热影响区,最终到达母材硬度逐渐升高,焊缝中心硬度最小;不同实验条件下,焊缝到母材过程中组织变化显著,且存在各种不同的缺陷。

不同时效状态对2A97铝锂合金薄板疲劳损伤行为的影响

对不同时效状态下2A97铝锂合金薄板的拉伸性能、疲劳损伤过程以及微观组织特征进行了研究。结果表明,从T3至T8状态,合金的强度逐渐增加,但疲劳损伤性能急剧降低,疲劳裂纹扩展方式也由T3状态的多晶粒多系滑移-穿晶微裂纹为主逐渐演变为T8状态的晶内位错聚集-沿晶微裂纹为主。微观组织观察结果表明,不同状态中析出相类型及分布具有很大不同,这些差异直接影响了疲劳裂纹萌生、扩展过程中位错的增殖及扩展方式,最终影响了合金的疲劳寿命。

电子背散射衍射在材料科学上的应用：2009年状况

在过去20年里扫描电子显微镜的电子背散射衍射技术（EBSD）已经成为研究晶体材料的强有力工具。该文通过2008年出版的EBSD著作与2003年的著作进行了深入对比，综述出EBSD在材料科学上的贡献。从分析的结果可以看出EBSD应用的某些方面在最近几年有着迅速的增长，特别是材料分析、微观织构、微观组织特征领域，同时还有界面研究的应用以及EBSD其它方面的应用，如模型或材料实验。另一方面EBSD在其它方面的应用也是迫切的，如微观织构的测定，真实相的鉴别和三维EBSD。

Nb-Ti及Nb-Mo微合金钢近终形连铸连轧工艺奥氏体化的若干冶金学研究

着薄板坯连铸连轧技术在高级别钢中不断应用,以Nb-Ti和Nb-Mo为基础的化学成分成为了很好的选择。但随着多种微合金化成分的加入,铸态奥氏体变得更加复杂。分析了Nb-Ti和Nb-Mo微合金钢在铸态奥氏体化过程中一些微观组织特征。就Nb-Ti级而言,研究发现,在热轧过程中,凝固时和凝固后的工艺参数对奥氏体转变有一定的影响。这是由于可形成的TiN颗粒的尺寸和体积分数的差异造成的。细小TiN沉淀相具有推迟再结晶作用。此外,在超化学计量的Ti/N比的情况下,Ti的溶质拖曳作用也是不容忽视的。研究表明,相比于Nb元素而言,Nb-Ti具有更低的非再结晶温度,对于这些钢材,奥氏体扁平化变得更加困难。Nb-Mo级正好相反,但在这两种情况下,Nb含量都会影响其行为。

纳米晶NiSi2/Ti5Si3复合涂层耐磨耐蚀性能研究

采用双阴极等离子溅射技术在TC4合金表面制备了纳米晶NiSi2/Ti5Si3复合涂层。利用XRD、SEM和TEM研究了复合涂层的微观组织特征,利用纳米压入和声发射划痕仪考察了复合涂层的硬度、弹性模量以及涂层与基体的结合力。结果表明:纳米晶NiSi2/Ti5Si3复合涂层由外层厚度为7μm的NiSi2沉积层和其下3μm厚的Ti5Si3扩散层组成,沉积层的平均晶粒尺寸约为40nm,而扩散层的平均晶粒尺寸约为70nm,且存在大量的栅栏状孪晶。纳米晶NiSi2/Ti5Si3复合涂层硬度呈梯度分布,与基体具有较高的结合强度,其结合力为49N。纳米晶NiSi2/Ti5Si3复合涂层的比磨损率较TC4合金降低一个数量级以上,且对载荷和温度不具敏感性。与TC4合金相比,纳米晶NiSi2/Ti5Si3复合涂层的腐蚀电流密度降低了两个数量级,且具有更大的容抗弧值。