微量稀土La对细晶W-Ni-Fe合金显微组织和性能的影响

采用喷雾干燥-热还原方法制备了纳米级93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末和添加了微量稀土La的复合粉末。研究了微量稀土La对合金性能和显微组织的影响。结果表明:微量稀土La的加入能够有效增加粉末的分散度;微量稀土La在合金中主要以中间相WxNixFexLax0x(摩尔比)的形式分布于粘结相中,该中间相在细化晶粒的同时对杂质元素Ca具有较好的亲和力,使合金性能得以提升。但随着过量La的增加,其生成的中间相容易在钨晶界和钨与粘结相的相界面上产生偏聚,降低了合金的界面结合强度,从而使合金性能降低。

具有细晶/混晶交替分布组织特征的AZ31镁合金轧板拉伸变形行为仿真

通过中等应变速率轧制获取细晶区和混晶区交替分布的AZ31镁合金轧制板材,构建不同组织特征的黏塑性自洽(VPSC)模型,预测板材在室温拉伸下的变形机制、织构演变和力学响应,研究细晶区与混晶区对塑性变形的贡献。结果表明:经410℃、平均应变速率1.9 s^(-1)、4.8 s^(-1)和7.8 s^(-1)制备的轧制板材中细晶区与混晶区呈现板织构特征,细晶区织构组分相较于混晶区更接近ND方向;随着轧制平均应变速率的增加,板材的细晶区与混晶区的织构组分差异逐渐减小。在室温拉伸塑性变形初期阶段,轧制板材的主要变形机制是基面滑移,次要变形机制是棱柱面滑移和锥面滑移,而拉伸孪生几乎不开启。压缩孪生启动时,部分晶粒向TD方向偏转56°,形成TD方向的织构组分。棱柱面滑移活性的降低,有利于增强锥面滑移的分离效应,促使ND方向织构极密度降低和双峰织构形成。轧制板材在拉伸过程中,由于细晶区的织构组分相较于混晶区更接近ND方向,使得在拉伸过程中细晶区相较于混晶区的基面滑移开启较少,非基面滑移开启较多,促使拉伸变形的过程中细晶区起强化作用,混晶区起弱化作用。织构组分差异逐渐减小,使得细晶区与混晶区的变形机制活性趋于一致,促使其在拉伸过程中对抗拉强度贡献也逐渐趋于一致。

纳米晶W粉和W-Ni-Fe预合金粉的制备

采用高能球磨法制备纳米晶W粉和W-Ni-Fe预合金粉,研究了不同的球磨材质包括硬质合金球(CCB)、钨球(TAB)和球磨转速、球料比及球磨时间等条件对球磨后粉末性能的影响。利用XRD,TEM和EDX分析球磨后粉末的晶粒尺寸、晶格畸变、形貌、结构变化及颗粒成分变化。结果表明:高能球磨法可制得10nm^80 nm的W粉和W-Ni-Fe预合金粉,纳米级颗粒含量达80%以上。相同材质的钨球制得的纳米粉末综合性能较好。球磨过程中,粉末保持颗粒状结构,纳米级粉末颗粒形状最终趋于等轴化。

复合细晶钨合金弹芯侵彻性能的数值模拟研究

为了更有效增强钨合金弹芯对装甲目标的侵彻性能,对复合细晶钨合金弹芯这种弹芯结构展开研究。运用LS-DYNA虚拟仿真软件对细晶钨合金弹芯和复合细晶钨合金弹芯侵彻装甲钢靶板的过程进行了数值模拟研究。通过比对不同速度条件下的侵彻深度和弹芯头部形状,分析复合弹芯内外层材料的不同分布和不同厚度比对其侵彻深度的影响。研究表明弹芯材料密度低于细晶钨合金弹芯的复合细晶钨合金弹芯方案在侵彻能力较好,且复合细晶钨合金残余弹芯头部越尖锐,越具有更大的侵彻深度。最佳复合弹芯为以95W为内层材料、93W为外层材料、厚度比为9∶1,该复合弹芯方案在不同速度条件下的侵彻深度均为最大。研究可为杆式脱壳穿甲弹钨合金弹芯设计提供参考。

微晶铸造对K4169合金组织及持久性能的影响

分别采用普通铸造、细晶铸造和微晶铸造工艺制得了晶粒度为ASTM M9~M7级、ASTM M14~M9级和ASTM 3~5级的K4169合金试样,研究了微晶铸造对K4169合金组织及持久性能的影响。研究结果表明,微晶铸造工艺可显著细化晶粒,降低凝固偏析,减少Laves相和大块MC碳化物,增加γ″相体积分数;使合金704℃/448 MPa条件下的持久性能相比于普通铸造和细晶铸造合金分别提高了621%和44%,达到614.9 h;断裂模式从普通铸造K4169的脆性穿晶断裂转变为微晶铸造K4169的韧性沿晶穿晶混合型断裂。微晶铸造工艺引起的晶粒细化和γ″相体积分数的提高,有效强化了K4169合金,而大块MC碳化物及Laves相的减少,减少了潜在的裂纹萌生、扩展位置,二者共同作用提高了K4169合金的持久寿命,并降低了性能数据分散性。微晶铸造工艺可获得良好的综合力学性能,提升K4169合金机匣、壳体、扩压器等整体结构件在700℃以下的服役性能,有良好的应用前景。

Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶行为及影响机理

以Mg-3Al合金为研究对象,基于边-边匹配(E2EM)模型和相图计算,分析Al-X金属间化合物与α-Mg的晶面和原子错配度及其熔点,筛选Mg-Al-X合金中潜在的异质形核物相,探究筛选的Al2Nd和Al2Gd对Mg-3Al合金晶粒尺寸的影响,分析Nd和Gd对Mg-3Al合金物相组成和显微组织的影响,揭示Nd和Gd对Mg-3Al合金的细晶机理。结果表明:添加适量Nd和Gd元素可以有效减小Mg-3Al合金晶粒尺寸,提升合金屈服强度。当分别添加3%Nd、3%Gd(质量分数)后,Mg-3Al合金晶粒尺寸由(145±9)μm分别减小至(81±5)μm、(76±4)μm,分别降低了44%、48%,合金屈服强度由65 MPa提升至76~79 MPa,伸长率可达12.7%~16.5%。其细晶机理为Al2RE(Nd,Gd)颗粒作为α-Mg晶粒的异质形核质点细化晶粒。

稀土La对细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金致密化与显微组织的影响

采用溶胶-喷雾干燥-氢还原法制备超细/纳米晶93W-4.9Ni-2.1Fe和93W-4.9Ni-2.1Fe-0.4La的复合粉末,对比研究烧结过程中稀土La对合金致密化与显微组织的影响,并讨论其作用机理.。结果表明:添加稀土La对合金致密化及晶粒长大均具有一定的抑制作用,在1 420℃烧结时,由93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末制备的合金晶粒长大速率常数为247.1μm3/min,而添加0.4%La后合金晶粒长大速率常数仅为83.3μm3/min。此外,添加稀土La的93W-4.9Ni-2.1Fe合金具有更高的W-W临接度。扫描电镜及能谱分析结果表明,稀土La在合金中会形成成分复杂的二次相,并偏聚在相界或晶界处,阻止W原子在粘结相中的扩散。同时,与稀土La有关的一系列相变可干扰溶解-析出过程,从而有效抑制W晶粒的长大。这些二次相颗粒的存在,降低了液相对钨颗粒的润湿性,并会阻碍钨颗粒的重排,使得W-W临接度增大。

Ti3Zr2Sn3Mo25Nb钛合金表面细晶的表征方法

采用超声冲击的方法对Ti3Zr2Sn3Mo25Nb钛合金进行表面强化,采用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪等设备对其表面细晶进行表征。结果表明:超声冲击后,钛合金表面获得了深度约为35μm的强塑性变形层;钛合金表面可观察到明显纳米级的非晶团簇和密集的滑移线,细晶形成的主要原因为位错滑移,位错滑移的主方向为<111>;超声冲击后,材料的表面残余压应力约为250 MPa,晶格常数略有降低,β相的特征峰强度变大,α相的特征峰宽度变大。

铝合金晶粒细化方法的研究现状及最新动向

综述了铝合金晶粒细化的各种方法与应用现状,分析了各种细化方法的细化机理。并对新型中间合金细化剂如Al-Ti-B-R E、Al-Ti-C-RE等的细化效果进行讨论,最后阐述了一种新的晶粒细化方法-细晶铝锭及其对铝合金的细化效果、细化机理及应用。

GH4169合金细晶成形工艺与机理及其性能研究

用热机械加工和光学与扫描电镜观察的方法 ,对GH4 16 9合金板材的δ相析出规律及其超细化工艺进行了研究。结果表明 :对GH4 16 9合金板材进行 890℃× 10h处理 ,可以析出足够数量的针状δ相 ,该相具有良好的热稳定性 ;对该板材采用 10 5 0℃× 0 .5h + 5 0 %冷轧变形 + 890℃× 10h + 2 0 %～ 30 %冷轧变形 + 95 0℃× 3h的工艺后 ,可以得到ASTM 12～ 14级的超细晶粒组织 ;所获得的超细晶合金与普通合金相比 ,其 6 5

W-Ni-Fe纳米晶粉末的流变特性(英文)

研究了Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ纳米晶粉末的注射成形（ＭＩＭ）。纳米晶粉末采用机械合金化（ＭＡ）的方法制备，然后将这种纳米晶粉末与蜡基粘结剂混合以制备出喂料。讨论了ＭＡ球磨时间、纳米粉末的体积装载量和实验温度对喂料流变行为的影响。结果表明，随球磨时间增加，喂料粘度降低，粘度对剪切速率的敏感性也降低。因此，随球磨时间增加，喂料的流动性和成形性变好。随粉末装载量增加，喂料粘度呈非线性增加。喂料粘度与粉末装载量的关系为： ，其中ｎ＝０．６８。粉末经球磨后，粘度变化随温度和剪切速率的变化不大。因此，注射温度和注射速度的变化对ＭＩＭ产品的质量影响不大。

GH4720Li合金细晶棒材制备的热加工工艺研究

通过合理的热加工工艺获得组织均匀细小的棒材是难变形高温合金GH4720Li研制成功的关键和难点。通过对变形高温合金开坯工艺调研以及在GH4720Li合金MTS热模拟实验和数值模拟基础上,对开坯工艺参数进行了初步确定,据此采用2000t快锻机对406mm的GH4720Li合金铸锭进行了开坯试制,获得的棒材组织均匀、细小,性能优良。实验结果表明,得到的GH4720Li合金开坯工艺参数合理可行。

细晶钨合金制备工艺的研究

研究了添加微量稀土氧化物Y2O3和机械合金化所制备的90W-7Ni-3Fe合金的显微组织与性能。试验采用机械合金化工艺制备含微量稀土氧化物Y2O3的90W-7Ni-3Fe复合粉末,将粉末在1460～1480℃烧结30min,制备最大抗拉强度大于962MPa、延伸率为30.8%、钨晶粒尺寸为8～12μm的细晶高性能90W-7Ni-3Fe合金。研究了稀土氧化物Y2O3对合金性能和显微组织结构特征的影响。

FGH4096合金的动态再结晶与晶粒细化研究

使用Gleeble-1500D热模拟试验机对热等静压态FGH4096合金进行变形温度1080~1140℃,应变速率0.02~1s-1,变形量15%,35%和50%的等温压缩实验。通过观察微观组织,分析了粉末高温合金动态再结晶的组织演化规律,并通过透射电镜研究了再结晶的形核位置。当变形量在35%及以下时,得到不完全再结晶组织,即＂项链＂组织;当变形量大于50%时,得到完全的动态再结晶组织。动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高和应变速率的降低而增大。再结晶形核主要在以下三个位置,即原始颗粒边界,再结晶晶粒边界以及孪晶源。最后利用多方向热变形对晶粒的破碎和细化,得到平均晶粒尺寸为4μm的细晶坯料。

细晶铝锭熔炼的6063铝合金组织与性能研究

细晶铝锭是采用纯铝的电解设备,通过向铝电解槽中添加TiO2,直接电解生产的晶粒细化的铝锭。采用细晶铝锭熔炼6063铝合金,并对其组织性能进行研究,结果表明:细晶铝锭熔炼6063铝合金,由于其电解加钛方式,生产成本低廉;细晶铝锭熔炼的6063铝合金型材,晶粒细小均匀,表面性能及力学性能完全满足GB/T5237的要求;细晶铝锭、RE(富铈混合稀土)元素联合细化,细晶铝锭、RE、B元素联合细化熔炼的6063铝合金,抗拉强度与添加Al-5Ti-1B熔炼的6063铝合金相当,而伸长率提高20%,并可获得更优异的表面性能。

热等静压方法制备细晶钨合金及其动态力学性能研究

采用喷雾干燥方法制备了超细90W7Ni3Fe复合粉末,并冷等静压成形,压坯经过低温还原后采用热等静压进行低温压制烧结,得到了晶粒度小于5μm、接近理论密度的钨合金材料。利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了动态力学性能研究,对不同应变率下的应力应变曲线进行分析。结果表明:通过热等静压低温烧结而成的细晶钨合金,在高应变率下表现出明显的应变强化和应变率强化效应,其动态力学性能优于常规液相烧结制备的钨合金。

高温合金细晶铸造技术研究

研制成功了国内第一台细晶铸造真空炉。在该炉上 ,用控制参数法获得的 K 418合金细晶叶片的晶粒度可达 ASTM3～ 5级 ,在普通铸造温度下用铸型搅动法获得的整体涡轮 ,其幅板轮毂部位的晶粒度可达 ASTM M11.5～ ASTM3级。与普通铸造相比 ,K418合金细晶铸造的低周疲劳寿命至少提高 3倍。

合金元素或氧化物强化W-Ni-Fe高密度合金的研究进展

为满足对高力学性能钨合金的需求,抑制钨晶粒的生长,制备细晶钨合金是发展趋势。向钨合金复合粉末中添加合金元素或氧化物,将引起细晶强化、固溶强化或弥散强化,有利于改善钨合金的强度和硬度。从添加难熔金属元素、稀土元素及其氧化物等方面入手,并结合本文作者对放电等离子烧结含Mo细晶钨合金的研究,介绍细晶高密度W-Ni-Fe合金的合金元素强化技术。最后,基于目前该领域存在的一些主要问题,对未来研究方向提出了若干建议。

细晶钨合金动态力学性能与组织结构

为了预测细晶钨合金用作穿甲弹的高剪切毁伤效应，采用机械合金化（MA）和喷雾干燥-热还原两种方法制备含稀土的超细93W-Ni-Fe-Y2O3复合粉末，利用冷等静压液相烧结的方法制备Ф20mm-Ф25mm的晶粒度小于8μm的钨合金棒材。利用Hopkinson压杆装置对细晶钨合金进行了高应变率（〉10^3／s）下的动态力学性能研究，分析了应变、应变率、Y2O3等因素对细晶钨合金棒材的动态性能的影响。结果表明：钨合金在高应变率下会出现应变强化和热软化效应，在低应变时应力随着应变的增加而增加，当应变达到0．03后，应力随着应变的增加呈锯齿状上升趋势。钨合金在高应变率下会出现应变率强化效应，随着应变率的增加，应力增加。添加Y2O能提高材料的最大应力强度，提高钨合金的动态力学性能。

Ti-1023钛合金细晶化和组织控制工艺研究

钛合金的结构特点决定了该类金属不能单纯通过热处理细化晶粒调整组织形态 ,因此适当的变形工艺成为组织控制的有效手段。Ti 10 2 3合金的性能与组织形态、晶粒度有密切关系。通过变形得到了两种典型的近 β合金组织 ,测试分析了两种组织对应的性能 ,讨论了两种工艺得到的组织的优缺点。结果表明 ,采用传统的变形工艺只能得到个别性能突出的传统组织类型 ,如网兰组织、双态组织、等轴组织等 ,同时原始β晶粒大小不均匀 ,容易造成材料性能不均匀。必须采用现代研究手段 ,控制变形温度、变形量、变形火次 ,得到综合上述 3种组织优点的某种过渡组织类型 ,保证Ti 10 2 3合金发挥高强、高韧的综合优势。