HMn62-3-3合金的热变形行为及热加工图

通过Gleeble-1500热模拟机在500~600℃、应变速率0.01~10s^(-1)条件下的近等温热模拟压缩试验,建立合金本构方程和热加工图。结果表明:HMn62-3-3合金在热变形过程中发生动态再结晶行为,其峰值应力随变形温度的升高或应变速率的降低而降低;采用Arrhenius方程能够较好地拟合HMn62-3-3合金的流变行为,其热变形激活能为201.525kJ·mol^(-1);根据DMM模型,计算并建立了HMn62-3-3材料的热加工图,由此确定热变形过程中的最佳工艺参数为变形温度610~640℃,应变速率为2~10s^(-1)。

水下搅拌摩擦加工Ti-15-3合金的组织及超塑性变形

采用水下搅拌摩擦加工技术制备细晶Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn(Ti-15-3)合金。通过电子背散射衍射对搅拌区(stirring zone,SZ)晶粒细化机制进行分析。用电子万能试验机对SZ试样进行超塑性拉伸。结果表明:SZ高角度晶界比例为74.5%,平均晶粒尺寸为1.8μm,主要的晶粒细化机制为连续动态再结晶;在变形温度为675℃,应变率为3×10^(-4)s^(-1)时,SZ试样的伸长率达到了465%,为超塑性,主要变形机制为晶界滑移,同时伴随连续动态再结晶和β→α相变。

Ti-Si-Fe合金添加量对Si_(3)N_(4)结合SiC材料结构与性能的影响

为促进Si_(3)N_(4)结合SiC耐火材料的致密化,降低Si粉氮化温度,以SiC颗粒和细粉、Si粉为主要原料,利用从高钛型高炉渣提取的Ti-Si-Fe合金部分取代Si粉,在埋碳气氛下于1350℃反应烧结5 h,制备了Si_(3)N_(4)结合SiC耐火材料。研究了Ti-Si-Fe合金添加量(加入质量分数分别为0、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%)对Si粉的氮化行为、材料力学性能和显微结构的影响,并探讨了氮化反应烧结机制。结果表明:1)随着Ti-Si-Fe合金添加量的增加,材料的常温力学性能和高温抗折强度明显改善,荷重软化温度均超过1700℃,Ti-Si-Fe合金添加量超过3.6%(w)后材料性能的增幅变缓;2)Ti-Si-Fe合金促进了Si粉在较低温度下的完全氮化和材料的反应烧结,Ti-Si-Fe合金中各物相及Si粉氮化反应的体积增加能够充填气孔,氮化产物改善骨料与基质、基质内部的结合状态,从而提高材料的致密化程度,改善力学性能;3)引入Ti-Si-Fe合金后,反应体系中形成了富含Ti、Si、N、Fe成分的液相,氮化物的形成除传统的VS、VLS机制外,溶解-沉淀机制在短柱状β-Si_(3)N_(4)、粒状TiN的形成中起到主导作用,交错连结的α-Si_(3)N_(4)晶须、短柱状β-Si_(3)N_(4)、粒状TiN对材料的力学性能起到增强作用。

苯甲酸钠浓度对乙二醇-水溶液中3A21铝合金电化学行为的影响

目的研究乙二醇-水溶液中苯甲酸钠(SB)含量对3A21铝合金腐蚀的影响,为预测长期服役且含苯甲酸钠的乙二醇-水溶液体系的腐蚀变化规律提供数据支撑。方法以乙二醇质量分数为36%的乙二醇-水溶液为基础体系,通过SEM表征3A21铝合金腐蚀前后的微观组织结构,利用开路电位(OCP)、交流阻抗谱(EIS)和动电位极化技术,研究3A21铝合金在苯甲酸钠质量分数为0~1.80%的溶液中的电化学腐蚀行为。结果当苯甲酸钠质量分数为0~1.80%时,随体系中苯甲酸钠含量的增加,3A21铝合金的自腐蚀电流密度逐渐减小,当苯甲酸钠质量分数大于1.40%后,自腐蚀电流密度不再显著降低。当苯甲酸钠质量分数为0~1.40%时,自腐蚀电流密度由0时的409.89 nA/cm^(2)减小至1.40%时的220.92 nA/cm^(2);电荷转移电阻逐渐增大,由0时的112.45 kΩ/cm^(2)增加至1.40%时的204.82 kΩ/cm^(2)。对3A21铝合金表面形貌SEM测试,苯甲酸钠的加入能有效抑制3A21铝合金的腐蚀,苯甲酸钠质量分数为1.40%时,对3A21铝合金的腐蚀抑制效果较好。结论苯甲酸钠的引入能够降低3A21铝合金在乙二醇-水溶液中的腐蚀速率,在0~1.40%范围内,随着乙二醇-水溶液中苯甲酸钠浓度的增大,其对3A21铝合金的腐蚀抑制效果呈现增强的趋势。

HAL62-3-3-0.7合金的高温本构方程

采用压缩试验法研究了HAL6 2 3 3 0 .7合金的热变形规律 .在不同的变形参数条件下 ,根据其真实σ ε曲线拟合了可以反映HAL6 2 3 3 0 .7合金流变应力与各变形参数之间关系的高温本构方程 .研究结果表明 :HAL6 2 3 3 0 .7合金热变形的流变应力随温度的升高和应变速率的降低而减小 ;在变形过程中 ,应力很快达到峰值 ,而后出现软化过程 ,其真实σ ε曲线趋于平稳 ,证明该合金在高变形速率的条件下动态再结晶过程十分明显 .

钛合金表面等离子喷涂Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能

目的研究温度对钛合金表面Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响,探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。方法采用大气等离子喷涂技术(APS)在TC4钛合金表面制备Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS),对AT40陶瓷涂层中的微观形貌和物相进行定性分析。借助维氏显微硬度计,研究AT40陶瓷涂层在常温下的截面显微硬度分布规律,以及高温下的显微硬度。采用多功能摩擦磨损试验机,测试AT40陶瓷涂层在200、350、500℃下的摩擦磨损性能,并进行原位在线自动3D形貌表征。结果AT40陶瓷涂层呈典型的热喷涂层状结构,各相分布均匀,涂层结构致密,平均显微硬度相较于TC4钛合金基材提高了81%。AT40陶瓷涂层在200、350、500℃下的高温硬度分别为513HV0.3、463HV0.3、448HV0.3。在200、350℃时,AT40陶瓷涂层的平均摩擦系数分别为0.18±0.02和0.38±0.03,磨损率分别为(7.8±0.01)×10^(–5)mm^(3)/(N·m)和(37.2±0.01)×10^(–5)mm^(3)/(N·m),涂层具有优异的抗高温摩擦磨损性能。500℃时,涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.77±0.02和(134.4±0.01)×10^(–5)mm^(3)/(N·m),磨痕深度和磨损体积大幅增加,耐磨性能降低。结论AT40陶瓷涂层在200℃和350℃的磨损机制主要为微区脆性断裂,在500℃时的磨损机制表现为裂纹扩展引起的分层剥落和轻微磨料磨损。

钢丝热镀锌-10%铝-3%镁-稀土合金镀层工艺

介绍了高碳钢丝热镀锌-10%铝-3%镁-稀土合金镀层工艺。给出合金成分质量分数要求:铝9.0%~12.5%,镁3%~3.5%,稀土0.03%~0.30%。助镀剂中氯化物质量浓度5~15 g/L;硼化物质量浓度30~80 g/L,表面活性剂体积分数2 ml/L。助镀剂温度60~70℃,合金液温度465~470℃。氮气抹拭保证氮气温度250~255℃,压力不小于0.02 MPa,根据钢丝走线速度调节氮气流量和压力。试生产产品镀层和表面质量符合标准要求。

Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)/铁基非晶合金复合涂层的室温摩擦磨损行为

利用等离子喷涂技术制备含质量分数15%Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)陶瓷相的Fe_(45)Cr_(16)Mo_(16)C_(18)B_(5)铁基非晶合金复合涂层并进行销盘式摩擦磨损试验,通过与铁基非晶合金涂层进行对比,研究了复合涂层在不同载荷(20,30,50 N)和销轴转速(300,500,800 r·min^(-1))下的摩擦磨损行为,分析了其磨损机制。结果表明:当销轴转速为300 r·min^(-1)时,不同载荷下复合涂层的磨损率较铁基非晶合金涂层降低近50%,复合涂层的磨损机制随着载荷的增大由磨粒磨损转变为疲劳磨损;当载荷为30 N时,复合涂层的磨痕深度与磨损率随销轴转速的增加先增大后减小,均在转速为500 r·min^(-1)达到最大,在销轴转速为500 r·min^(-1)和800 r·min^(-1)时复合涂层均表现为黏着磨损。

Ge/Sn合金化对CsPbBr_(3)钙钛矿热载流子弛豫影响的非绝热分子动力学研究

铯基全无机钙钛矿CsPbBr_(3)具有良好的热稳定性,在应用中表现出优越的发光特性,是近年来光电领域的明星材料.CsPbBr_(3)界面的光生载流子过程与其光电性能密切相关.本文采用非绝热分子动力学方法结合含时密度泛函理论,对CsPbBr_(3)及其合金化结构的激发态动力学过程进行了系统研究.研究结果表明,Sn/Ge合金化能够有效缩短退相干时间,减缓电子-空穴复合.CsPb_(0.75)Ge_(0.25)Br_(3)体系的载流子寿命延长至1.6倍,而CsPb_(0.5)Ge_(0.25)Sn_(0.25)Br_(3)体系的载流子寿命延长为原始体系的4.2倍.证明了B位(钙钛矿结构ABX_(3)中的B位)金属阳离子的双原子合金化对CsPbBr_(3)的非辐射电子-空穴复合具有很强的影响.本研究提供了一种能够有效延长钙钛矿载流子寿命,合理优化太阳能电池性能的合金化方案,为未来钙钛矿太阳能电池材料的设计提供了思路.

稀土对HAl62-3-3-0·7合金组织和性能的影响

通过对合金成分的调整分别配制了添加不同量稀土元素的试验用HAl62-3-3-0.7合金。借助金相与扫描电镜观察和分析了各合金的显微组织结构,运用模拟设备测试了各合金的力学性能。文章阐述了稀土元素对该类高强度耐磨黄铜的组织和性能的影响,试验表明适量加入稀土会显著细化晶粒,过量的稀土会导致在合金显微组织中形成线形富稀土相。随着合金中稀土含量的增加,合金的硬度升高,但当稀土含量超过0.1%时,由于线形富稀土相的形成,反而会使合金的力学性能下降。

3-氨基-1，2，4-三氮唑自组装膜对Cu-Ni合金缓蚀作用及吸附机理研究

利用3-氨基-1,2,4-三氮唑(ATA)金属处理剂在Cu-Ni合金表面制备了自组装单分了膜(SAMs),用电化学方法研究ATA SAMs对Cu-Ni合金的缓蚀作用及其吸附行为.结果表明,ATA分子易在Cu-Ni合金表面形成稳定的ATA SAMs,抑制了Cu-Ni合金的阳极氧化过程,改变了电极表面双电层结构,使零电荷电位正移,固/液界面双电层电容明显降低,有良好的缓蚀效果,这与交流阻抗和极化曲线得到的结论一致.同时研究表明ATA的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的化学吸附.

TiAl合金表面激光重熔Al_2O_3-13wt%TiO_2复合陶瓷涂层组织结构

采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在TiA l合金表面制备了A l2O3-13wt%TiO2复合陶瓷涂层。为了减少重熔层裂纹等缺陷,采用较低的激光功率和能量密度进行重熔。用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层形貌、微观结构和相组成。结果表明,经过激光重熔处理后,陶瓷涂层颗粒细化,片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层;激光重熔亚稳相-γA l2O3转变为稳定相-αA l2O3;由于陶瓷材料导热系数较低的影响,激光重熔时无法使整个陶瓷层实现重熔,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小的等轴晶重熔区、烧结区以及片层状残余等离子喷涂区。

热变形Ti-15-3合金再结晶晶粒的分形分析

根据分形几何学理论,分析热变形Ti-15-3合金固溶处理后的再结晶组织。分别采用小岛法和盒维数法计算出晶粒的分形维数,并探讨分形维数、晶粒尺寸与变形条件之间的关系。结果表明:再结晶晶粒形态具有自相似性,表现出典型的分形特征;且随着变形程度、变形速率的增加和变形温度的降低,再结晶晶粒尺寸减小,分维增大。分形理论的应用为非规则热变形组织的定量研究提供了一种新的方法。

耐蚀合金G3、G3-Z和825热加工性的研究

用Thermomacmaster-Z热模拟机和TEM,SEM研究了G3(%:0.012C、46.51Ni、24.71Cr、8.88Mo、1.15W、1.72Cu、0.10Nb)、G3-Z(%:0.014C、46.53Ni、24.05Cr、6.89Mo、1.09W、1.70Cu)和825耐蚀合金(%:0.006C、43.77Ni、22.10Cr、3.24Mo、1.90Cu、0.86Ti)1 030～1 300℃、应变量(ε)0～0.8、应变速率1～2.5 s^(-1)的应力-应变曲线和温度对合金最大应力和断面收缩率的影响,并分析了合金发生动态再结晶的影响因素。结果表明,G3、G3-Z、825合金动态再结晶的晶粒大小随温度补偿系数Z的增大而减小;G3、G3-Z、825合金适宜的热加工温度范围分别为1 100～1 240℃、1 130～1 220℃和1 050～1 240℃。

Ti-15-3钛合金超塑行为研究

为系统了解Ti-15-3合金的超塑性,研究了固溶态和两种不同变形量冷轧态的Ti-15-3合金板材在700～800℃和1×10^-4～3×10^-3s-1应变速率范围内的超塑性行为.结果表明：Ti-15-3合金具有较好的超塑性能,冷轧态合金的延伸率均优于固溶态,且随着板材冷轧变形量的增大而增大;各应变速率下,该合金都在780℃时获得最大延伸率和应变速率敏感性指数.在780℃和1×10^-4s^-1条件下拉伸时,冷轧变形量为52%的Ti-15-3合金板材获得了370%的延伸率,m值为0.56;变形温度和速率对合金的超塑性能影响很大,合金的延伸率在730～780℃范围内随温度的升高和应变速率的降低而升高,合金的流变应力则随之下降.

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3/ZrO_2涂层及对γ-TiAl合金高温氧化行为的影响

以异丙醇铝(Al(OC3H7)3)和氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)为原料,采用溶胶-凝胶法在γ-TiAl基合金表面制备Al2O3/ZrO2涂层。研究涂层试样和空白试样在1000℃静态空气中的长期氧化行为和循环氧化行为。结果表明:Al2O3/ZrO2涂层降低了该合金的氧化速率,提高了合金的抗循环氧化能力。对涂层的作用机制进行了探讨。

Ti-15-3合金热反挤成形微观组织的模拟

通过等温压缩试验和金相分析研究了热变形参数对Ti-15-3合金固溶处理后微观组织的影响,并采用人工神经网络的方法建立了其等效晶粒尺寸及再结晶晶粒体积百分数与变形程度、变形速率和变形温度之间的数学模型。将此模型与热力耦合刚粘塑性有限元法相结合,对Ti-15-3合金热反挤成形固溶处理后的组织场进行数值模拟,并相应地进行了试验研究,模拟值与实测值吻合较好。这些研究成果对确定Ti-15-3合金工艺参数有重要意义。

Ti-15-3钛合金的超塑性

Ti-15-3(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)合金是一种在航空航天工业领域具有广泛应用前景的亚稳定β型钛合金。本文介绍了Ti-15-3合金的性能特点和应用,总结和评价了固溶态、热轧态和冷轧态Ti-15-3合金超塑性研究的进展情况。针对已取得的成果和研究中存在的问题,对Ti-15-3合金超塑性的进一步研究提出了一些看法并作了展望。

基于Hansel-Spittel模型的齿环用HAl61-4-3-1合金本构模型构建

采用Gleeble3500热模拟实验机对齿环用HAl61-4-3-1合金进行单道次压缩实验,研究了其在600~800℃和应变速率0.01~10 s-1条件下的流变应力行为;根据真应力-应变曲线,基于Hansel-Spittel模型构建该合金的本构模型,并进行统计学和有限元模拟验证。结果表明:该合金流变应力值与温度、应变速率和变形量之间成非线性关系,与变形温度呈负相关、与应变速率呈正相关;基于Hansel-Spittel本构模型的预测值与实验结果吻合良好,平均相对误差为6.0428%,相关系数为0.9941,模型可准确地预测该材料的流变应力;数值模拟的力-位移曲线与实验结果曲线基本吻合,总误差为4.6%,为后续齿环的精密塑性成形有限元模拟提供数据支撑。

热处理对铸造Ti15-3合金显微组织和力学性能的影响

借助光学显微分析、TEM和SEM分析手段研究了不同热处理工艺对Ti15 - 3合金显微组织和力学性能的影响 .结果表明 :合金在铸态时的组织特征为粗大的 β相 ,由于合金中没有析出相的弥散强化作用 ,因而合金的强度低 .在不同温度时效处理后 ,在晶内和晶界析出α相 ,随着时效温度和时效时间的增加 ,析出相不断粗化 .与铸态相比 ,合金时效后强度大幅度提高而延伸率大幅度下降 ,在变形过程中 ,合金中的位错在析出相周围形成缠结 .合金塑性下降的原因主要是原始 β晶粒粗大和晶界析出相使晶界弱化 .