重熔工艺对应变诱导熔化激活法制备ZCuSn10铜合金半固态组织的影响

采用包括锻造与重熔的应变诱导熔化激活(SIMA)法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料,分析重熔过程中重熔温度和保温时间对ZCuSn10半固态坯料微观组织的影响。结果表明:在900℃保温时,随着保温时间的延长,合金的平均晶粒直径增大,保温时间由5 min延长至50 min时,平均晶粒直径由45.9μm增大至74.7μm;晶粒形状因子随保温时间的延长先减小后增大。保温30 min时,随着保温温度的升高,平均晶粒直径减小,当保温温度由850℃升高至925℃时,平均晶粒直径由72.6μm减小至64.1μm;晶粒形状因子随保温温度的升高而增大。900℃保温30 min获得的半固态组织均匀、球化效果好,平均晶粒尺寸为64.7μm,形状因子为1.65。

半固态ZCuSn10铜合金坯料单向压缩变形行为及显微组织

采用Gleeble-1500材料热/力模拟机,对应变诱导熔化激活法(SIMA)制备的不同原始半固态组织的ZCuSn10铜合金进行单向压缩实验。研究预变形量和压缩变形条件对半固态坯料真应力-应变曲线及其组织的影响,并结合ZCuSn10铜合金压缩后的宏观形貌和显微组织对液相的流动规律进行分析。结果表明:随着预变形量和变形温度的增加,流变应力降低。变形温度对半固态ZCuS n10铜合金压缩变形峰值应力影响较大,对稳态应力影响较小。与固态金属压缩变形相同,半固态ZCuSn10铜合金在半固态温度区间压缩变形时,存在3个典型压缩变形区域,即难变形区(Ⅰ区)、大变形区(Ⅱ区)、自由变形区(Ⅲ区),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区的液相率分别为15.23%、5.31%、20.12%。各个变形区之间发生了液相流动,小部分难变形区内的液相流到大变形区,大部分大变形区内的液相流到自由变形区。

冷轧-重熔SIMA法制备半固态ZCuSn10铜合金的组织研究

采用冷轧-重熔的应变诱导熔化激活(SIMA)法制备半固态ZCu Sn10铜合金坯料,分析不同重熔工艺对半固态组织的影响。结果表明:采用冷轧-重熔的SIMA法能制备出理想的半固态坯料。重熔过程中ZCu Sn10合金组织中低熔点的(α+δ)共析组织及枝晶α相与(α+δ)共析组织连接处的过渡区域会逐渐熔化,形成液相,并使得α固相枝晶逐渐熔断,成为α固相颗粒。在850/875℃重熔时,半固态组织中的液相量较少,晶粒黏连较严重,晶粒的球化效果较差。半固态坯料的液相量随保温时间的延长而增加,保温时间从10 min延长至20 min,在850℃重熔时,液相量从6.7%增加到8.5%;875℃重熔时,液相量从17.1%增加到19.6%。900℃保温获得的半固态组织均匀,球化效果好。随着保温时间的增加,半固态坯料的液相先由24.3%增加至30.9%后减小至25.1%,液相的减少是由金相试样取样位置或金相组织分析测量的误差造成的;在相同的重熔保温时间下,重熔温度越高液相的析出速度越快,液相量越大。

不同预变形方式的SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料

利用镦粗、锻造拔长、冷轧3种不同预变形方式的SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料,对3种不同预变形方式的ZCuSn10铜合金在重熔处理过程中的微观组织进行了研究。结果表明,采用锻造拔长、冷轧为预变形的SIMA法制备出的半固态坯料在900℃保温15min能够得到组织均匀性好,晶粒圆整度高的半固态坯料,平均晶粒直径在40～70μm之间。锻造拔长制备的半固态坯料液相析出速度和球化速度较快,冷轧制备的半固态坯料等温重熔平均晶粒直径较小。

半固态ZCuSn10铜合金重熔过程中的组织演变

采用拔长为预变形方式的SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料,研究在半固态温度区间重熔加热过程中半固态ZCuSn10铜合金坯料初生相形貌的演变过程。结果表明:在液固两相区间对半固态组织保温,半固态ZCuSn10铜合金坯料初生相逐渐球化。在900℃保温3 min后开始出现液相,且液相率、平均晶粒直径均随着保温时间的增加而增加,液相分数由5 min的23.5%增加至20 min的32.7%,平均晶粒直径由8 min的41.7μm增大至20 min的58μm,形状因子随着保温时间延长先减小后增加,在保温15 min形状因子最小为1.75。

半固态ZCuSn10铜合金二次加热组织的演化

采用热轧与重熔的SIMA法制备了ZCu Sn10铜合金半固态坯料。先通过多向热轧对ZCu Sn10铜合金坯料进行预变形,然后对其进行半固态温度区间保温不同时间的二次加热处理。使用光学显微镜、扫描电镜、能谱及图像分析软件等手段研究了坯料二次加热过程中微观组织的演化,并分析了α(Cu)球化组织的形成机制。结果表明:在热轧变形量为16%、加热温度为930℃时,随着保温时间的延长半固态ZCu Sn10铜合金坯料初生α(Cu)逐渐发生球化,平均晶粒直径先减小后增大,由二次加热保温8 min的68.24μm先减小至10 min的62.31μm然后增大至25 min的71.09μm;保温10 min时平均晶粒直径最小,液相率由保温8 min时的18.14%逐渐增加到保温25 min时的25.32%;形状因子随着保温时间的延长先减小后增加,由保温8 min时的2.91先减小至15 min时的1.67,然后增大到保温25 min时的2.43。保温15 min时的半固态组织最优,其平均晶粒直径为65.64μm、液相率为23.66%、形状因子为1.67。在半固态铜合金二次加热过程中,组织演变的主要机制是加热前期的晶粒合并长大和液相增加后的原子扩散导致的晶粒长大并球化。

重熔保温时间对ZCuSn10铜合金半固态组织的影响

采用冷轧与重熔的应变诱导熔化激活法制备了ZCuSn10铜合金半固态坯料,分析了重熔过程中保温时间对ZCuSn10铜合金半固态坯料微观组织的影响。结果表明,通过二道次轧制得到变形量为17%的试样,截取试样进行910℃保温重熔处理。随着保温时间延长,合金的平均晶粒直径增大,保温时间从10min延长至25min时,平均晶粒直径由70.6μm增大至88.0μm,晶粒形状因子则随保温时间的延长先增加再减小,保温25 min时达到最低值为2.18,液相率为27.80%,此时获得的半固态组织球化效果好,晶粒圆整度较好,晶粒尺寸和液相比较均匀。

半固态挤压铸造ZCuSn10铜合金的组织演变

对ZCu Sn10铜合金坯料进行液态浇注和半固态挤压成形,通过组织演变的分析,研究不同工艺对ZCu Sn10铜合金半固态挤压液固协同流动性的影响。结果表明,不同工艺对ZCu Sn10铜合金挤压组织液固协同流动性影响不同,在930℃保温40 min挤压速率为12 mm/s可获得固液协同流动较好的挤压成形件组织。相同挤压工艺条件,半固态挤压成形件各个位置组织差异较大。近冲头位置保持初始半固态组织;试样中部位置为固液两相共存的半固态组织、固相颗粒圆整度较高;试样最前端的微观组织中以液相为主,固液两相分布均匀性较差。

半固态挤压成形ZCuSn10铜合金的微观组织研究

对采用冷轧-重熔应变诱导熔化激活法制备的ZCuSn10铜合金坯料进行了半固态挤压成形和组织演变分析,研究了ZCuSn10铜合金的半固态挤压成形性。结果表明,采用冷轧-重熔法制备的ZCuSn10铜合金坯料具有均匀、细小颗粒的半固态组织,在960℃保温25min后挤压成形可获得表面光洁、组织细小、分布均匀的挤压件。

ZCuSn10Zn2铜合金激光表面微造型工艺试验

为加工出符合摩擦学性能要求的ZCu Sn10Zn2铜合金表面微造型形貌,采用激光微造型技术对ZCu Sn10Zn2铜合金表面进行网格图案化处理,利用共聚焦显微镜和X射线应力测定仪对加工后的试样进行表面形貌表征及残余应力测试。考察不同工艺参数对材料耐磨损性能的影响。结果表明:激光微造型后材料的表面粗糙度随激光功率的增大先减小后增大,微沟槽的深度随激光功率的增大先增大后减小,微沟槽的宽度与工作电流成正相关性,但随电流的增大趋于饱和。表面残余应力随工作电流增大趋势明显,微造型后,表层存在较大的残余拉应力。试验结果对深入探索ZCu Sn10Zn2铜合金的激光微造型工艺提供了一定的数据基础。

ZCuSn10Zn2FeCo合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

利用真空熔炼离心工艺浇注了ZCuSn10Zn2FeCo合金。利用XRD、SEM分析研究了新型ZCuSn10Zn2FeCo合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:ZCuSn10Zn2FeCo合金在3.5%NaCl溶液中具有优良的耐蚀性能;腐蚀产物主要为铜、铁元素有关的氧化物,合金发生的主要是脱铁腐蚀,表现为点蚀形态。

ZCuSn10合金半固态流变挤压件显微组织的演变

采用常规铸造和转棒诱导形核法制备ZCuSn10合金,研究制浆工艺对ZCuSn10合金半固态挤压件显微组织的影响,并结合最佳工艺制备法兰件,分析法兰件内部组织的演变规律。结果表明,不同制浆工艺对ZCuSn10合金挤压件显微组织的影响不同,挤压件内部组织基本与浆料组织保持一致。利用转棒转速为500r/min制备的浆料挤压法兰件,可获得固液协同流动性良好的显微组织,试样压头处散热较快,微观组织以固相为主;试样中部及试样前段均为固液两相共存的颗粒状或近球状半固态显微组织。

稀土钇含量对B10铜合金组织和性能的影响

用中频真空感应炉制备了不同钇含量的B10铜合金,利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、维氏硬度计和电化学工作站等研究了稀土钇含量对合金显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:微量稀土钇可显著细化晶粒,提高合金的强度和硬度;随钇含量增加,合金的晶粒尺寸先减小后略有增大,强度和硬度先增大后略降低,塑性则变化不大;添加微量稀土钇后,腐蚀表面膜和B10铜合金基体的结合力增强,耐腐蚀性能得到提高;随稀土钇含量增加,合金的冲刷腐蚀速率先降低后略升高,电荷转移电阻Rt和氧化膜层电阻Rf均先增加后有所降低。

B10铜合金高温流变行为及BP神经网络本构模型

利用Gleeble-1500D热模拟机对B10铜合金进行热压缩实验，研究了该合金在高温塑性变形过程中的流变应力行为。实验温度为800～950℃，应变速率为0．1～15s-1。研究结果表明，B10铜合金的流变应力随着变形温度的增加而减小，随着应变速率的增大而增大。基于BP神经网络建立了该合金的本构关系模型，预测值与实验值对比表明BP神经网络具有很高的预测精度，所建立的本构模型平均相对误差在1％以内。该模型能够客观真实地描述B10铜合金的高温塑性变形行为，为该合金热变形分析提供基础。

采用空心锭挤压BFe10-1-1铜合金管材的数值模拟

采用有限体积法,对BFe10-1-1铜合金空心锭经"镦粗-穿孔"挤压无缝管的变形过程进行了3D数值模拟分析,模拟结果与生产实际吻合良好。研究表明,穿孔变形过程中,空心锭内孔壁逐渐闭合,使氧化层进入管壁,是形成挤压管夹杂、分层等缺陷的主要原因;通过改进穿孔针前端结构,可以有效防止空心锭内孔壁氧化层进入管壁。

纯铁对B10和B30铜合金在模拟海洋环境中的阴极保护

测试了模拟海洋环境中B10、B30铜合金及纯铁的电化学性能,采用恒电流法测试了纯铁牺牲阳极性能,并结合电偶腐蚀试验进一步分析了采用纯铁对B10、B30铜合金进行阴极保护的可行性。结果表明:纯铁的自腐蚀电位低于B10和B30铜合金的,牺牲阳极性能良好,有稳定工作电位,电流效率高;电偶腐蚀试验中,纯铁作为阳极材料极大地抑制了B10、B30铜合金的腐蚀,起到了良好的阴极保护效果。

BFe10-1-1铜合金的热压缩本构方程

采用圆柱试样在Gleeble-3500数控热力模拟试验机上对BFe10-1-1铜合金进行等温压缩变形试验,研究了此合金在温度850℃、900℃和950℃以及应变速率0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1等不同变形条件下的热力学行为.结果表明:高温变形条件下,变形温度、变形速率以及变形程度对该合金的流变应力的影响显著.流变应力随变形温度的升高而变小,随变形速率的增大而变大,且当变形超过临界应变时,金属晶粒会发生明显的动态再结晶.并由此构建了该铜合金包含Arrhenius公式和Zener-Honllmon参数的流变应力本构方程.

铁和钴对ZCuSn10Zn2组织和性能的影响

在ZCuSn10Zn2铸造青铜的基础上添加一定比例的铁和钴,研制ZCuSn10Zn2(Fe,Co)合金,结果表明,铸造组织由典型的枝晶组织变为等轴晶组织,晶粒组织得到细化;抗拉强度由210～240MPa提高到400～460MPa,而伸长率仍保持在15%左右;消除了锡的宏观偏析。

Ti_(50)Ni_(40)Cu_(10)合金的相变潜热及相变热滞

本文采用示差扫描量热仪 (DSC)系统分析了Ti50 Ni40 Cu1 0 (at.%)合金的马氏体相变潜热 (ΔHB2→B1 9)和逆马氏体相变潜热 (ΔHB1 9→B2 )、相变热滞 (ΔT)与固溶温度、退火温度和相变热循环间的关系。结果表明 :相变潜热随着固溶化温度的升高而明显降低、随着退火温度的升高则略微降低。相变热滞、逆马氏体相变温度在热循环初期迅速降低 ,当热循环次数超过 2次时则均保持不变 ;逆马氏体相变潜热 (ΔHB1 9→B2 和ΔHB1 9′→B1 9)随着热循环次数 (n <4)的增加有所升高 ,特别是ΔHB1 9′→B1 9约增加 5 8%,而热循环次数对马氏体相变温度和潜热ΔHB2→B1 9则无明显影响。

加工工艺及表面预处理对B10合金板材抗海生物污着性能的影响

将B10铜镍合金铸锭轧制成板材 ,经不同的变形量和退火温度处理 ,再以不同的方法进行表面处理 ,然后在海水中进行全浸暴露。暴露半年后 ,发现试样的抗污性能相差悬殊。以适当的变形量和 6 5 0℃退火处理并经表面预成膜处理的B10合金板材 ,表现出耐蚀与抗污性能双优。而经不同变形量和 45 0℃退火处理后 ,该合金的耐蚀性能较差 ,表面预成膜处理并不能提高其耐蚀性能 ,而其抗污性能却随变形量的不同而不同。通过电子显微镜观察分析 ,发现该合金的表面腐蚀形貌及微观组织结构与合金抗污性能有对应关系。