Hf对抗热腐蚀镍基高温合金微观组织和力学性能的影响

研究Hf对抗热腐蚀镍基高温合金组织和力学性能的影响;探讨组织演化和力学性能的关系,对于Hf的添加对γ′筏形化和γ/γ′错配度的影响也进行讨论。结果表明:与无Hf合金相比,含0.4%Hf(质量分数)合金的组织晶界上存在较少的大块状MC碳化物,而细小M23C6碳化物的含量更多,这对蠕变性能有利;Hf的添加有助于使MC碳化物的数量在蠕变过程中保持较高的水平;在长期时效过程中,晶界上碳化物分解为细小离散分布的M23C6碳化物,沿着晶界形成γ′层,无Hf合金的晶界粗化现象更为明显;Hf的添加可以提升合金长期时效后的高温拉伸性能;同时,Hf对提高低应力条件下的蠕变强度作用明显。

MgCO3对AZ81镁合金晶粒的细化行为及影响机制

添加不同量的MgCO3对AZ81镁合金进行晶粒细化实验,结果表明:MgCO3对AZ81镁合金细化效果明显,当加入量w(MgCO3)=1.2%时,合金晶粒最小;随后继续增加MgCO3加入量,晶粒又开始变粗大。经X射线衍射发现MgCO3加入后,合金中出现新的Al4C3相;经计算,Al4C3与α-Mg晶格常数相近,晶粒错配度小,Al4C3成为α-Mg基底的异质形核质点从而细化晶粒。

稀土铈对含铅杂铜显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、透射电镜和拉伸实验研究稀土Ce对含Pb杂铜显微组织和力学性能的影响。透射电镜和能谱分析表明,Ce与Pb形成球状CePb3颗粒,粒径约3.6μm,均匀分布在铜基体中。CePb3与铜基体的错配度较低(约4.62%),可以作为有效成核质点,有利于晶粒细化。Pb存在于晶界会恶化铜的力学性能,Cu-0.1Pb的抗拉强度和伸长率分别比纯铜降低43.1%和56.7%。Ce加入能净化铜的晶界,形成CePb3第二相颗粒,细化晶粒尺寸,提高铜的力学性能。与Cu-0.1Pb相比,Cu-0.1Pb-0.3Ce的抗拉强度(179MPa)和伸长率(38.5%)分别提高117.6%和151.6%。

旋转晶界角对孪晶铜力学性能影响的模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究了旋转晶界角对铜孪晶纳米线拉伸加载下力学性能的影响。模拟采用多体紧束缚势函数描述铜原子间的相互作用。通过模拟结果,分析了单晶铜和孪晶铜之间的差异,以及不同旋转晶界角的铜孪晶纳米线的位错成核机制。结果表明:随着旋转晶界角的增加,铜纳米线的屈服强度减弱;当旋转晶界角较小时,界面上出现了成三角形网格的失配位错,随着旋转晶界角的增大,网格逐渐缩小甚至消失;旋转晶界角较大时,晶界处易于位错成核,且界面对位错的存储能力和阻碍作用均减弱,导致屈服强度减弱。

单向拉伸作用下Cu(100)扭转晶界塑性行为研究

应用分子动力学方法研究了在不同扭转角度下的Cu(100)失配晶界位错结构,以及不同位错结构对晶界强度的影响.模拟结果表明:小角度扭转晶界上将形成失配位错网,失配位错密度随着晶粒之间的失配扭转角度的增加而增加.变形过程中,位错网每个单元中均产生位错形核扩展.位错之间的塞积作用影响晶界的屈服强度:随着位错网格密度的增加,位错之间的塞积作用增强,界面的屈服强度得到提高.大角度扭转晶界将形成面缺陷,在变形中位错由晶界角点处形核扩展,此时由于面缺陷位错开动应力趋于一致,因此晶界的临界屈服强度趋于定值.

稀土元素Er对Ti-6Al-4V-0.5Si合金组织与性能的影响

利用粉末冶金工艺制备了Ti-6Al-4V-0.5Si-x Er(wt%)合金,随后采用OM、XRD、TEM和拉伸试验机等分析手段研究了Er元素含量对固溶时效态(950℃×30 min(WQ)+480℃×4 h(AQ))试验合金显微组织和性能的影响。结果表明:试验合金经固溶时效处理后均为等轴和片状的双态组织。烧结过程中产生的Er2O3氧化物颗粒可以作为形核中心促进α相和β相的析出,起到细化晶粒的作用。随着Er元素含量的增加,晶粒尺寸由10~20μm细化至5~10μm。当Er元素含量为1.2%时,试验合金的抗拉强度达到峰值,为930.5 MPa,此时伸长率为9.24%,比未添加Er元素时Ti-6Al-4V-0.5Si合金分别提高了22.3%和10.0%。试验合金的拉伸断口形貌显示有韧窝出现,仅有少量的解理台阶,韧窝的存在可以分散材料断裂时产生的应力,使材料断裂前承受更大的变形。