热处理工艺对TC11钛合金组织及性能的影响

研究了热处理温度和冷却方式对初始组织为等轴组织的TC11钛合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,对于TC11钛合金,在空冷条件下,随热处理温度的升高,等轴α相含量逐渐减少;当热处理温度超过980℃,合金开始发生组织形态的改变,由初始的等轴态转变为α＋β双态组织,随温度的继续升高,等轴组织完全转变成片层状组织;热处理温度在980℃以上时,随冷却速度的增加,β转变组织的片层厚度逐渐减小,冷却速度较快时（水冷）,形成淬火马氏体。拉伸试验研究表明,热处理温度为980~1020℃,空冷（或油冷）条件下,得到的组织具有较好的高温综合力学性能,其中热处理温度在980~1000℃之间得到的组织由于等轴α相含量约为50%,具有最佳的力学性能。

添加合金元素Cu和Mn对锆合金中第二相的影响

以Zr-4为母合金,分别添加电解纯铜或电解金属锰,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的6种锆合金.用透射电子显微镜观察了合金中第二相的形貌,用EDS分析了第二相的成分,用SAD确定了第二相的晶体结构.添加Cu元素的合金中有3种第二相:Zr(Fe,Cr)2粒子、Zr(Fe,Cr,Cu)2粒子和含少量Fe或不含Fe的Zr2Cu粒子;添加Mn元素的合金中只有1种Zr(Fe,Cr,Mn)2第二相,且随着合金中Mn的质量分数从0.07%增加到0.35%,Zr(Fe,Cr,Mn)2粒子中Mn元素的质量分数也升高.

热处理对PAN基碳纤维结构与性能的影响

以日本进口碳纤维(T300)和国产聚丙烯腈基碳纤维(GCF)为原材料,采用自制石墨化炉,在一定拉伸条件下,对T300及GCF进行1500～2100℃热处理,制备了不同性能的高模量聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CFs)。采用广角X射线衍射、拉曼散射光谱、万能材料测试机等探讨了在热处理过程中PAN-CFs性能的演变规律,研究了PAN-CFs的力学性能与微观结构。结果表明:随着热处理温度升高,PAN-CFs的拉伸强度逐渐下降,拉伸模量逐渐上升,纤维的微晶尺寸和微晶取向度逐渐增大,石墨化程度越来越高,PAN-CFs的微观结构从二维乱层石墨结构向有序的三维层状结构发展。

黄土压实影响因素分析

针对黄土路基沉陷变形是黄土地区公路的主要病害的现象,通过激光粒度试验、能谱试验、扫描电镜试验、图像处理系统、振动压实试验和标准重型击实试验,从内部因素(黄土的物质组成、显微结构)和外部因素(压实方法、压实功)全面系统地分析了黄土压实的影响因素。研究结果表明,压实黄土的干密度与粒度成分的关系较复杂,具体应用时,要考虑黄土的工程地质分区、黄土的时代等多种因素加以确定;压实并不改变黄土的化学成分;随着压实度的提高,黄土由原来天然状态的粒状、架空、接触结构,逐渐改变为粒状、镶嵌、接触-胶结结构;在推荐参数条件下,黄土振动压实的最佳含水量和最大干密度都略小于室内击实方法确定的最佳含水量和最大干密度;随着压实功能的增加,黄土的最佳含水量减少,最大干容重增加,达到一定程度后,即使继续增加压实功也不会明显降低最佳含水量和增加最大干容重。

高铬铸钢激光熔凝组织与性能研究

为提高锅炉燃烧器喷嘴的表面性能，采用5kW横流CO2激光加工系统对高铬铸钢表面进行熔凝处理，并进行显微组织分析和硬度测试。研究结果表明：铸态高铬铸钢晶粒较粗大、组织不均匀，原始组织以奥氏体为基体，还存在大量网状断续共晶碳化物、莱氏体。经激光凝熔后，显微组织明显细化，其试样剖面组织分为激光熔凝区（细小奥氏体＋少量细小未熔碳化物）、激光相变区（奥氏体＋少量晶界碳化物）、过渡区和母材4个区域：熔凝区和相变硬化区的淬硬深度依工艺参数不同，可达0．2—0．3mm。由于形成了奥氏体组织，高铬铸钢表面硬度增加不明显，硬度最大值出现在相变硬化区。

高性能钛合金的关键“基因”及高通量实验与计算技术的应用

加快高性能钛合金的研发速度、降低研发成本对我国高端装备制造至关重要。作为关键结构材料,强度、塑性与韧性是保障钛合金构件安全运行的关键力学性能指标。通过高通量计算可预测合金的模量、比热、热膨胀系数等多种物理性能指标,但是对于强度、塑性与韧性等力学性能指标尚缺少预测模型和公式,原因是力学性能间接依赖合金的化学成分,直接影响力学性能的因素是合金的微观组织。高性能钛合金的关键"基因"是成分、相/组织结构与晶体缺陷。高通量计算和扩散多元节建立合金成分与相的对应关系,相场动力学计算与模拟实现对相与微观组织演化的预测,通过微纳尺度力学性能测试技术获得微观组织结构的力学性能数据。期望通过以上各环节研究结果与数据的有机整合,建立钛合金成分、相与微观组织、力学性能数据库,有助于提升高性能钛合金的研发速度,满足我国关键技术领域对先进钛合金的需求。

POE-g-MAH和PC协同增韧聚对苯二甲酸丁二酯的脆韧转变

研究马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE-g-MAH)和热塑性树脂(PC)协同增韧聚对苯二甲酸丁二酯的脆韧转变,借助扫描电镜(SEM)观察分析增韧体系的相形态和断口形貌,并对增韧机理进行探讨。结果表明,添加PC后,共混体系的脆韧转变在较低POE-g-MAH含量下发生。当PBT与PC质量配比为50/50时,共混物在POE-g-MAH含量为10%时获得超高韧性,达到78kJ/m2,同时拉伸强度达到52.5MPa。SEM分析认为,PC含量较高时,呈现极不规则的近似条状或片状的分散相结构,以及柔性界面层的存在是共混体系在较低弹性体含量下出现脆韧转变而获得高强韧性的主要机制。

山西定襄中霍墓地出土铜器的初步科学分析

中霍墓地出土青铜器是研究春秋晚期和战国早期青铜文化特征、制作技术以及探讨该时期中原和北方少数民族相互关系等学术问题的重要资料。为进一步揭示该墓地出土青铜器所包含的科学信息,对该墓地出土17件铜器的37个样品进行了科学分析检测。结果显示,这批青铜器的制作工艺以铸造为主,另外还有热锻、热锻后冷加工等;其合金成分有铜锡二元合金和铜锡铅三元合金两种,铜锡二元合金全部用于制作工具,铜锡铅三元合金用于制造容器。这显示中霍墓地铜器的合金成分和器物类型之间的关系明显,表明制作者已经能根据青铜器的用途而选择合适的制作材料。研究结果对研究中原和北方少数民族冶金术及在此基础上的文化交流有较大的指示性意义。

内蒙古西部狼山温更逆冲断层的地质特征

内蒙古西部狼山温更逆冲断层发育在温更侏罗纪沉积盆地西北边界,是一条规模较大的逆冲断裂构造带。断层倾向北西,上盘由太古宙—元古宙变质地层和古生代深成侵入体构成,下盘为侏罗纪沉积,由北西向南东方向逆冲。断层切割改造了早--中侏罗世沉积地层,被早白垩世沉积地层覆盖,表明了逆冲断层形成在下中侏罗统沉积之后白垩系固阳组沉积之前。断层带同构造石英脉中流体包裹体的分析结果表明,断层形成于5.5～6km浅部地壳构造层之上,温度为195℃～210℃,围压为50～60MPa,断层带的宏观和显微构造显示断层以脆性变形机制为主。

汉代铸钱铜范的分析与研究

为了研究汉代铸钱铜范的性能与铸钱工艺,对汉代铸钱金属范的出土概况进行统计,可知:单直浇道阶梯浇注式是汉代铸钱金属范的主要铸型。金属范的尺寸随着时间推移有一个逐渐增大又逐渐减小的发展过程,发展的高峰期在西汉中晚期上林三官专铸五铢时期。西汉早期,金属范以2行钱币型腔为主;西汉中期,金属范以2行或4行钱币型腔为主;西汉中晚期和王莽时期,金属范发展到4行或6行钱模,以6行钱币型腔为主;东汉时期,金属范又转为以2行钱币型腔为主。在对汉代铸钱金属范的出土概况进行统计后,以上海博物馆收藏的铜范为基础,对部分汉代铜范进行了X射线荧光表面成分分析,在金相显微镜下进行了金属相结构分析,并通过扫描电镜能谱分析了金属范的基体成分。分析结果表明:1)西汉早-中期金属范的成分变化较大;西汉中期-东汉时期,五铢金属范中锡含量较低,在一定的范围内变化,但铅含量的变化范围较大;王莽时期,金属范的成分比较一致。高铅低锡青铜是汉代铸钱金属范所采用的一种主要成分。2)金属范的基体组织以α固溶体+Pb为主,使金属范具有较好的塑性和致密度。即使是反复地使用,组织中仍保留着铸态组织,表明金属范未受到长时间的高温加热。在金属范的铸钱过程中使用了表面涂层以减轻金属范的受热程度,达到保护金属范的目的。

含微量Zr的Al-Cu-Mg-Ag合金多级均匀化热处理中的组织演变

采用扫描示差量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和能谱分析(EDS)等手段研究了含微量Zr的Al-Cu-Mg-Ag合金铸态与不同均匀化热处理态的显微组织演化和成分分布,测定了该合金铸态组织中的低熔点共晶相的成分和熔化温度,确定了该合金的均匀化处理制度和过烧温度。结果表明:Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金铸态组织晶界上主要的非平衡相为Al2Cu,其熔点为523.52℃。合金经420℃×6h一级均匀化处理后,Al3Zr粒子在基体内二次析出且弥散分布。经515℃×24h二级均匀化处理后,晶界上的非平衡相大部分溶入基体,枝晶偏析基本消除,晶内各元素分布均匀。该合金的最佳均匀化制度为420℃×6h+515℃×24h,均匀化过烧温度为520℃。

多道搭接激光熔覆NiCrBSi合金层组织及性能

为了改善40Cr钢的表面状态,拓展其应用范围,采用CO2激光器及LASERCELL-1005六轴六联动三维激光加工机床在40Cr钢表面多道搭接激光熔覆了N iCrBSi合金粉末,利用扫描电镜、金相显微镜、磨损试验机、盐雾试验机等对熔覆层的组织及性能进行了研究。结果表明:激光熔覆层由熔覆区、结合区和热影响区3部分组成。多道搭接激光熔覆层易产生裂纹,裂纹呈主裂纹带有少量分枝状,且几乎穿透整个熔覆层。激光熔覆层的耐磨性和耐蚀性随扫描速度的增加均呈现先升高后降低的趋势。搭接处的相对耐磨性、耐蚀性均不及非搭接处,这与搭接过程的重复扫描有关。

钛酸四丁酯掺杂对6芯MgB_2线材微观结构以及超导电性的影响

选用原位法粉末装管工艺(in-situ PIT),以钛酸四丁酯(TNBT)为掺杂物,制备了不同掺杂量的6芯MgB2线材,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等分析手段,对不同掺杂量线材的粉末相成份、微观结构以及元素分布进行了详细分析,最后采用标准的四引线法测试了多芯掺杂线材的R-T和U-I曲线,其最终结果显示,以钛酸四丁酯为掺杂物并没有有效提高线材在外加磁场下的临界电流密度,主要原因可能是其分解过程产生的TiO2阻碍了C取代B,同时TiO2的存在并不能作为有效的钉扎中心。

高强度精轧螺纹钢筋的组织与性能试制分析

通过对棒材厂采用不同生产工艺生产的高强度精轧螺纹进行了组织与性能分析，为今后批量生产精轧螺纹钢筋制定合适的生产工艺和控制措施，提供了参考。

Tb_(0.3)Dy_(0.7)(Fe_(1-x)Pt_x)_(1.95)合金的结构与磁致伸缩特性研究

利用XRD、SEM和电阻应变片等方法研究了Tb0.3Dy0.7(Fe1-xPtx)1.95(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08)合金的微结构和磁致伸缩特性。结果表明:当Pt含量x≤0.06时,合金为具有立方MgCu2型结构的Laves单相,Pt置换Fe导致合金相的晶格常数a线性增大;磁致伸缩系数λ随Pt含量的增加不断减小,随外磁场(H≤500mT)的增大而单调增大;当合金在950℃退火4h,可获得较好的磁伸缩性能。在x=0.08时,合金中出现微量第二相Fe3Dy,证实Pt在Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金中的最大固溶度小于5at%。

加热条件和轧制过程温度对35K盘条组织的影响

盘条表层的魏氏组织是35K冷墩盘条冷镦开裂的主要原因。为控制表层魏氏组织，首先在实验室模拟了加热炉的加热时间和均热温度。然后根据实验室的研究结果在工厂进行了不同轧制过程温度的试验。试验结果表明：当在加热时间80－90min、均热温度1160—1220℃、终轧温度820－840℃和吐丝温度800～820℃的条件下，所获得的盘条组织均匀、表层魏氏组织小于1级，有效地防止了冷镦开裂。

Taper barrel rheomoulding process for semi-solid slurry preparation and microstructure evolution of A356 aluminum alloy

The self-developed taper barrel rheomoulding (TBR) machine for light alloy semi-solid slurry preparation was introduced.The semi-solid slurry was obtained from the intense shearing turbulence of the alloy melt in the cause of solidification, which was further caused by the relative rotation of the internal and external taper barrel whose surface contained wale and groove.The heat transmission model of TBR process, the flow rules and the shearing model of the alloy melt were deduced.Taking A365 as experimental material, the microstructure evolution rules under different slurry preparation processes were analyzed.The results show that decreasing the pouring temperature of A365 alloy melt properly or increasing the shearing rate helps to obtain ideal semi-solid microstructure with the primary particle size of about 70 μm and the shape factor of above 0.8.

高强度Ti-Ni-Nb合金的制备与压缩性能

采用铜模铸造法制备了直径为2 mm的三元Ti90-xNixNb10(x=30,33,36)系列合金.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及压缩试验等方法研究了合金的相结构、显微组织和力学性能.结果表明:Ti-Ni-Nb系合金由Ti2Ni块体相和NbNi3枝晶相组成.随着合金元素Ni的增加,NbNi3枝晶相逐渐增多,Ti2Ni相逐渐减少.力学性能表明,随着Ni含量的增加,其合金断裂强度不断增加,当Ni含量为36 at.%时,合金Ti54Ni36Nb10的断裂强度达到了1950 MPa,且其塑性变形量约为1.5%.

真空感应熔炼法制备Mg-Sr中间合金的研究

采用真空感应炉熔化、精炼和无氧化重力铸造工艺制备Mg-Sr中间合金,并用成分分析、SEM(+EDS)和XRD表征其微观组织结构。结果表明,用真空感应炉熔炼的Mg-Sr中间合金在电磁搅拌的作用下成分均匀,合金的基体组织除α-Mg外,主要由Mg_(17)Sr_2相组成。

5052/T2搅拌摩擦焊接头的组织及性能

对8 mm厚的5052/T2异种合金进行了搅拌摩擦焊,观察了接头的金相组织,测试了接头的显微硬度、抗拉强度及导电率。结果表明:5052/T2 FSW接头界面铝-铜呈迭层交替分布,部分铜镶入界面形成了"钩子"形貌。焊核区组织呈现"洋葱环"特征,出现金属塑性流线,产生了灰白色Cu-Al金属间化合物。铜侧热机影响区在搅拌针的机械和摩擦热循环的双重作用下出现条弧状组织。铝侧热影响区仅受摩擦热循环的作用,组织较粗大。焊核区硬度值有较大的波动。靠近铜侧的硬度值出现突高,可能是产生的铜-铝金属间化合物所致。接头平均抗拉强度为183 MPa,为5052母材抗拉强度的80.6%,断在铝侧热影响区。5052/T2接头焊核区域的导电率达到了5052母材的92.2%。