基于选择性相溶解的内生增强镁基非晶复合材料实验工艺设计

针对材料成形实验教学中内生增强复合材料的制备工艺设计困难问题,该文以具备较好非晶形成能力的Mg_(65)Cu_(7.5)Ni_(7.5)Zn_(5)Ag_(5)Y_(10)(at.%)为基体,基于选择性相溶解法在非晶基体中成功引入原位自生B2-NiTi相。利用电弧熔炼制备Ni-Ti-Cu-Y预合金,通过成分设计使其析出B2-NiTi相,再将上述预合金浸入剩余元素(Mg,Zn,Ag)组成的熔体中。预合金中除B2-NiTi相以外的其他组成相会选择性溶解进入熔体中,组成Mg-Cu-Ni-Zn-Ag-Y熔体,B2-NiTi相分布其中。通过预先成分配比设计,使熔体成分与目标成分接近,具备较好的非晶形成能力。通过快速冷却制备得到原位自生B2-NiTi相增强镁基非晶复合材料。B2-NiTi形状记忆相在应力加载时会发生马氏体相变吸收能量,并阻碍主剪切带快速扩展,提高复合材料室温强韧性。复合材料断裂强度超过1 GPa,断裂应变为5.6%,屈服强度为730 MPa,塑性应变为4.6%,综合力学性能优于所选用的非晶基体合金。该工艺可适用于多种内生增强复合材料制备,为材料设计及组织性能表征实验教学提供了很好的范例。

预弯曲变形对CP800复相钢力学性能的影响

对CP800复相钢进行冲压成型,制备预弯曲试样,并利用EBSD、X射线残余应力分析仪、拉伸试验机、DIC技术等研究预弯曲变形对钢的微观组织、残余应力和力学性能的影响。结果表明:预弯曲后残余应力分布情况呈现为拉-压-拉-压交替分布,即内表面(压缩层)呈现拉应力而外表面(拉伸层)呈现压应力,这种特殊分布情况会导致预弯曲后材料的屈服应力降低16%。同时,由于冷变形导致的材料硬化和位错强化效果,预弯曲后材料伸长率降低25%而抗拉强度增大24%。此外,预弯曲后内表面由于存在拉伸残余应力而导致更大的塑性应变和损伤,并早于外表面发生断裂。

不同超声处理时间下Ti-Cu合金在镁熔体中的脱合金反应

为提高Ti-Cu二元合金在Mg熔体中的脱合金反应速率,通过在Mg熔体中引入超声场作用,研究超声作用下金属熔体中的脱合金反应过程及反应速率。研究发现,超声场可促进脱合金反应进行,但随着超声时间的增加,超声场的促进作用逐渐削弱。超声场在熔体中产生的空化和声流效应可加速脱出元素Cu向Mg熔体中的扩散,但过长的超声时间引起界面处Cu原子聚集,减弱了促进作用。

B2-CuZr相增强非晶复合材料组织调控研究进展

B2-CuZr相增强非晶合金因增强相特殊的“相变诱导塑性”而表现出优于传统增强相的综合力学性能,成为近年来材料领域的研究热点之一。然而原位自生B2-CuZr相的含量、尺寸及其分布难以调控,且铸造过程中易发生共析分解,限制了此类材料的应用范围。通过铸造工艺控制、合金成分调控及后处理等方法可有效解决上述问题。本文将对B2-CuZr相增强非晶复合材料的组织特点、增强机制及复合组织调控方法等方面进行综述,并对其未来发展进行简要展望。

非晶基复合材料研究进展与展望

通过引入第二相制备非晶基复合材料是提高其室温塑性的有效手段之一。简要介绍了非晶合金及其变形特性,综述了非晶基复合材料的制备及其力学性能方面的研究进展,包括外加颗粒/纤维增强、原位自生相增强体系以及Zr基、Ti基和Mg基体系等。此外,介绍了部分特殊增强相与原位自生制备工艺的最新进展,包括多孔颗粒、形状记忆相、金属熔体中的脱合金法和选择性相溶解法等,同时详细阐述上述材料的微观结构、力学性能及其组织性能优化手段,并对未来的发展趋势进行展望。