预变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性及显微组织的影响

通过对TiNiCr形状记忆合金丝施加不同的预变形,利用拉伸实验和光学显微镜研究不同预变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性和显微组织的影响。结果表明:预变形对TiNiCr形状记忆合金弹性有着显著的影响,TiNiCr合金弹性随着变形量的增加而增加,当变形量达到51.4%时,弹性的增加不明显,单纯的预变形不能使TiNiCr达到完全的非线性超弹性,但会使TiNiCr产生一种细小板条状且高度形变的马氏体变体;当变形量达到48.6%时,马氏体变体的体积明显增大,极大地提高了母相的强度,从而显著提高TiNiCr丝的弹性。

冷变形对TiNiCr形状记忆合金超弹性和组织的影响

通过拉伸试验和对光学显微组织照片的观察,研究了不同的冷轧变形量对TiNiCr形状记忆合金超弹性和显微组织的影响。试验表明,TiNiCr形状记忆合金弹性随着冷轧变形量的增加而增加,当冷轧变形量达到33%之后,弹性的增加不明显,单纯的冷变形不能使TiNiCr达到完全的非线性超弹性;冷变形会使TiNiCr产生一种马氏体变体,当变形量达到27%时,这种马氏体变体的体积随着变形量的增加而长大,而马氏体变体的错乱程度随变形量的增大一直在增加。

不同热处理条件下TiNiCr形状记忆合金的超弹性

利用WDW-10微机控制电子式万能拉伸试验机和D/max2500PC全自动X射线衍射仪研究TiNi-Cr形状记忆合金的超弹性。结果表明,试样的超弹性受热处理影响显著,不同温度下热处理的样品呈现出不同的弹性曲线。随着加热温度和保温时间的增加,样品弹性先增强后减弱。TiNiCr合金在430℃的退火温度下,保温10~20min可以呈现出良好的完全非线性超弹性。经过热处理的试样会析出强化相Cr3Ni2,析出在430℃保温20min时达到极值,之后随着温度的增加和保温时间的增长都会降低。在该热处理工艺下产生的样品超弹性达到极值。

冷变形和中温处理对TiNiCr形状记忆合金相变的影响

以TiNiCr形状记忆合金为研究对象,着重研究了不同的预变形、中温处理对该形状记忆合金相变的影响,通过示差扫描量热实验和金相组织照片的观察,研究了不同的预变形、中温处理对TiNiCr形状记忆合金的DSC曲线以及相变点的影响。实验表明:马氏体相转变温度Ms随着冷变形量的增加先升高,当预变形超过15%后,相变点Ms随预变形量的增加而降低;As,Af在预变形量为15%时达到最大,热处理能显著提高马氏体相变温度,使得相变更容易进行,460℃中温处理使TiNiCr合金Ms增幅较大,而随着热处理温度的继续增加,Ms差距变小;在400℃中温处理下,保温时间越长,Ms,Mf温度降低越明显。而热滞As-Ms几乎不受中温处理时间的影响。

CuZnAl(RE)形状记忆合金干滑动磨损性能研究

采用不同热处理工艺、不同载荷、不同磨损时间,对2种成分(不同相变点)的CuZnAl(RE)形状记忆合金进行了干滑动磨损试验,与锡青铜和铝铁青铜做了对比试验,用电子扫描显微镜和x射线衍射仪对磨损表面及合金相组成进行了观察和检测。试验结果表明,晶粒细化与锻打能提高合金的耐磨性,合金的M相比β相耐磨,两级时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,CuZnAl(RE)形状记忆合金的耐磨性优于锡青铜和铝铁青铜;CuZnAl(RE)形状记忆合金耐磨的原因主要在于,形状记忆效应和超弹性、应力诱发马氏体相变、晶粒细化等。

工艺因素对CuZnAl(RE)形状记忆合金干滑动磨损性能影响

采用不同热处理工艺、不同载荷、不同磨损时间对两种成分(不同相变点)的CuZnAl(RE)形状记忆合金进行了干滑动磨损试验。用TEM和XRD对磨损表面和合金相组成进行了观察与检测。试验结果表明:时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,合金相变温度对磨损性能的影响受摩擦副温度与载荷的制约,随载荷增加合金塑性变形增大,使合金表面层破坏而失重,外应力越大,合金塑性变形越大,磨损失重也越大。形状记忆效应和超弹性以及合金的晶粒细化能够明显提高CuZnAl(RE)形状记忆合金的耐磨性。

热循环对不同相变温度CuZnAl形状记忆合金性能的影响

研究了预应变量、热处理工艺和循环介质对不同相变温度CuZnAl形状记忆合金形状记忆效应的影响。结果表明:尽管预应变量、热处理工艺及训练介质均不同,但回复率均随循环次数的增加先上升而后下降,相变温度(361K以上)高的合金回复率偏低;随着冷热循环训练次数的增加,合金的马氏体转变开始温度(Ms)和奥氏体转变结束温度(Af)均有所提高,其Mf和As均有所降低;经过热循环之后,相变温度(361K以上)高的合金的相变温度的幅度提高较大,且具有较大的热滞。

真空烧结温度对Cu-Al-Mn形状记忆合金性能的影响

选择不同的烧结温度，采用粉末冶金的方法制备了Cu-12Al-2.5Mn形状记忆合金。借助扫描电镜、金相显微镜、能谱仪等设备对比了各种温度下合金的显微组织、硬度及形状记忆性能，得到最佳烧结温度范围。试验结果表明：烧结过程中合金的各元素间产生冶金结合，且合金化程度随温度的升高而增大，最佳烧结温度范围是850-900 ℃；烧结后合金试样的心部硬度低于边缘部分，850 ℃和900 ℃的合金经800 ℃保温10 min水淬后硬度均匀，硬度值较高，分别为HRB42.5和HRB52； 850 ℃的合金形状记忆性能优于900 ℃的合金。

Ni对ZA27合金组织及磨损性能的影响

研究了Ni对ZA27合金的微观组织及油润滑下磨损性能的影响.结果表明:加入0.4%的Ni可以有效细化ZA27合金组织,并使合金共晶中出现富镍的颗粒;在重载(大于1 000 N)条件下,含镍ZA27合金的耐磨性明显高于ZA27合金,并且载荷越大,这种趋势越明显;在载荷为1 000 N时,随Ni含量的增加,ZA27合金的磨损量和磨面亚表层厚度均呈现先减小后增大的趋势,ZA27合金的主导磨损机制从较严重的塑性变形诱导磨损和黏着磨损逐渐向较轻的伴随塑性变形诱导机制的切削磨损转变,进而又转变为伴随黏着机制的微切削磨损,最后转变为较严重的切削磨损和黏着磨损;表面高硬度氧化层的产生可以有效提高合金的耐磨性能.

Ni-45Ti合金化和机械振动对ZA27合金组织及热疲劳性能的影响

研究了Ni-45Ti合金化和机械振动对ZA27合金显微组织、力学性能和热疲劳性能的影响,利用光镜对合金显微组织和热疲劳裂纹进行了观察。结果表明:加入适量的Ni-45Ti合金化和机械振动的合金,组织得到显著细化,力学性能与热疲劳性能得到明显提高;随着Ni-45Ti加入量的增加,抗拉强度和伸长率呈现先提高再降低的变化规律;在Ni-45Ti为0.6%时的合金具有最优的综合力学性能。研究还发现,0.6%Ni-45Ti合金化和机械振动的合金裂纹长度最短,并具有最好的热疲劳性能。

时效处理对TiNiCr形状记忆合金相变的影响

利用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和D/max2500PC全自动X射线衍射仪研究了不同时效处理制度下TiNiCr合金相变温度的变化规律。结果表明,该合金随着时效温度增加,逆马氏体相变点As、Af上升,但当时效温度高于700℃时,相变点As、Af降低。该合金在冷却过程中经历了B2→R→B19′两阶段一级相变。通过SEM和XRD衍射研究表明,该合金经时效处理产生了Ti3Ni4析出相诱发了R相变。

锻造热处理工艺对Al-7Si-1.6Cu合金组织和力学性能的影响

通过力学性能测试以及OM、SEM和TEM的组织观察,研究了锻造热处理工艺对Al-7Si-1.6Cu合金组织与力学性能的影响。结果表明,合金经过均匀化(500℃,8h)、锻造(锻造温度380~450℃,应变速率60~90s-1,道次压缩比10%~20%)、热处理(固溶480℃,2h,70℃,水冷;时效180℃,6h)之后,较铸态相比硬度提高18%、抗拉强度提高了52%、延伸率提高了54.5%。多向锻造过程中共晶Si相发生碎断与球化,时效过程中析出的纳米级第二相对合金起强化作用。开创性地从位错密度方向解释锻造过程强度提高的原因,通过Zener-Hollomon参数来说明锻造过程中流变应力与变形速率和变形温度之间的关系。

La对定向凝固Al-4.5%Cu合金热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验机,对加入La的定向凝固Al-4.5%Cu合金进行热疲劳性能试验。结果表明,加入适量La对定向凝固Al-4.5%Cu合金的热疲劳性能有不同程度提高,其中,加入0.3%La的热疲劳试样疲劳性能较佳,达到热疲劳裂纹萌生所需的热疲劳循环次数最多;通过热疲劳循环次数与主裂纹长度的动态关系图,发现热疲劳裂纹的扩展有别于一般由机械交变载荷造成的常温疲劳,呈现先快后慢,阶段性扩展。

Ti、Ni对ZA27合金组织及力学性能的影响

采用CMT5205微机控制电子万能拉伸机、扫描电镜、金相显微镜等仪器对ZA27合金的力学性能及微观组织进行测试和分析,研究添加Ni、Ti对ZA27合金的微观组织及力学性能的影响。结果表明:0.4%Ni的加入可以有效细化ZA27合金组织,并在合金非平衡共晶组织中形成富含镍的颗粒,同时使共晶组织变得粗大;添加0.4%Ni和0.3%Ti可进一步细化合金枝晶组织及网状共晶组织,晶界中富镍相和ε相颗粒变小,分布均匀。在150℃时,单独添加0.4%Ni的合金抗拉强度比ZA27合金提高33%,但塑性较差。同时添加0.4%Ni和0.3%Ti的合金抗拉强度比ZA27合金提高50.7%,伸长率比单独添加0.4%Ni时提高38%。

晶体生长速率对定向凝固Al-4.5%Cu合金一次枝晶间距的影响

采用定向凝固方法,研究了晶体生长速率对定向凝固Al-4.5%Cu合金一次枝晶间距的影响。试验结果表明,晶体生长速率对定向凝固Al-4.5%Cu合金枝晶组织影响非常显著。生长速率较低时,获得的组织为粗大的树枝晶,一次和二次枝晶都比较发达,定向凝固组织特征不明显;晶体生长速率为60μm/s以上时,定向凝固组织特征明显显现出来;随着晶体生长速率的进一步提高,枝晶细化,枝晶间距明显减小;晶体生长率为123μm/s时,此时测得一次枝晶间距值(104.7μm)和Hunt模型的计算值(98.8μm)能比较好的吻合。

铝铜定向凝固合金热疲劳应力场数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS,模拟分析了铝铜定向凝固合金(铜质量分数4.5%)热疲劳应力场的分布,建立了有限元分析模型,得出了热应力在冷热循环条件下的变化规律.结果表明:在一个热循环周期内,热应力开始以小三角形方式向试样内部扩展,之后以2条主线的方式快速扩展,最后热应力变化趋于平缓.在一次循环结束后,试样内部有残余应力存在,预制缺口处出现应力集中.随着循环次数的增加,残余应力逐渐累积.当累积的残余应力达到一定值后,在应力集中的作用下,预制缺口处出现裂纹.通过有限元分析与试样热疲劳试验的结果对比,验证了所采用有限元分析模型的可靠性.

Mn对ZA43合金组织及磨损性能的影响

研究了Mn的添加量对ZA43合金组织、力学性能及油润滑条件下耐磨性能的影响。试验结果表明,添加适量的Mn元素能够细化合金组织,Mn加入量为0.55%时合金的综合力学性能最佳。高载荷(800 N)时,随着Mn含量的添加,磨损机制由磨粒磨损与粘着磨损的混合形式转化为单一的磨粒磨损。Mn在ZA43合金中主要形成富锰相且在晶界处呈弥散分布,提高了ZA43合金高温强度,同时可以作为硬质点分散剪切应力、阻碍微裂纹的扩展,从而提高合金的耐磨性能。

偏态酸为原料制备六钛酸钾晶须机理研究

采用以偏钛酸与碳酸钾按原料摩尔比为1∶3.5混合均匀,通过一步烧结法合成六钛酸钾晶须。采用改变不同焙烧温度和焙烧时间为条件,研究了六钛酸钾的生长机理,同时还研究了水浸处理对产物的影响,并利用XRD和SEM对样品的物相及形貌进行了分析。结果表明,反应温度达到600℃时生成K2Ti8O17中间体,随着温度升高八钛酸钾向六钛酸钾及四钛酸钾转化,当温度继续升高四钛酸钾向六钛酸钾发生了转化。

不同热处理工艺下ZCuSn10P1的热疲劳性能

研究了热处理前后ZCuSn10P1在20～500℃的热疲劳性能。结果表明:经过热处理后,材料的塑性提高,δ相减少,锡扩散于铜基体中。630℃保温50min后水淬的试样抗冷热疲劳性能最优。在20～500℃范围内,裂纹长度L与循环次数N的a次方成正比(a>1),裂纹扩展速率v与循环次数N的(a-1)次方成正比(a>1)。

钛对ZA27合金组织和热疲劳性能的影响

研究了钛变质处理对ZA27合金的组织和热疲劳性能的影响。通过光学显微镜和扫描电镜观察试样的显微组织和热疲劳裂纹形貌,分析钛的变质机理和合金热疲劳损伤机制。结果表明:经钛变质处理后,ZA27的组织明显细化,初生α-A1相由粗大的树枝晶变为细小的花瓣状枝晶。合金塑性、韧性有较大幅度的提高,从而提高了其热疲劳性能。当Ti的添加量为0.3%时,ZA27合金热疲劳性能最好。