挤压态Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ag合金的热变形行为、组织和织构演变

本文成功制备了一种新型挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ag合金(BTQ000合金)。在变形温度为400℃、应变速率为10 s^(-1)的条件下,对BTQ000合金进行热压缩实验,研究了该合金在不同应变阶段的变形机制组织和织构演变。结果表明:BTQ000合金的流变应力曲线可分为加工硬化、动态回复、稳态流变和额外应变硬化四个阶段。合金发生了明显的回复和动态再结晶,随着应变的增大,平均晶粒粒径先增大后减小,孪晶的面积分数逐渐减小,亚晶的面积分数先增后减。当应变为0.1时,亚晶的最大面积分数为76.2%,亚晶对织构类型和强度起着主导作用,而织构强度则表现出先减后增的趋势。当应变为0.4时,大量具有弥散取向的动态再结晶晶粒减少了织构的峰值强度。由此可见,亚晶和动态再结晶是影响合金织构类型和强度的主导因素。

Mg-Al-Mn系镁合金中含Mn粒子的形貌和分布特征

对铸态AM50A和AM60B镁合金中含Mn粒子的形貌、尺寸、数量及分布进行了研究。结果表明,含Mn粒子呈角块状和棒状,主要分布在晶粒内部,少量分布在晶界处。大部分含Mn粒子为Al11Mn4和Al8Mn5两种相,一小部分为Alx(Fe,Mn)y相。含Mn粒子的平均尺寸在7μm左右,面积分数为0.30%左右。

Co基合金在熔融NaCl-52%MgCl_2中的腐蚀机理

通过纯Co及代表性的Co基合金GH5188和GH6159在520℃熔融NaCl-52%MgCl_2(摩尔分数)中的腐蚀行为研究,揭示Co基合金在熔融氯化盐中的腐蚀机理。结果表明:3种试样的腐蚀动力学曲线近似满足线性规律。腐蚀20 h后的扫描电镜分析表明,纯Co试样表面形成了壳层结构;EDS及XRD分析表明,壳层成分主要为MgO,这在一定程度上起到了减缓腐蚀的作用。GH6159表面也出现类似壳层结构,GH5188表面有孔洞出现;腐蚀160 h后,GH5188表面出现大量互相连通的腐蚀孔洞。横截面EDS分析表明,Co和Cr的含量均明显降低。因此,Co基合金的腐蚀机理主要源于合金元素Cr、Fe和Co等的氧化、溶解和挥发。

FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)高熵合金氮化物薄膜的微观结构与性能

实验利用单靶射频磁控溅射技术,在单晶硅基底上,制备了两个系列FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)高熵合金氮化物薄膜,即FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)氮化物成分梯度多层薄膜和(FeCrVTa_(0.4)W_(0.4))Nx单层薄膜,其中,多层薄膜用于太阳光谱选择性吸收薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米力学探针、原子力显微镜(AFM)、紫外−可见分光光度计、接触角测量仪和四探针测试台对FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)高熵合金氮化物薄膜进行微观结构分析以及性能表征.结果表明:在不通入氮气时,薄膜为非晶结构,当氮气含量升高后,转变为面心立方固溶体结构;当表层氮气流量为15 mL·min^(−1)时,FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)氮化物多层薄膜及单层薄膜均具有最佳的力学性能,其中,多层薄膜的硬度为22.05 GPa,模量为287.4 GPa,单层薄膜的硬度为22.8 GPa,模量为280.7 GPa,随着表层氮气含量的继续增加,力学性能下降;FeCrVTa_(0.4)W_(0.4)氮化物成分梯度多层薄膜在300~800 nm波长范围内均具有太阳光谱选择吸收性,当氮化物薄膜层数较少时具有较好的疏水性;(FeCrVTa_(0.4)W_(0.4))Nx单层薄膜随着氮气含量的增加,薄膜方块电阻增加.

La和Ce含量对挤压态AE44-2镁合金组织与力学性能的影响

通过重力铸造法制备不同成分的AE44-2合金以及热挤压成型,研究La、Ce含量对挤压态AE44-2镁合金的组织、织构和力学性能的影响。结果表明:挤压过程中AE44-2镁合金破碎的Al-RE相,可以提供大量异质形核点,促进晶粒进行动态再结晶,形成细小晶粒,有利于弱化织构强度和提高力学性能。由于La、Ce添加量不同,4种挤压态AE44-2镁合金平均晶粒尺寸为3.7μm左右,富Ce挤压态AE44-2镁合金的再结晶程度比富La的更完全,富Ce弱化挤压态AE44-2镁合金的织构效果比富La弱化挤压态AE44-2镁合金的强。4种合金中,Mg-4Al-1.5La-2.5Ce-0.3Mn合金的再结晶程度较完全,织构强度小,平均晶粒细小至3.2μm且Al-RE相分布均匀,综合力学性能最好。

Sn含量对Mg-Sn-Al-Zn镁合金组织与性能的影响

利用SEM和XRD及拉伸试验机研究了不同Sn含量对铸态Mg-x Sn-3Al-1Zn(x=3,4.5,6,7.5)合金组织和性能的影响。结果表明,Sn元素的增加可使合金晶粒细化;合金中的析出相Mg2Sn的数量随Sn含量增加明显增多,其尺寸也随Sn含量的增加而增大,并且当Sn添加量超过6 wt%时Mg2Sn相从颗粒状转变为长条状且沿晶界分布。在Sn含量为6wt%时合金的拉伸性能最佳,抗拉强度为222.5 MPa,屈服强度为76.2 MPa,伸长率为16%。

Mn元素添加对Mg-Sn合金组织和力学性能的影响

通过熔铸法制备Mg-8Sn合金以及Mg-8Sn-2.2Mn合金。通过光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、电子背散射衍射和室温拉伸试验研究Mn元素对Mg-Sn合金的组织和力学性能的影响。结果表明,添加锰可以细化晶粒,并能形成球状Mn第二相,它弥散分布在基体中,并且分散的Mn颗粒还可以作为异质形核点来提高形核速率,通过晶粒细化和沉淀强化显著改善Mg-Sn合金的力学性能。另外,Mn元素的添加还能起到弱化基面织构的作用。

不同镧铈含量对AE44镁合金组织与性能的影响

采用熔铸法制备AE44镁合金,研究不同La、Ce含量对AE44镁合金组织与力学性能的影响。结果表明,AE44镁合金以α-Mg为基体,主要存在Al11RE3、Al10RE2Mn7、Al2Ce三种第二相;其中成分为1.5%La、2.5%Ce的AE44镁合金第二相分布较为均匀,同时存在较多细小晶粒的Al2Ce相及Al10RE2Mn7相,相比较而言,其他成分的AE44镁合金第二相形貌大多呈层簇状、雪花状、棒状,且分布不均匀。拉伸实验结果表明,成分为1.5%La、2.5%Ce的AE44镁合金力学性能最佳,抗拉强度为220.43MPa、屈服强度为82.61MPa、伸长率为12.9%。

Sn对轧制Mg-8Li合金组织性能与织构的影响

研究了Sn对轧制的Mg-8Li合金的显微组织、性能及织构的影响。结果表明,轧制可以细化合金的组织,同时使合金中析出的第二相更加弥散分布。Sn的加入可以提高合金的力学性能。其中,Mg-8Li-1Sn和Mg-8Li-3Sn合金轧制后的抗拉强度分别达到了141.35 MPa和181.59 MPa,断后伸长率达到26.1%和22.8%。合金中相织构为(0002)基面织构,相织构为(110)晶面织构,整体织构强度均较弱。

石蜡润滑条件下(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

将球磨后的粉末经热压烧结、热挤压成型制备(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料。研究了ZK60基体合金及(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料在石蜡湿润条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在液体石蜡润滑条件下,随着滑动距离的增加,基体合金和复合材料在开始时都具有很短的跑和阶段,相比基体材料,该复合材料的摩擦性能更加稳定,且具有更低的摩擦系数。随着载荷和转速的增加,该复合材料的摩擦系数减小,然后逐渐趋于平稳;复合材料的磨损机制由磨粒磨损向剥层磨损转变。

(Mg_2B_2O_5w+ND)/ZK60镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

在湿球磨条件下以600 r/min高能球磨混粉,并将球磨后的粉末经过热压烧结-热挤压成型制备(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料。研究了(Mg2B2O5w+ND)/ZK60镁基复合材料在不同载荷和转速下的干摩擦磨损性能。结果表明:干摩擦条件下,材料的摩擦系数随着滑动距离的增加会经历跑和阶段和稳定阶段;材料的质量磨损率随着转速的增大而降低,随着载荷的增大而增大,且基体镁合金的质量磨损率始终低于复合材料。随着摩擦载荷和转速的增加,材料的摩擦系数减小,然后逐渐趋于平稳。混杂增强的镁基复合材料相比基体合金具有更低的摩擦系数。

高拉伸力学性能微纳结构316L不锈钢的制备

应用铝热反应法制备了铸态316L不锈钢,采用不同变形量进行了轧制。通过XRD、SEM和TEM观察了微观组织,并测定了力学性能。结果表明,当轧制变形量由30%增加到70%时,亚微米奥氏体晶粒尺寸从236 nm下降到176 nm,并且很好地分散在微米晶奥氏体中,铁素体平均晶粒尺寸从105 nm减小到63 nm。当轧制变形量为30%时,组织中没有纳米晶奥氏体晶粒,当轧制变形量增加到70%时,纳米晶奥氏体的体积分数增加到45%。轧制变形量从30%增加到70%时,抗拉强度从682 MPa上升到985 MPa,屈服强度从550 MPa上升到800 MPa,伸长率从16%增加到20%。当轧制变形量为70%时,抗拉强度、屈服强度和伸长率达到最佳。

机械球磨结合粉末冶金制备AZ61超细晶镁合金的组织与性能

利用球磨与粉末冶金工艺相结合制备AZ61超细晶镁合金,分析了球磨对其晶粒尺寸、析出相、织构及室温拉伸性能的影响。结果表明,球磨及粉末冶金制备的AZ61镁合金与未经球磨处理制备的镁合金相比,其晶粒尺寸由0.91μm细化到0.68μm,且球磨处理促进了Mg_(17)Al_(12)的动态析出及细化,同时弱化了基面织构,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为393.1 MPa、431.9 MPa和8.5%,综合力学性能优于其他工艺制备的AZ61镁合金。强化机制分析表明,细晶强化的贡献达到90%以上,沿晶界分布的Mg17Al12会降低Orowan强化效果,基面织构的弱化会降低屈服强度。未经球磨处理的镁合金的断裂机制是由镁粉表面的氧化引发粉体脱黏主导的;经球磨处理后其断裂机理为脱黏的粉体与周围未脱黏的组织变形不匹配及晶界上Mg_(17)Al_(12)数量增加导致的。

低体积分数SiCp/Al复合材料热变形行为的研究

在Gleeble-3500热模拟实验机上对机械超声搅拌法制备的SiCp/Al复合材料进行高温压缩变形实验,研究其高温热变形行为。变形温度为300-500℃,应变速率为0.0005-0.1s^-1,在实验数据的基础上,引入Z-H参数建立了用于描述复合材料高温热变形行为的本构关系模型。研究表明：流变应力开始随应变的增加而增大,出现峰值后逐渐减小并趋于平稳,表现出流变软化特征;应力峰值随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大。

铸态Mg_2B_2O_5晶须增强6061铝基复合材料等温模锻模拟研究

运用deform-3D软件对铸态2%Mg2B2O5w/6061Al复合材料精密锻件等温模锻工艺进行模拟研究,通过温度、变形速率的控制模拟得出相应的应力分布、外加载荷。通过对应力的分布、应力集中和需要的外加载荷的分析,确定最佳的等温模锻工艺参数。

碲化铋纳米材料的制备及其应用研究进展

以碲化铋(Bi2Te3)为研究对象,综述气相合成法、模板电沉积法、溶剂热法、气相传输法、电置换法以及新型的低温双溶剂溶胶-凝胶法等6种典型的制备Bi2Te3纳米材料的方法,总结Bi2Te3纳米材料在光电探测器、太阳能电池和热电发生器等方面的应用;提出低成本、高效、可控的制备Bi2Te3纳米材料是其得到进一步广泛应用的重要前提,认为在之后的研究中,应着重考虑采用降低材料维度或掺杂的方式构建具有高热电优值(ZT)的热电器件,采用异质结的方法构建高光响应性能的光电器件。

CdTe纳米线的制备及应用研究进展

碲化镉(CdTe)作为一种Ⅱ—Ⅵ族半导体材料,具有量子尺寸效应、小尺寸效应、量子限域效应等特性,且通过光照可引起CdTe电导率的变化,因此CdTe可广泛应用于光电导型探测器以及光伏太阳能电池等领域。CdTe纳米线以优异的半导体特性,在太阳能电池、发光器件和光电探测器中表现出突出的应用价值,其中核-壳结构的CdTe太阳能电池在光伏太阳能电池领域有着广阔的应用前景。总结了CdTe纳米线的合成方法,分析了不同合成方法的优缺点并对其未来发展前景进行了展望。

热处理对Mg-2Nd-xZn合金耐腐蚀性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)及能谱仪(EDS)等研究了挤压态Mg-2Nd-4Zn和挤压态Mg-2Nd-2Zn合金以及经T4和T6处理后挤压态Mg-2Nd-2Zn合金的显微组织和腐蚀产物形貌,并利用电化学工作站测试其耐腐蚀性能。结果表明:挤压态Mg-2Nd-2Zn合金的耐腐蚀性能比挤压态Mg-2Nd-4Zn合金的更好,这主要是由于挤压态Mg-2Nd-2Zn合金中的第二相的数量比挤压态Mg-2Nd-4Zn合金少。挤压态Mg-2Nd-2Zn合金经T4处理后,第二相数量减少及弥散分布在基体中,提高了其耐腐蚀性能;挤压态Mg-2Nd-2Zn合金经T6处理后,耐腐蚀性能比经T4处理后更差,这主要是由于第二相的时效析出,数量增加;质量损失以及电化学测试结果也表明,T4处理后有效提高了挤压态Mg-2Nd-2Zn合金的耐腐蚀性能,这与腐蚀形貌变化规律一致。

Mg-6Sn-3Al-1Zn合金热压缩行为研究

采用Gleeble3500热力模拟机对Mg-6Sn-3Al-1Zn合金在应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^(-1),热力模拟机的温度分别为573、623、673和723 K进行了热压缩试验研究。结果表明,Mg-6Sn-3Al-1Zn合金在热变形行为中真应力与压缩温度成反比,但真应力与应变速率成正比。构建了合金的双曲正弦本构模型,揭示了Mg-6Sn-3Al-1Zn合金热加工时的变形机制,以及变形温度、应变速率和流变应力之间的关系。采用峰值应力与应变量分别为0.1、0.3和0.5时的应力,根据动态材料模型理论得到合金的热加工图。结果表明,该合金的最佳加工温度范围和应变速率范围分别为708~723 K和0.001~0.04 s^(-1)。

两道次包套轧制变形量对Mg-6Sn-3Al-1Zn合金组织和力学性能的影响

在450℃下进行不同变形量包套轧制Mg-6Sn-3Al-1Zn合金,包套轧制分两道次,单道次轧制变形量分别为23%、35%和55%,总轧制变形量分别约为40%、60%和80%。结果表明,随着轧制变形量增加,合金中的再结晶晶粒数量增加,平均晶粒尺寸先减小后保持稳定,当变形量分别为40%、60%和80%时,合金的平均晶粒尺寸分别为28.40、6.91和7.01μm。包套轧制后,合金中出现了位错和<c+a>位错。随着轧制变形量增加,<c+a>位错逐渐增多,锥面滑移逐渐占主导作用,并且位错总量增多。当单道次压下率为55%(总轧制量约80%)时,合金由少量的大晶粒和大量细小的动态再结晶晶粒组成,形成明显的双峰组织,此时其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为212MPa、326MPa和20.6%,相对于铸态镁合金分别提升了138.5%、57.5%和62.2%。