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摘要:微弧氧化技術(shù)是一門新的表面處理技術(shù),在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,但其結(jié)構(gòu)受限于電解液成分。本文通過在磷酸鹽電解液中加入Al2O3陶瓷顆粒,使得在Ti6Al4V鈦合金表面的微弧氧化涂層結(jié)構(gòu)和性能得到改性。涂層的結(jié)構(gòu)和性能通過掃描電鏡和XRD衍射儀進(jìn)行表征和測試,涂層的抗高溫氧化性能和熱震性能通過高溫?zé)嵫h(huán)氧化試驗和熱震試驗進(jìn)行測試。結(jié)果表明,通過在電解液中添加Al2O3陶瓷顆粒,涂層由Al2TiO5 and TiO2組成,涂層更為致密,表現(xiàn)出更為優(yōu)異的抗高溫氧化和熱震性能。電解液中游動的Al2O3陶瓷顆粒在微弧氧化過程中被吸入到樣品表面并進(jìn)入涂層,涂層的結(jié)構(gòu)和性能得到改性。

摘要:本論文研究了新型高強(qiáng)鈦合金（Ti-6Al-6Mo-4V）的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。分在α/β和β區(qū)固溶處理后，在460℃~620℃5個不同溫度下時效6h，研究合金的組織與性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明，α/β區(qū)固溶時效處理后的性能與β單相區(qū)固溶時效處理后相比，α/β區(qū)固溶時效處理后合金獲得更好的強(qiáng)度和塑性組合。在850℃（α/β區(qū)域）固溶處理以及460℃時效后，合金獲得最高的強(qiáng)度為1572MPa，伸長率為2.63％；在620℃時效時，合金的伸長率達(dá)到最高為11.46％，但強(qiáng)度較低為1201MPa。經(jīng)過825℃固溶處理，540℃時效后，該合金獲得最好的強(qiáng)度（1328MPa）和伸長率（7.58％）匹配。同時，β區(qū)溶液處理后的β晶粒較大，時效后形成細(xì)小的二次α相 ,導(dǎo)致強(qiáng)度和塑性較差。

摘要:電子束冷床爐熔煉技術(shù)是生產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)部件用鈦合金及鈦屑回收利用的一項很有前景的技術(shù)。本文研究了Ti-6Al-4V合金在電子束冷床爐熔煉過程中冷床部分熔體的傳熱、流動和凝固過程。結(jié)果表明，冷床部分的熔體被限制在一個非常淺的深度，實驗測量約為15mm，熔體速度大約是幾厘米每秒。熔體溫度隨著熔煉功率增加而升高，隨著熔煉速率增加而降低。熔池深度隨著熔煉功率升高而增加，而熔煉速率對熔池形貌的影響不明顯。模擬了不同密度、不同尺寸夾雜物的運(yùn)動軌跡。結(jié)果表明夾雜密度對軌跡影響較大。建立了元素?fù)]發(fā)的數(shù)學(xué)模型，并研究了熔煉工藝參數(shù)對鑄錠成分的影響。結(jié)果表明熔煉溫度、熔煉速率和原料配比對鑄錠成分均有較大影響。采用工業(yè)用電子束冷床爐生產(chǎn)了圓錠，測量了冷床凝殼的形貌并檢測了鑄錠成分。計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。

摘要:無

摘要:爐外鋁熱反應(yīng)制備的高鈦鐵合金由于Al、O含量高，不能直接用于鋼水精煉過程。本文研究了高鋁高鈦鐵在鋼液精煉過程中的熱力學(xué)，以及高鈦鐵中鋁和鐵含量對鋼液精煉過程的影響。結(jié)果表明：采用Ti和Al作為復(fù)合脫氧劑，在1873K當(dāng)鋼水中的aTi/aAl大于8時，脫氧產(chǎn)物為Ti2O3；但事實上，只有當(dāng)液態(tài)鋼中的aTi/aAl值高于10時，Ti2O3才會作為脫氧產(chǎn)物沉淀。采用高鋁高鈦鐵作為脫氧劑，鋼水中鋁和鈦的含量可以滿足相關(guān)鋼的成分要求。隨著高鈦鐵含量的增加，精煉后的鑄鋼中夾雜物由硅酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)門i-Al-Mn復(fù)合夾雜物；同時，在這些夾雜物周圍形成徑向針狀鐵素體，細(xì)化了鋼的微觀結(jié)構(gòu)。實際系統(tǒng)中的aTi/aAl值為17.78（> 8），與理論結(jié)果一致。當(dāng)鋼液中的氧含量高時，控制鋼水中aTi/aAl的值是至關(guān)重要的。

摘要:宏觀偏析是鈦合金鑄錠熔煉中面臨的一種重要缺陷，嚴(yán)重的宏觀偏析將使鑄錠在后續(xù)熱加工過程中產(chǎn)生?斑，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能。因此理解宏觀偏析的形成機(jī)理，進(jìn)而通過工藝調(diào)控來減輕宏觀偏析，是鈦合金鑄錠生產(chǎn)中需要解決的關(guān)鍵問題。本文采用合金凝固的連續(xù)介質(zhì)模型，模擬了鈦合金熔煉過程中溫度場、流場、溶質(zhì)場的演化行為，模擬所得溶質(zhì)元素分布規(guī)律與已有實驗觀測結(jié)果一致。通過對模擬結(jié)果中宏觀偏析形成過程的詳細(xì)分析以及不同流動情況下偏析程度的對比，揭示了熱浮力和溶質(zhì)浮力引起的自然對流在宏觀偏析形成中的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)抑制自然對流，可最大程度的減輕鑄錠宏觀偏析。此外模擬結(jié)果還表明，當(dāng)熔池內(nèi)流動情況一定時，合金元素在固/液兩相中的平衡分配系數(shù)決定了該元素的宏觀分布規(guī)律和偏析程度。

摘要:增材制造過程中由于在凝固及隨后的冷卻階段易產(chǎn)生殘余應(yīng)力,從而影響部件的成形和使用。在增材過程中引入軋制工序,可望降低宏觀殘余應(yīng)力,從而降低部件的變形。本文通過建立Ti-6Al-4V鈦合金電弧熔絲增材與層間軋制復(fù)合成形過程的有限元模型,研究圓柱形軋輥條件下不同壓下量對部件溫度、應(yīng)力、應(yīng)變及殘余應(yīng)力分布的影響規(guī)律。結(jié)果表明,層間軋制可顯著降低沉積層金屬中的殘余宏觀應(yīng)力；同時降低對基板的整體應(yīng)力。采用圓柱形軋輥并增加壓下量可顯著降低宏觀殘余應(yīng)力,還可以通過塑性變形改變材料的微觀組織,提高材料性能,為復(fù)合增材工藝的優(yōu)化指明了方向。

摘要:隨著海洋裝備的大型化發(fā)展及其各項性能的提升，對高均勻超大規(guī)格鈦合金鑄錠的研發(fā)有了更加迫切的需求。本文利用MeltFlow模擬獲得優(yōu)化的熔煉工藝，制備出國內(nèi)第一個12噸級Ti80合金鑄錠，并完成2爐穩(wěn)定性驗證。成分檢測結(jié)果表明，鑄錠頭、中、尾3點成分極差小于1000ppm，冒口17點成分極差小于3000ppm，成分均勻性與現(xiàn)行5噸級鑄錠基本相當(dāng)。分析冒口徑向成分分布規(guī)律發(fā)現(xiàn)，Al、Nb和Mo元素呈現(xiàn)邊部高、心部低，從邊部到心部逐漸降低的趨勢，而Zr元素的分布規(guī)律則與之相反。利用EDS對不同部位晶內(nèi)和晶界的微區(qū)成分分析發(fā)現(xiàn)，Nb、Mo元素呈現(xiàn)晶內(nèi)高、晶界低，而Al、Zr元素呈現(xiàn)晶內(nèi)低、晶界高的分布規(guī)律。其中，Nb、Mo、Zr元素的宏、微觀偏析規(guī)律基本一致，即隨著凝固的進(jìn)行，固相中Mo、Nb含量逐漸降低，Zr含量逐漸升高。然而，Al元素的宏、微觀偏析規(guī)律正好相反，分析認(rèn)為主要是由于Al元素的飽和蒸氣壓較高，與其他合金元素相比更容易揮發(fā)，在長時間、高真空熔煉和溶質(zhì)再分配的共同作用下，鑄錠中的宏、微觀偏析規(guī)律出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。

摘要:鈦合金作為易氧化金屬在熔融狀態(tài)下非?；顫姡蟪叽玮佽T件在鑄造過程中更容易和鑄型材料發(fā)生界面反應(yīng)，并對鑄件表面質(zhì)量產(chǎn)生影響。本實驗采用氧化釔鑄型在真空自耗凝殼爐中澆鑄了大尺寸鈦合金鑄件，并采用SEM、XRD、EDS等方法對不同厚度試樣的表層進(jìn)行了檢測和分析，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)試樣表層均存在一定厚度的氧元素擴(kuò)散層，同時，還發(fā)現(xiàn)表層存在一定厚度的組織過渡區(qū)，最后，本實驗通過酸洗方法對試樣表面反應(yīng)層和組織過渡區(qū)進(jìn)行了有效去除，有效提高了鑄件的表面質(zhì)量。

摘要:對針狀Ti–55511近β鈦合金進(jìn)行750 °C熱軋和600 °C/1h退火，研究合金在熱軋及退火中組織演變及力學(xué)性能。結(jié)果表明，熱軋時，針片α相將發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶（DRX），與β相的Burgers取向關(guān)系（Burgers orientation relationship）發(fā)生破壞，進(jìn)而形成細(xì)小的等軸α相，使合金強(qiáng)度及塑性提高。后續(xù)退火過程中，α相通過靜態(tài)再結(jié)晶（SRX）進(jìn)一步發(fā)生球化和長大，次生α相析出，β相發(fā)生再結(jié)晶，合金的強(qiáng)度提高，塑性降低。在變形初期，針片α相內(nèi)產(chǎn)生兩種孿晶變體（交叉狀孿晶），隨著α相球化程度增加`，α相內(nèi)將產(chǎn)生三種孿晶變體（針織狀孿晶）。在后續(xù)退火過程中，這些孿晶將逐漸縮短，進(jìn)而分解消失，表現(xiàn)在退火樣品中α晶粒內(nèi)存在納米級孿晶（孿晶縮短）與層錯（孿晶分解）。

摘要:本研究采用大塑性變形實現(xiàn)了難變形微納米顆粒(TiB+La₂O₃)復(fù)合增強(qiáng)Ti-6Al-4V鈦合金等通道擠壓變形(ECAP),深入研究了大塑性變形溫度對復(fù)合材料組織演變的影響規(guī)律和超細(xì)晶形成機(jī)制。結(jié)果表明,材料經(jīng)ECAP大變形后易于在基體形成超細(xì)晶,變形溫度對超細(xì)晶形成機(jī)制有顯著影響。變形溫度較低時,易于在基體產(chǎn)生位錯塞積和位錯纏結(jié)；變形溫度較高時,發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶實現(xiàn)細(xì)晶強(qiáng)化,經(jīng)800 ℃變形后抗拉強(qiáng)度可達(dá)1128 MPa,相比未加工時提升了18%。且增強(qiáng)體在界面微區(qū)誘發(fā)連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶,實現(xiàn)晶粒的進(jìn)一步細(xì)化。變形后TiB增強(qiáng)體平均長徑比隨變形溫度的增加而減小,使得增強(qiáng)體與基體極易發(fā)生脫粘,無法有效承載,最終造成變形溫度對強(qiáng)度影響并不明顯；且增強(qiáng)體的脫粘,在基體中形成的孔洞易引發(fā)應(yīng)力集中,造成裂紋萌生,降低材料塑性。

摘要:以等軸組織Ti6242合金為研究對象，采用光學(xué)顯微鏡與掃描電鏡兩種組織觀察手段，結(jié)合圖像處理軟件的自動處理與統(tǒng)計學(xué)方法，分析了不同熱處理制度下合金組織的精細(xì)特征與演變規(guī)律。建立了采用體積分?jǐn)?shù)Vα、尺寸Dα、分布密度ρα和聚集程度Eα四個參量來精確定量描述等軸初生α相特征及演化的方式，發(fā)現(xiàn)Vα、Dα、ρα和Eα均隨固溶溫度的升高而減少，Vα和ρα分別滿足線性和拋物線規(guī)律；Vα的減少速度隨溫度升高而增加，隨時間的延長而降低。隨Vα減少，β相中Al元素含量增加，Sn、Zr和Mo三元素含量均降低；四種合金元素在α與β兩相中的含量差異變小。850℃與800℃下，β相的[Mo]eq分別落入α+β型和亞穩(wěn)β型鈦合金對應(yīng)的[Mo]eq區(qū)間，水淬后β相分別發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變和保留亞穩(wěn)態(tài)。

摘要:本文針對船用鈦合金閥門，根據(jù)其設(shè)備等級和安裝位置，按照GJB 1060.1-91《艦船環(huán)境條件要求機(jī)械環(huán)境》規(guī)定參數(shù)進(jìn)行抗沖擊性能分析。本文以角型截止閥為例，采用響應(yīng)譜分析方法對其模態(tài)和抗沖擊性能進(jìn)行分析，得到鈦合金閥門的模態(tài)頻率和三向應(yīng)力，采用試驗方式對其抗沖擊性能進(jìn)行驗證。同時針對同一結(jié)構(gòu)的角型截止閥，采用不同類型的常用材質(zhì)進(jìn)行抗沖擊分析，得到不同材質(zhì)對閥門抗沖擊性能的影響。結(jié)果表明：1）響應(yīng)譜數(shù)值分析方法可為閥門的抗沖擊性能提供有效的參考；2）模型受沖擊作用時，應(yīng)力分布受結(jié)構(gòu)影響較大，受材料影響較小，最大應(yīng)力值受材料影響較大；3）相同結(jié)構(gòu)不同材質(zhì)的閥門抗沖擊性能由高到低依次為TA31、TA2、QAl10-5-5和06Cr19Ni10。本文采用模擬分析和試驗驗證的方式對閥門的抗沖擊性能進(jìn)行分析研究，為該類閥門的工程化設(shè)計提供參考。

摘要:利用超聲固結(jié)試驗制備Ti/Al金屬層狀復(fù)合材料,以光學(xué)顯微鏡觀察了材料的微觀形貌。采用固相-固相反應(yīng)方式進(jìn)行原位反應(yīng)獲得了體積分?jǐn)?shù)不同的層狀復(fù)合材料,通過EDS對Ti/Al原位反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行能譜分析,確定了反應(yīng)產(chǎn)物的相組成。采取SEM測量反應(yīng)產(chǎn)物Al₃Ti的層間厚度,建立Al3Ti的生成量與反應(yīng)時間的關(guān)系。試驗表明,在Ti/Al層狀復(fù)合材料原位反應(yīng)過程中,當(dāng)Al未反應(yīng)完全時,金屬間化合物Al3Ti是唯一產(chǎn)物。在原位反應(yīng)初期,反應(yīng)產(chǎn)物積累慢,隨著反應(yīng)時間的推移,反應(yīng)產(chǎn)物增多且增長速率逐漸增快,反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)時間呈冪指數(shù)函數(shù)的關(guān)系。

摘要:隨著鈦合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對于鈦合金產(chǎn)品成本的控制成為重要競爭力。鈦合金鑄錠的成品率與鑄錠的表面質(zhì)量密切相關(guān)。本文采用數(shù)值模擬方法分析影響鑄錠表面質(zhì)量的因素,借此達(dá)到提高鑄錠成品率的目的。通過MeltFlow軟件對VAR熔煉過程的溫度場進(jìn)行分析,將高溫液相與坩堝接觸長度與表面質(zhì)量建立聯(lián)系。分析得出,從工藝角度考慮,熔煉電流、穩(wěn)弧電流以及穩(wěn)弧周期這三個因素對鑄錠表面質(zhì)量有影響,結(jié)合實驗驗證表明,采用較大的熔煉電流、大穩(wěn)弧電流以及短穩(wěn)弧周期有利于鑄錠表面質(zhì)量提高,提高成品率。

摘要:本文采用聲發(fā)射技術(shù)和高分辨X射線成像技術(shù)對SiC_f/Ti6242復(fù)合材料在熱機(jī)械疲勞過程中的損傷進(jìn)行了原位監(jiān)測。實驗中采用同相位梯形波加載來模擬鈦基復(fù)合材料整體葉環(huán)服役時的實際載荷工況,應(yīng)力變化范圍130～1300 MPa,溫度變化范圍100～500 °C,500 °C時保持最大載荷2 min。實驗結(jié)果表明,聲發(fā)射信號主要出現(xiàn)在加載階段和保載階段,聲發(fā)射系統(tǒng)檢測到纖維斷裂、基體裂紋信號,而在卸載階段聲發(fā)射信號非常稀少。利用高分辨X射線成像技術(shù)對聲發(fā)射確認(rèn)已損傷的樣品進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)試樣內(nèi)部存在連接多個纖維的基體裂紋；在樣品裂紋區(qū)域,部分?jǐn)嗔牙w維的鎢芯出現(xiàn)縮頸。聲發(fā)射技術(shù)和高分辨X射線成像技術(shù)均表明SiC_f/Ti6242復(fù)合材料熱機(jī)械疲勞損傷機(jī)制由纖維斷裂和基體裂紋共同控制。

摘要:采用相場動力學(xué)方法模擬Ti-6Al-4V合金中b→α轉(zhuǎn)變過程，研究鈦合金中不同方向的外加剪切應(yīng)力對α析出相變體形核及微織構(gòu)形成的影響。模型輸入數(shù)據(jù)來自Pandat熱力學(xué)與動力學(xué)數(shù)據(jù)庫及JmatPro (TTT-Ti)。選取x[101]-y[12-1]-z[-111]坐標(biāo)系，保持時效溫度不變，分別沿(101)[-111]β或(12-1)[-111]β施加不同大小(10, 30及50 MPa)的正反向切應(yīng)力，考察剪切加載對合金微觀組織演化的影響。結(jié)果表明：過冷度一定時，隨剪切應(yīng)力增大，析出變體與剪切應(yīng)力之間的彈性相互作用在相變過程中逐漸起主要作用，對α相變體的選擇作用逐漸增強(qiáng)；應(yīng)力大小一定時，切應(yīng)力對變體選擇的作用強(qiáng)于正應(yīng)力；沿(101)[-111]β或(12-1)[-111]β方向外加剪切應(yīng)力，正向切應(yīng)力分別促進(jìn)兩種與一種α變體的選擇，而反向切應(yīng)力均主要選擇一種α變體。因而在b向α轉(zhuǎn)變過程中，切應(yīng)力更有利于α相微織構(gòu)的形成。

摘要:超高強(qiáng)韌鈦合金是制造超規(guī)格航空結(jié)構(gòu)件的骨干材料。本文通過熱模擬壓縮實驗研究了Ti–4.5Al–6.5Mo–2Cr–2.6Nb-2Zr-1Sn鈦合金高溫變形行為，采用臨界條件動力學(xué)模型建立高溫下動態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)預(yù)測模型。本研究取得的階段性成果將為超大尺寸、復(fù)雜形狀的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的集成制造提供有效的理論支撐。

摘要:本研究采用圖像分析技術(shù)對四種不同方法制備的球形Ti-6Al-4V粉末進(jìn)行粒形的定量分析，分別測量了粉末的球形度、橢圓率、贅生物指數(shù)及粗糙度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：4種方法制備的粉末平均球形度均在90%以上。等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法（PREP）、等離子火炬霧化法（PA）、等離子惰性氣體霧化法（PIGA）、電極感應(yīng)熔煉氣霧化法（EIGA）制得粉末球形度依次降低，粗糙度依次增加。PREP、PA、EIGA、PIGA法制得粉末的表面衛(wèi)星球粘附依次增加。對于PREP法制得粉末，粉末粒徑范圍越細(xì)，球形度越高，平均粗糙度越小。粉末粒形指標(biāo)的差異與其制備方法的原理有關(guān)。采用圖像分析技術(shù)可以實現(xiàn)對金屬粉末粒形指標(biāo)的科學(xué)定量分析。

摘要:采用熱力耦合方法對Ti-6Al-4V合金進(jìn)行了多道次熱軋模擬，研究了不同道次溫度和等效塑性應(yīng)變的分布特點。模擬結(jié)果表明，軋制過程表面溫度低于心部的溫度，隨軋制道次的增加，表面溫度整體表現(xiàn)為降低過程，中心溫度整體表現(xiàn)為先升高后降低過程。中心位置比表面位置的等效塑性應(yīng)變大，表面位置與中心位置的等效塑性應(yīng)變均隨變形道次的增加而增大。實驗結(jié)果表明，隨著軋制道次的增加，中心顯微組織變形大于表面。中心區(qū)域組織易于發(fā)生動態(tài)球化。

摘要:本文以Ti6Al4V-DT (TC4-DT)為研究對象，分別對其進(jìn)行不同方式的固溶、冷卻和時效處理，利用金相顯微鏡、拉伸試驗機(jī)研究其顯微組織、強(qiáng)度和塑性的變化，結(jié)果表明：強(qiáng)度和塑性的主要影響因素為固溶溫度和冷卻方式。在α+β兩相區(qū)和單相區(qū)固溶并在580℃時效8小時，可以分別得到雙態(tài)組織和片層組織，相變點以下隨著固溶溫度的提高，初生α相含量明顯減少，且強(qiáng)度和塑性在兩相區(qū)固溶更優(yōu)；相變點以上固溶時，冷卻速率降低會使α相片層粗化，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸降低；在兩相區(qū)固溶α相尺寸隨著時效溫度升高而增大，在低溫時效時，由于α相的彌散強(qiáng)化作用使得合金強(qiáng)度較高。TC4-DT合金在α+β兩相區(qū)860℃/1.5h固溶，550℃/8h時效處理，在空冷的狀態(tài)下，可獲得合金強(qiáng)度（1017MPa）、塑性（伸長率22%）匹配良好的綜合性能。

摘要:本文使用真空自耗熔煉(VAR)法對Ti70大規(guī)格鑄錠進(jìn)行了制備,研究了熔煉速度對易偏析Fe元素成分均勻性的影響。文中使用化學(xué)法測試了鑄錠的化學(xué)成分并與前期試制結(jié)果進(jìn)行對比,使用電子能譜儀對鑄錠微區(qū)成分進(jìn)行掃描,使用金相顯微鏡觀察了后續(xù)軋制板材的顯微組織,并用拉伸試驗儀檢測了板材的力學(xué)性能。結(jié)果表明：通過控制熔速保持相對恒定,可有效減少鑄錠凝固時固-液共存區(qū)寬度,降低Fe元素宏觀偏析；同時降低熔速可使共晶相片間距變窄,減輕Fe元素微觀偏析趨勢。對所制備的鑄錠進(jìn)行后續(xù)鍛造及板材軋制,其組織性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

摘要:Ti-3Cu表現(xiàn)出良好的力學(xué)性能、耐蝕性能及優(yōu)異的抗菌性能。堿熱處理是一種有效的鈦合金表面處理方法,它可以提高鈦合金的表面生物相容性。本文研究了堿熱處理對抗菌鈦合金顯微組織、表面粗糙度、接觸角及抗菌性的影響規(guī)律,探討了堿熱處理應(yīng)用于Ti-3Cu表面生物改性的可能性。研究結(jié)果表明：堿熱處理后在鈦合金表面形成一層鈦酸鹽凝膠層,表面分布有大量尺寸約100 nm的納米級微孔,這使得合金的粗糙度降低,但合金表面的親水性提高。合金表面鈦酸鹽凝膠層的形成使的合金的抗菌性能由處理前的92%降低到堿熱處理后的71%。細(xì)菌的粘附實驗也證實堿熱處理一定程度上降低了合金的抗菌性能。分析認(rèn)為,表面形成的鈦酸鹽凝膠層部分阻斷了合金中抗菌相Ti2Cu與細(xì)菌的接觸,因此降低了合金的抗菌效果。

摘要:本文針對某增壓器臺架耐久性考核240小時的直徑100mm的TiAl合金渦輪，通過對比分析考核前后渦輪輪轂芯部的微觀組織和力學(xué)性能，并結(jié)合未考核渦輪輪轂取樣的高溫持久試驗結(jié)果，評價了TiAl合金增壓器渦輪輪轂的耐久性。結(jié)果表明，在考核試驗后，渦輪輪轂芯部的微觀組織、洛氏硬度和室溫拉伸強(qiáng)度仍保持考核前的水平；同時，參照該型渦輪服役條件下的高溫持久加載后，試樣的層片組織仍保持完整，僅只在層片團(tuán)界析出了體積分?jǐn)?shù)0.5%的等軸γ晶粒?？梢姡揟iAl渦輪輪轂具有良好的耐久性，能夠滿足應(yīng)用要求。

摘要:本文研究了兩相區(qū)不同固溶時間對Ti-5553合金顯微組織及拉伸性能影響。利用掃描電鏡觀察顯微組織隨固溶時間的演化行為，重點分析了初生α相（αp）比例及長寬比分布隨固溶時間的變化規(guī)律，利用EBSD技術(shù)表征了固溶保溫階段晶界α相及晶內(nèi)α的晶體取向演化，利用電子萬能試驗機(jī)進(jìn)行了室溫拉伸性能測試。研究結(jié)果表明：隨著固溶時間增加，初生α比例降低，等軸化程度增加，進(jìn)一步導(dǎo)致了拉伸塑性變形過程中位錯運(yùn)動的阻力及合金強(qiáng)度降低；晶界αp在固溶過程中是以“熱切口”的形式發(fā)生截斷，然而截斷部分晶體取向仍保持一致。

摘要:采用真空電子束焊機(jī)實現(xiàn)94mm大厚度Ti-6321（名義成分為Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo）鈦合金全厚度焊接。通過在接頭根部填加鎖底結(jié)構(gòu)形式獲得良好成形的焊縫，接頭呈釘形焊縫形貌，深寬比約為16。結(jié)果表明：焊縫區(qū)為粗大柱狀晶，內(nèi)部排列針狀α"馬氏體相及編織狀片層α相；熔合區(qū)是柱狀晶與等軸晶聯(lián)生；單側(cè)熱影響區(qū)寬約2 mm左右。焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的硬度值比母材低，焊接接頭拉伸強(qiáng)度與母材相當(dāng)，拉伸試樣均斷于焊縫區(qū)。焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都有較好的沖擊韌性，焊接接頭厚度方向上力學(xué)性能的均勻性較好。

摘要:本文以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Cr-V-Fe系合金為研究對象,設(shè)計不同的固溶熱處理工藝,考察保溫時間對合金α片層球化行為的影響,為優(yōu)化合金的強(qiáng)韌性匹配建立基礎(chǔ)。通過對金相組織進(jìn)行觀察以及對片層尺寸進(jìn)行統(tǒng)計分析,得到了不同固溶時間下α片層尺寸的變化規(guī)律球化的演變。結(jié)果表明,固溶時間對初生α相球化關(guān)系為隨著固溶時間的增加,球化率先增加至最高后基本趨于穩(wěn)定,并利用界面分離、片層終止理論將該現(xiàn)象分析說明。本文的完成為該合金α/β兩相區(qū)熱處理工藝參數(shù)的設(shè)計及強(qiáng)度韌性匹配合理性提供一定的實驗基礎(chǔ)。

摘要:結(jié)合力學(xué)性能測試和OM、SEM分析,研究了不同板坯組織類型和熱處理工藝對Ti6321合金組織與性能的影響。結(jié)果表明：合金板坯的組織類型對軋制板材的組織與性能狀態(tài)具有顯著影響,經(jīng)相同工藝軋制后,等軸組織板坯形成雙態(tài)組織板材,魏氏組織板坯形成等軸組織板材。(α+β)/β相變點以下熱處理,等軸組織板坯制備板材的縱、橫向的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度低于魏氏組織板坯制備板材對應(yīng)方向的強(qiáng)度,延伸率和沖擊功則相反；隨加熱溫度的升高,不同板坯組織制備的板材其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度略有降低,沖擊功則急劇升高。高于(α+β)/β相變點熱處理,兩合金的拉伸性能和沖擊功均明顯下降。合金板材在α+β兩相區(qū)熱處理過程,初生α相對溫度的敏感性高于對保溫時間的敏感性。隨著溫度的升高,初生α相含量急劇下降,而次生片狀α相含量明顯增加。Ti6321合金板材適宜的熱處理工藝為：(940℃～980℃)×(2～3)h。

摘要:以Ti粉和Ni粉為原料，對粉末進(jìn)行預(yù)處理后，采用限空間自蔓延工藝制備多孔NiTi合金，對合金的孔隙結(jié)構(gòu)、物相和超彈性等性能進(jìn)行表征，進(jìn)一步通過體外細(xì)胞毒性試驗(MTT法)評價合金的生物安全性能。結(jié)果表明：粉末未進(jìn)行預(yù)處理時，難以獲得孔隙結(jié)構(gòu)理想的多孔合金。對粉末進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后，可以獲得綜合性能優(yōu)異的多孔NiTi合金。合金中的孔隙分布均勻，孔隙形狀近球形，孔隙率為34%，孔徑為100-500 μm。合金物相由單一的B2相組成，具有良好的超彈性，在2.5%應(yīng)變和4.0%應(yīng)變下經(jīng)過3次循環(huán)加載-卸載壓縮測試，未產(chǎn)生殘余應(yīng)變。兩種應(yīng)變時對應(yīng)的抗壓強(qiáng)度分別為250 MP和363 MPa，彈性模量為15.4 GPa。MTT試驗顯示細(xì)胞形態(tài)體征正常，細(xì)胞毒性為1級，表明制備的多孔NiTi合金具有良好的生物安全性能。

摘要:鈦鋁中間合金的低成本制備是當(dāng)前研究的一個重要方向。本文以TiO₂為原料,KClO₃為發(fā)熱劑,Al為還原劑和合金化劑,Ca為深度還原劑,通過金屬熱還原法制備鈦鋁中間合金,考察了單位質(zhì)量熱效應(yīng)、造渣劑配比和還原劑加入量及組成對反應(yīng)過程穩(wěn)定性、合金成分及收率的關(guān)系。研究表明：用Ca和Al做還原劑時,體系絕熱溫度分別是2426 K和1806 K,反應(yīng)制得的鈦鋁中間合金由TiAl、Ti₃Al和少量的Al₂O₃夾雜相組成,化學(xué)分析合金中Ti、Al、O含量分別為58.36%,40.19%和1.41%。

摘要:鈦是一種重要的戰(zhàn)略商用金屬,目前鈦工業(yè)建立在高能耗的Kroll工藝的基礎(chǔ)上,而目前電化學(xué)法和金屬還原法制備單質(zhì)鈦存在不同程度的困境。針對傳統(tǒng)鈣、鎂等金屬熱還原TiO₂制備金屬鈦粉過程存在的效率低、脫氧不徹底的技術(shù)瓶頸,本論文基于TiO₂分步還原的熱力學(xué)平衡特點,結(jié)合鎂鈣電負(fù)性差異,提出了多級深度還原法直接制備鈦單質(zhì)的工藝：即TiO₂先鎂熱自蔓延一次還原得到一次還原產(chǎn)物,然后將一次還原產(chǎn)物進(jìn)行鈣熱深度還原制備還原鈦粉的新思路。采用對比研究法,考察了TiO₂鎂熱還原和鈣熱還原的熱力學(xué)及動力學(xué)差異；考察了鎂熱一次還原過程中TiO₂機(jī)制與還原程度,以及一次還原產(chǎn)物不同深度還原模式下脫氧機(jī)制。結(jié)果表明：一次還原產(chǎn)物先酸浸預(yù)除雜,然后進(jìn)行鈣熱深度還原更利于徹底脫氧,最終制備出氧含量僅為0.21%,純度>99.0%可以商用的鈦粉。

摘要:研究了直接連接及梯度連接兩種激光直接沉積TC17/TC11雙合金的顯微組織及力學(xué)性能。結(jié)果表明，兩種連接方式成形的TC17/TC11雙合金均可分為TC17均一成分區(qū)、過渡區(qū)及TC11均一成分區(qū)三個區(qū)域，沉積態(tài)下，兩種連接方式均一成分區(qū)顯微組織呈層帶狀周期分布；直接連接TC17/TC11雙合金過渡區(qū)極窄，兩側(cè)化學(xué)成分、顯微組織在交界處發(fā)生突變；梯度連接TC17/TC11雙合金過渡區(qū)厚度較大，過渡區(qū)化學(xué)成分呈連續(xù)過渡，顯微組織受成分變化和熱循環(huán)雙重影響，呈介于TC17和TC11中間態(tài)顯微組織；直接連接過渡區(qū)顯微硬度存在突變，梯度連接過渡區(qū)顯微硬度由TC17側(cè)逐漸過渡至TC11側(cè)；直接連接和梯度連接樣品室溫拉伸斷裂位置均在TC11均一成分區(qū)，強(qiáng)度接近，延伸率分散度較大。

摘要:以HDH-Ti粉和羰基Fe粉為原料,經(jīng)冷等靜壓成形后,分別采用真空燒結(jié)和氫致相變燒結(jié)(HSPT)制備Ti-xFe合金(x=1%、5%、10%和15wt%),對比研究了兩種燒結(jié)工藝中合金的密度、物相、組織演變過程和顯微硬度等性能。結(jié)果表明：HSPT合金含有較多的孔隙,密度明顯低于真空燒結(jié)合金的密度。兩種方法制得合金中的β相含量均隨Fe含量的增加而增加,且在HSPT制備的Ti-15Fe合金出現(xiàn)了TiFe中間相。HSPT合金制備過程中,H對Fe元素的擴(kuò)散產(chǎn)生了顯著的抑制作用。當(dāng)Fe≥5%時,脫氫后在合金的β相內(nèi)部析出短棒狀或針狀的次生α相,使得β相組織細(xì)小。當(dāng)Fe≥10%時,Fe出現(xiàn)了明顯的富集。同時H元素導(dǎo)致β相向粗大化的方向發(fā)展,而且隨Fe含量的增加,β相粗化越明顯。HSPT合金的顯微硬度高于真空燒結(jié)合金,尤其是α相的顯微硬度隨Fe含量的增加而線性增大。

摘要:本文研究了不同溫度的固溶和時效工藝對TC6鈦合金顯微組織和性能的影響。結(jié)果表明：800~840 _^oC固溶后,合金由初生α相和亞穩(wěn)β相組成,兩相隨著溫度升高而長大,合金強(qiáng)度和塑性略有上升；880 _^oC固溶后,亞穩(wěn)β相依然保留到室溫,然而在拉伸過程中出現(xiàn)應(yīng)力誘變斜方馬氏體α″相,導(dǎo)致了雙屈服現(xiàn)象；920~960 _^oC固溶后,初生α相減少,大量的細(xì)針狀斜方馬氏體α″相在亞穩(wěn)β相上析出,強(qiáng)度上升塑性下降；當(dāng)超過β相變點固溶后,主要由粗大針狀六方馬氏體α￠相組成,強(qiáng)度下降同時拉伸為脆性斷裂。對于固溶樣品經(jīng)過不同溫度時效處理,主要變化過程是亞穩(wěn)β相分解為次生α相及其長大的過程,300 _^oC時效后,相比固溶態(tài)強(qiáng)度上升塑性下降,亞穩(wěn)β相中彌散析出次生α相及少量的ω相；當(dāng)時效溫度升高到400 _^oC,強(qiáng)度繼續(xù)上升接近最大值但塑性最差；500 _^oC時效后,強(qiáng)度最高然而合金元素充分?jǐn)U散塑性得到提升；550 _^oC時效后,強(qiáng)度有所下降但塑性明顯提升,此時具有較佳的強(qiáng)塑性匹配；600~700 _^oC時效后,初生α相聚集長大并且含量增加,次生α相在β基體上析出且逐漸長大為層片狀,強(qiáng)度下降塑性進(jìn)一步提升。

摘要:運(yùn)用有限元技術(shù)模擬了兩輥斜軋穿孔法制備Ti80合金無縫管坯的三維熱力耦合過程。仿真結(jié)果能動態(tài)顯示坯料從咬入到穩(wěn)定穿孔再到穿出三個階段復(fù)雜的塑性成形過程,并能輔助分析中心孔腔的形成機(jī)理以及坯料在穿孔階段各物理場量的分布。結(jié)果表明：坯料剛接觸頂頭時,中心金屬存在明顯塑性變形,結(jié)合中心線上的應(yīng)力狀態(tài)為(+, -, +),判斷中心孔腔的形成為拉應(yīng)力下的塑性開裂。在穿孔過程中,應(yīng)變分布沿軸向呈U1+W+2U2,沿徑向為片層狀,最終毛管等效應(yīng)變可達(dá)5-11；坯料外表面與導(dǎo)盤接觸區(qū)的應(yīng)變速率為0.71~3.6s_^-1,而與軋輥接觸區(qū)高達(dá)4.6~26s_^-1,大的應(yīng)變速率有助于塑性成形過程；頂頭前坯料溫度最高,與穿孔工具接觸的區(qū)域溫度略有降低,但都處于單相區(qū)?；谟邢拊獌?yōu)化的工藝條件,在實驗軋機(jī)上順利穿制出Ti80合金無縫管坯,其顯微組織展現(xiàn)為單一的魏氏組織形態(tài),且由于變形劇烈,從外表面到中間層再到內(nèi)表面均為等軸細(xì)小的β動態(tài)再結(jié)晶晶粒；力學(xué)性能測試表明穿孔管坯強(qiáng)度和塑性均滿足指標(biāo)要求。

摘要:利用占位體燒結(jié)法在不同的占位體粒徑、體積分?jǐn)?shù)以及不同的燒結(jié)溫度、時間條件下制備出泡沫鈦。采用光學(xué)金相、掃描電鏡等對泡沫鈦的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；通過室溫壓縮實驗對泡沫鈦的力學(xué)性能進(jìn)行評價。結(jié)果表明,泡沫鈦孔隙橫截面呈圓形,縱截面呈橢圓形,其孔隙率與占位體體積分?jǐn)?shù)的差值隨占位體粒徑、體積分?jǐn)?shù)的增加、燒結(jié)溫度的升高、時間的延長呈升高的變化趨勢,同時,燒結(jié)溫度越高,所制備的泡沫鈦孔壁越致密。與傳統(tǒng)的泡沫材料不同,泡沫鈦應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線并沒有明顯的應(yīng)力平臺,壓縮強(qiáng)度和彈性模量隨孔隙率的增加呈下降的變化趨勢,當(dāng)孔隙率為67.6%時,壓縮強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到14.4MPa和1.17GPa。壓縮強(qiáng)度隨孔徑的增大呈先升高再降低的變化趨勢,而彈性模量隨孔徑的增加基本不變,當(dāng)孔徑達(dá)到1.15-1.53mm時,其壓縮強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到48.9MPa和1.72GPa。

摘要:通過對鈦粉表面修飾聚乙烯醇，利用交聯(lián)反應(yīng)使納米金剛石（NDs）均勻分布在球形鈦粉末表面，然后采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)成功制備了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分布的納米金剛石增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料。研究了不同NDs含量對復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱性能與壓縮性能的影響。結(jié)果表明，部分NDs與Ti原位反應(yīng)生成了TiC，其與殘留的NDs呈三維網(wǎng)絡(luò)狀分布在TA1純鈦基體中，網(wǎng)絡(luò)尺寸為100-200 μm。導(dǎo)熱測試結(jié)果表明，隨著增強(qiáng)相含量的增加，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率呈下降趨勢；壓縮實驗表明Ti-1.0wt%NDs復(fù)合材料有較優(yōu)異的性能，強(qiáng)度提高的同時仍然保持了高塑性。材料斷裂時主要是沿網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)界面處斷裂，幾百微米尺寸的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)起到加固梁的作用，而網(wǎng)絡(luò)狀內(nèi)部存在著大量純鈦晶粒仍保持較低的硬度和良好的塑性，從而有效的調(diào)和了鈦基復(fù)合材料強(qiáng)度和塑性的矛盾。

摘要:采用高能球磨-放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了Ti-18Mo、Ti-18Mo-0.5Si、Ti-18Mo-1Si和Ti-18Mo-2Si四種合金，研究了Si含量對合金微觀結(jié)構(gòu)、相組成的影響和700℃和800℃空氣中合金的氧化行為。結(jié)果表明：燒結(jié)合金中主要由Ti（Mo）固溶體組成，添加Si元素合金出現(xiàn)了Mo5Si3相。在700℃和800℃空氣中分別氧化100h后，合金表面主要有TiO2、TiO、MoO2和MoO3相，添加Si元素的合金氧化后還出現(xiàn)了SiO2相。4種合金在700℃下的氧化增重明顯小于800℃下的氧化增重，Ti-18Mo-0.5Si合金在700℃和800℃下平均氧化速率分別為0.09g·m-2·h-1和0.10g·m-2·h-1，其抗氧化性明顯優(yōu)于其他合金。

摘要:利用XRD、OM和SEM等手段研究和分析了冷變形和時效熱處理對TB9鈦合金組織和性能的影響。結(jié)果表明：隨變形量的增大，在合金棒材橫截面形成旋渦狀組織，而沿縱截面形成纖維狀組織；合金徑向和軸向的顯微硬度均隨著變形量的增大而增大；合金450oC/8h/AC時效熱處理后由α相和β相組成，且隨變形量的增大，合金室溫拉伸強(qiáng)度增加，塑性降低；同時冷變形過程中引入的位錯等缺陷為時效過程中α相的析出提供形核位置，使α相無析出區(qū)消失，α相尺寸達(dá)到納米級；合金70% 冷變形樣品經(jīng)時效熱處理后最高抗拉強(qiáng)度可達(dá)1809MPa，此時還有4% 的延伸率，斷裂方式為韌性斷裂和脆性斷裂混合模式。

摘要:本文綜述了鈦合金及其他合金在深海極端腐蝕環(huán)境下的現(xiàn)有研究成果,總結(jié)了深海環(huán)境下腐蝕特征及應(yīng)力腐蝕開裂、低周疲勞及高壓蠕變等主要腐蝕破壞形式,指明上方海水的高靜水壓造成深海裝備等的腐蝕失效和缺陷對于深?？臻g站等大型裝備的安全性等至關(guān)重要。深海腐蝕的電極反應(yīng)受到深海高靜水壓的影響的與普通水溶液腐蝕大為不同,值得深入研究。另一方面,對近期利用材料計算工程方法對于深海極端環(huán)境下腐蝕過程的模擬進(jìn)行了介紹和總結(jié),并總結(jié)了自主研發(fā)的專用深海腐蝕模擬裝置的發(fā)展現(xiàn)狀?；阝伜辖鹪谏詈l(fā)生的應(yīng)力腐蝕開裂、低周疲勞、高靜水壓力導(dǎo)致的高壓壓縮蠕變及相應(yīng)的電極反應(yīng)方面研究,指明了我國深海環(huán)境下鈦合金腐蝕研究的主要問題和未來亟待解決的相關(guān)問題。

摘要:鈦合金以其高比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐海水腐蝕性能,成為未來船舶選材的熱點。本文主要針對海水管路用鈦合金的材料選用、焊接技術(shù)、彎管技術(shù)、腐蝕防護(hù)以及防海生物污損等方面的研究工作進(jìn)行分析,以期推動鈦合金在船舶海水管路的推廣和應(yīng)用。

摘要:本文研究了CeO₂在CeF₃–LiF–BaF₂熔鹽中的溶解機(jī)理,并采用鉬金屬電極研究了生成的Ce(III)在CeF₃–LiF–BaF₂熔鹽中的電化學(xué)行為。通過循環(huán)伏安曲線、計時電流法、恒電位電解法研究了Ce(III)的電解還原機(jī)理,并采用XRD、SEM、EDS對溶解反應(yīng)產(chǎn)物和電解產(chǎn)物進(jìn)行了物相、成分和微觀組織分析。結(jié)果表明：CeO₂通過可與CeF₃反應(yīng)生成CeOF進(jìn)而溶解于CeF₃–LiF–BaF₂熔鹽中,CeOF可被直接電解還原生成金屬Ce,Ce(III)在Mo電極上的電化學(xué)反應(yīng)是一個單步的三電子可逆過程,反應(yīng)受擴(kuò)散控制。

摘要:本文利用化學(xué)共沉淀法制備Zn_²⁺共摻的Ce:GAGG陶瓷粉體。研究了Zn_²⁺共摻的Ce:GAGG陶瓷前驅(qū)粉體的TG/DTA和FTIR曲線；分析了不同煅燒溫度對Ce:GAGG陶瓷粉體相、形貌和顆粒度分布的影響；系統(tǒng)研究了Zn_²⁺含量對Ce:GAGG陶瓷粉體光致發(fā)光,輻射發(fā)光,激發(fā)光譜和熒光壽命的影響。研究表明：前驅(qū)粉體在883℃的相組成為GdAlO₃相和GAGG相；前驅(qū)粉體在煅燒溫度為900℃時,完全轉(zhuǎn)化為GAGG相；當(dāng)煅燒溫度為1200℃時,GAGG顆粒尺寸控制在20nm~60nm,分布均勻；隨著 Zn_²⁺含量的變化,光致發(fā)光和輻射發(fā)光強(qiáng)度也相應(yīng)變化,特別的,當(dāng)Zn_²⁺含量為0.4mol%時,光致發(fā)光和輻射發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值；隨著Zn_²⁺摻雜含量的上升,熒光壽命出現(xiàn)下降的趨勢。因此,Zn_²⁺含量對Ce:GAGG陶瓷粉體的輻射發(fā)光具有明顯的影響,對降低熒光壽命具有積極的作用,對于提高GAGG閃爍材料的快速響應(yīng)具有重要意義。

摘要:用共沉淀法制備了四種CeO₂基儲氧材料,并用X射線衍射(XRD),Raman,N₂吸附-脫附(BET方法),H₂程序升溫還原(H₂-TPR),氧脈沖技術(shù),X射線光電子能譜(XPS)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征了其物理化學(xué)性質(zhì)。XRD結(jié)果表明在CeO₂ 和CeO₂-Al₂O₃ (CA)中只能檢測到寬的CeO₂ 的特征峰,而CeO₂-ZrO₂ (CZ) 和 CeO₂-ZrO₂-Al₂O₃ (CZA)中檢測到了Ce_0.75Zr_0.25O₂ 相,在所有的CeO₂基儲氧材料中都形成了均勻的固溶體。XPS結(jié)果表明三價鈰和四價鈰共存于CZ,CA和CZA的表面,而在純CeO₂中幾乎檢測不到三價鈰的存在。CZA表現(xiàn)出了最佳的織構(gòu)性能,高的儲氧量(OSC)和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。另外,為了闡釋四個樣品的差異,本文提出了一種新的觀點：Al₃₊可能插入了螢石結(jié)構(gòu)的間隙或者高度分散在固溶體中。CZA固溶體可能是由間隙型固溶體和置換型固溶體混合組成的,這一點由CA和CZA中存在兩種不同的氧物種或者兩種類型的氧通道可以證明。然而,關(guān)于這個觀點的詳細(xì)證據(jù)還不夠充分,需要繼續(xù)進(jìn)行深入的研究。

摘要:通過對不同Sn含量的ZM81合金的微觀組織和力學(xué)性能的測得，研究了Sn在ZM81合金中的存在形式和作用機(jī)制及不同添加量對合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：Sn元素主要以Mg2Sn共晶相形式存在，能夠細(xì)化鑄態(tài)組織；熱擠壓過程中，Sn添加能夠起到抑制動態(tài)再結(jié)晶和晶粒細(xì)化的作用；T6處理，尤其是雙級時效，能顯著提升擠壓態(tài)合金的力學(xué)性能，其中ZM81-4Sn合金具有最佳的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為416MPa、393MPa和4.1%。實驗合金高強(qiáng)度主要源于MgZn2和Mg2Sn析出相的雙重時效強(qiáng)化效果；相比單級時效，雙級時效態(tài)合金的析出相細(xì)小彌散，因此其力學(xué)性能更優(yōu)。

摘要:本研究旨在設(shè)計和制備一種新型的中子和γ射線輻射屏蔽復(fù)合材料?；诿商乜_模擬,含不同W質(zhì)量分?jǐn)?shù)(40~70%)的新型(W+B)/6061Al復(fù)合材料首次采用球磨法和SPS加熱軋制法制備,并對其組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果顯示,軋制之后,W和B顆粒均勻分布于基體中,而且W/Al界面以固溶體的形式呈現(xiàn)出良好的冶金結(jié)合。復(fù)合材料的物相主要包括W和Al。EBSD結(jié)果表明,W顆粒具有促進(jìn)動態(tài)再結(jié)晶(DRX)成核、限制晶粒長大和降低6061Al基體織構(gòu)的作用。拉伸試驗表明,W含量為50 wt.%的復(fù)合材料強(qiáng)度最高,塑性較好。結(jié)合模擬結(jié)果,該組分的復(fù)合材料性能達(dá)到了實際應(yīng)用要求。(W+B)/6061Al復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理包括位錯強(qiáng)化和載荷傳遞效應(yīng)。

摘要:采用拉伸測試,結(jié)合XRD、TEM、SEM和EBSD等物相和微觀結(jié)構(gòu)表征,研究了單獨(dú)添加Cr、Mn、Zr、Ti對Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金第二相(特別是AlCuYb相)析出、基體再結(jié)晶行為和拉伸沿晶斷裂的影響。研究結(jié)果表明：在同時添加Yb和Cu的鋁合金中,微米級、粗大AlCuYb相的析出難以避免。但有趣的是,進(jìn)一步添加Mn的合金中,由于析出了亞微米的Al₂₀Cu₂Mn₃相,可有效減少粗大AlCuYb相,在四種合金中形成的粗大相的數(shù)量最少。Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金中添加Zr,可析出納米級 Al₃(Yb, Zr)彌散相,有效抑制結(jié)晶,但是AlCuYb相的形成消耗Yb元素,降低了二次共格Al₃(Yb, Zr)彌散相的析出,此外粗大AlCuYb相顆粒誘發(fā)局部再結(jié)晶,一定程度降低了合金的強(qiáng)度。T6態(tài) Al-Zn-Mg-Cu-Yb-Zr和Al-Zn-Mg-Cu-Yb-Mn合金經(jīng)固溶后仍保持未再結(jié)晶纖維狀結(jié)構(gòu),小角度再結(jié)晶分?jǐn)?shù)高達(dá)50%以上,平均晶粒尺寸降至2~7 μm。相比之下,添加Cr或Ti的Al-Zn-Mg-Cu-Yb合金形成的均勻的再結(jié)晶晶粒,大角度再結(jié)晶分?jǐn)?shù)高達(dá)80%,平均晶粒尺寸為40-96 μm。斷裂時,尺寸1~3 μm的初生Al₂CuMg相(而非粗大AlCuYb相)優(yōu)先誘發(fā)斷裂,裂紋沿析出相連續(xù)、粗大且無沉淀析出相寬化的大角度再結(jié)晶晶界或原始晶界擴(kuò)展。

摘要:本文系統(tǒng)地研究了稀土Ce對HMn64-8-5-1.5合金顯微組織及摩擦磨損性能的影響。研究表明,稀土Ce在熔煉過程中起到脫氧、脫硫、除氫和除雜的作用,可以凈化合金基體,使晶粒尺寸顯著細(xì)化。摩擦磨損實驗表明,稀土Ce能明顯改善材料的摩擦磨損性能,添加0.2wt%Ce時,較無Ce的合金磨損量減小了25%。添加0.2wt%Ce后,合金的主要磨損形式從嚴(yán)重的黏著磨損轉(zhuǎn)變?yōu)槟チＤp。結(jié)合兩種摩擦磨損模型對合金的磨損機(jī)理進(jìn)行了深入分析,添加稀土Ce前后合金的磨損機(jī)制發(fā)生變化的主要原因是Ce的去除雜質(zhì)、細(xì)化晶粒的作用,使合金本身的表面強(qiáng)度、極限變形值增大。

摘要:本文研究了時效時間對熱處理后的2024-O鋁合金試件的拉伸性能及斷口影響。采用室溫拉伸方法，研究了2024-O態(tài)鋁合金經(jīng)過熱處理后不同時效時間試件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，建立了能夠預(yù)測應(yīng)力的本構(gòu)方程，并且通過觀察斷口，分析了不同時效時間對材料組織的影響。試驗結(jié)果表明：隨著時效時間的延長，試件逐漸強(qiáng)化，到某一時刻達(dá)到峰值，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度下降；應(yīng)用SEM掃面電鏡觀察到斷口處有大量韌窩，為韌性斷裂，而且隨著自然時效時間增長，試件斷口的韌窩越來越少，塑性越來越差；建立了2024鋁合金在自然時效下強(qiáng)化的本構(gòu)方程,該模型能夠較好地預(yù)測材料在自然時效下的應(yīng)力。

摘要:使用新的制備方法成功制備了功能梯度WC-Co/WC-Fe-Ni雙層結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金。冷壓成型所需的壓制壓力需要保持在15 MPa，在這個壓力下WC-Co和WC-Fe-Ni層的燒結(jié)收縮率相同，制備的雙層合金沒有分層和裂紋等不利現(xiàn)象出現(xiàn)。采用X射線衍射（XRD）、光學(xué)顯微鏡（OM）和掃描電子顯微鏡（SEM）等實驗手段研究了雙層合金的相組成與微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)合金中沒有η或者石墨相的存在，而且，WC-Co和WC-Fe-Ni層間的界面處結(jié)合良好。同時，在WC-Co/WC-Fe-Ni雙層結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的界面處有明顯的連續(xù)變化的 Fe, Ni 和 Co 成分梯度，兩層間的成分梯度導(dǎo)致界面附近的硬度梯度的形成。制備的功能梯度WC-Co/WC-Fe-Ni雙層結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金同時高的硬度、耐磨性和韌性。

摘要:采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo釬料實現(xiàn)了鈦鋯鉬(TZM)合金的高溫真空釬焊連接,借助SEM、EDS及潤濕性試驗和抗剪試驗等分析試驗方法,研究了鈦基釬料高溫釬焊TZM及釬焊接頭經(jīng)高溫?zé)嵫h(huán)后的熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520℃/6min的工藝條件下良好潤濕TZM,潤濕角分別為10°和9°,Ti-8.5Si釬料的鋪展面積大于Ti-33Cr釬料的鋪展面積,Ti-30V-3Mo釬料在1680℃/8min的條件下在TZM板上的潤濕角為5°。Ti-8.5Si/TZM接頭界面形成(Ti,Mo)固溶體,釬縫中心由(Ti,Mo)固溶體和Ti₅Si₃相組成。Ti-33Cr/TZM接頭界面形成(Ti,Mo)固溶體,釬縫中心由(βTi,Cr)固溶體和αTi+(αTi+αTiCr₂)共晶組成。Ti-30V-3Mo/TZM接頭,釬縫區(qū)主要由(βTi,V)固溶體和αTi組成,界面區(qū)由Ti與Mo形成(Ti,Mo)固溶體。三種釬料釬焊TZM,均形成固溶體釬焊接頭而實現(xiàn)釬料與TZM的冶金結(jié)合,釬焊接頭強(qiáng)度分別為135.8MPa(Ti-8.5Si)、132MPa(Ti-33Cr)和131MPa(Ti-30V-3Mo)。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接頭經(jīng)過1200℃/60min沒有觀察到明顯的晶間滲入和母材溶蝕,界面固溶體結(jié)合形式無變化。Ti-30V-3Mo/TZM接頭經(jīng)過1550℃/60min熱循環(huán)后,觀察到1個晶粒深度的晶間腐蝕,沒有明顯的母材溶蝕現(xiàn)象,且界面依然保持固溶體結(jié)合形式。三種鈦基釬料可實現(xiàn)TZM的高溫釬焊,依靠界面固溶體實現(xiàn)冶金結(jié)合,經(jīng)高溫長時間熱循環(huán)后釬焊接頭組織性能穩(wěn)定,發(fā)生晶間滲入敏感性低,為TZM的高溫應(yīng)用連接提供理論與試驗指導(dǎo)。

摘要:為了降低WC-12Co耐磨涂層的摩擦系數(shù)，采用四種制粉工藝（濕法球磨、濕法攪拌、燒結(jié)破碎、噴霧造粒）將石墨烯復(fù)合于WC-12Co粉末中，基于爆炸噴涂技術(shù)制備了石墨烯自潤滑耐磨涂層。借助SEM、EDS、Raman等手段分析了不同制粉工藝對獲得粉末及涂層中石墨烯的組織形貌、物相組成。采用顯微硬度計、萬能拉伸機(jī)研究了涂層的力學(xué)性能。采用UMT-2摩擦磨損試驗機(jī)研究了涂層的摩擦磨損性能。結(jié)果表明，噴霧造粒工藝可實現(xiàn)更多的石墨烯在WC-12Co顆粒表面的均勻、緊密粘附，涂層內(nèi)部石墨烯含量較高，且仍以透明狀、薄層狀態(tài)嵌合在組織內(nèi)部，結(jié)合強(qiáng)度約68MPa，硬度約940HV0.3，石墨烯涂層摩擦系數(shù)降低約25%，石墨烯在摩擦過程中不斷裸露于磨痕表面，在微區(qū)內(nèi)形成潤滑膜，起到較好的自潤滑、減磨效果。