微纳结构CoCrFeNi基高熵合金粉末冶金制备及强韧化机理研究

针对CoCrFeNi基高熵合金强塑性失配问题,提出了基于高能球磨、放电等离子体烧结和热挤压相结合的粉末冶金制备方法,探究了制备工艺参数对晶粒尺寸、第二相颗粒和孪晶组织演变的影响规律,分别制备出由粗晶、细晶和纳米颗粒构成的多尺度异构CoCrFeNiMnTi_0.2高熵合金,以及包含超细晶、纳米颗粒和纳米孪晶的CoCrFeNiMnTi_0.2高熵合金。拉伸力学性能显示,两种高熵合金屈服强度和断后伸长率分别高达1298 MPa和13%,以及1507MPa和7%,均实现了较好的强塑性均衡。最后,基于对霍尔佩奇系数修订,建立了纳米颗粒增强超细晶CoCrFeNi基高熵合金强化模型,揭示了纳米颗粒与微纳异构组织耦合强韧化机制,以及超细晶、纳米颗粒与纳米孪晶协同强韧化机理,并进一步发现纳米孪晶能够增加高熵合金流变应力,使新的变形孪晶形核,从而诱发多级变形行为。     

低Zn、高RE含量Mg－Zn－Zr－RE合金的相组成

 研究了低Ｚｎ、高ＲＥ含量Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ－ＲＥ合金的铸态相组成。在含高品位Ｙ的合金中,稀土相由晶界片状Ｘ相和晶内弥散分布的方形Ｍｇ＿（２４）Ｙ＿５相组成,并确定晶界片状Ｘ相为１８Ｒ调制结构,调制周期为０．２６ｎｍ。在含混合稀土的合金中,稀土相由Ｍｇ＿（１２）ＲＥ和晶内弥散分布的Ｍｇ＿（２４）Ｙ＿５相组成。分析表明,与ＭＢ２５合金相比,晶粒细化、稀土相的晶界强化和弥散强化可能是低Ｚｎ、高ＲＥ含量Ｍｇ－Ｚｎ－Ｚｒ－ＲＥ合金的强化原因。     

稀土镁合金MB25的研制

镁合金是航空工业广泛应用的一种材料。但过去使用的MB15镁合金由于室温、高温性能低,棒材粗晶环,给使用带来困难。为满足科研生产发展的需要,并促进稀土资源的广泛应用,我厂和六二一所同中国有色总公司东北轻合金加工厂共同成功地研制了稀土镁合金MB25,代替高强度铝合金和MB15合金,试用效果良好。     

孪晶界对α铁力学性能影响的模拟研究

采用分子动力学方法研究在单轴拉伸载荷下孪晶界间距和孪晶界与拉伸载荷角度对纳米孪晶铁力学行为的影响。结果表明:纳米孪晶铁的屈服强度随着孪晶界间距的增大而增大,呈现反常的Hall-Petch关系;单晶铁中出现变形孪晶,此时其塑性变形以变形孪晶为主;弹性模量随孪晶界间距增大有轻微的增大;拉伸载荷与孪晶界不垂直时,屈服应力降低,变形方式则以去孪晶为主。     

稀土气相扩渗提高镁合金表面耐蚀性研究

镁合金在航空工业上的应用具有悠久的历史。由于密度小、比强度高、减震能力强和压铸成型工艺性能好等特点,镁合金作为结构材料将对飞机综合性能的提高及能量消耗的减少等方面带来极大的影响。然而耐蚀性能差限制了镁合金的广泛应用。 采用化学热处理方法通过气-固相界面反应将混合稀土渗入到镁合金表面来提高表面耐蚀性能的相关研究还少见报道。     

浅谈几种典型镁合金激光表面改性技术

镁合金具有密度小,比强度高和生物相容性好等优点,然而,表面性能不佳限制了其进一步应用。通过表面改性技术提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨性可扩展镁合金的应用范围。激光技术在镁合金的表面改性中效果显著,得到广泛应用。主要介绍激光熔凝、纹理化和熔覆等几种典型镁合金表面改性技术,从激光–合金相互作用、微观组织结构的演变规律出发,分析表面性能增强机理。     

织构对TC1棒材动态冲击力学行为的影响

挤压成形是TC1棒材成形的主要手段。在挤压过程中,钛合金往往会形成织构,从而导致棒材的性能变化。本研究通过对比分析,研究了织构对动态冲击力学行为的影响。结果表明,在动态冲击过程中TC1合金出现了大量孪晶,且孪晶的数量随着冲击速度的提高而增加;0．4～0．7MPa气压气压范围内冲击时,具有强织构的冲击试样动态屈服强度变化不明显,而具有弱织构的冲击试样动态屈服强度由于位错强化有所增加,表现出了应变率正效应;当气压增高到0．9MPa,由于更多孪晶的开动,具有强、弱织构的样品都出现负的应变速率效应。     

表面机械强化工业纯钛疲劳性能的研究

利用透射显微技术和 X射线衍射分析技术 ,对工业纯钛在喷丸、滚压两种强化方式下的组织和残余应力进行了对比研究。结果表明 :1 ) TEM组织中均可观察到位错和变形孪晶。滚压形成了单个分散的孪晶 ,喷丸表层中形成大量相互交叠的孪晶和变形带 ;疲劳后 ,喷丸组织中产生孪晶 -孪晶的交互作用 ,而滚压组织中是孪晶 -晶界的交互作用。2 )喷丸较滚压强化表层残余应力松弛显著 ,疲劳后两者的表层残余应力相当 ;3)喷丸较滚压粗糙度高一个数量级。并依上述分析对表面机械强化机理进行了解释。     

TiAl＋Sb合金室温变形亚结构的研究

使用透射电子显微镜，较详细地研究了Ｔｉ－３４Ａｌ－０．５Ｓｂ（ｗｔ％）合金经过２～３％室温压缩塑性变形以后的变形亚结构。试验结果表明，ＴｉＡｌ＋Ｓｂ合金室温变形时，在ｒ相板条内形成大量变形孪晶。相邻板条呈某种位向关系下，可以以相界面作镜面，在其两侧的两片ｒ相板条内形成呈一一对应关系的变形孪晶。而在一些取向的ｒ相板条内只产生位错。     

GH169合金细晶锻造工艺研究

为了提高涡轮盘的强度和低周疲劳性能,要求锻件具有ASTM10级以上的细晶组织国外在大型压力机上采用低温大变形锻造和直接时效热处理以获得性能良好的细晶锻件,而我国则试图采用锻锤生产GH169合金涡轮盘锻件,因此,需要探索适合国情的GH169合金细晶锻造工艺。根据以往的研究,δ相对GH169合金的显微组织有明显影响,因而可     

铸造镁稀土合金研究现状及其在航空发动机领域应用展望

镁稀土合金密度低、比强度与比刚度高、耐热性能好、阻尼减振性优良,将其应用到航空发动机部件能实现装备减重、系统降噪,大幅提升飞行器的载重量和机动性能.首先对铸造镁稀土合金分类进行了介绍,阐述了不同镁稀土合金的强韧化机制;系统总结了镁稀土合金的各类铸造成型工艺并分析了其对合金组织性能的影响;然后归纳了现有航空发动机适航标准...     

RE及Al5TiB对ZA84镁合金阻尼性能的影响

研究了变质剂RE及Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0．3Mn（ZA84）镁合金阻尼性能的影响。研究表明，RE的加入降低了合金在低温（〈80℃）时的阻尼性能，但明显提高了合金在高温（≥80℃）时的阻尼性能；而Al5TiB的加入则同时提高了合金室温及高温阻尼性能。经Al5TiB变质的合金在室温时即表现出了Q^-1=0．01的高阻尼。由于高温下合金中相的软化及界面的粘性滑动，ZA84镁合金在高温时存在一个温度内耗峰，加入RE后推迟了合金中温度内耗峰的出现温度。分析认为，加入RE及Al5TiB后合金的阻尼机制主要是位错机制和界面机制。可动位错密度越高，晶粒越细，晶界和相界面越多，阻尼性能越好。     

时效对快速凝固铝锂合金组织和性能的影响

研究了时效对快速凝固Ａｌ—３．２Ｌｉ—１．２Ｍｇ—０．３Ｃｕ—０．２Ｚｒ合金拉伸性能和微观组织的影响。结果表明,低温长时间时效达到接近峰值状态,合金的综合性能优于高温短时间时效达到峰值状态的综合性能。合金中主要强化相为δ＇（Ａｌ３Ｌｉ）相,Ｃｕ、Ｍｇ起固溶强化。合金中Ｚｒ主要以亚稳态的Ａｌ３Ｚｒ存在,并同时与δ＇相形成（δ＇／Ａｌ３Ｚｒ）相。文中讨论了影响合金塑性的因素,指出界面析出相是快速凝固Ａｌ—Ｌｉ合金中值得重视的问题。     

Sc和Zr复合微合金化在Al—Mg合金中的存在形式与作用

研究了微量Sc和Zr复合合金化对Al Mg合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明 :Sc和Zr复合微合金化可显著提高Al Mg合金的强度。Al Mg Sc Zr合金凝固过程中形成的初生Al3 (Sc ,Zr)复合粒子具有极强的晶粒细化作用 ,次生Al3 (Sc,Zr)质点与Al Mg Sc合金中次生Al3 Sc质点相比析出密度大大增加、分布更加均匀弥散、抑制再结晶的能力更为强烈。Sc和Zr复合微合金化大大促进了微量Sc在Al Mg合金中的强化作用。由于Zr的价格比Sc便宜很多 ,采用Sc和Zr复合微合金化可减少铝合金中Sc的加入量 ,从而降低合金的成本。     

Mg-Zn-Zr-RE系镁合金的显微组织

 应用于航空工业中的MB15镁合金（Mg,5.0～6.0％Zn,0.5～0.9％Zr）为高强度变形镁合金。为进一步提高此合金的强度而添加稀土元素。本文报导含有Y及混合稀土的Mg-Zn-Zr-RE系合金的相组成及其微观形态的研究结果。 试验用合金的化学成分列于表1。表中MM为混合稀土,其中主要元素La10.76％,Nd17.54％,Gd14.60％,Dy14.09％,Y26.88％,此外还有少量Ce、Pr、Ho、Er等。试样用材为铸锭及挤压型材,后者是铸锭经350℃加热2h后挤压而成。     

合金化及热处理对Fe_3Al合金组织和性能影响

研究了不同的热处理条件及添加Mn,Mo,Nb,Cr,V,RE（La-Ce）等合金元素对Fe3Al合金组织和性能的影响。结果表明,Fe3Al合金在B2相区间保温淬火后的硬度值较小,在DO3相区短时间回火硬度值大幅增加,随回火时间延长硬度值呈降低趋势,在本实验的最长回火时间内（50h）硬度稍有提高;TEM分析表明,这与回火过程中DO3畴的尺寸变化有关;合金化后Cr和V的加入降低合金硬度,其它几种元素都提高了合金的硬度;SEM分析表明合金元素的作用机理不同：Cr软化了合金,Mo主要产生固溶强化,Mn、V、Nb加入后有第二相析出,RE元素主要偏析在晶界,细晶强化。     

高强变形镁合金研究现状及发展趋势

大规格高强镁合金构件的研究开发对于推进镁合金的大规模应用意义重大,并引起国内外的广泛关注及高度重视。本文综述了常规高强镁合金、含稀土高强镁合金、新型塑性变形工艺及大规格镁合金的研究现状,指出了高强镁合金研究存在的问题及今后的研究方向。     

高强铝合金中间相Al2 Cu,Al2 CuMg和MgZn2性能的第一性原理计算

采用第一性原理平面波赝势方法,计算Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金主要中间相Al2 Cu,Al2 CuMg和MgZn2的结合能、形成焓、弹性常数及态密度。计算结果表明：3相结合能按MgZn2>Al2 CuMg>Al2 Cu顺序递减;形成焓按MgZn2>Al2 Cu>Al2 CuMg顺序递减;Al2 Cu具有很高的弹性模量,同时具有一定的塑性,可以作为合金的强化相;Al2 CuMg是典型的脆性相,并表现出明显的各向异性,容易诱导产生裂纹;MgZn2具有良好的塑性,同时熔点较低,是合金的主要强化相;3相中均存在离子键的相互作用,提高了结构稳定性;通过适当降低Cu,Mg含量,提高Zn的含量,有利于生成MgZn2相,进一步提高合金的综合性能。     

Microstructure, Mechanical Properties and Oxidation Resistance of Nb-22Ti-14Si-2Hf-2Al-xCr Alloys

Nb-22Ti-14Si-2Hf-2Al-xCr (x=2, 6, 10, 14, 17 at%) alloys are prepared by arc-melting under argon atmosphere. Microstructural characteristics, mechanical properties and oxidation resistance of the arc-melted alloys are investigated. At 2 at% Cr content, the microstructure is composed of Nbss, Nb3Si and a small quantity of Nb5Si3, when the Cr contents increase, Nb3Si disappears. For the high Cr content (x ≥ 10 at%) alloys, besides the Nbss and Nb5Si3, Cr2Nb is also detected. With the increase of Cr content, the volume fractions of Cr2Nb and Nb5Si3 increase, while that of Nbss increases firstly and then begins to degrade when the Cr content is higher than 6 at%. For the alloy with 2 at% Cr, the room temperature fracture toughness is about 14.5 MPa·m1/2, but badly decreases to about 8.5 MPa·m1/2, when the Cr contents increase. Vickers hardness of Nbss tends to increase linearly from about 400 to 500, while that of silicides is not sensitive to Cr contents, about 950. The appearance of Cr2Nb phase significantly improves the high temperature oxidation resistance of the alloys with high Cr contents. The isothermal oxidation tests show that the oxidation kinetics of the alloys with various Cr contents follows parabolic oxidation kinetics.