深冷球磨及真空热压制备块体Al及Al-Al_2O_3纳米晶体材料

利用深冷球磨及真空热压技术制备块体Al及Al-Al2O3纳米晶体材料,采用X射线衍射测定晶粒尺寸,利用扫描电镜对材料的微观组织进行观察,并测定了所制备材料的显微硬度和抗拉性能.研究结果表明:经深冷球磨14 h后,Al粉末颗粒的平均晶粒尺寸由50μm变化到43 nm.块体纳米Al晶体材料的显微硬度随烧结温度升高而下降,加入纳米Al2O3颗粒后显微硬度约为粗晶纯Al显微硬度的4倍;块体纳米Al晶体材料的抗拉强度极限σb为265 MPa,加入纳米Al2O3颗粒后的抗拉强度为322 MPa,比纳米纯Al晶体材料提高了22%.     

深冷球磨及真空热压制备块体Al及Al-Al2O3纳米晶体材料

利用深冷球磨及真空热压技术制备块体Al及Al-Al2O3纳米晶体材料,采用X射线衍射测定晶粒尺寸,利用扫描电镜对材料的微观组织进行观察,并测定了所制备材料的显微硬度和抗拉性能.研究结果表明:经深冷球磨14 h后,Al粉末颗粒的平均晶粒尺寸由50 μm变化到43 nm.块体纳米Al晶体材料的显微硬度随烧结温度升高而下降,加入纳米Al2O3颗粒后显微硬度约为粗晶纯Al显微硬度的4倍;块体纳米Al晶体材料的抗拉强度极限σb为265 MPa,加入纳米Al2O3颗粒后的抗拉强度为322 MPa,比纳米纯Al晶体材料提高了22%.     

FeCoCrNiAl/Al2O3金属陶瓷坯体凝胶注模研究

金属陶瓷兼有金属和陶瓷的特点,具有强度高、韧性好等优点,是材料领域的研究热点之一。以FeCoCrNiAl系高熵合金粉末和Al_2O_3陶瓷粉末为原材料,以无毒的水溶性环氧树脂为黏结剂,设计采用凝胶注模工艺的正交试验方案,制备FeCoCrNiAl/Al_2O_3金属陶瓷,探讨环氧树脂添加量、粉体固含量、分散剂添加量和粉体组分对FeCoCrNiAl/Al_2O_3金属陶瓷坯体的收缩率、致密度及抗弯强度的影响。结果表明各因素对坯体整体性能影响依次为粉体固含量分散剂粉体组分环氧树脂添加量,其中粉体固含量对坯体性能影响最大,随着固含量的增大,坯体收缩率逐渐下降,抗弯强度逐渐增大,致密度先增加后降低。凝胶注模法制备的FeCoCrNiAl/Al_2O_3金属陶瓷成分均匀,断口呈现典型的脆性断裂特征。     

EA4T车轴钢的超声冲击表面强化

利用超声冲击设备对EA4T车轴钢进行了表面强化处理.采利用金相显微镜和透射电镜表征了车轴钢表面结构的变化,并对超声冲击处理前后试样表面粗糙度和显微硬度进行了分析.结果表明:经超声冲击处理后,试样表面发生了剧烈的塑性变形,晶粒明显细化,显微硬度呈梯度化.随着超声冲击功率的增加,变形层厚度增加,粗糙度减小,表面硬度增大;与未经超声冲击处理的试样相比,在超声冲击功率180瓦作用下,表面粗糙度降低了6.5倍,试样的表面硬度提高了25%,变形层厚度大约为80μm.     

养护温度对陶瓷粉-水泥复合胶体水化的影响

将废弃陶瓷材料加工成陶瓷粉,通过对陶瓷粉-水泥复合胶凝材料硬化浆体形貌观察,化学结合水含量和孔溶液碱度的测定,进行了早期高温养护对陶瓷粉-水泥复合胶凝材料水化特性影响的研究。研究结果表明:相同养护条件下,水泥硬化浆体的化学结合水含量和孔溶液碱度随陶瓷粉掺量的增大而减小;当陶瓷粉掺量低于20%时,早期高温养护对孔溶液碱度的提高有促进作用,且对整体水化程度的影响较大;早期高温养护提高了陶瓷粉-水泥复合胶凝材料的早期水化速率,使得早期硬化浆体的微观结构更加致密,但是对后期硬化浆体水化程度的提高有抑制作用。研究成果为陶瓷粉-水泥复合胶凝材料在早期高温养护条件下水化特性的进一步研究提供了试验基础。     

6082-T6铝合金双面搅拌摩擦焊焊接接头组织及性能

对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝的组织和力学性能进行研究,采用搅拌摩擦焊(FSW)对厚度为30 mm的6082-T6铝合金进行双面对接焊,焊后沿板厚方向每隔4 mm切割试样,切割为7层,研究由焊缝表层至底部性能的变化.结果表明,焊缝整体的抗拉强度为199. 34 MPa,为母材的64. 3%,伸长率为7. 8%;第1层到第7层抗拉强度依次为203. 13、194. 20、182. 73、169. 40、179. 15、191. 58、202. 07 MPa;正面焊缝焊核区纵向0~15 mm的显微硬度分布为下降趋势,与之相同反面焊缝焊核区纵向0~15 mm的显微硬度分布也呈现下降趋势.上部轴肩产生的摩擦热自上到下不断降低,是造成中下部工件性能下降的主要原因.     

SiO_2对自蔓延高温合成Al_2O_3-TiB_2复相陶瓷性能的影响

利用自蔓延高温合成技术,用SiO2作添加剂制备出了Al2O3-TiB2复相陶瓷.研究了SiO2含量对自蔓延反应的绝热温度、燃烧速度、反应产物的体积和致密度的影响,并测定了复相陶瓷的抗弯强度和硬度.研究结果表明,Al-TiO2-H3BO3体系的绝热温度是2 588 K,且随SiO2含量的增加而降低;添加SiO2的合成产物中有SiO2和Al6O13Si2相生成;SiO2的加入还降低了反应体系的燃烧速度;当SiO2的添加量在0~20%变化时,复相陶瓷的密度达到1.603 g/cm3,相应的坯体体积变化率为9.25%~9.82%;复相陶瓷的硬度也随着SiO2添加量的增加而增大;在Al-TiO2-H3BO3体系中添加20%的SiO2,可使Al2O3-TiB2的抗弯强度提高2倍.     

热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质合金

利用球磨过程细化WC粉体颗粒,采用热压烧结的方法制备了具有较高硬度的无粘结剂WC硬质合金.扫描电镜观察结果表明,球磨后WC粉体颗粒明显变细,经热压烧结后形成组织致密的硬质合金,样品的显微硬度已经达到2294 HV;X-射线分析结果表明,热压烧结过程中,WC没有发生氧化脱碳现象.球磨处理使原始WC粉体颗粒积聚了很高的表面...     

中间夹层与碳钢和不锈钢复合板的制备工艺与性能研究

以Mg-Cu-Al合金作为中间夹层材料,研究了热轧法制备不锈钢/碳钢复合板的工艺,探讨了不同的实验轧制温度、轧制速度、中间夹层厚度、变形量以及二次轧制参数对其显微组织的影响,并对铝合金中间夹层两侧的扩散层的厚度、显微硬度及组织进行了测定,对复合板的拉伸及剪切性能进行了测试.实验结果表明,在首次轧制温度600℃~635℃,轧制速度8~24 mm/min,中间夹层厚度0.6~0.9 mm,变形量14%~28%,二次轧制温度660℃~680℃,轧制速度16~24 mm/min,变形量21%~35%工艺条件下,复合板碳钢侧扩散层厚度可达61μm,不锈钢侧扩散层厚度可达50μm,显微硬度达到HV0.0251 000;扩散层主要由Fe2Al5相组成;复合板的抗拉强度达到526 MPa,剪切强度达到85 MPa.     

中间夹层与碳钢和不锈钢复合板的制备工艺与性能研究

以Mg-Cu-Al合金作为中间夹层材料,研究了热轧法制备不锈钢/碳钢复合板的工艺,探讨了不同的实验轧制温度、轧制速度、中间夹层厚度、变形量以及二次轧制参数对其显微组织的影响,并对铝合金中间夹层两侧的扩散层的厚度、显微硬度及组织进行了测定,对复合板的拉伸及剪切性能进行了测试.实验结果表明,在首次轧制温度600℃～635 ℃,轧制速度8～24 mm/min,中间夹层厚度0.6～0.9 mm,变形量14%～28 %,二次轧制温度660℃～680 ℃,轧制速度16～24 mm/min,变形量21%～35 %工艺条件下,复合板碳钢侧扩散层厚度可达61 μm,不锈钢侧扩散层厚度可达50 μm,显微硬度达到HV0.025 1 000;扩散层主要由Fe2Al5相组成;复合板的抗拉强度达到526 MPa,剪切强度达到85 MPa.     

奥氏体不锈钢固溶渗氮研究

对304和904 L两种奥氏体不锈钢进行了固溶渗氮研究.用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布,用扫描电子显微镜观察了试样渗层的显微组织,用显微硬度计测量了表面至心部的显微硬度,用X射线衍射仪分析了渗氮层的物相组成,对试样在1 mol/L的稀硫酸溶液中的耐蚀性进行了阳极极化曲线分析.结果表明显微硬度随表面至心部距离的增加而降低.固溶渗氮水冷试样表面的物相为单相奥氏体,炉冷试样的表面物相除高氮奥氏体外,还出现了CrN.渗氮后的试样在1 mol/L稀硫酸溶液中的耐蚀性优于未氮化试样.     

硅灰对钢纤维-水泥石界面黏结强度影响

通过自制模具实现了对钢纤维从水泥石基体中拔出的实验测试,得到基体混凝土中钢纤维体积掺量为0~1.2%、硅灰取代水泥质量掺量为0~12%时钢纤维拉拔荷载-位移曲线图,通过显微硬度和SEM试验,测试得到了钢纤维-水泥石界面纤维硬度及界面区微观形貌特征。在测试基础上,提出了界面黏结拉拔韧性概念,并计算得到了界面黏结强度和拉拔韧性,分析了硅灰对界面黏结强度、拉拔韧性、界面显微硬度和微观形貌特征的影响规律。研究结果表明,硅灰改善了钢纤维-水泥石界面黏结性能,使界面黏结强度提高了10.7%~44.2%;界面区显微硬度提高了7.4%~38.8%,界面最薄弱层与钢纤维表面的距离由普通混凝土的60μm缩小到40μm,且硅灰掺量越大,效果越好;硅灰使钢纤维拉拔时峰值荷载对应的位移下降了4.1%~25.9%;对于不同掺量的钢纤维混凝土,钢纤维拔出韧性的最佳硅灰掺量为6%~9%。     

碳纳米管原位增强Ni-Co纳米复合涂层的水热法可控合成

利用水热法在铜合金表面制备了Ni-Co纳米复合涂层,并研究了稀土元素La_2O_3对涂层中碳纳米管原位生长的影响规律.实验结果表明,在160℃的水热反应中,加入0.5%La_2O_3时促进碳纳米管原位生长的效果最佳;所获得碳纳米管原位增强Ni-Co纳米复合涂层的显微硬度为512 HV,是铜基体硬度(92 HV)的5.6倍.水热反应中,稀土元素通过将碳原子带入晶格间隙提高了Ni-Co纳米颗粒晶格间隙中的碳原子溶解度和浓度梯度,从而提高碳原子在Ni-Co纳米颗粒中的扩散驱动力,促进了碳纳米管原位生长.     

热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质合金

利用球磨过程细化WC粉体颗粒,采用热压烧结的方法制备了具有较高硬度的无粘结剂WC硬质合金.扫描电镜观察结果表明,球磨后WC粉体颗粒明显变细,经热压烧结后形成组织致密的硬质合金,样品的显微硬度已经达到2294 HV;X-射线分析结果表明,热压烧结过程中,WC没有发生氧化脱碳现象.球磨处理使原始WC粉体颗粒积聚了很高的表面能和较大的畸变能,有利于烧结过程中WC粉末颗粒间冶金结合的形成.     

低温球磨制备块体纳米Al晶体材料的组织与性能

采用低温球磨结合真空热压烧结技术制备了块体纳米Al晶体材料,并加入硬质Al2O3颗粒来进一步提高该材料的强度和硬度．利用X射线衍射,透射电镜对材料的微观组织进行了分析和观察,并对所制备块体纳米材料的密度、显微硬度和拉伸性能进行了测定．研究结果表明：当球磨时间从8h增加到14h时,纳米Al粉末颗粒的晶粒尺寸从55nm减小到43nm,微观应变从0．0272％增至0．0759％．经致密化处理后,该材料的晶粒尺寸从115nm减小到71nm．经热挤压后的块体纳米Al及Al—Al2O3晶体材料的相对密度都达99．4％以上,其最高显微维氏硬度分别为1．02和1．22GPa,比粗晶Al的显微维氏硬度分别提高了3和3．6倍．块体纳米Al的最高屈服强度和抗拉强度分别为165和243MPa,比粗晶1050纯Al的屈服强度和抗拉强度分别提高了7．5和3．2倍．当平均晶粒尺寸小于223nm时,得到块体纳米Al材料的屈服强度与晶粒尺寸之间的关系为σ=71．8＋1．8D^-1/2．     

压力加工对爆炸焊复合钢板结合区的影响

爆炸焊复合板经压力加工后,界面两侧晶粒会出现不协调的塑性变形,从而降低产品质量.以0Cr13/Q235爆炸焊复合板为研究对象,通过施加不同的轴向载荷使复合板产生12.5%、37.5%和50%的变形;通过光学显微镜和扫描电镜等分析不同变形量下界面的微观组织形貌和显微硬度变化规律.结果表明:塑性变形量增加引起结合界面厚度下降及界面附近显微硬度整体升高,界面两侧晶粒取向趋于一致,呈现出各向异性;但当变形量增加至50%时,其硬度略有下降.     

低温球磨制备块体纳米Al晶体材料的组织与性能

采用低温球磨结合真空热压烧结技术制备了块体纳米Al晶体材料，并加入硬质Al2O3颗粒来进一步提高该材料的强度和硬度．利用X射线衍射，透射电镜对材料的微观组织进行了分析和观察，并对所制备块体纳米材料的密度、显微硬度和拉伸性能进行了测定．研究结果表明：当球磨时间从8h增加到14h时，纳米Al粉末颗粒的晶粒尺寸从55nm减小到43nm，微观应变从0．0272％增至0．0759％．经致密化处理后，该材料的晶粒尺寸从115nm减小到71nm．经热挤压后的块体纳米Al及Al—Al2O3晶体材料的相对密度都达99．4％以上，其最高显微维氏硬度分别为1．02和1．22GPa，比粗晶Al的显微维氏硬度分别提高了3和3．6倍．块体纳米Al的最高屈服强度和抗拉强度分别为165和243MPa，比粗晶1050纯Al的屈服强度和抗拉强度分别提高了7．5和3．2倍．当平均晶粒尺寸小于223nm时，得到块体纳米Al材料的屈服强度与晶粒尺寸之间的关系为σ=71．8＋1．8D^-1/2．     

改性超细SiC粉体对ZA27合金耐磨性能的影响

对添加不同量(质量分数0～1％)改性超细SiC粉体的ZA27合金进行金相组织和耐磨性能研究.从添加粉体前后的ZA27合金组织对比发现:未添加粉体的ZA27合金组织中树枝晶比较发达,ε相呈网状分布,还有一定的尖角.随添加量增大,其中树枝晶变短,富Al-α相由树枝晶组织向等轴晶组织转变;加入量达到0.1％时,晶体尺寸进一步减小,且已基本转变为柱状组织,树枝晶组织的细化效果最优,ε相变得规整化;同时,随着添加量增加,磨损量降低,磨损率逐渐减小,加入量为0.1％时耐磨性能最佳,提高了30.4％.     

一种连铸连轧低碳低合金钢板的组织特征

利用光学显微镜、直读光谱仪和电子探针研究了一种用连铸连轧工艺生产的低碳低合金钢板的组织特征及成分偏析.结果表明:该钢板的显微组织以珠光体/铁素体带状组织为主要特征,并且随距钢板表面距离增加,带状组织中珠光体比例增加,铁素体平均晶粒尺寸增大.锰含量沿垂直带状组织方向波动,在珠光体条带内含量较高,而在铁素体条带内含量相对较低.钢板中心偏析明显,形成较多长条状硫化物夹杂.     

一种连铸连轧低碳低合金钢板的组织特征

利用光学显微镜、直读光谱仪和电子探针研究了一种用连铸连轧工艺生产的低碳低合金钢板的组织特征及成分偏析.结果表明：该钢板的显微组织以珠光体/铁素体带状组织为主要特征,并且随距钢板表面距离增加,带状组织中珠光体比例增加,铁素体平均晶粒尺寸增大.锰含量沿垂直带状组织方向波动,在珠光体条带内含量较高,而在铁素体条带内含量相对较低.钢板中心偏析明显,形成较多长条状硫化物夹杂.