检索结果-内蒙古大学图书馆

《中国有色金属学报(英文版)》2018年第28卷总目次（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第12期 2619-2644页

关键词：复合材料 Ni 形状记忆合金 ZnO 显微组织演变合金涂层

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喷射沉积SiC_p/Al-Fe-V-Si板坯的楔形压制与组织演变

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特种铸造及有色合金 2017年第11期37卷 1242-1244页

作者：徐政坤贺毅强钱晨晨张家界航空工业职业技术学院江苏省海洋资源开发研究院淮海工学院机械工程学院

采用多层喷射沉积技术制备了SiC_p/Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si复合材料板坯,再通过多道次楔形压制制备了复合材料板材。介绍了楔形压制喷射沉积铝基复合材料的压制设备、成形原理与过程;研究了板坯在楔形压制过程中孔洞、SiC_p分布、弥散粒子... 详细信息

采用多层喷射沉积技术制备了SiC_p/Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si复合材料板坯,再通过多道次楔形压制制备了复合材料板材。介绍了楔形压制喷射沉积铝基复合材料的压制设备、成形原理与过程;研究了板坯在楔形压制过程中孔洞、SiC_p分布、弥散粒子和SiC-Al界面的演变。结果表明,楔形压制工艺能有效致密喷射沉积板坯,当压下量为50%时,沉积颗粒边界消除,相对密度达97.6%,且能使SiC_p分布均匀,但因剪切作用小,弥散分布的微型孔洞未能完全消除;板坯在480℃下多道次楔形压制,弥散粒子依然保持在60~100nm,未见明显长大,且未向Al13Fe4等平衡相转变,SiC-Al界面干净,纳米过渡层可以提高界面润湿性。

关键词：喷射沉积耐热铝合金复合材料楔形压制显微组织演变

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半固态A380铝合金浆料凝固过程中显微组织的演变

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中国有色金属学报 2015年第5期25卷 1153-1162页

作者：刘志勇毛卫民王伟番郑志凯北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

采用石墨质蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料,研究浆料凝固过程中显微组织的演变。结果表明:A380铝合金熔体在蛇形通道内发生一次凝固,在其通道内壁激冷作用和异质形核作用下形成大量的初生自由晶,半固态浆料的剩余液相在收集坩埚内发... 详细信息

采用石墨质蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料,研究浆料凝固过程中显微组织的演变。结果表明:A380铝合金熔体在蛇形通道内发生一次凝固,在其通道内壁激冷作用和异质形核作用下形成大量的初生自由晶,半固态浆料的剩余液相在收集坩埚内发生二次凝固形成二次非枝晶组织。初生晶粒的游离模型表明一部分初生自由晶直接生长为球晶,其他部分则成长为枝晶,枝晶在"自搅拌"的作用下发生缩颈和熔断,通过"自旋转"在蛇形通道内得到初步球化和熟化。二次凝固形成的二次非枝晶在收集坩埚内得到初步球化和熟化。同时,初生晶粒在收集坩埚内得到进一步球化、熟化和均匀分布,最终制备得到球状晶粒均匀分布的半固态浆料。

关键词： A380铝合金半固态浆料蛇形通道显微组织演变二次凝固游离模型

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激光选区熔化成形Ti-6Al-4V合金的组织演变及调控

激光选区熔化成形Ti-6Al-4V合金的组织演变及调控

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作者：杨晶晶华中科技大学

学位级别：博士

激光选区熔化(SLM)工艺是一种以预置铺粉、分层制造、叠加成形原理进行“增材”式三维加工的高端数字化制造技术。它突破了现有制造技术对构件形状的限制,能够实现功能-结构-制造的一体化,是解决航空航天Ti-6A1-4V合金复杂精密构件制造... 详细信息

激光选区熔化(SLM)工艺是一种以预置铺粉、分层制造、叠加成形原理进行“增材”式三维加工的高端数字化制造技术。它突破了现有制造技术对构件形状的限制,能够实现功能-结构-制造的一体化,是解决航空航天Ti-6A1-4V合金复杂精密构件制造极具潜力的方法之一。但是,SLM技术逐点逐线逐层的沉积方式产生了由多重非稳态水平和垂直热循环构成的独特复杂热历史,从而导致成形过程中Ti-6A1-4V合金的显微组织演变和调控都处于未知状态。因此,本文首先通过实验系统研究了 SLM水平、垂直热循环以及复杂热历史下成形的Ti-6A1-4V合金的显微组织特征,然后结合热力学和动力学计算提出了Ti-6A1-4V合金在SLM复杂热历史中的显微组织演变机理,并借助元胞自动机数值模型模拟了显微组织的演变过程。最后,基于实验结果、理论分析和数值模拟,通过优化SLM工艺和设计热处理制度调控显微组织,改善拉伸性能和耐腐蚀性能。主要结论如下:SLM成形Ti-6A1-4V单道熔池的形貌、尺寸、熔化模式和显微组织受工艺参数影响。随着激光能量密度的减小,熔池形貌由“V”形转变为“U”形,熔池尺寸不断减小,熔化模式由小孔模式转变为传导模式。SLM成形单道熔池由熔化区(α')、过渡区(α+β)和热影响区(α+β)组成。通过引入粉末层厚,本文修正了熔池模式转变阈值,即当激光能量密度Ev≥(?)时,熔化模式为小孔型,反之则为传导型。SLM成形Ti-6A1-4V合金的显微组织演变与热循环的方向(水平或垂直)无关,而与其峰值温度(TP)和频次有关。峰值温度大于液相线温度(TL)的水平热循环会产生较粗大马氏体组成的搭接区,而TP>TL的垂直热循环可以细化马氏体尺寸,提高显微硬度。增加TP>TL热循环的次数,这种效应不断增强。而TPTL的热循环,因而其比水平热循环对显微组织演变的影响更显著。TP>TL水平热循环的频次可根据熔池宽度和扫描间距计算。基于SLM工艺参数,TP>TL垂直热循环的频次可根据当前层的熔化深度(dp)计算:dp=(?)。当施加高频次的水平和垂直热循环后,SLM成形的块体Ti-6A1-4V合金的显微组织由柱状原始β晶粒内尺寸分级的马氏体α'阵列结构组成,包括一次、二次、三次和四次马氏体α'。一次和二次马氏体αa的长度、厚度和长径比主要分布在10～70μm,1.0～2.0 μm和5～40范围内,长度方向与生长方向主要呈-30～-60°或30～60关系。扫描间距与马氏体长度和长径比呈线性正相关关系,而扫描速度与马氏体尺寸呈二次函数关系。根据峰值温度所达到的相变特征温度,将SLM复杂热历史中的热循环分为五类,分别为 TP>TL,Ts组织。而SLM多重热循环的工艺特点、Ti-6A1-4V合金包括α和β两种形成元素的成分特点、以及SLM试样中高密度位错的结构特点,是形成这种独特马氏体结构的本质原因。通过元胞自动机法成功建立了 SLM成形Ti-6A1-4V显微组织演变的数值模型,并模拟了 Ti-6A1-4V合金单道单层、多道单层、单道多层和多道多层试样的显微组织演变过程,能与实验结果较好吻合。根据模拟,Ti-6A1-4V合金在SLM成形过程中将经历“三区四段”,“三区”包括熔化区、重熔区、再加热区;“四段”包括粉末熔化阶段、两相共存阶段、多重相变阶段和固态相变阶段。SLM成形Ti-6A1-4V合金过程中原始β晶粒存在六种演变情况:(I)消失;(Ⅱ)形貌明显变化;(Ⅲ)晶粒长大后趋于稳定;(IV)尺寸逐渐长大;(V)尺寸减小后趋于稳定;(Ⅵ)没有发生明显演变。优化SLM工艺可以促进少量韧性相α的形成,而热处理可以获得α+β双态组织。因此,相比于优化SLM工艺,热处理更能显著调控显微组织中的相组成、形貌、含量、尺寸和亚结构等。800～900 ℃热处理后炉冷是较适合SLM成形Ti-6A1-4V合金的热处理制度,可获得的尺寸细小的双态α+β混合组织,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别可达到1050 MPa、978 MPa和11%,能达到航空航天的应用标准,其腐蚀性能也优于传统轧制试样水平。因此,通过调控显微组织,SLM制造的Ti-6A1-4V合金在拉伸性能和耐腐蚀性能上均能达到应用水平。

关键词：激光选区熔化 Ti-6Al-4V 显微组织演变元胞自动机力学性能

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CLAM钢高温蠕变特性研究

CLAM钢高温蠕变特性研究

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作者：叶帅贵州大学

学位级别：硕士

能源是人类生存和发展的重要物质基础,中国经济社会持续快速发展,离不开有力的能源保障。核聚变能是人类未来发展的最理想能源,目前已探明的核资源储量能够维持人类需求几万年。中国低活化马氏体（China low activation martensitic,CLA... 详细信息

能源是人类生存和发展的重要物质基础,中国经济社会持续快速发展,离不开有力的能源保障。核聚变能是人类未来发展的最理想能源,目前已探明的核资源储量能够维持人类需求几万年。中国低活化马氏体（China low activation martensitic,CLAM）钢是未来商用聚变反应堆第一壁包层结构材料的主要候选之一,它具有较低的辐照肿胀率和热膨胀系数、高热导率等优点,同时具有相对成熟的工业生产基础。CLAM钢最近十几年来发展十分迅速,但在长期时效以及蠕变方面数据比较匮乏。本文主要以CLAM钢为研究对象,通过980℃×30min正火+760℃×90min回火的热处理工艺来控制CLAM钢的显微组织。将经过热处理的试样加工后在500℃650℃应力90MPa280MPa范围内按照国标GB/T2039-2012的实验要求进行高温蠕变试验。利用蠕变数据讨论CLAM钢的蠕变行为,研究了CLAM钢在蠕变过程中的组织演变。绘制了CLAM钢的蠕变曲线、讨论蠕变变形机制及断裂机制以及用两种方法进行CLAM钢蠕变寿命评估。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等检测分析了CLAM钢在高温蠕变过程中合金元素的扩散和分布规律、马氏体板条及亚结构的演变规律及析出物的演变等显微组织的演变规律。本文考察了CLAM钢的蠕变行为后发现:当实验温度一定时,应力的减小会延长蠕变第一阶段的时间,加速蠕变阶段约占总试验时间的十分之一。在试验温度为550℃和600℃时,相同应力条件下,稳态蠕变速率随着温度的升高增加了近3个数量级,表明CLAM钢具有很强的温度敏感性。CLAM钢在550℃650℃应力指数的变化规律是随着温度的升高而降低。通过理论结合观察推断,CLAM钢在650℃条件下的蠕变变形机制主要是第二相粒子强化机制。采用双对数等温线外推法和Larson-Miller参数法对CLAM钢的蠕变寿命进行了预测,确定了的两种寿命预测模型。两种模型比较后得出,Larson-Miller模型的计算值与试验值符合较好,预测精度较高。通过预测,CLAM钢在550℃条件下服役10万小时的蠕变断裂强度约为129MPa;在600℃条件下服役10万小时的蠕变断裂强度约为65MPa。对CLAM钢初始状态和蠕变断裂试样用SEM和TEM观察显微组织发现:CLAM钢经热处理后的初始状态晶粒呈等轴状,大小约为7～12μm,显微组织为马氏体。大量细小的析出物分布在晶界、亚晶界、板条界和基体当中,其中分布在晶界、亚晶界、板条界处的析出物尺寸较大,主要为M23C6型碳化物;弥散分布在基体中的析出物尺寸细小,为MX型碳氮化物。同时,也可观察到少量在固溶过程中未完全溶解的尺寸相对较大的TaC粒子分布在基体当中。CLAM钢经过高温蠕变后变形区的显微组织都为亚晶,亚晶结构的回复会加速蠕变断裂。较大应力时亚晶的回复主要受应力作用引起的应变诱导回复为主,而较低应力时亚晶的回复由静态回复和应变诱导回复共同作用。高应力条件下试样显微组织相对比较稳定,没有异常长大现象;低应力条件下析出相和亚晶都发生了明显的粗化,这表明蠕变应力会影响亚晶的回复和长大。MX碳氮化物在整个高温蠕变试验过程中比较稳定,粗化不明显。具有强烈的钉扎位错的作用,有助于延缓位错湮灭,强化界面,维持位错强化等。M23C6碳化物发生粗化且位错密度降低。CLAM钢在550℃和600℃条件下会析出Laves相,这些析出的Laves相尺寸都比较小,它的作用跟M23C6类似,起到析出强化的作用。通过对比CLAM蠕变变形区域和时效对比区域的组织形貌发现,CLAM钢在蠕变过程中的组织演变速率要明显快于时效的组织演变速率,表明应力会加快组织演变且促进Laves相形成。

关键词： CLAM钢蠕变马氏体析出物显微组织演变

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2018年《金属热处理》总目次

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金属热处理 2018年第12期 257-269页

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近α型钛合金长时高温暴露过程中显微组织演变及其对热稳定性的影响

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航空材料学报 2010年第1期30卷 11-18页

作者：蔡建明黄旭曹春晓马济民北京航空材料研究院北京100095

研究了近α型钛合金TG6经α+β两相区热加工的盘锻件在600℃长时暴露过程中的显微组织演变及其对热稳定性的影响。结果表明:经600℃/100h和600℃/300h长时高温暴露后,TG6钛合金的室温拉伸强度略有提高,其增幅在5%左右,而其拉伸塑性显著... 详细信息

研究了近α型钛合金TG6经α+β两相区热加工的盘锻件在600℃长时暴露过程中的显微组织演变及其对热稳定性的影响。结果表明:经600℃/100h和600℃/300h长时高温暴露后,TG6钛合金的室温拉伸强度略有提高,其增幅在5%左右,而其拉伸塑性显著降低,塑性保持率小于50%,拉伸断口趋于平直化,且存在梯田状台阶和二次裂纹等,表现为显著的解理断裂特征。在600℃高温长时暴露过程中,TG6钛合金中的显微组织变化主要有在基体组织中的共格有序α2相析出及硅化物析出。随着高温暴露时间的延长,TG6钛合金的显微组织逐渐趋于稳定,拉伸性能的变化也相应趋缓。α2相析出促进了拉伸变形时位错滑移的平面化及变形不均匀,是热稳定性下降的主要原因;而硅化物析出协同促进位错滑移集中化,是热稳定性下降的次要因素。

关键词：显微组织演变热稳定性有序α2相硅化物断裂特征

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基于三种典型显微组织的Ti-22Al-25Nb合金力学性能研究

基于三种典型显微组织的Ti-22Al-25Nb合金力学性能研究

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作者：王伟西北工业大学

学位级别：博士

Ti2AlNb合金具有优良的室温、高温综合性能包括良好的室温塑性和成形能力,较高的高温拉伸和疲劳强度,较好的室温断裂韧性和抗裂纹扩展能力,较高的蠕变抗力和抗氧化性及较低的热膨胀系数等优点,逐渐成为替代Ni基高温合金的航空、航天结... 详细信息

Ti2AlNb合金具有优良的室温、高温综合性能包括良好的室温塑性和成形能力,较高的高温拉伸和疲劳强度,较好的室温断裂韧性和抗裂纹扩展能力,较高的蠕变抗力和抗氧化性及较低的热膨胀系数等优点,逐渐成为替代Ni基高温合金的航空、航天结构材料之一。由于Ti2AlNb金属间化合物存在本征脆性,合金从铸锭到零件要经过热等静压、等温锻造、热挤压或热扎制、热成形及热处理一系列热加工过程。不同的热加工工艺对显微组织的影响较大,而不同的组织形态又决定合金具有不同的力学性能。之前的研究工作偏重于调节合金成分以及添加合金元素改变各项力学性能,对通过不同热加工以及热处理来调节合金组织和性能的研究报道较少。因此本文以Ti-22Al-25Nb合金棒材为研究对象,采用不同的热加工方法获得三种典型组织:等轴、双态以及板条组织,随后采用不同热处理技术调节合金的显微组织特征参数,系统研究合金显微组织演变规律,对不同组织形态合金的室温、高温拉伸以及蠕变行为进行分析,为该合金的进一步应用提供一定的理论基础。本研究得到的主要结论如下:在α2+O+B2三相区等温锻造后O+B2相区热处理可以得到等轴组织,等温锻造温度决定等轴α2相颗粒的数量,固溶处理控制等轴O相颗粒的含量,调节时效温度可以控制二次析出针状O相的尺寸和形态;在α2+B2相区等温锻造后O+B2相区热处理可以得到双态组织,组织中等轴颗粒的尺寸和数量由等温锻造温度决定,粗板条O相可以通过固溶处理调节,二次析出的细板条O相由时效温度控制;在B2单相区等温锻造后通过两次热处理可以得到板条组织,初生粗板条主要在920～960℃固溶得到,次生O相细板条在760～840℃时效得到。等轴组织在三相区（α2+O+B2）等温锻时,α2和B2相通过包析反应生成的rim-O,O+B2相区固溶及时效处理能够调节rim O相形态及尺寸;双态组织两相区（O+B2）热处理时,等轴α2相颗粒分解,其主要原因为:等轴α2颗粒内有过饱和的Nb元素,通过Nb扩散使α2相形成富Nb区（O相）和贫Nb区（α2相）。研究了不同组织形态的拉伸性能及变形、断裂机制。在相同热处理制度下,板条组织表现出较好的室温和高温拉伸强度;等轴组织强度最低,双态组织的强度和塑性介于两者之间,表现出优异的综合性能。室温拉伸变形时,等轴组织中B2相的滑移带呈波浪形,表明B2相中多滑移系开动和交滑移发生。O相与B2相之间存在良好的协调变形关系,其滑移带可直接与B2相中的滑移带相连。双态组织中,初生a2/O相颗粒和细小二次O相板条,增强了对位错运动的阻碍。基体上B2相的良好变形性分散了O相板条的应力集中,使其滑移变形性提高。在板条组织中,滑移线从B2基体转移到O相上,减少了O相板条上的应力集中,延缓了裂纹萌生。变形中,次生O相位错密度较高,在板条组织变形中起主要强化作用。研究了不同变形条件对高温拉伸性能的影响,发现在应变速率相同时,随着变形温度升高,合金的流变应力降低而延伸率提高;温度不变,应变速率增大时,合金强度提高,塑性降低。不同变形条件对显微组织的影响表现为:变形温度相同时,应变速率增大,合金的变形程度增大。具体为:粗板条被拉长,等轴颗粒变扁变长的程度大。应变速率相同时,变形温度降低,合金的变形程度增大。研究了不同显微组织形态的蠕变行为,得出板条组织具有最优的抗蠕变性能,等轴组织的抗蠕变性能最差;随着时效温度升高,板条组织与双态组织的变化趋势一致,随着时效温度升高,合金的抗蠕变性降低;但是等轴组织随时效温度升高,变化趋势相反。不同显微组织在650℃下的蠕变应力因子n分别为:板条组织n=3.84,双态组织n=4.28,等轴组织n=5.14;不同显微组织在150MPa下的蠕变激活能Q分别为:板条组织Q=230.85KJ/mol,双态组织Q=318.69 KJ/mol,等轴组织Q=329.72KJ/mol。三种不同组织形态下Qapp的值从230.85～329.72 KJ/mol,应力因子n从3.84～5.14,蠕变机制对应于位错攀移控制的蠕变。同时研究了蠕变对相演变规律的影响,发现蠕变诱发等轴a2相颗粒分解,使等轴a2相形成细板条状的α2+O混合结构。

关键词： Ti2AlNb基合金显微组织演变板条组织双态组织等轴组织拉伸性能蠕变性能相分解

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Cu-Ti-Fe合金热变形组织演变及动态再结晶模型

Cu-Ti-Fe合金热变形组织演变及动态再结晶模型

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第十届全国材料科学与图像科技学术会议暨校地企产学研合作创新论坛

作者：陈超陈冷北京科技大学材料科学与工程学院

Cu-Ti系时效析出型合金由于具有较高的强度和弹性,良好的耐热性、耐疲劳性以及优良的耐应力松弛性近年来成为学者们讨论的热点。在合金的制备过程中,热压缩阶段发生的动态回复与动态再结晶一直是该合金制定热处理工艺的基础。我们采用Gl... 详细信息

Cu-Ti系时效析出型合金由于具有较高的强度和弹性,良好的耐热性、耐疲劳性以及优良的耐应力松弛性近年来成为学者们讨论的热点。在合金的制备过程中,热压缩阶段发生的动态回复与动态再结晶一直是该合金制定热处理工艺的基础。我们采用Gleeble-1500热模拟实验机对Cu-Ti-Fe三元合金进行等温恒应变速率压缩变形实验。将实验温度设为973-1123 K,变形速率设为0.01-10 s,最大变形量为60%。利用电子背散射衍射和金相法对合金热变形后的微观组织进行了定量分析,实验结果表明,在同一变形量下,随着变形速率的增加,动态再结晶体积分数明显增大,合金的变形组织更加均匀。在低变形温度条件下,合金内部几乎没有发生动态再结晶,随着变形温度的升高,动态再结晶体积分数明显增大。进一步采用EM模型描述合金的动态回复曲线,通过回归方法得到Cu-Ti-Fe合金热压缩过程中的动态再结晶动力学方程。用基于ELM算法的人工神经网络建立了固溶处理后再结晶晶粒尺寸和再结晶体积分数的预测模型。输入参数为变形速率,变形温度和变形量,再结晶体积分数和平均晶粒尺寸作为神经网络的输出参数。预测结果与实测结果吻合良好,说明该神经网络模型对于Cu-Ti-Fe合金固溶处理后的再结晶组织具有很好的预测能力,这对于制定合理的热加工工艺具有重要的意义。

关键词： Cu-Ti-Fe合金热模拟显微组织演变动态再结晶模型人工神经网络

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2015年《铸造技术》总目次(第36卷)

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铸造技术 2015年第12期 3035-3046页

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