【摘 要】
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采用纳米压痕和扩散偶相耦合的方法对体心立方富Ti端Ti?Nb?Zr?Sn合金力学和扩散性能开展高通量检测.通过在1273 K固溶退火25 h制备9组四元Ti?Nb?Zr?Sn扩散偶.借助纳米压痕和电子探针等技术实验确定随成分变化的力学性能,并且利用实用高效数值回归方法从四元扩散偶的成分梯度中获取相应的互扩散系数.这套Ti?Nb?Zr?Sn合金随成分变化的力学和扩散性能数据库可用于热加工过程中的加工变形性能分析.结果显示,控制Nb和Sn等溶质元素含量可提高Ti?Nb?Zr?Sn合金的硬度和耐磨性能,而另一种
【机 构】
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暨南大学 先进耐磨蚀及功能材料研究院,广州 510632;东莞材料基因高等理工研究院,东莞 523808;中南大学 粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083
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采用纳米压痕和扩散偶相耦合的方法对体心立方富Ti端Ti?Nb?Zr?Sn合金力学和扩散性能开展高通量检测.通过在1273 K固溶退火25 h制备9组四元Ti?Nb?Zr?Sn扩散偶.借助纳米压痕和电子探针等技术实验确定随成分变化的力学性能,并且利用实用高效数值回归方法从四元扩散偶的成分梯度中获取相应的互扩散系数.这套Ti?Nb?Zr?Sn合金随成分变化的力学和扩散性能数据库可用于热加工过程中的加工变形性能分析.结果显示,控制Nb和Sn等溶质元素含量可提高Ti?Nb?Zr?Sn合金的硬度和耐磨性能,而另一种溶质元素Zr能够有效提升合金的热加工变形能力.“,”The mechanical and diffusion properties of bcc Ti?Nb?Zr?Sn alloys in the Ti-rich corner were analyzed through a high-throughput method with the combination of nanoindentation and diffusion couple techniques. Nine groups of quaternary Ti?Nb?Zr?Sn diffusion couples were prepared after annealing at 1273 K for 25 h. The composition-dependent mechanical properties were determined by nanoindentation and electron probe microanalysis (EPMA) techniques. Moreover, the corresponding interdiffusion coefficients were confirmed from the composition gradients of the quaternary diffusion couples using a pragmatic numerical inverse method. A composition-dependent database on the mechanical and diffusion properties was utilized to discuss the processability during the hot working. The results reveal that the solute elements Nb and Sn are strictly controlled to increase the hardness and wear resistance of Ti?Nb?Zr?Sn alloys, and the additional element Zr is mainly useful to improve the processability during the hot working.
其他文献
铝合金和镁合金的半固态成形技术因其低成本、短流程、低能耗等优点被认为是一种加工性能优良的复杂零部件的先进成形方法.在过去的十年里,对半固态成形技术的工艺、显微组织与成形件性能的理解已取得较大的进展.本文首先回顾常见的半固态浆料制备方法,然后分析半固态成形铝合金与镁合金的性能和增强机制.随后,对半固态浆料显微组织演化和流变行为的主流观点进行分析.此外,还介绍半固态成形技术在我国的发展概况及近年来的部分应用实例.最后,对我国铝合金和镁合金的半固态成形技术中亟待解决的关键问题和未来的发展前景进行讨论.“,”Ow
焊接在汽车、航空航天、机器人、建筑等行业具有重要的作用.这些行业常用非焊接方法制造很多铝合金零部件或系统.然而,由于不可热处理合金的存在、孔隙、凝固和熔融裂纹等因素,铝合金的熔焊具有挑战性.许多制造商采用传统的空气搅拌摩擦焊(FSW)焊接合金和异质材料,也有许多研究报道关于该传统FSW技术在焊接金属和聚合物材料,尤其是铝合金和铝基复合材料方面的缺点.近年来,为了克服传统FSW技术焊接铝合金的缺点,开发出很多其他FSW技术,例如水下搅拌摩擦焊(UFSW)和振动搅拌摩擦焊(VFSW)等.本文综述了近年来铝合金
为了同时提高Al?Zn?Mg?Cu合金强度和成形性能,构建析出相和溶质元素浓度分布理论模型,并对合金内异构组织进行理论设计和过程调控.研究结果表明,沉淀相的溶解主要受其尺寸和热处理温度影响,溶质元素在合金基体中扩散所形成的异构组织特征主要取决于晶粒尺寸,而热处理温度仅对较大尺寸晶粒内的溶质元素浓度分布有显著影响.上述理论预测Al?Zn?Mg?Cu合金内的沉淀相和溶质元素分布情况与实测结果较为吻合.此外,通过有效控制Al?Zn?Mg?Cu合金内沉淀相和溶质元素浓度分布可以更好地精准构筑微区异构组织,从而更大
通过第一性原理计算方法研究Al?Cu合金中Sc掺杂 θ′(Al2Cu)/Al的界面特性.根据计算结果和已报道的实验结果,建立Sc掺杂的半共格和共格θ′(Al2Cu)/Al界面(Sc掺杂在Al表面(S1位点),Sc掺杂在θ′表面(S2位点))模型.通过对界面结合强度的分析,发现Sc位于S1位点时,掺杂界面的界面能显著降低,黏附功显著增加.特别是被间隙Cu原子占据的共格界面,当Sc位于S1位点时具有极好的结合强度.电子结构表明,Sc在S1位点的界面形成强Al—Cu键,而Sc在S2位点的界面形成Al—Al键.A
为了延长无铆连接接头的使用寿命,提出一种采用空心铆钉进行修复的失效接头修复工艺.通过实验的方法,采用不同的修复力对失效无铆接头进行修复.结果表明,原始无铆接头和修复接头的失效形式一致,皆为颈部断裂失效模式.与原始无铆接头相比,当修复力为40 kN时,修复接头的抗剪载荷由1810.5 N增加到1986.47 N,能量吸收值由2.34 J增加至3.46 J.所研究的有效修复力范围为35～40 kN,对于失效AA5052无铆接头,其最优的修复力为40 kN.修复接头的力学性能明显优于原始无铆接头的力学性能,这充
通过时间?温度?性能(TTP)曲线研究AA7136合金的淬火敏感性,使用扫描电镜、扫描透射电镜和高分辨电镜研究等温保温过程中的非均匀析出行为.结果显示,99.5％TTP曲线的鼻尖温度约为346℃,鼻尖处的转变时间约为0.245 s.在不同等温保温样品中观察到η(MgZn2)相、T(Al2Zn3Mg3)相、S(Al2CuMg)相或富Cu?Zn的Y相,并将这些相的析出行为描述在TTP曲线中.随着保温时间的延长,这些平衡相的尺寸和面积分数增大,导致样品时效后的硬度降低.根据晶界/亚晶界和晶内弥散粒子上非均匀析出
采用5道次累积叠轧制备超细晶粒1060铝合金带材,并对材料分别进行三道次冷轧(298 K)、深冷轧制(轧制温度为83 K和173 K).采用透射电子显微镜检查样品的显微组织,并通过拉伸试验和显微硬度试验测量材料的力学性能.结果表明,在随后的轧制过程中,累积叠轧带材的晶粒尺寸进一步细化,并且随着轧制温度的降低,晶粒尺寸变得更细.深冷轧制(83 K)后带材的晶粒尺寸从累积叠轧样品的666 nm细化至266 nm,这比经过随后冷轧(346 nm)的晶粒尺寸更加细小.同时,与冷轧相比,随后的深冷轧制使超细晶带材具
通过拉伸试验、X射线衍射、扫描电镜、电子背散射衍射和扫描透射电镜等手段研究微量Ag元素对Mg?7.5Gd?1.5Y?0.4Zr(质量分数,％)合金析出行为和力学性能的影响.结果表明,含0.5％Ag(质量分数)的Mg?Gd?Y?Zr合金挤压后存在?0001?//挤压方向的织构组分.在225℃时效过程中,添加Ag元素不会形成新相,而是通过Ag偏聚加速析出动力学,细化β′相并增加其密度.此外,含0.5 wt.％Ag的Mg?Gd?Y?Zr合金峰时效后具有最好的强度和塑性协同性(抗拉强度为408 MPa;屈服强度为
采用阳极氧化技术在含0.15 mol/L NH4F的乙二醇中对Ti45Al8.5Nb合金进行阳极氧化处理.研究阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的高温氧化性能和摩擦学行为.结果表明,由于保护性氧化层的产生,经阳极氧化处理的Ti45Al8.5Nb合金表现出良好的抗高温氧化性能.经1000℃氧化100 h后,阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的增重仅为0.37 mg/cm2.另一方面,阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的硬度和弹性模量随高温氧化时间的延长先降低后升高,主要原因是富Al2O3的最外层氧化层的生成
为了研究TiB增强钛基复合材料在高温变形过程中的组织演变和硅化物析出行为,950℃时在应变速率为0.05 s?1,应变分别为0.04、0.40、0.70和1.00的工况下对其进行等温热压缩试验.研究发现:随着应变的增加,初生α相含量降低及其发生的连续动态再结晶和TiB增强相沿垂直压缩轴方向的定向分布导致应力趋于稳定,同时连续动态再结晶导致初生α相的取向差减小,从而削弱基体的织构强度.动态再结晶的机制主要是应变诱导晶界迁移以及TiB增强相诱导晶粒形核.元素扩散促进硅化物的析出,析出的Ti6Si3型硅化物主要