简介:分析了铸态和挤压态ZK60-xGd(x=0-4)合金的组织和相组成,测试了其拉伸力学性能。结果表明,随着Gd含量的增加,铸态组织逐渐细化,Mg-Zn-Gd新相逐渐增多,而MgZn2相逐渐减少直至消失,第二相趋于连续网状分布于晶界处;当Gd含量不超过2.98%时,铸态室温拉伸力学性能稍降低。经挤压比λ=40和挤压温度T=593K的挤压后,组织显著细化,平均晶粒尺寸逐渐减至ZK60-2.98Gd合金的2μm,破碎的第二相沿着挤压方向呈带状分布;挤压态的拉伸力学性能均显著提高:298和473K时的抗拉强度分别从ZK60合金的355和120MPa逐渐提高至ZK60-2.98Gd合金的380和164MPa。挤压态拉伸断口呈现典型的韧性断裂特征。
简介:利用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸试验,研究不同温度等通道转角挤压(ECAP)和常规静态时效处理后6013Al-Mg-Si铝合金的微观结构、时效行为、析出动力学以及力学性能。XRD测得的ECAP变形后合金的平均晶粒尺寸在66-112nm范围内,平均位错密度在1.20×10^14-1.70×10^14m^-2范围内。DSC分析表明,由于ECAP后试样比常规时效处理试样拥有更细小的晶粒和更高的位错密度,因此,ECAP变形后合金的析出动力学更快。与未变形合金相比,ECAP后试样的屈服强度和抗拉强度都得到了显著提高。室温ECAP后试样的强度达到最大,其屈服强度是静态峰时效屈服强度的1.6倍。细晶强化、位错强化以及由于ECAP过程中的动态析出而产生的析出相强化,是ECAP合金获得高强度的几种主要强化机制。
简介:研究定向凝固条件下凝固参数(生长速率v和温度梯度G)对Mg-2.35Gd合金显微组织及室温力学性能的影响。采用金属液淬技术,在温度梯度G为20、25、30K/mm,生长速率v为10-200μm/s条件下通过高梯度Bridgman定向凝固炉制备试样。研究表明,实验合金的显微组织均为胞晶组织,胞晶间距λ随温度梯度和生长速率的增大而减小,其非线性拟合关系分别为λ=136.216v^-0.2440(G=30K/mm)、λ=626.5630G^-0.5625(v=10μm/s),均与Trivedi模型较吻合。随温度梯度和生长速率的增大,合金室温抗拉强度逐渐提高,伸长率逐渐降低。同时,合金室温抗拉强度高于相同冷却速率条件下自由凝固试样的室温抗拉强度。
简介:采用非自耗真空电弧熔炼炉制备不同Zr含量的Ti43Al与Ti47Al合金,研究该合金的显微组织和力学性能的变化。结果表明:Zr对Ti43Al合金的组织形态无明显影响,Ti47Al合金则由枝晶组织演变成等轴晶组织。Zr元素的添加能细化晶粒。Zr能促进γ相的形成,Zr在Ti43Al和Ti47Al合金γ相中的固溶度分别为12.0%和5.0%(摩尔分数)。经过分析,Ti43Al-xZr中的γ相由β相转化而来,Ti47Al-xZr中的γ相则由α相转化而来。细晶强化和固溶强化作用使压缩强度提高;然而,严重的显微偏析会导致力学性能下降。Zr元素极大的固溶度对合金的塑性具有不利的影响。Ti43Al-xZr和Ti47Al-xZ合金的最大压缩强度分别为1684.82MPa(x=5.0%)和2158.03MPa(x=0.5%),而Ti43Al-xZr合金的压缩应变无明显变化,Ti47Al-xZr合金的最大压缩率为35.24%(x=0.5%)。两组合金均呈脆性断裂特征。
简介:水热合成并表征水硅铀矿,在此基础上对水硅铀矿在硫酸体系中的浸出过程进行研究,并将结果与其他相关的合成U4+矿物如氧化铀(UO2)和钛铀矿(UTi2O6)在类似条件下的浸出速率和浸出率进行比较。浸出时间对铀溶出影响的研究表明,水硅铀矿在36~48h被完全浸出,该反应的活化能为38.4kJ/mol。与水硅铀矿相比,氧化铀矿的溶出速率明显较快,可以在3h内达到完全溶出(Ea=42~84kJ/mol)。比较而言,合成钛铀矿的浸出速率较水硅铀矿的明显更低,其144h铀的最大浸出率只有18%。上述3种矿物溶出速率和提取率的显著区别与文献报道相符合,即矿物的可溶出性为氧化铀>水硅铀矿>钛铀矿。在天然水硅铀矿中,由于杂质的存在,其可溶出性可能会被进一步抑制。
简介:对自然时效1、3、5、7个月的ZnAl15钎料进行了显微组织和力学性能分析,结果发现,未经时效的ZnAl15钎料组织主要是过饱和α-Al相和过饱和β-Zn相,随时效时间的延长,钎料中过饱和α-Al相和过饱和β-Zn相发生脱溶分解,引起富Al的α相的体积分数增加,而Zn含量较高的β相和α相组成的共析组织的体积分数减少;另外,钎料组织中O含量逐渐增多,钎料晶界产生氧化物,导致晶界模糊、弱化。钎料组织形貌、相组成等随时效时间的增加而发生改变,导致钎料抗拉强度和延伸率下降、显微硬度升高。时效7个月的钎料其抗拉强度降低33%、延伸率降低65%,而显微硬度增加15%。
简介:在氩气气氛下,将Ag2O与石墨通过机械活化或热还原反应生成Ag,对其等温还原过程的动力学进行研究。结果表明,采用Johnson-Mehl-Avrami模型能合理地解释Ag2O与石墨经机械活化和热还原合成Ag的过程。采用相同的模型来研究机械活化和热还原反应合成Ag的动力学时,机械活化还原过程中的Avrami指数比热还原的要高;热还原和机械活化过程中的晶核长大机制分别是扩散控制和界面控制。
简介:通过原位生成反应,采用Cu-3.4%Ti和Cu-0.7%B中间合金,利用快速凝固技术制备纳米TiB,颗粒增强块体Cu—Ti合金,然后对合金在900℃进行热处理l~10h。高分辨透射电镜(HRTEM)观察表明,在铜熔体中,Ti和B通过原位反应生成初始纳米TiB2颗粒和TiB晶须,TiB晶须的生成会导致TiB2颗粒粗化。初始TiB2颗粒沿晶界分布,会阻碍晶粒在高温下的生长。在对合金进行热处理时,晶粒内的Ti和B原子通过扩散反应生成二次TiB2颗粒。对合金热处理前后的导电率和硬度进行测试。结果显示,生成的二次TiB2颗粒能够延缓合金在高温下硬度的下降,合金的电导率和硬度随着热处理时间的延长而增加,在处理8h时分别为33.5%IACS和HVl58。
简介:分别采用液态挤压铸造和半固态挤压铸造工艺成形ZL104铝合金连杆,研究不同工艺参数对连杆的显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:与传统液态挤压铸造相比,半固态挤压铸造连杆的抗拉强度和伸长率分别提高了22%和17%。半固态挤压铸造过程中,随着重熔温度的增加,平均晶粒尺寸和形状因子都增大;随着模具预热温度的升高,平均晶粒尺寸增大,形状因子先增加后减小;这两种情况下连杆的抗拉强度和伸长率都先增加后减小。但随着挤压压力的提高,平均晶粒尺寸减小,且形状因子增大,连杆的力学性能明显提高。此外,成形半固态挤压铸造连杆的最佳重熔温度、挤压压力及模具预热温度分别为848K、100MPa及523K。
简介:采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%-10%和3%-6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387MPa,280.3MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。
简介:为了研究触变注射成形AZ91D合金中固相颗粒的形貌演变和液相的凝固行为,对该合金的组织和凝固行为进行了试验观察和理论分析。典型触变注射成形AZ91D合金由α-Mg和β-Mg17Al12两相构成,α-Mg相又可分为未熔固相和初生固相。未熔固相主要有形貌较为接近球状的固相、形貌不规则的固相、内部含有小液池的固相以及包裹液相的固相4种形貌。形貌不规则的固相被认为是球状固相和包裹液相的固相的中间发展形貌,内部含有小液池的固相可能是包裹液相的固相的初级形貌,包裹液相的固相则可能发生破裂形成不规则固相,最终发展成球状固相。球状固相被认为是最理想的也是最终的固相形貌。初生固相在液相合金中形核并长大,直至有不稳定长大行为发生为止,较为细小、圆整,主要受冷却速率的影响。Mg-Al合金二元相图的分析结果与试验观察到的组织相吻合。
简介:将镍钛形状记忆合金Ni50.9Ti49.1(摩尔分数)在1123K固溶处理2h,然后分别在573、723和873K时效2h。采用透射电镜、高分辨率透射电镜、扫描电镜和压缩实验,系统研究固溶处理和时效对镍钛合金组织演化及力学性能的影响。结果表明:固溶处理有助于消除原始镍钛样品中的Ti2Ni相,但不能消除TiC相。固溶处理导致镍钛合金中原子排列的有序畴界。在所有时效镍钛样品中,Ni4Ti3析出相、R相和B2奥氏体相共存于室温下的镍钛基体上,然而在873K时效的镍钛样品中,可以观察到马氏体孪晶。在573和723K时效的镍钛样品中,细小密集的Ni4Ti3相均匀分布在镍钛基体上,而且与B2基体保持共格关系。然而,在873K时效的镍钛样品中,Ni4Ti3相尺寸非常不均匀,和B2基体保持共格、半共格和非共格关系。在723K时效的条件下,细小均匀的Ni4Ti3相阻碍位错运动,导致最大的位错滑移临界分切应力,因此镍钛样品表现出最高的屈服强度。