热双金属复合材料的研究现状与展望

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作者 黄念成 冯波 +5 位作者 冯晓伟 李达 陈天来 李国烽 黎小辉 郑开宏 《材料研究与应用》 CAS 2024年第2期261-269,共9页

热双金属复合材料是一种利用先进复合技术,使两种及以上具有不同热膨胀系数的金属复合形成冶金结合的层状复合材料。该材料可发挥不同金属的自身性能优势,实现复合材料的性能互补,同时因其形状可随环境温度改变而调控的特性,被广泛应用... 热双金属复合材料是一种利用先进复合技术,使两种及以上具有不同热膨胀系数的金属复合形成冶金结合的层状复合材料。该材料可发挥不同金属的自身性能优势,实现复合材料的性能互补,同时因其形状可随环境温度改变而调控的特性,被广泛应用于电子电器领域。随着电子科学技术飞速发展,对热双金属产品品质的要求也日益提高,总结并展望该材料在该领域的研究现状与前景意义重大。围绕电子电器领域的热双金属复合材料,综述了其制备原理、特性、组元构成、主要性能指标和制造技术。热双金属复合材料的工作原理是通过复合技术将两种及以上的金属层交替叠加并紧密结合,由于不同金属各异的热膨胀系数,当通过环境传导或自我发热方式受到热力刺激时,整个材料发生弹性弯曲变形而发生形状变化。热双金属的组元构成是影响其性能的重要因素,选择合适的金属组元可以使其具备更优异的性能。常见的组元包括钢-铝、铜-铝等,高膨胀层一般为锰铜合金,低膨胀层一般为铁镍合金。通过合理设计不同金属的层厚比例和堆叠顺序,可以调控材料的热膨胀性能和机械强度,主要性能指标包括材料的热膨胀系数、电导率和机械强度等,其中热膨胀系数决定了材料在不同温度下的形状变化程度,电导率影响了材料在电子电器中的导电性能,而机械强度则直接关系到材料的使用寿命和稳定性。制造技术是影响热双金属复合材料品质的关键因素之一,常见的制造技术包括爆炸复合、轧制复合和粉末冶金等。不同的制造技术会影响材料的结合程度、微观结构及性能稳定性,因此在选择制造技术时需要考虑到具体的应用场景和要求。最后,对热双金属复合材料未来的主要发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 热双金属复合材料 电子电器 热膨胀系数 电导率 机械强度 先进复合技术 研究进展

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具有孔隙结构的金属基金刚石工具的研究进展

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作者 刘庭伟 闫志巧 +4 位作者 吴益雄 陈欣宏 陈峰 单泉 龙莹 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期139-168,共30页

在金属基金刚石工具中引入孔隙结构,旨在增加容屑空间和冷却效果,从而提高工具性能。然而,孔隙率增加导致的工具力学性能急剧下降,限制了工具的服役性能。近年来科研人员开发了多种金刚石工具制备新方法,制备的工具孔隙结构从整体均匀... 在金属基金刚石工具中引入孔隙结构,旨在增加容屑空间和冷却效果,从而提高工具性能。然而,孔隙率增加导致的工具力学性能急剧下降,限制了工具的服役性能。近年来科研人员开发了多种金刚石工具制备新方法,制备的工具孔隙结构从整体均匀化向局部有序化转变,同时工具的性能和成本等也呈现出较大差异。因此,本文首先介绍多孔金属基金刚石工具的孔隙结构特点及其对性能的影响,然后围绕制备多孔金属基金刚石工具的热压法、增材制造法和激光修整法,系统总结了各制备方法的原理和参数调控要点,重点梳理了工具的制备工艺参数-孔隙结构-力学性能-服役性能之间的对应关系,最后评述各制备方法的优缺点及适用范围,探讨多孔金属基金刚石工具可能的发展方向。 展开更多

关键词 金刚石工具 孔隙 热压 增材制造 激光修整

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Ti增强镁基复合材料搅拌铸造中颗粒分散行为的研究 被引量：1

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作者 陈旭栋 徐军 +6 位作者 尹翠翠 李新涛 冯波 周楠 王天国 郑开宏 潘复生 《材料研究与应用》 CAS 2023年第4期619-624,I0002,共7页

利用材料性能模拟软件JMatPro对Mg-Al系合金进行热力学和相转变的计算,得到镁合金在半固态和液态不同温度下粘度变化的规律。使用CFD方法对镁合金熔体的固-液混合过程进行了模拟,计算不同粒径Ti颗粒在不同熔体粘度下在搅拌槽中的分布情... 利用材料性能模拟软件JMatPro对Mg-Al系合金进行热力学和相转变的计算,得到镁合金在半固态和液态不同温度下粘度变化的规律。使用CFD方法对镁合金熔体的固-液混合过程进行了模拟,计算不同粒径Ti颗粒在不同熔体粘度下在搅拌槽中的分布情况,以及Ti颗粒分散性的变化趋势,并通过在树脂中添加不同比例稀释剂调控粘度值,研究纳米Ti颗粒在不同粘度下的分散行为。结果表明:随着Ti颗粒粒径减小,熔体粘度增加,这有利于Ti颗粒在搅拌槽中各区域分布;在相同搅拌速度下,随着搅拌时间增加延长和熔体粘度提高,Ti颗粒团聚行为明显降低,微观区域明显改善。 展开更多

关键词 铸造镁基复合材料 Ti颗粒 粘度 固液混合

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W–Cu梯度复合材料的制备、组织与性能 被引量：1

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作者 冯晓伟 司岸恒 +1 位作者 冯波 李达人 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期283-289,共7页

采用不同配比的W粉和Cu粉为原料,经过混粉、放电等离子烧结后制备了三层的W–Cu梯度复合材料,研究了不同烧结温度下W–Cu梯度复合材料的微观组织、界面特征、物理性能、力学性能及抗热震性能。结果表明:900℃烧结制备W–Cu梯度复合材料... 采用不同配比的W粉和Cu粉为原料,经过混粉、放电等离子烧结后制备了三层的W–Cu梯度复合材料,研究了不同烧结温度下W–Cu梯度复合材料的微观组织、界面特征、物理性能、力学性能及抗热震性能。结果表明:900℃烧结制备W–Cu梯度复合材料相对密度高(95%)且保持了单层的原始设计成分;每个梯度层中W、Cu分布较均匀,W、Cu之间界面结合良好,未发生扩散。W–Cu梯度复合材料的力学性能呈梯度分布,W–40Cu层的显微硬度最高为HV 136。在压缩过程中,W–40Cu层首先发生断裂,最高压缩屈服强度为332 MPa。900℃烧结制备的W–Cu梯度复合材料的热导率为202 W·m^(-1)·K^(-1)。经抗热震实验后,梯度复合材料界面处无裂纹,具有良好的抗热震性能。 展开更多

关键词 梯度复合材料 放电等离子烧结 微观组织 界面特征 力学性能

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3D打印Ti骨架增强AZ31B复合材料的制备及磨损性能研究

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作者 杨艺 李英民 +2 位作者 郑开宏 李新涛 韩胜利 《铸造》 CAS 北大核心 2023年第8期963-968,共6页

采用选区激光熔化技术(SLM)打印出多孔Ti预制体骨架,将液态AZ31B镁合金通过无压浸渗的方法填充在Ti预制体骨架内部的空隙之中,制备出结构致密、界面结合良好的复合材料。通过在多功能摩擦磨损试验机(UTM-3)上对AZ31B合金与复合材料的磨... 采用选区激光熔化技术(SLM)打印出多孔Ti预制体骨架,将液态AZ31B镁合金通过无压浸渗的方法填充在Ti预制体骨架内部的空隙之中,制备出结构致密、界面结合良好的复合材料。通过在多功能摩擦磨损试验机(UTM-3)上对AZ31B合金与复合材料的磨损性能进行表征。同时采用带有EDS能谱的扫描电子显微镜对材料的磨损形貌进行观察。结果表明,较软的AZ31B合金耐磨性差,其磨损机制主要是磨粒磨损与黏着磨损,同时在磨损过程中伴有氧化现象。与AZ31B合金相比,Ti/AZ31B复合材料中因为Ti骨架的存在显著提高了材料的耐磨性能,其磨损机制主要是微量的磨粒磨损与黏着磨损。 展开更多

关键词 3D打印 无压浸渗 复合材料 摩擦磨损

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氧化物钎料连接Al_(2)O_(3)陶瓷的研究现状 被引量：1

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作者 何晨杰 王娟 +1 位作者 郑开宏 郑志斌 《材料研究与应用》 CAS 2021年第4期406-413,共8页

对氧化物钎料连接Al_(2)O_(3)陶瓷的研究现状进行了阐述,介绍了目前氧化物钎料连接Al_(2)O_(3)陶瓷的一般流程和工艺方法.主要介绍了用于Al_(2)O_(3)陶瓷连接的高温氧化物钎料和低温氧化物钎料,并且分别对钎料的成分、接头组织、连接温... 对氧化物钎料连接Al_(2)O_(3)陶瓷的研究现状进行了阐述,介绍了目前氧化物钎料连接Al_(2)O_(3)陶瓷的一般流程和工艺方法.主要介绍了用于Al_(2)O_(3)陶瓷连接的高温氧化物钎料和低温氧化物钎料,并且分别对钎料的成分、接头组织、连接温度、接头剪切强度及组织变化趋势等进行了总结,最后指出了氧化物钎料的优势和存在的不足,旨在为氧化物钎料连接Al_(2)O_(3)陶瓷的研究重点和发展方向提供参考. 展开更多

关键词 氧化物钎料 陶瓷连接 微晶玻璃 Al_(2)O_(3)陶瓷

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稀土Yb、Ce对钛铝合金高温抗氧化性能的影响 被引量：3

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作者 张小艳 罗铁钢 +4 位作者 刘胜林 郑雪萍 王峰 马学琴 党岳辉 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期218-224,共7页

采用放电等离子烧结制备添加微量稀土元素的钛铝合金,研究稀土元素Yb、Ce对钛铝合金高温抗氧化性能的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析钛铝合金的组织结构、微观形貌和物相组成,通过高温氧化实验分析合金的高温... 采用放电等离子烧结制备添加微量稀土元素的钛铝合金,研究稀土元素Yb、Ce对钛铝合金高温抗氧化性能的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析钛铝合金的组织结构、微观形貌和物相组成,通过高温氧化实验分析合金的高温抗氧化性能。结果表明:经放电等离子烧结制备的钛铝合金的相对密度最高可达99%。800℃高温氧化后的氧化动力学曲线均近似遵循抛物线规律;经过100h的高温氧化处理后,Ti-45Al、Ti-45Al-0.3Yb2O_(3)和Ti-45Al-0.3CeO_(2)三种合金的质量增重分别为14.63g·m^(-2)、7.02g·m^(-2)、8.19g·m^(-2)。添加稀土元素的钛铝合金的高温抗氧化性能明显得到改善,其中添加Yb的钛铝合金的高温抗氧化性能提高约1倍。钛铝合金的氧化产物均具有典型层状结构,最外层为TiO_(2),第二层为TiO_(2)+Al_(2)O_(3)混合氧化物。 展开更多

关键词 钛铝合金 稀土元素 高温抗氧化 氧化动力学 放电等离子烧结

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Fe-6.5wt%Si/纳米Fe_(3)O_(4)复合磁粉芯的组织结构及磁性能研究 被引量：4

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作者 杨天生 卢克超 +2 位作者 王健 郑志刚 刘辛 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10023-10028,共6页

采用Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒掺杂法制备Fe-6.5wt%Si/Fe_(3)O_(4)微纳复合磁粉芯,研究了纳米Fe_(3)O_(4)添加量对Fe-6.5wt%Si/Fe_(3)O_(4)复合磁粉芯的相结构、微观形貌等组织结构特征,以及致密度、电阻率、有效磁导率、功率损耗等物理... 采用Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒掺杂法制备Fe-6.5wt%Si/Fe_(3)O_(4)微纳复合磁粉芯,研究了纳米Fe_(3)O_(4)添加量对Fe-6.5wt%Si/Fe_(3)O_(4)复合磁粉芯的相结构、微观形貌等组织结构特征,以及致密度、电阻率、有效磁导率、功率损耗等物理特性的影响规律。研究结果表明:添加适量磁性纳米Fe_(3)O_(4)填充Fe-6.5wt%Si微米颗粒间的孔隙,增加单位体积内磁性物质的量,能够明显削弱由非磁性树脂绝缘包覆所造成的磁稀释效应,且磁性纳米Fe_(3)O_(4)与Fe-6.5wt%Si颗粒相互作用实现相邻磁性颗粒间磁通的连续性,大幅度提高磁导率。特别是,当纳米Fe_(3)O_(4)添加量达3wt%时,复合磁粉芯的综合性能最优,其中密度从6.48 g/cm^(3)提高至6.66 g/cm^(3),有效磁导率从72.8提升至81.7,且具有良好的频率稳定性。 展开更多

关键词 Fe-6.5wt%Si磁粉芯 Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒掺杂 组织结构 有效磁导率 损耗

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ARZ陶瓷颗粒增强316L不锈钢复合材料的制备及性能 被引量：1

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作者 章伟强 袁鸽成 +1 位作者 王娟 罗铁钢 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期268-274,共7页

采用粉末冶金工艺制备了Al_(2)O_(3)增强ZrO_(2)(alumina reinforced zirconia,ARZ)陶瓷颗粒增强316L不锈钢(316L不锈钢/ARZ)复合材料,研究了ARZ陶瓷颗粒体积分数对316L不锈钢/ARZ复合材料的微观组织、相对密度、硬度、耐磨性的影响。... 采用粉末冶金工艺制备了Al_(2)O_(3)增强ZrO_(2)(alumina reinforced zirconia,ARZ)陶瓷颗粒增强316L不锈钢(316L不锈钢/ARZ)复合材料,研究了ARZ陶瓷颗粒体积分数对316L不锈钢/ARZ复合材料的微观组织、相对密度、硬度、耐磨性的影响。结果表明:当ARZ陶瓷颗粒体积分数为20%时,复合材料的相对密度达到97.53%,与不锈钢基体相当;继续加入ARZ陶瓷,陶瓷颗粒发生团聚降低了复合材料相对密度。316L不锈钢/ARZ复合材料的硬度随着ARZ陶瓷颗粒体积分数的增高而增大,当ARZ陶瓷颗粒的体积分数为60%时,复合材料的硬度达到最大值HRB 96.8。复合材料耐磨性优于不锈钢基体,其中含有体积分数为60%ARZ陶瓷颗粒的复合材料体积磨损率较基体减少了4.2倍;随着ARZ陶瓷颗粒含量的增加,复合材料的耐磨性提高,复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢的剥落。 展开更多

关键词 金属陶瓷复合材料 粉末冶金 Al_(2)O_(3)增强ZrO_(2)陶瓷 316L不锈钢 摩擦 磨损

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含镁轻质高熵合金的研究进展 被引量：5

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作者 侯成浩 周楠 +4 位作者 刘贞阳 张志波 黎小辉 张静 郑开宏 《材料研究与应用》 CAS 2022年第6期959-970,共12页

镁被誉为21世纪绿色金属结构材料,在交通、航空等轻量化需求领域中具有广阔的应用前景。然而镁合金的绝对强度及塑性加工能力有限,极大程度地限制了镁合金的应用。近年来,由5种或5种以上等物质量比或近等物质量比金属形成的高熵合金具... 镁被誉为21世纪绿色金属结构材料,在交通、航空等轻量化需求领域中具有广阔的应用前景。然而镁合金的绝对强度及塑性加工能力有限,极大程度地限制了镁合金的应用。近年来,由5种或5种以上等物质量比或近等物质量比金属形成的高熵合金具有高强度、高硬度、高耐磨性等优异性能,成为最具发展潜力的新材料之一。高熵合金的独特设计理念为镁合金的强度和塑性的综合提升提供了有效的借鉴。采用镁等低密度组元可显著降低高熵合金的密度,同时又兼具高熵合金的优异性能,如含镁轻质高熵合金Al_(20)Li_(20)Mg_(10)Sc_(20)Ti_(30)的密度仅有2.67g·cm^(-3),但硬度可达5.9 GPa。对含镁轻质高熵合金的设计制备、微观组织及性能的研究进展进行了总结归纳,概括了当前研究中存在的问题,对含镁轻质高熵合金的未来进行了展望,旨在为含镁轻质高熵合金的研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 高熵合金 镁 合金设计 微观结构 性能

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MgAlLiZnTi轻质高熵合金的热变形行为与热加工图研究 被引量：2

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作者 侯成浩 周楠 +3 位作者 黎小辉 马春雨 张静 郑开宏 《材料研究与应用》 CAS 2023年第4期612-618,I0001,共8页

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机,在变形温度为250—350℃、应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^(-1)、真应变量分别为0.3、0.45、0.6的条件下,对Mg_(54)Al_(22)Li_(11)Zn_(11)Ti_(2)轻质高熵合金进行热压缩实验。基于Arrhennius模... 采用Gleeble-3500热/力模拟试验机,在变形温度为250—350℃、应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s^(-1)、真应变量分别为0.3、0.45、0.6的条件下,对Mg_(54)Al_(22)Li_(11)Zn_(11)Ti_(2)轻质高熵合金进行热压缩实验。基于Arrhennius模型对热压缩实验数据进行拟合,建立合金的本构方程,并绘制该合金在不同真应变下的热加工图。结果表明:在实验条件下,合金的热变形过程为加工硬化和动态再结晶为主的动态软化,且该合金的流变应力值与应变速率呈正相关,与变形温度呈负相关;该合金的热加工图表明,最佳的热加工工艺参数为变形温度335—350℃、应变速率1×10^(-3)—1 s^(-1)。 展开更多

关键词 MgAlLiZnTi高熵合金 热变形 本构方程 热加工图

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Al−Si−Fe−Mn合金熔体保温过程中富铁相的三维形态特征和生长行为

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作者 宋东福 赵愈亮 +4 位作者 贾义旺 李新涛 周楠 郑开宏 张卫文 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期1745-1758,共14页

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉... 采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉字状以及汉字和多边形的耦合结构。富铁相的三维形貌显示,星形富铁相由多个多分支的初生相和衍生的不规则次生相组成;耦合结构由多面体和枝晶组成;单一汉字相则由枝晶组成。随着保温温度的降低,富铁相的数量、体积分数以及最大富铁相的体积和连通性显著降低。原位同步辐射X射线结果显示,在凝固过程中形成了两类初生富铁相,其中尺寸较小的初生富铁相保留在熔体中,并成为耦合共晶结构富铁相的形核质点。 展开更多

关键词 保温温度 Al−Si合金 富铁相 3D形态演变 同步辐射X射线

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Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al合金的室温轧制组织与力学性能 被引量：4

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作者 刘思琦 马晗 +4 位作者 黄正华 张忠明 徐春杰 李潇 陈峰 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1605-1616,共12页

Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al(质量分数,%)合金铸态试样经均匀化和热挤压后获得挤压板材,分别对均匀化板材和挤压板材进行室温轧制和时效处理;采用OM、SEM、TEM和EBSD分析其微观组织结构,同时测试其硬度和拉伸力学性能,旨在研究上述合金在不同... Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al(质量分数,%)合金铸态试样经均匀化和热挤压后获得挤压板材,分别对均匀化板材和挤压板材进行室温轧制和时效处理;采用OM、SEM、TEM和EBSD分析其微观组织结构,同时测试其硬度和拉伸力学性能,旨在研究上述合金在不同加工工艺下的组织与力学性能演变。结果表明:经室温轧制的均匀化板材组织由等轴晶转变为伴有孪晶的变形晶粒,再结晶处理后转变为静态再结晶晶粒;18R-LPSO结构发生收缩、聚集。峰时效处理后,部分晶粒内部析出大量层错和β′相,规定塑性延伸强度(Rp0.2)与抗拉强度较时效前分别提高24%和23%;室温轧制后,挤压板材的再结晶晶粒尺寸稍微增大,18R-LPSO结构出现不规则的弯曲与分层现象;时效后,板材的规定塑性延伸强度、抗拉强度和伸长率分别达到383 MPa、420 MPa和5.5%。 展开更多

关键词 稀土镁合金 长周期堆垛有序(LPSO)结构 轧制 微观组织 力学性能

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Ti对单相FCC的CoCrNi体系中/高熵合金组织与性能的影响 被引量：2

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作者 温盛华 赵志豪 +3 位作者 黄正华 陶平均 陈峰 闫志巧 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1480-1492,共13页

在CoCrNi三元、CoCrFeNi四元和Al_(0.3)CoCrFeNi五元合金中分别添加0.1~0.5(摩尔比)Ti,通过真空电弧炉制备出高硬度和高压缩强度的中/高熵CoCrNiTi_(x)、CoCrFeNiTi_(x)和Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)合金棒材。Ti添加量为0.1的合金棒材(以... 在CoCrNi三元、CoCrFeNi四元和Al_(0.3)CoCrFeNi五元合金中分别添加0.1~0.5(摩尔比)Ti,通过真空电弧炉制备出高硬度和高压缩强度的中/高熵CoCrNiTi_(x)、CoCrFeNiTi_(x)和Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)合金棒材。Ti添加量为0.1的合金棒材(以下简称Ti_(0.1)合金,其余合金作相同处理)均保持单相FCC结构;Ti_(0.3)合金均出现少量的新相(η或R);CoCrNiTi_(0.5)合金由FCC+BCC+η+σ相组成,Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(0.5)合金由FCC+BCC+R+B_(2)相组成,且二者微观组织均呈“花朵”状;而CoCrFeNiTi_(0.5)合金则由FCC+Laves+R+σ相组成,为树枝晶状结构。随着Ti含量的增加,三种体系合金的硬度均逐渐提高,且提高幅度按CoCrNiTi_(x)、Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)、CoCrFeNiTi_(x)顺序降低,其中CoCrNiTi_(x)合金的硬度从CoCrNi合金的164HV提升至CoCrNiTi_(0.5)合金的865HV,提高幅度达427%。Ti_(0)和Ti_(0.1)合金均表现出优异的压缩塑性(不断裂),Ti_(0.3)和Ti_(0.5)合金的压缩屈服强度均显著提高,其中Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(x)合金的压缩屈服强度从Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(0.3)合金的630 MPa提高至Al_(0.3)CoCrFeNiTi_(0.5)合金的1642 MPa,提高幅度达160%;但抗压强度和压缩变形量有所降低。 展开更多

关键词 高熵合金 单相FCC结构 Ti合金化 微观组织 力学性能

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镍铝青铜(NAB)的微观组织及腐蚀性能 被引量：4

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作者 冯晓伟 郑志斌 +2 位作者 冯波 王海艳 张蜀洪 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2022年第10期84-88,共5页

以目前国内外常用的船用镍铝青铜试样(国产支架S1、进口舵叶S2、进口螺旋桨S3)为研究对象,通过OM、SEM、失重法和电化学工作站等研究其微观组织、第二相组成和耐蚀性,结果表明:S1、S2和S3的微观组织主要由α、κ(κ_(Ⅱ)、κ_(Ⅲ)、κ_(... 以目前国内外常用的船用镍铝青铜试样(国产支架S1、进口舵叶S2、进口螺旋桨S3)为研究对象,通过OM、SEM、失重法和电化学工作站等研究其微观组织、第二相组成和耐蚀性,结果表明:S1、S2和S3的微观组织主要由α、κ(κ_(Ⅱ)、κ_(Ⅲ)、κ_(Ⅳ))相组成,其中κ_(Ⅱ)、κ_(Ⅲ)为富Ni相。在3.5%NaCl溶液中,S1试样的腐蚀速率最高,S3的腐蚀速率最低。界面电荷转移电阻是影响腐蚀过程的主要因素,S3的界面电荷转移电阻最大(3 098Ω),且其表面腐蚀产物主要由Al_(2)O_(3),Cu_(2)Cl(OH)_(2)和(CuNi)_(2)Cl(OH)_(3)组成。 展开更多

关键词 镍铝青铜 微观组织 腐蚀性能

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孪生诱发塑性钢力学性能的研究进展 被引量：6

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作者 郑志斌 龙骏 +1 位作者 王玉辉 杨浩坤 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期115-130,共16页

随着“碳达峰”、“碳中和”的目标提出,汽车、航空、航天、高铁等诸多工业领域对钢铁结构件的安全和可靠性要求越发严苛。因此,钢铁结构材料需要满足高强度、高塑性以及更优异的综合力学性能,例如耐疲劳、耐冲击以及加工硬化能力等方... 随着“碳达峰”、“碳中和”的目标提出,汽车、航空、航天、高铁等诸多工业领域对钢铁结构件的安全和可靠性要求越发严苛。因此,钢铁结构材料需要满足高强度、高塑性以及更优异的综合力学性能,例如耐疲劳、耐冲击以及加工硬化能力等方面来进行更深入的研究。进入21世纪,孪生诱发塑性钢,即TWIP钢的研究逐渐展开。该材料具有单相奥氏体结构,其在变形过程中会形成大量的形变孪晶,对晶粒进行分割,表现出动态的Hall-Petch效应,可极大提高金属材料的加工硬化能力,并具有较高的均匀伸长率和抗拉强度,因而具有潜在的工业应用价值。根据TWIP钢的力学性能特点,系统地介绍了TWIP钢的加工硬化率、应变速率敏感性、变形温度敏感性、疲劳裂纹扩展以及抗冲击性能的研究进展,以期为高强钢开发提供新的思路和理论支持。 展开更多

关键词 孪生诱发塑性钢 孪生 加工硬化 变形速率和温度 疲劳

原文传递

Mg-4Al-xNd铸造合金的组织与性能研究

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作者 雷宇 黄正华 +7 位作者 李潇 刘思琦 张忠明 徐春杰 赵虎 卢枣伦 叶荣群 李卫荣 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2021年第9期1133-1137,共5页

采用金属型重力铸造获得Mg-4Al-xNd(x=0、1、2、3,质量分数,%)合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了合金的显微组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度和导热性能。结果表明,Mg-4Al铸造合金的微观组织主要由α... 采用金属型重力铸造获得Mg-4Al-xNd(x=0、1、2、3,质量分数,%)合金试样,采用光学金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析了合金的显微组织和相组成,并测试了其拉伸力学性能、硬度和导热性能。结果表明,Mg-4Al铸造合金的微观组织主要由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成;添加1%的Nd后,形成针状和树突状Al_(11)Nd_(3)新相;添加2%~3%的Nd后,出现另一颗粒状新相Al_(2)Nd,β-Mg_(17)Al_(12)数量减少至完全消失。添加Nd可以有效提高合金的力学性能和导热性能,其中Mg-4Al-2Nd合金表现出最佳的综合性能,室温抗拉强度、伸长率、硬度(HV)和导热系数分别为209 MPa、15.0%、48.8和69.5 W/(m·K),与Mg-4Al合金相比分别提高了9%、30%、6%和13%。 展开更多

关键词 Mg-4Al-xNd铸造合金 显微组织 力学性能 导热性能

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Nb含量对Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金组织与性能的影响

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作者 赵志豪 黄正华 +2 位作者 陶平均 陈峰 闫志巧 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期336-344,共9页

采用真空电弧炉制备了Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)(x为摩尔比,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0)高熵合金棒材,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果... 采用真空电弧炉制备了Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)(x为摩尔比,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1.0)高熵合金棒材,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果表明,Al_(0.3)CoCrFeNi合金的微观组织为单相面心立方(fcc);添加Nb后,合金由fcc相和Laves相组成,并随着Nb含量的增加,Laves相体积分数逐渐增多;至Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(1.0)时,基体相从fcc相变为Laves相。Al_(0.3)CoCrFeNiNbx合金组织随Nb含量变化经历了亚共晶到过共晶的转变,同时衍射峰(111)fcc先向小角度移动后向大角度移动,晶格常数先增大后减小。Nb元素的增加可以有效提高Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)合金的强度和硬度,硬度呈近似线性增加,从Al_(0.3)CoCrFeNi合金的HV152提高至Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(1.0)合金的HV 745,提高了390%;Al_(0.3)CoCrFeNi合金和Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(0.1)合金呈现出优异的压缩塑性(不断裂);随着Nb含量的继续增加,Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(x)合金的抗压强度先提高后降低,而塑性降低。Al_(0.3)CoCrFeNiNb_(0.5)合金具有最优的综合力学性能,其抗压强度和维氏硬度分别为2397 MPa和HV 613。 展开更多

关键词 高熵合金 Nb合金化 微观组织 力学性能

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Zn含量对Al-Si-Mg合金中Mg_(2)Si时效析出行为的影响 被引量：4

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作者 宋东福 曾强 +2 位作者 贾义旺 乡家发 张卫文 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2022年第3期323-329,共7页

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机及硬度测试仪,研究了不同Zn含量Al-Si-Zn-Mg合金的微观组织和力学性能。采用差示扫描量热法(DSC)研究了Mg_(2)Si相的时效析出行为,并结合Avrami-Johnson-Mehl(AJM)方程分析了Zn含量对合... 采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机及硬度测试仪,研究了不同Zn含量Al-Si-Zn-Mg合金的微观组织和力学性能。采用差示扫描量热法(DSC)研究了Mg_(2)Si相的时效析出行为,并结合Avrami-Johnson-Mehl(AJM)方程分析了Zn含量对合金时效析出动力学的影响。结果表明,随着Zn含量增加,Al-Si-Zn-Mg合金的峰值时效硬度和强度逐渐提高,伸长率逐渐降低,而峰值时效时间逐渐缩短。Zn均匀地分布在合金中,加Zn对合金的微观组织无明显影响。但Zn阻碍了Mg原子向Si团簇的迁移,提高了Mg-Si溶质原子团簇和G.P.区的析出激活能,并在随后的升温过程中加速了Mg-Si溶质原子团簇和G.P.区的溶解,使得Mg-Si团簇的尺寸减小。同时Zn的加入增加了基体的晶格畸变能,促进了Mg、Si原子从基体迁移形成更多Mg-Si团簇和Mg-Zn-Si团簇,增加了β″相的形核质点,促进了β″相的析出,提高了时效响应速率。 展开更多

关键词 Zn含量 Al-Si-Zn-Mg合金 析出动力学 Avrami-Johnson-Mehl

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连续柱状多晶铜室温强塑性变形过程中的微观组织演变和性能

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作者 敬云兵 甘春雷 +2 位作者 苗钰鹏 周楠 张志波 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2364-2376,共13页

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、维氏显微硬度计和万能拉伸试验机,定量研究了连续柱状多晶铜在室温下强塑性拉拔变形过程中的组织演变和性能变化规律,并根据高分辨率电子背散射衍射技术测量的不同织构中位错胞的结构参数计算了形变储... 利用光学显微镜、扫描电子显微镜、维氏显微硬度计和万能拉伸试验机,定量研究了连续柱状多晶铜在室温下强塑性拉拔变形过程中的组织演变和性能变化规律,并根据高分辨率电子背散射衍射技术测量的不同织构中位错胞的结构参数计算了形变储能。结果表明,连续柱状晶组织逐步细化为纤维晶组织,铸态连续柱状多晶铜的抗拉伸强度为168 MPa,延伸率为52%,导电率达到103%IACS。室温连续拉拔变形达到99%时,抗拉伸强度增加至455 MPa,延伸率下降至3%,导电率降低至96.8%IACS;连续柱状多晶铜的横截面和纵截面均具有<001>原始择优取向,且随着拉拔变形量的增加,最终形成大量的<111>取向+少量的<001>取向纤维织构。横截面中Cube织构逐渐减少,S织构和Copper织构逐渐增加,而纵截面中Cube织构和Goss织构逐渐向Brass织构、Copper织构和S织构转变。晶界和变形带处的核平均误差(KAM)值较高,且随着变形量的增加,KAM值逐渐增大,应力更集中。相同变形量下,横截面比纵截面具有更高的形变储能,<001>取向织构组分具有比<111>取向织构组分更低的形变储能。在大变形量加工之后,连续柱状多晶铜仍具有高含量的“软”取向<001>形变织构,是其具有低加工硬化率和优异的冷变形能力的重要原因。 展开更多

关键词 连续柱状晶 织构 形变储能

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