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TiZrTa_(x)NbMo难熔高熵合金组织及其力学性能
1
作者 董福宇 郭子鹤 +2 位作者 张悦 申向阳 袁晓光 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期524-529,共6页
【目的】难熔高熵合金作为一种新型的高温材料,因其优异的高温性能而具有广泛的应用前景。然而,较差的室温塑性成为了限制其发展的主要因素。在众多的难熔高熵合金成分体系中,TiZrTaNbMo因具有较好的生物相容性而引起了学者们的广泛关注... 【目的】难熔高熵合金作为一种新型的高温材料,因其优异的高温性能而具有广泛的应用前景。然而,较差的室温塑性成为了限制其发展的主要因素。在众多的难熔高熵合金成分体系中,TiZrTaNbMo因具有较好的生物相容性而引起了学者们的广泛关注,但是该合金的室温塑性较差,其未来发展受到了限制。Ta作为组元中熔点最高的元素,截止到目前关于该元素对合金体系的微观组织与力学性能的影响机制尚不明确。【方法】本文探明了Ta元素含量的降低对TiZrTaNbMo难熔高熵合金组织及性能的影响规律。Ta元素摩尔比取值为0.8、0.9与1.0,其余元素摩尔比不变。采用非自耗高真空电弧炉熔炼制备了TiZrTa_(x) NbMo(x=0.8,0.9,1.0)难熔高熵合金,并对合金基体进行了1000℃/6 h的退火处理,之后随炉冷却。利用X射线衍射仪(XRD)确定合金的相结构,使用扫描电子显微镜(SEM)以及附带的能谱仪(EDS)表征了合金的微观组织形貌及元素分布,并使用显微硬度计检测了合金的维氏硬度。【结果】TiZrTa_(x) NbMo难熔高熵合金由主要BCC 1相和次要BCC 2相组成,呈现典型的枝晶结构。Ta元素含量的增加使得枝晶间区域变小,其中Ta、Nb与Mo元素富集于枝干部分,Ti与Zr元素富集于枝晶间区域,Ta元素含量的减少降低了Nb与Mo元素在枝干部分的偏析。在力学性能上,提升Ta元素含量使得合金硬度从433 HV提高至501 HV。Ta元素含量变化不会导致合金晶体结构发生变化,仍为双相BCC结构;Ta元素含量下降会导致金属树枝晶体组织的晶间区域变大;减少Ta元素含量有助于降低元素偏析,尤其对熔点较低的Ti和Zr元素影响较大。【结论】优化了摩尔比难熔高熵合金的原有设计,对其成分进行了优化。元素含量的调整对合金的微观组织与力学性能均有一定的改善,研究结果将有助于推动TiZrTaNbMo难熔高熵合金体系的进一步应用。 展开更多
关键词 难熔高熵合金 晶体结构 热力学 相形成 微观组织 硬度 固溶强化 二元合金
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氧化物和氯化物活性激光焊接钛合金焊缝成形及组织性能
2
作者 侯继军 董俊慧 武晓芳 《材料工程》 北大核心 2025年第6期136-144,共9页
为提高母材对激光的吸收率、改善焊缝成形,选取氧化物(SiO_(2)、TiO_(2))和氯化物(NaCl、KCl)作为活性剂对5 mm厚的TC4钛合金进行活性激光焊接。以活性剂对焊缝成形的影响为基础,进而分析了活性剂的作用机制和活性剂对接头组织性能的影... 为提高母材对激光的吸收率、改善焊缝成形,选取氧化物(SiO_(2)、TiO_(2))和氯化物(NaCl、KCl)作为活性剂对5 mm厚的TC4钛合金进行活性激光焊接。以活性剂对焊缝成形的影响为基础,进而分析了活性剂的作用机制和活性剂对接头组织性能的影响。结果表明,所选活性剂对焊缝的宏观成形无显著影响,4种活性剂均可通过提高母材对激光的吸收率影响焊缝的形状尺寸,影响程度与焊接热输入有关。SiO_(2)主要是通过降低光致等离子体对激光的吸收和散射作用,TiO_(2)主要是通过激光束在细小颗粒间多次反射传播作用,NaCl和KCl则是通过以上两种作用提高母材对激光的吸收率。涂敷SiO_(2)和TiO_(2)接头由于焊缝组织变化造成接头抗拉强度下降分别为14%和10%,涂敷NaCl和KCl接头抗拉性能不低于未涂敷接头,可以作为有效的活性剂用于TC4钛合金激光焊。 展开更多
关键词 活性激光焊 TC4钛合金 焊缝成形 组织性能
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钒铝合金表面氧化物的成因机理研究
3
作者 代卫丽 刘彦峰 +5 位作者 左恒 宋月红 韩茜 张美丽 王路扬 王康 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期59-65,共7页
钒铝中间合金是战略金属钛合金的关键材料。以高纯V_(2)O_(5)和Al为原料,采用铝热法制备AlV55合金。通过XPS、SEM、XRD等对生产过程中产生的主要质量缺陷氧化膜的物相组成及产生机理进行分析。结果表明:实验条件下钒铝合金的氧化膜颜色... 钒铝中间合金是战略金属钛合金的关键材料。以高纯V_(2)O_(5)和Al为原料,采用铝热法制备AlV55合金。通过XPS、SEM、XRD等对生产过程中产生的主要质量缺陷氧化膜的物相组成及产生机理进行分析。结果表明:实验条件下钒铝合金的氧化膜颜色以黄色为主,还有少量深蓝色;该氧化膜的组织形貌较粗糙、气孔较少。膜厚为2μm,与基体材料结合良好,不易去除;该氧化膜主要成分是Al_(2)O_(3),还含有部分V_(2)O_(5)和少量的V_(2)O_(4),主要在铝热反应初期高温阶段产生。研究结果为钒铝合金氧化膜的控制提供了技术指导。 展开更多
关键词 AlV55合金 铝热法 氧化膜 物相组成 生成机理
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Mg-Li合金超薄板脉冲激光焊接组织及性能研究
4
作者 强伟 吴思晨 +5 位作者 曹龙 彭勇 路浩 路永新 高倩 王世清 《航空制造技术》 北大核心 2025年第10期82-87,共6页
本文采用脉冲激光焊接厚度1mm的超薄Mg-Li合金LZ91,研究了激光功率、占空比、频率对焊缝成形、组织结构及力学性能的影响。结果表明,通过脉冲激光焊接可以获得成形一致性良好的全熔透焊缝;LZ91焊接热影响区的组织为粗大的α-Mg和β-Li... 本文采用脉冲激光焊接厚度1mm的超薄Mg-Li合金LZ91,研究了激光功率、占空比、频率对焊缝成形、组织结构及力学性能的影响。结果表明,通过脉冲激光焊接可以获得成形一致性良好的全熔透焊缝;LZ91焊接热影响区的组织为粗大的α-Mg和β-Li双相组织,焊缝区的β-Li晶粒内分布大量的短小针状α-Mg相,激光功率的提升对物相类别的影响不大,但热影响区和焊缝区的β晶粒尺寸随激光功率的提升有所增加;随着激光功率的增加,焊接接头的延伸率和冲击吸收功均有所下降,抗拉强度和硬度的变化总体较小,接头中焊缝区的硬度最高,母材次之,热影响区硬度最低。 展开更多
关键词 MG-LI合金 脉冲激光焊 焊缝成形 微观组织 力学性能
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钛合金高速切削锯齿状切屑形态演变规律仿真模拟研究
5
作者 崔方圆 李鹏阳 +1 位作者 李言 陈小龙 《工具技术》 北大核心 2025年第8期78-84,共7页
锯齿状切屑是钛合金高速切削加工中的显著特征,会引起切削力的高频周期性波动,进而影响工件已加工表面质量。深入了解锯齿状切屑的形成过程及演变机理有助于优化高速切削加工工艺。本文通过确立材料本构模型、刀—屑分离准则和摩擦模型... 锯齿状切屑是钛合金高速切削加工中的显著特征,会引起切削力的高频周期性波动,进而影响工件已加工表面质量。深入了解锯齿状切屑的形成过程及演变机理有助于优化高速切削加工工艺。本文通过确立材料本构模型、刀—屑分离准则和摩擦模型,创建钛合金高速切削热力耦合有限元模型,并对单节锯齿状切屑形态演变过程中的等效塑性应变、温度场和应力场分布规律进行实时动态分析。在此基础上,提出钛合金高速切削锯齿状切屑的四阶段演变模型。研究结果表明:锯齿状切屑的形成过程可以分为绝热剪切带的启动阶段、萌生阶段、快速发展阶段和沿着绝热剪切带的整体集中剪切滑移阶段,绝热剪切带内的材料发生热塑失稳是锯齿状切屑形成的诱因,试验结果可很好地揭示钛合金高速切削过程中锯齿状切屑的形成过程和演变机理。 展开更多
关键词 高速切削 钛合金 有限元模拟 锯齿状切屑 演变机理
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Y升温注入Al形成Y-Al合金研究 被引量：3
6
作者 张通和 吴瑜光 钱卫东 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期615-618,共4页
利用金属蒸汽真空弧 (MEVVA)源所产生的强束流离子注入铝研究了相变、增强扩散和钇铝合金的形成条件 .X射线衍射分析表明注入层有Al3 Y和Al2 O3 出现 .从背散射分析可以发现 ,Y原子有着明显的增强扩散和外扩散效应 ,Y离子的深度分布已达... 利用金属蒸汽真空弧 (MEVVA)源所产生的强束流离子注入铝研究了相变、增强扩散和钇铝合金的形成条件 .X射线衍射分析表明注入层有Al3 Y和Al2 O3 出现 .从背散射分析可以发现 ,Y原子有着明显的增强扩散和外扩散效应 ,Y离子的深度分布已达 62 0nm ,远大于LSS理论的预计值 .注入层钇铝原子比可达到 17%～ 2 4 %.连续铝合金层已经形成 . 展开更多
关键词 钇离子注入 铝 深度分布 增强扩散 钇-铝合金
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不同位置铝合金激光-MIG复合焊接熔滴过渡及成形特性
7
作者 徐海威 查佩君 +2 位作者 曹之南 朱宗涛 陈辉 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期35-43,共9页
目的研究焊接位置对铝合金激光-MIG复合焊接熔滴过渡和焊缝成形的影响,为铝合金不同位置激光-MIG复合焊接工艺优化提供依据。方法采用激光-MIG复合焊接方法焊接A7N01铝合金,利用高速摄像设备观察不同位置(0°、90°、180°... 目的研究焊接位置对铝合金激光-MIG复合焊接熔滴过渡和焊缝成形的影响,为铝合金不同位置激光-MIG复合焊接工艺优化提供依据。方法采用激光-MIG复合焊接方法焊接A7N01铝合金,利用高速摄像设备观察不同位置(0°、90°、180°、270°)的熔滴过渡和电弧形态,分析其对焊缝成形的影响。结果在相同的焊接参数下,0°和270°位置呈“一脉一滴”过渡,90°位置为“一脉多滴”,180°位置为短路过渡。不同电弧焊枪倾角对电弧形态产生显著影响,电弧整体向弧长较长一侧发生偏转,激光的引入对电弧偏转影响较小。不同焊接位置的宏观形貌和焊接缺陷也存在显著差异,90°位置焊缝成形最差且伴随较多气孔和裂纹缺陷,270°位置焊缝深宽比显著增大。结论在铝合金激光-MIG复合焊接过程中,焊接位置通过改变熔滴受力状态显著影响了过渡行为和焊缝成形质量。电弧焊枪倾斜对电弧偏转起主导作用,电磁力方向主要受电弧焊枪倾角的影响。 展开更多
关键词 铝合金 激光-MIG复合焊接 熔滴过渡 电弧形态 焊缝成形
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短电弧-电化学复合加工单次放电凹坑形成影响研究
8
作者 王家豪 胡国玉 +2 位作者 周建平 张晟晟 付斐 《热加工工艺》 北大核心 2025年第10期30-36,共7页
放电加工中凹坑形成的大小影响加工表面形貌的一致性,加工表面的重铸层影响加工表面质量。基于短电弧-电化学复合加工(SEACM)方法,在两种SEACM常用电源形式下对钛合金TC4进行单次放电实验,研究了不同电参数和不同浓度NaCl溶液对凹坑直... 放电加工中凹坑形成的大小影响加工表面形貌的一致性,加工表面的重铸层影响加工表面质量。基于短电弧-电化学复合加工(SEACM)方法,在两种SEACM常用电源形式下对钛合金TC4进行单次放电实验,研究了不同电参数和不同浓度NaCl溶液对凹坑直径、深度、凸起高度的影响,并通过仿真模拟凹坑形成与电化学溶解。结果表明,脉冲电源形式下凹坑直径与深度随着电压与脉宽的增加而增加,凸起高度先增大后减小;直流电源下凹坑直径与凸起高度变化与脉冲电源下一致,但凹坑的深度随电压增大呈现先增大后减小趋势;当NaCl溶液浓度提升时,凹坑逐渐减小,凹坑外沿的重铸层去除率最高,在10%加工浓度下为19.9%。 展开更多
关键词 短电弧-电化学复合加工 钛合金TC4 单次放电 凹坑形成 重铸层
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焊接速度对7075-T6铝合金薄板μFSW接头组织及力学性能的影响
9
作者 黄清 龙腾飞 +2 位作者 王金锴 彭倩群 毛育青 《精密成形工程》 北大核心 2025年第5期50-56,共7页
目的 针对微搅拌摩擦焊在高焊速条件下难以控制待焊板材变形的问题,通过适当降低焊接速度来研究其对接头成形、显微组织及力学性能的影响。方法 选用微搅拌摩擦焊(μFSW)方法并使用无针式搅拌头,对0.5 mm厚7075-T6铝合金进行焊接试验,... 目的 针对微搅拌摩擦焊在高焊速条件下难以控制待焊板材变形的问题,通过适当降低焊接速度来研究其对接头成形、显微组织及力学性能的影响。方法 选用微搅拌摩擦焊(μFSW)方法并使用无针式搅拌头,对0.5 mm厚7075-T6铝合金进行焊接试验,研究不同焊速条件下接头的焊缝成形、微观组织、力学性能及断裂行为。结果 采用无针式搅拌头,在47.5 mm/min低焊接速度的工艺参数下实现了超薄7075-T6铝合金板材的有效冶金连接,焊缝表面成形良好,未见明显缺陷,所获得的接头抗拉强度达404.16MPa。然而,随着焊接速度的提高,μFSW接头成形受焊接热输入影响变大。当采用75 mm/min的焊接速度进行焊接时,由于焊接热输入降低,焊缝中心底部有未焊透缺陷产生,在接头拉伸过程中,未焊透区域优先发生断裂,因此接头的受力承载面积降低,抗拉强度下降。继续增加焊接速度至118 mm/min,未焊透缺陷延伸至焊核区中心位置,进一步降低了接头的有效受力承载面积,大幅降低了接头的力学性能。结论 不同的焊接速度对7075-T6铝合金μFSW接头的组织及性能产生了不同的影响,焊接速度越高,焊接热输入越低,焊缝底部未焊透缺陷越明显,未焊透缺陷的产生不利于提高接头的成形质量。 展开更多
关键词 7075-T6铝合金薄板 微搅拌摩擦焊 接头成形 显微组织 力学性能
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钢铁表面锌基合金化技术的研究现状及展望
10
作者 彭冬 吴护林 +7 位作者 周中锋 李忠盛 黄俊 宋凯强 代野 吴永鹏 黄安畏 丛大龙 《表面技术》 北大核心 2025年第12期17-36,共20页
腐蚀被视为“钢铁材料的癌症”,其引发的危害和经济损失遍及整个制造领域。粉末渗锌是基于固态热扩散原理,将锌等耐蚀元素扩散至金属构件表面形成冶金结合多功能合金防护渗层的一种表面强化技术。该技术能够赋予钢铁材料优异的耐磨、耐... 腐蚀被视为“钢铁材料的癌症”,其引发的危害和经济损失遍及整个制造领域。粉末渗锌是基于固态热扩散原理,将锌等耐蚀元素扩散至金属构件表面形成冶金结合多功能合金防护渗层的一种表面强化技术。该技术能够赋予钢铁材料优异的耐磨、耐蚀和抗高温氧化等性能,是钢铁材料腐蚀的有效“疗法”,已广泛应用于汽车、船舶、建筑、铁路等领域。从前处理改性、渗剂配方优化、工艺参数影响和后处理强化等方面综述了钢铁表面粉末渗锌合金化技术的最新研究进展。首先介绍了粉末渗锌合金化制备技术的演变过程,分析了包埋渗、机械能助渗和真空粉末渗的基本原理、主要特点以及技术优势。随后,重点阐述了基体与主渗剂纳米化、多元共渗和稀土活化对渗层活性原子扩散、组织和性能的影响,梳理了渗锌工艺参数对渗层厚度的作用规律,概括了复合后处理技术对渗层耐蚀性的强化效果,分析了典型多元渗层的形成机制。最后,提出了钢铁表面粉末渗锌合金化技术面临的挑战以及未来的发展方向,以期为制备高性能渗层、推动粉末渗锌合金化技术创新及应用提供参考。 展开更多
关键词 粉末渗锌技术 多元共渗 合金化 后处理 渗层形成机理
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Ti元素对Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)非晶合金性能的影响
11
作者 李春玲 李绍冰 +2 位作者 李晓诚 李春燕 寇生中 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期8021-8026,共6页
以Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)为基础合金,研究了Ti元素添加对合金热稳定性和力学性能的影响。研究结果表明,添加适量的Ti元素能提高Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)合金的热稳定性和非晶形成能力,随着Ti元素含量(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5)的... 以Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)为基础合金,研究了Ti元素添加对合金热稳定性和力学性能的影响。研究结果表明,添加适量的Ti元素能提高Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)合金的热稳定性和非晶形成能力,随着Ti元素含量(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5)的增加,Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)非晶合金热稳定先增大后减小,当x=2时,非晶合金的非晶形成能力最强。Ti的适量添加也有利于提高Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_(5)试样硬度、压缩断裂强度和塑性变形能力;当x=2时,非晶合金的硬度达到533.56,随Ti元素含量的增加,非晶合金强度、塑性先增大后减小;当x=0.5时,非晶合金的断裂强度为2111 MPa,塑性为5.02%,是不添加Ti元素的非晶合金塑性的1.8倍。 展开更多
关键词 非晶合金 非晶形成能力 力学性能 热稳定性
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高能束增材制造铝合金及其复合材料缺陷形成与控制机理 被引量：4
12
作者 李建超 鲁晓楠 +1 位作者 王欢 高翔 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期87-96,共10页
增材制造技术的快速发展为高性能铝合金及其复合材料的设计制备与应用带来了机遇。本文介绍了增材制造技术在铝合金及其复合材料中的应用现状与未来趋势,并分析了增材制造工艺参数对铝合金及其复合材料显微组织及力学性能的影响。在此... 增材制造技术的快速发展为高性能铝合金及其复合材料的设计制备与应用带来了机遇。本文介绍了增材制造技术在铝合金及其复合材料中的应用现状与未来趋势,并分析了增材制造工艺参数对铝合金及其复合材料显微组织及力学性能的影响。在此基础上,以激光增材制造技术为主,综述了铝合金及其复合材料在增材制造过程中的缺陷形成机理与缺陷控制策略。其中,铝合金的宽半固态区间、高热导率、对激光的高反射率、激光增材制造本身特有的大升降温速率,以及高温度梯度等特性共同导致了打印复合材料组织粗大、孔洞、微裂纹缺陷的产生。通过引入纳米颗粒以提高形核率、稳定熔池或提高铝合金对激光的吸收率,可显著减少增材制造铝合金及其复合材料缺陷数量。未来,应对新型增材制造技术的缺陷形成与控制机理、增材制造专用铝合金粉体研发及增强体分布调控方法等开展相关研究。本文将为高性能铝合金及其复合材料的增材制造开发与应用提供参考。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 铝合金 铝基复合材料(AMCs) 缺陷控制 缺陷形成机理
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镍磷合金微沟槽金刚石切削泊松毛刺形成机理 被引量：1
13
作者 李晓蓬 余亮宝 +1 位作者 孙占文 王素娟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1140-1152,共13页
为了探究镍磷合金超精密切削过程中泊松毛刺的形成原因及规律,并且寻求泊松毛刺尺寸更精准的表征方式,本文通过对镍磷合金泊松毛刺的形成机理进行理论分析,建立其正交切削过程中的泊松毛刺高度和宽度预测模型,并通过实验分析切削参数对... 为了探究镍磷合金超精密切削过程中泊松毛刺的形成原因及规律,并且寻求泊松毛刺尺寸更精准的表征方式,本文通过对镍磷合金泊松毛刺的形成机理进行理论分析,建立其正交切削过程中的泊松毛刺高度和宽度预测模型,并通过实验分析切削参数对泊松毛刺高度和宽度的影响,通过实验观察可知,切削深度对毛刺尺寸影响显著,切削深度由3μm增加至9μm时,毛刺高度增加了0.0998μm,毛刺宽度增加了1.06μm,而切削速度对毛刺高度及宽度的影响很小。且通过对比实验得到的毛刺数据和预测数据可知,毛刺高度和宽度预测模型的平均相对误差值分别为5.43%和8.17%,验证了预测模型的准确性。同时目前的泊松毛刺高度和宽度表征方法具有一定的误差,因此本文提出了利用积分法计算泊松毛刺体积的方法,并基于体积法建立了更准确的泊松毛刺尺寸表征方法,通过计算得到体积的预测模型平均相对误差值为4.81%,可知泊松毛刺体积的预测模型准确度相对更高。研究结果为镍磷合金正交切削过程中合理选择切削参数和泊松毛刺尺寸评估方法提供了理论指导。 展开更多
关键词 微沟槽切削 镍磷合金 毛刺生成 金刚石切削
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Ni替换Fe对FeNiSiB合金非晶形成能力和性能的影响
14
作者 朱元坤 王芳 +1 位作者 朱胜利 崔振铎 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9014-9021,共8页
利用单铜辊甩带法制备(Fe_(1-x)Ni_(x))_(83)Si_(1)B_(16)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)非晶合金带材,并进行退火处理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)、直流/交流磁化特性自动测... 利用单铜辊甩带法制备(Fe_(1-x)Ni_(x))_(83)Si_(1)B_(16)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)非晶合金带材,并进行退火处理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)、直流/交流磁化特性自动测试分析仪(BH)、维氏硬度计、Instron机械试验机分析研究不同的Fe/Ni比例对于FeNiSiB合金带材的非晶形成能力、软磁性能和力学性能的影响。结果表明随着Ni元素不断替换Fe元素,FeNiSiB合金带材会有晶化的趋势,并且有α-Fe相析出,第一晶化温度T x1不断降低,力学性能有所提升,维氏硬度和抗拉强度分别高达770.0和2452 MPa。适当的Fe/Ni比例会使得材料的软磁性能显著提升,其中(Fe_(0.8)Ni_(0.2))83-Si 1B 16在退火处理后饱和磁感应强度Bs为1.62 T,矫顽力Hc仅为0.5 A/m,初始磁导率μi为33000。 展开更多
关键词 软磁性能 非晶形成能力 FeNiSiB合金 Fe/Ni
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超声振动压缩AZ91镁合金的组织演变与变形机理研究
15
作者 徐紫玥 刘欢 +2 位作者 雷浩 江静华 马将 《精密成形工程》 北大核心 2024年第11期19-27,共9页
目的探究室温超声振动压缩(UVC)作用下镁合金的成形和应用潜力,研究AZ91固溶镁合金经UVC加工后的微观组织和力学性能演变规律,并探究其变形机理。方法在室温、频率20kHz和气压100kPa条件下对固溶态AZ91镁合金进行不同时间(0~1 s)的UVC加... 目的探究室温超声振动压缩(UVC)作用下镁合金的成形和应用潜力,研究AZ91固溶镁合金经UVC加工后的微观组织和力学性能演变规律,并探究其变形机理。方法在室温、频率20kHz和气压100kPa条件下对固溶态AZ91镁合金进行不同时间(0~1 s)的UVC加工,利用光学显微镜、XRD、SEM、TEM和显微硬度等手段研究UVC后合金的微观组织、力学性能和变形机理。结果在室温UVC加工过程中,AZ91合金的圆周伸长率和真应变逐渐增加。加载时间为1s时,合金的圆周伸长率和真应变分别达到80%和1.2,显著高于传统压缩。UVC过程中所需的最大应力仅为37.18MPa,温度最高达243℃。随着UVC时间的延长,合金中出现大量变形带,且变形带内析出亚微米级的Mg_(17)Al_(12)第二相。合金中的位错密度显著提升,逐步发生动态回复和动态再结晶细化晶粒。UVC后,合金的显微硬度由固溶合金的70.6HV显著提升至102.1HV。UVC作用下能够实现固溶镁合金高应变速率、大应变量变形的主要原因是合金中变形带和孪晶的快速增殖。此外,变形带内第二相的迅速析出、动态回复和再结晶也对合金的变形起到促进作用。结论固溶AZ91镁合金在超声振动压缩作用下展现了良好的变形能力和成形潜力,通过改进超声工艺有望在室温下实现镁合金的高应变速率大应变量超塑性成形。 展开更多
关键词 AZ91镁合金 超声振动压缩(UVC) 显微组织 力学性能 变形机理
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Cr/Fe含量对AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金微观组织和腐蚀性能的影响 被引量：1
16
作者 陈晨 安煜东 +1 位作者 姚宏伟 蒲吉斌 《中国表面工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期343-353,共11页
AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金由面心立方无序固溶体相(FCC)和体心立方有序相(B2)形成交替片层结构,具有良好的铸造性能和强韧性。然而,在NaCl溶液电化学腐蚀过程中,B2相的富Al钝化膜比FCC相的富Cr钝化膜稳定性差,导致B2相较快溶解,发... AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金由面心立方无序固溶体相(FCC)和体心立方有序相(B2)形成交替片层结构,具有良好的铸造性能和强韧性。然而,在NaCl溶液电化学腐蚀过程中,B2相的富Al钝化膜比FCC相的富Cr钝化膜稳定性差,导致B2相较快溶解,发生局部腐蚀。通过相图计算法(CALPHAD)设计AlCoCr_(1+x)Fe_(1-x)Ni_(2.1)高熵合金,通过提高Cr/Fe元素比来调控合金的微观组织和耐腐蚀性能。与铸态AlCoCrFeNi_(2.1)合金相比,铸态AlCoCr_(1.5)Fe_(0.5)Ni_(2.1)合金中硬质B2/BCC双相的体积分数由27.2%提升至42.6%,其中体心立方结构(BCC)富Cr纳米相的体积分数为19.8%,其维氏显微硬度提高了8.6%,在3.5wt.%NaCl溶液中的腐蚀电流密度降低了35.5%。因此,通过成分设计在贫Cr的B2相中大量析出富Cr共格纳米相,实现硬度和耐腐蚀性能的协同提升。研究成果为高强度与耐腐蚀一体化高熵合金的开发提供了新策略。 展开更多
关键词 高熵合金 相形成 微观组织 硬度 电化学腐蚀
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Mg_(1-x)Sc_(x)合金α相和β相中空位扩散性质的计算
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作者 邰兴安 丁美玲 +1 位作者 武晓霞 那日苏 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3969-3978,共10页
镁钪合金是迄今为止最轻的形状记忆合金,在航空航天、汽车工业和医疗等领域有广泛的应用前景。采用特殊准随机结构结合第一性原理计算方法,计算了α相和β相Mg_(1-x)Sc_(x)(x=0.2,0.3,0.5,0.7)合金中空位形成能和迁移能。结果表明:在相... 镁钪合金是迄今为止最轻的形状记忆合金,在航空航天、汽车工业和医疗等领域有广泛的应用前景。采用特殊准随机结构结合第一性原理计算方法,计算了α相和β相Mg_(1-x)Sc_(x)(x=0.2,0.3,0.5,0.7)合金中空位形成能和迁移能。结果表明:在相同组分合金中,空位第一近邻Sc原子数的变化对α相MgSc合金单空位形成能影响较大,而对β相的影响较小。随着合金中Sc含量的增加,空位形成能范围显著增大,表明Sc掺杂使合金更难于形成空位。在不同组分Mg_(1-x)Sc_(x)合金中,Sc空位迁移能均大于Mg空位迁移能,表明原子的扩散主要通过Mg原子完成,并且Mg原子在β相中的空位迁移能低于在α相的,意味着经过相同的时效处理后,Mg_(1-x)Sc_(x)合金中有序化过程可能更容易在β相中发生。 展开更多
关键词 MgSc合金 空位 空位形成能 空位迁移能 第一性原理计算
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5083铝合金激光-MIG复合单面焊双面成形打底焊工艺优化
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作者 毕学松 侯艳喜 +1 位作者 尚鹏 杜江 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期43-49,共7页
采用激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合焊对5083铝合金板进行打底焊,以模拟铝合金罐体单面成形对接焊缝,研究了激光束摆动方式(不摆动、直线摆动、圆形摆动、方形摆动)、激光功率(2.5~4.0 kW)、组对间隙(0,1 mm)和错边(0,1 mm)对焊... 采用激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合焊对5083铝合金板进行打底焊,以模拟铝合金罐体单面成形对接焊缝,研究了激光束摆动方式(不摆动、直线摆动、圆形摆动、方形摆动)、激光功率(2.5~4.0 kW)、组对间隙(0,1 mm)和错边(0,1 mm)对焊缝成形质量的影响,并分析了优化工艺下接头的力学性能。结果表明:在3.0 kW激光功率下,当激光束不摆动时,焊缝背面不连续并伴有凹坑,当激光束直线摆动时,焊缝内部存在大量气孔;在圆形激光束摆动模式下,当激光功率为2.5 kW时,焊缝背面未形成连续的全熔透焊缝,当激光功率为4.0 kW时,焊缝出现严重的下塌现象。3.0~3.5 kW激光功率以及圆形或方形激光束摆动模式能够实现单面焊背面自由成形,且焊缝成形良好,在不同组对间隙和错边条件下表现出较强的适应性;在激光功率为3.0 kW、激光束摆动模式为圆形摆动的优化工艺下,焊接接头抗拉强度达到母材的90%,正弯和背弯后接头中均未出现裂纹和其他开口缺陷,满足工程应用要求。 展开更多
关键词 罐体用5083铝合金 激光-MIG复合焊 单面焊双面成形 工艺优化
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工艺参数对2A12铝合金微弧氧化陶瓷层生长的影响 被引量：21
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作者 孙志华 国大鹏 +3 位作者 刘明 郭孟秋 陆峰 陶春虎 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期59-65,共7页
研究了正/负向电流密度、频率和正/负向占空比对铝合金微弧氧化陶瓷层生长的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),分析了不同氧化时间陶瓷层表面和截面形貌、成分和相组成,讨论了陶瓷层的生长过程。研究表明,正/负向电流密... 研究了正/负向电流密度、频率和正/负向占空比对铝合金微弧氧化陶瓷层生长的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),分析了不同氧化时间陶瓷层表面和截面形貌、成分和相组成,讨论了陶瓷层的生长过程。研究表明,正/负向电流密度相同时,随电流密度的增加膜层厚度增大;而当正向电流密度相同时,负向电流密度增加有利于膜层的生长;成膜速率随脉冲频率和负向占空比增加,均呈现先增大后减小的趋势;陶瓷层总厚度随氧化时间接近于线性增长,致密层占总膜层的比例先快速增加,其后略微下降。SEM结果显示,随氧化时间延长,样品表面膜厚度趋于均匀,界面处氧化膜变得比较平坦。陶瓷层主要由α-Al2O3和γ-Al2O3相组成,随氧化时间的延长,γ-Al2O3相在陶瓷层中的相对含量逐渐减少。而α-Al2O3相的含量逐渐提高。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 生长过程
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温度峰值影响6061铝/AZ31B镁异种材料FSW接头成形的规律 被引量：9
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作者 刘震磊 崔祜涛 +2 位作者 姬书得 徐敏强 孟祥晨 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期23-26,130,共4页
以6061-T6铝合金与AZ31B镁合金为研究对象,基于Abaqus软件进行了异种材料搅拌摩擦焊过程的温度场数值模拟,重点分析搅拌针偏置镁侧下的搅拌区温度峰值影响焊缝表面成形的规律.结果表明,当焊接温度峰值高于Al-Mg共晶温度时,搅拌针根部附... 以6061-T6铝合金与AZ31B镁合金为研究对象,基于Abaqus软件进行了异种材料搅拌摩擦焊过程的温度场数值模拟,重点分析搅拌针偏置镁侧下的搅拌区温度峰值影响焊缝表面成形的规律.结果表明,当焊接温度峰值高于Al-Mg共晶温度时,搅拌针根部附近区域会出现较明显的黏着现象,其随着焊接速度的降低而加剧,这与焊接温度峰值的升高相关.随着焊接速度的增加,焊缝表面更易避免裂纹缺陷的产生.当搅拌头的转速为1 200 r/min且焊接速度为40 mm/min时,6061铝/AZ31B镁异种材料焊接接头的表面成形良好. 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 铝合金 镁合金 温度场 表面成形
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