搅拌摩擦加工制备颗粒增强铝基复合材料的研究现状及展望 被引量：11

1

作者 席小鹏 王快社 +3 位作者 王文 彭湃 乔柯 余良良 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期3814-3822,共9页

铝合金作为现代工程和高新技术领域发展的关键材料之一,具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好等特点。通过在铝基体中添加增强相颗粒,制备得到的颗粒增强铝基复合材料既有铝合金良好的强度、韧性、易成形性等特点,又有颗粒的高强、... 铝合金作为现代工程和高新技术领域发展的关键材料之一,具有密度小、比强度和比刚度高、耐蚀性好等特点。通过在铝基体中添加增强相颗粒,制备得到的颗粒增强铝基复合材料既有铝合金良好的强度、韧性、易成形性等特点,又有颗粒的高强、高模等优点,是近年来应用最广的一类金属基复合材料。目前,制备铝基复合材料的方法主要有粉末冶金法、铸造以及超声波法等,但这些方法在制备过程中需要较高的温度,颗粒与金属基体容易发生不良的界面反应,从而影响界面结合效果,降低复合材料的性能。搅拌摩擦加工(FSP)作为一种新型的固相加工技术,可同时实现材料微观组织的细化、致密化和均匀化。目前,FSP直接法已在铝基复合材料制备方面取得应用,主要是将增强相颗粒通过打盲孔或开槽的方式预置在金属基体内再进行FSP,进而制备出高致密度的颗粒增强铝基复合材料。因为FSP过程的温度低,颗粒与铝基体不会发生界面反应,所以该方法也被用于制备具有形状记忆效应(SME)的铝基功能复合材料。近年研究结果表明,颗粒相对FSP制备的铝基复合材料晶粒细化起到显著作用,这有助于提高复合材料的拉伸强度、显微硬度及疲劳强度等力学性能。随着颗粒含量的增加和颗粒尺寸的减小,复合材料的力学性能得以增强。再者,减小颗粒尺寸有利于改善颗粒与基体之间的结合。另外,通过优化搅拌头的结构、形状和尺寸,以及FSP工艺参数,已经可以实现加工后颗粒相在基体中的均匀分布。鉴于搅拌摩擦加工(FSP)直接法在制备颗粒增强铝基复合材料方面所具备的短流程、高效能以及基体与增强相颗粒界面无杂质等优势,本文对目前FSP直接法制备颗粒增强铝基复合材料的最新研究现状进行了总结。主要综述了FSP制备颗粒增强铝基复合材料过程中颗粒的含量、类型及尺寸对复合材料组织与力学性能的影响,并对颗粒分布均匀性以及颗粒与铝基体的界面问题做了阐述。文章最后深入分析了当前研究中的不足之处并展望了未来的研究方向。 展开更多

关键词 搅拌摩擦加工 颗粒 铝基复合材料 均匀性 界面 增强相

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搅拌摩擦加工制备AZ31/ZrO_(2)复合材料的组织性能研究 被引量：6

2

作者 袁胜男 王快社 +2 位作者 乔柯 王文 张升懿 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期190-197,共8页

采用搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)技术成功制备了AZ31/ZrO_(2)复合材料,并与未添加ZrO_(2)颗粒、经FSP处理的试样(FSP AZ31试样)进行对比。利用SEM和EBSD观察了AZ31/ZrO_(2)复合材料及FSP AZ31试样的微观组织,并对其力... 采用搅拌摩擦加工(Friction Stir Processing,FSP)技术成功制备了AZ31/ZrO_(2)复合材料,并与未添加ZrO_(2)颗粒、经FSP处理的试样(FSP AZ31试样)进行对比。利用SEM和EBSD观察了AZ31/ZrO_(2)复合材料及FSP AZ31试样的微观组织,并对其力学性能进行了研究。结果表明,FSP可制备组织均匀致密、晶粒细化的AZ31/ZrO_(2)复合材料。AZ31镁合金母材(Base Metal,BM)的抗拉强度(Ultimate Tensile Strength,UTS)为283 MPa,伸长率(Elongation,EI)为15.5%。与BM相比,FSP AZ31试样的UTS略微升高,为286 MPa;EI有所降低,为11.5%。添加ZrO_(2)颗粒、经FSP处理的试样(FSP AZ31/ZrO_(2)复合材料)的UTS为397 MPa,达到了BM的140%,EI为13.8%,ZrO_(2)颗粒的添加是AZ31镁合金显微硬度和拉伸性能提升的主要因素。BM和FSP AZ31试样的断裂特征表现为准解理断裂特征,FSP AZ31/ZrO_(2)复合材料则表现为微孔聚合断裂特征。 展开更多

关键词 镁合金 复合材料 搅拌摩擦加工 微观组织 力学性能

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水下搅拌摩擦加工制备CoCrFeNiMn/6061Al复合材料组织和性能研究 被引量：2

3

作者 王智 王文 +4 位作者 张志娟 韩鹏 方园 张婷 王快社 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期223-230,共8页

采用水下搅拌摩擦加工制备CoCrFeNiMn高熵合金颗粒增强6061-T6基复合材料,研究了时效热处理对CoCrFeNiMn/6061Al复合材料微观组织、显微硬度和磨损性能的影响。采用扫描电镜和电子背散射衍射技术对复合材料的微观组织进行了表征,采用显... 采用水下搅拌摩擦加工制备CoCrFeNiMn高熵合金颗粒增强6061-T6基复合材料,研究了时效热处理对CoCrFeNiMn/6061Al复合材料微观组织、显微硬度和磨损性能的影响。采用扫描电镜和电子背散射衍射技术对复合材料的微观组织进行了表征,采用显微硬度和磨损实验对复合材料的性能进行了评价。结果表明,经5道次搅拌摩擦加工后,CoCrFeNiMn高熵合金颗粒均匀分布在Al基体中,且与基体界面结合良好,无明显扩散层。时效热处理后,CoCrFeNiMn高熵合金颗粒与基体界面出现厚度约为200 nm的扩散层,复合材料的平均显微硬度达到120.0 HV,比Al基体提高了27.7%。与Al基体相比,复合材料的平均摩擦因数从0.4491升高至0.4855。时效热处理后,复合材料的平均摩擦因数降低至0.3188,主要磨损机制为磨粒磨损。 展开更多

关键词 搅拌摩擦加工 高熵合金 AL基复合材料 微观结构 磨损性能

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搅拌摩擦加工CuCr30合金微观组织及电弧烧蚀性能研究

4

作者 谢海瑞 刘强 +3 位作者 王文 张宇烨 张婷 王快社 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期91-96,共6页

首次采用搅拌摩擦加工(FSP)对CuCr30合金进行了加工,对比研究了FSP前后CuCr30合金的微观组织和电弧烧蚀性能。结果表明,母材中,Cu、Cr两相晶粒尺寸分别为3.56~34.16μm和4.77~32.36μm;FSP后,Cu、Cr两相晶粒尺寸分别细化为40~500 nm和50... 首次采用搅拌摩擦加工(FSP)对CuCr30合金进行了加工,对比研究了FSP前后CuCr30合金的微观组织和电弧烧蚀性能。结果表明,母材中,Cu、Cr两相晶粒尺寸分别为3.56~34.16μm和4.77~32.36μm;FSP后,Cu、Cr两相晶粒尺寸分别细化为40~500 nm和50~329 nm。经过30次和100次击穿实验后,FSP试样的质量损失比母材分别降低了77.8%和39.2%。击穿100次后,母材和FSP试样的烧蚀面积分别为6.91和8.01 mm^(2),表明FSP试样中细化的Cr相分散了电弧能量,使得烧蚀区域均匀、分散,从而提高了CuCr30合金的电弧烧蚀性能。 展开更多

关键词 CuCr30合金 搅拌摩擦加工 微观组织 电弧烧蚀性能

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搅拌摩擦加工Fe_(40)Mn_(20)Co_(20)Cr_(15)Si_5高熵合金微观组织和拉伸性能

5

作者 向亚婷 王文 +3 位作者 刘艺 韩鹏 林佳 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期261-267,共7页

通过搅拌摩擦加工(FSP)技术制备了具有细晶组织的Fe_(40)Mn_(20)Co_(20)Cr_(15)Si_(5)高熵合金(CS-HEA),研究了细晶CS-HEA的微观组织和拉伸性能,并将其与铸态CS-HEA的微观组织和拉伸性能进行了对比。结果表明,与铸态CS-HEA相比,FSP后,细... 通过搅拌摩擦加工(FSP)技术制备了具有细晶组织的Fe_(40)Mn_(20)Co_(20)Cr_(15)Si_(5)高熵合金(CS-HEA),研究了细晶CS-HEA的微观组织和拉伸性能,并将其与铸态CS-HEA的微观组织和拉伸性能进行了对比。结果表明,与铸态CS-HEA相比,FSP后,细晶CS-HEA的微观组织致密均匀,平均晶粒尺寸细化至3.1μm,同时FCC相比例提高至96%。细晶CS-HEA的屈服强度、抗拉强度和伸长率相比于铸态CS-HEA分别提高了194%、188%和195%,分别从179 MPa、496 MPa和19%提高至347 MPa、930 MPa和37%。这归因于FSP后CS-HEA的晶粒显著细化以及CS-HEA中高比例的FCC相在拉伸过程中发生了FCC→HCP相变,拉伸变形后FCC相比例从96%降低至53%,诱发了相变诱发塑性效应,持续为变形提供加工硬化。 展开更多

关键词 搅拌摩擦加工 高熵合金 相变诱发塑性 微观组织 拉伸性能

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二维层状二硫化钼复合材料的研究进展及发展趋势 被引量：16

6

作者 胡平 陈震宇 +7 位作者 王快社 杨帆 胡卜亮 宋瑞 李秦伟 曹维成 刘东新 安耿 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1286-1298,共13页

二维层状二硫化钼因其独特的结构已经成为二维结构材料领域中新兴的研究热点。它拥有特殊的可调节带隙及优异的光电性能。综述了二维层状二硫化钼的制备方法和优异性能;作为其发展的一个重要方向,对二维层状二硫化钼复合材料的最新研究... 二维层状二硫化钼因其独特的结构已经成为二维结构材料领域中新兴的研究热点。它拥有特殊的可调节带隙及优异的光电性能。综述了二维层状二硫化钼的制备方法和优异性能;作为其发展的一个重要方向,对二维层状二硫化钼复合材料的最新研究进行了综述并探讨了复合材料性能提升的机制。提出了对二维层状二硫化钼复合材料相关研究的建议和展望。 展开更多

关键词 纳米材料 纳米技术 复合材料 二维材料 MOS2

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冷轧对搅拌摩擦加工Al/Cu复合材料微观组织和力学性能的影响 被引量：1

7

作者 马艳恒 张兵 +3 位作者 张志娟 赵田丽 王快社 蔡军 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期118-126,共9页

对重叠率为0.5的多道次搅拌摩擦加工(MFSP)制备的Al/Cu复合材料进行了不同变形量的冷轧实验,弥补了MFSP造成的缺陷,对晶粒进行细化和均匀化并进一步提高了其界面结合强度。利用电子背散射衍射技术和剪切实验研究了不同变形量对复合材料... 对重叠率为0.5的多道次搅拌摩擦加工(MFSP)制备的Al/Cu复合材料进行了不同变形量的冷轧实验,弥补了MFSP造成的缺陷,对晶粒进行细化和均匀化并进一步提高了其界面结合强度。利用电子背散射衍射技术和剪切实验研究了不同变形量对复合材料界面结构、组织演变和剪切性能的影响。结果表明,在轧制压力作用下,加工区界面由连续变为不连续,过渡区未结合界面逐渐闭合直到结合良好,界面结合机制由单一扩散结合变为扩散结合和机械啮合二者的共同作用。当轧制变形量从30%增加到70%时,加工区和过渡区中Al、Cu各自平均晶粒尺寸的细化效果近乎一致,原始晶粒尺寸差也逐渐消失,由PZ界面原始的20和35μm以及TZ界面原始的25和38μm细化至8~9μm。剪切强度从102.3 MPa增加至374.2 MPa,提高了265.8%,相较原始MFSP试样的剪切强度(75.2 MPa)提高了398%,剪切断口表明断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂,加工硬化和波状界面形貌使界面结合强度有所改善。 展开更多

关键词 Al/Cu复合材料 多道次搅拌摩擦加工 冷轧 组织演变 剪切性能

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轧制三金属复合材料研究进展 被引量：3

8

作者 张志娟 张兵 +5 位作者 赵田丽 党晓晗 马艳恒 陈乐 徐依 郝鹏程 《精密成形工程》 北大核心 2021年第6期23-34,共12页

三金属层状复合材料兼具了各金属组元的优势,能够满足多种复杂服役环境的应用需求,是现代科学技术进步的必然产物。将最为常见的轧制制备的三金属层状复合材料根据具体制备手段和最终实验效果的差异,分为了采用新型累积叠轧技术制备的... 三金属层状复合材料兼具了各金属组元的优势,能够满足多种复杂服役环境的应用需求,是现代科学技术进步的必然产物。将最为常见的轧制制备的三金属层状复合材料根据具体制备手段和最终实验效果的差异,分为了采用新型累积叠轧技术制备的类双金属颗粒增强金属基复合材料,以及利用常规轧制减薄技术制备的三金属层状复合材料。分别综述了这两大类目前主要的组合类型及其涉及的研究内容,可看出众多研究均是在最为原始的二元Al/Cu和Al/Mg复合基础上新加第三金属展开的。指出了三金属复合材料的开发是未来金属层状复合材料领域的重要研究方向,以及后续有待进一步解决的难点。最后,对三金属层状复合材料的发展前景和主要发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 轧制技术 三金属复合材料 层状复合材料 显微组织 力学性能

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冷喷摩擦复合增材制造制备ZrO_(2)颗粒增强钛基复合材料组织与磨损性能

9

作者 王俣豪 乔柯 +3 位作者 张兵 王快社 王文 孙琦 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期105-112,共8页

采用冷喷涂增材制造和冷喷摩擦复合增材制造技术制备了ZrO_(2)颗粒增强钛基复合材料,使用SEM和EBSD等表征了微观组织特征,研究了模拟体液环境下的磨损性能和磨损机制。结果表明:相较于冷喷涂增材制造试样,冷喷摩擦复合增材制造试样中孔... 采用冷喷涂增材制造和冷喷摩擦复合增材制造技术制备了ZrO_(2)颗粒增强钛基复合材料,使用SEM和EBSD等表征了微观组织特征,研究了模拟体液环境下的磨损性能和磨损机制。结果表明:相较于冷喷涂增材制造试样,冷喷摩擦复合增材制造试样中孔洞缺陷消失,组织明显致密化,ZrO_(2)均匀分布于Ti基体中,试样的致密度达99.1%。冷喷摩擦复合增材制造过程中发生了连续动态再结晶,平均晶粒尺寸均匀化至2.5μm。相较冷喷涂增材制造试样,冷喷摩擦复合增材制造试样显微硬度显著提升(由221 HV 0.2提升至544 HV 0.2)。在模拟体液环境下,冷喷摩擦复合增材制造试样具有较低的磨损率(1.09×10^(-3)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)),表现出较好的耐磨性。磨粒磨损和粘着磨损是冷喷涂增材制造试样的主要磨损机制,而磨粒磨损是冷喷摩擦复合增材制造试样的主要磨损机制。 展开更多

关键词 冷喷涂 搅拌摩擦加工 钛基复合材料 微观组织 磨损性能

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二硅化钼涂层制备技术研究进展

10

作者 韩嘉彧 王强 +7 位作者 龙佳怡 赵卫国 王力 冯锐 金波 胡卜亮 胡平 王快社 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期674-684,共11页

MoSi_(2)涂层具有优良的高温抗氧化性能,常作为各种材料的保护涂层。本文结合目前国内外MoSi_(2)研究现状,详细介绍了等离子喷涂法、包埋渗法、料浆法、熔盐法、磁控溅射法、化学气相沉积法、激光熔覆法、放电等离子烧结法等MoSi_(2)涂... MoSi_(2)涂层具有优良的高温抗氧化性能,常作为各种材料的保护涂层。本文结合目前国内外MoSi_(2)研究现状,详细介绍了等离子喷涂法、包埋渗法、料浆法、熔盐法、磁控溅射法、化学气相沉积法、激光熔覆法、放电等离子烧结法等MoSi_(2)涂层的制备方法,总结了几种MoSi_(2)涂层制备工艺的优势、差异和不足,并对MoSi_(2)涂层制备工艺的改进方法与发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 二硅化钼 涂层 制备工艺 高温抗氧化 研究进展

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热压烧结新型WC/Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金摩擦磨损性能研究

11

作者 何攀 王文 +3 位作者 强凤鸣 张莹 乔柯 王快社 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期68-75,共8页

为抑制传统WC硬质合金在烧结制备过程中的晶粒长大,提高其使用寿命,本文以Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金为粘结剂,在不添加晶粒生长抑制剂的前提下,采用热压烧结工艺制备了粘结剂含量分别为17wt.%、20wt.%和25wt.%的WC/Al_(0.5)CoCr... 为抑制传统WC硬质合金在烧结制备过程中的晶粒长大,提高其使用寿命,本文以Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金为粘结剂,在不添加晶粒生长抑制剂的前提下,采用热压烧结工艺制备了粘结剂含量分别为17wt.%、20wt.%和25wt.%的WC/Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)的新型硬质合金,并以相同工艺制备WC/20wt.%Co作为对照样品。研究了WC/Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)新型硬质合金的微观组织、力学性能,及其在室温和800℃高温条件下的摩擦磨损性能。研究结果表明,在不添加晶粒生长抑制的条件下,以Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)为粘结剂可以获得超细晶WC/Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金。WC/20wt.%Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金具有最好的综合力学性能,其硬度和断裂韧性分别为(2389±12)HV30和(15.95±0.5)MPa·m1/2,均优于相同工艺制备的WC/20wt.%Co硬质合金。在室温下,WC/17wt.%Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金磨损率最小,耐磨性能最好。随着粘结剂含量增加,耐磨性能逐渐降低。WC/Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金在室温下的磨损机理主要为磨粒磨损。在800℃高温条件下,WC/20wt.%Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金磨损率最小,磨损机理为磨粒磨损、氧化磨损和粘着磨损。在室温和800℃以下,WC/Al_(0.5)CoCrFeNiTi_(0.5)硬质合金的磨损率均低于相同工艺制备的WC/20Co硬质合金。 展开更多

关键词 硬质合金 高熵合金粘结剂 力学性能 摩擦磨损 磨损率

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钼合金强韧化方式及机理研究进展 被引量：20

12

作者 周宇航 胡平 +4 位作者 常恬 邓洁 胡卜亮 王快社 冯鹏发 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1026-1032,共7页

钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属合金,在电子电力设备制造业、航天航空、国防工业等诸多领域中已得到广泛应用。目前,提高钼合金的性能的主要方式是合金化。介绍了钼合金的致脆原因以及公认的3种强韧化机理:固溶强化、弥散强化... 钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属合金,在电子电力设备制造业、航天航空、国防工业等诸多领域中已得到广泛应用。目前,提高钼合金的性能的主要方式是合金化。介绍了钼合金的致脆原因以及公认的3种强韧化机理:固溶强化、弥散强化、细晶强化。综述了国内外提高钼合金性能的合金化机理的研究现状,展望了高强度高韧性钼合金的开发前景。 展开更多

关键词 钼合金 脆性 固溶强化 弥散强化 细晶强化

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铝铜异种材料搅拌摩擦焊接接头微观组织与性能 被引量：9

13

作者 孟强 车倩颖 +5 位作者 王快社 张坤 王文 黄丽颖 彭湃 乔柯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2030-2034,共5页

采用搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW)对6061-T6铝合金和紫铜异种金属进行了连接。研究结果表明,将紫铜置于后退侧、搅拌针向铝合金侧偏置0.5mm时,可获得成型优良的接头。对接界面处,铝铜异种金属发生充分混合流动,在微区内形... 采用搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW)对6061-T6铝合金和紫铜异种金属进行了连接。研究结果表明,将紫铜置于后退侧、搅拌针向铝合金侧偏置0.5mm时,可获得成型优良的接头。对接界面处,铝铜异种金属发生充分混合流动,在微区内形成了层片状交织结构。焊核区晶粒细化,接头内部形成了Al2Cu、AlCu和Al4Cu9金属间化合物,其形成机制为固态扩散。微观组织的均匀性和金属间化合物对样品显微硬度分布具有显著影响。铝合金侧的热影响区硬度值最低,呈现热软化效应。接头抗拉强度达到紫铜母材抗拉强度的75.5%,断裂位置位于铝侧热影响区,拉伸断口呈现韧脆混合断裂特征。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊接 铝铜异种材料 微观组织 力学性能

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铝/钢异种金属超声振动辅助搅拌摩擦搭接焊接头微观组织与力学性能

14

作者 兰青 王文 +4 位作者 乔柯 张婷 马乾芝 郝政扬 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期254-260,共7页

采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)及超声振动辅助FSLW(UAFSLW)分别对6061铝合金和QP1180钢进行焊接,研究了超声振动对铝/钢异种金属FSLW接头组织性能的作用规律。结果表明,与FSLW接头相比,UAFSLW接头宏观缺陷降低;铝侧搅拌区(SZ)晶粒尺寸减小19... 采用搅拌摩擦搭接焊(FSLW)及超声振动辅助FSLW(UAFSLW)分别对6061铝合金和QP1180钢进行焊接,研究了超声振动对铝/钢异种金属FSLW接头组织性能的作用规律。结果表明,与FSLW接头相比,UAFSLW接头宏观缺陷降低;铝侧搅拌区(SZ)晶粒尺寸减小19.8%,显微硬度由73.3 HV提高到81.4 HV;钢侧SZ的晶粒尺寸无明显变化。与FSLW接头相比,UAFSLW接头金属间化合物(IMCs)平均层厚由1.2μm减小到0.6μm,接头单位平均失效载荷由335 N·mm^(-1)提高到371 N·mm^(-1),断裂位置由界面转移到铝侧。 展开更多

关键词 超声振动 搅拌摩擦搭接焊 6061铝合金 QP1180钢 金属间化合物

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铸态GH2132合金热变形行为和热加工图 被引量：10

15

作者 张兵 刘鹏茹 +4 位作者 陈韩锋 杨艳 赵芬芬 党晓晗 王快社 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期466-475,共10页

利用Gleeble−3500热模拟机的热压缩实验,研究了铸态GH2132合金在变形温度为1173~1423 K和应变速率为0.001~10 s^(−1)条件下的热压缩变形行为和微观组织演化规律,分析该合金在不同变形条件下的热变形激活能Q值、应变速率敏感指数m值、温... 利用Gleeble−3500热模拟机的热压缩实验,研究了铸态GH2132合金在变形温度为1173~1423 K和应变速率为0.001~10 s^(−1)条件下的热压缩变形行为和微观组织演化规律,分析该合金在不同变形条件下的热变形激活能Q值、应变速率敏感指数m值、温度敏感指数s值的变化规律,基于动态材料模型(DMM)建立热加工图,结合微观组织确定出最佳热加工参数。结果表明:随着变形温度的升高、应变速率的降低,流变应力减小,GH2132合金为应变速率和温度敏感型材料。提高变形温度、降低应变速率有利于获得均匀分布的等轴晶粒。结合热加工图和高温变形微观组织确定,铸态GH2132合金合理的热变形参数所对应的变形温度和应变速率区间分别为1295~1418 K和3.07~10 s^(−1)。 展开更多

关键词 铸态GH2132合金 热变形行为 加工图

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7E33稀土铝合金旋转摩擦焊接头微观组织与拉伸性能

16

作者 张旭 王文 +4 位作者 刘艺 张莹 张予源 侯嘉伟 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期268-274,共7页

通过旋转摩擦焊技术对Al-5.2Zn-1.8Mg-0.8Cu-0.2Si-0.15Er-0.15Zr(7E33)稀土铝合金进行了焊接,采用SEM、EBSD、TEM、硬度测试和拉伸测试等手段表征了接头的微观组织和力学性能。结果表明:焊核区(Weld Zone, WZ)和热机械影响区(Thermal-M... 通过旋转摩擦焊技术对Al-5.2Zn-1.8Mg-0.8Cu-0.2Si-0.15Er-0.15Zr(7E33)稀土铝合金进行了焊接,采用SEM、EBSD、TEM、硬度测试和拉伸测试等手段表征了接头的微观组织和力学性能。结果表明:焊核区(Weld Zone, WZ)和热机械影响区(Thermal-Mechanical Affected Zone, TMAZ)发生了动态再结晶,平均晶粒尺寸分别由母材(Base Material, BM)的29.1μm细化为4.6和7.3μm,热影响区(Heat Affect Zone, HAZ)平均晶粒尺寸粗化至32.4μm。焊接过程中,WZ和TMAZ的η相部分溶解,数量密度低于BM。HAZ的η相尺寸由BM的10.0 nm粗化至20.0 nm,且出现了无析出相带(Precipitates Free Zones, PFZs)。焊接温度在350℃以上的时间仅持续3.4 s,低热输入使得接头具备高强度和优异伸长率。接头屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到BM的61.7%、82.1%和110.0%。接头显微硬度最低值出现在WZ,约为132 HV,主要原因是析出强化效果减弱。HAZ的粗大η相和PFZs是导致接头拉伸断裂的主要因素。 展开更多

关键词 旋转摩擦焊 7E33稀土铝合金 微观组织 拉伸性能

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GH3625高温合金热变形行为及修正非线性本构模型 被引量：1

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作者 李清阳 蔡军 +3 位作者 樊昱 南宏强 杨艳 张兵 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第2期172-178,共7页

采用热压缩实验研究了变形温度为950~1150℃,真应变为0.9,应变速率为0.001~1 s^(-1)时GH3625高温合金的热变形行为。通过电子背散射衍射技术表征了不同热变形条件下试样的微观组织,结果表明:GH3625高温合金流动应力对温度和应变速率敏感... 采用热压缩实验研究了变形温度为950~1150℃,真应变为0.9,应变速率为0.001~1 s^(-1)时GH3625高温合金的热变形行为。通过电子背散射衍射技术表征了不同热变形条件下试样的微观组织,结果表明:GH3625高温合金流动应力对温度和应变速率敏感,在实验条件下,该合金软化机制以动态回复为主,存在少量再结晶晶粒,且随变形温度的升高和应变速率的降低,再结晶程度呈现上升趋势,在变形温度为1150℃,应变速率为0.001 s^(-1)下再结晶程度达到最大。此外,建立了描述流动应力变化特征的修正非线性本构模型,并引入平均绝对相对误差eAARE和相关系数R评价模型的准确性,eAARE和R值分别为8.79%和0.962,说明修正非线性本构模型的准确度较高。 展开更多

关键词 GH3625高温合金 流动应力 动态再结晶 微观组织演变 本构关系

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孪生诱发塑性钢搅拌摩擦焊接温度场及塑性流场数值模拟

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作者 薛凯芮 乔柯 +3 位作者 张婷 刘强 王文 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期179-185,共7页

采用DEFORM-3D软件模拟了Fe-18.2Mn-0.52C孪生诱发塑性(Twinning-Induced Plasticity, TWIP)钢搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding, FSW)过程,建立了摩擦因数与温度之间的函数关系式,研究了FSW过程中温度场和塑性流场的分布特征及演变... 采用DEFORM-3D软件模拟了Fe-18.2Mn-0.52C孪生诱发塑性(Twinning-Induced Plasticity, TWIP)钢搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding, FSW)过程,建立了摩擦因数与温度之间的函数关系式,研究了FSW过程中温度场和塑性流场的分布特征及演变规律。结果表明,所建立的数值模型能够准确模拟TWIP钢FSW过程中的温度场分布,实验与模拟峰值温度的平均误差为2.20%。FSW过程中温度场分布不均匀,沿工件厚度方向焊接温度逐渐降低。随着焊接时间增加,温度场范围扩大,焊缝温度升高,最高温度为857℃。材料在后退侧(Retreating Side, RS)的流动速度和区域均大于前进侧(Advancing Side, AS),且从RS流向搅拌头后端的材料与AS的材料相遇并堆积在AS。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊接 孪生诱发塑性钢 数值模拟 温度场 塑性流场

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镍基粉末高温合金的热变形行为和微观组织演变

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作者 王强 张兵 +4 位作者 瞿宗宏 雷智强 赖运金 李少强 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期208-218,共11页

对固溶态镍基粉末高温合金进行了热压缩实验,研究了合金在1000~1200℃/0.001~1 s~(-1)变形条件下的热变形行为和组织演变。结果表明:随变形温度升高和应变速率降低,合金流变应力逐渐减小,真应力-真应变曲线分为动态回复和动态再结晶阶... 对固溶态镍基粉末高温合金进行了热压缩实验,研究了合金在1000~1200℃/0.001~1 s~(-1)变形条件下的热变形行为和组织演变。结果表明:随变形温度升高和应变速率降低,合金流变应力逐渐减小,真应力-真应变曲线分为动态回复和动态再结晶阶段。在1000~1100℃时,γ′相在γ基体中析出,其面积分数随变形温度和应变速率的升高逐渐减小,处于γ′+γ相区,初生γ′相钉扎晶界,抑制晶粒长大。这一温度区间内存在连续动态再结晶和不连续动态再结晶两种动态再结晶机制。在1150~1200℃,γ′相完全回溶至γ基体中,处于γ相区,晶粒尺寸随应变速率降低逐渐长大,再结晶机制主要为DDRX。根据Arrhenius本构关系建立了合金的本构方程,相关系数为0.9917,平均相对误差为9.91%,可以较为精确的预测流变应力。 展开更多

关键词 镍基粉末高温合金 动态再结晶 γ′相 晶粒长大 本构关系

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大直径白铜管有外模扩径拉拔数值模拟

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作者 朱正康 李文兵 +5 位作者 蔡军 黄培根 高兴年 宋蔚 王文 王快社 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第3期99-106,共8页

基于Deform-3D软件模拟了Φ254 mm×12 mm生产Φ300 mm×8 mm大直径BFe10-1-1白铜管有外模扩径过程,结合实验表征,分析了有外模扩径过程中管材的应力演变规律、管材形变流动规律及影响。结果表明,BFe10-1-1白铜管扩径过程中,等... 基于Deform-3D软件模拟了Φ254 mm×12 mm生产Φ300 mm×8 mm大直径BFe10-1-1白铜管有外模扩径过程,结合实验表征,分析了有外模扩径过程中管材的应力演变规律、管材形变流动规律及影响。结果表明,BFe10-1-1白铜管扩径过程中,等效应力为内壁≈外壁>次内壁≈次外壁>中间层,最大为319 MPa,内外层与中间层等效应力差值在50 MPa以内。周向应力在未扩径部分为内层拉应力,外层压应力;扩径部分变化为内层压应力,外层拉应力,管材内外层周向应力沿0 MPa呈现出高度对称性。管材不均匀程度随扩径道次数逐渐增加,扩径拉拔4道次后内壁径向位移高于外壁4.2 mm。扩径前后管材晶粒取向由<001>向<101>偏转,晶粒由等轴状向周向拉长。母材平均晶粒尺寸49.54μm,扩径后变为内壁15.65μm,中间层17.17μm,外壁25.26μm,晶粒细化且沿壁厚方向由内至外增大。 展开更多

关键词 大直径白铜管 有外模扩拉拔 变形不均匀 数值模拟

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