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具有孔隙结构的金属基金刚石工具的研究进展
1
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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Al/Mg/Al层状复合板微观组织及力学性能的研究
2
作者 贾济语 徐静 +5 位作者 冯晓伟 冯波 李健 向青春 郑开宏 潘复生 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期77-84,共8页
目的研究轧制压下量对Al/Mg/Al层状复合板组织及性能的影响规律,理清不同压下量下复合板界面、组织与力学性能的关系。方法在轧制温度为400℃时,对Al/Mg/Al层状复合板进行一道次轧制,轧制压下量为40%、50%、60%,采用扫描电子显微镜(SEM... 目的研究轧制压下量对Al/Mg/Al层状复合板组织及性能的影响规律,理清不同压下量下复合板界面、组织与力学性能的关系。方法在轧制温度为400℃时,对Al/Mg/Al层状复合板进行一道次轧制,轧制压下量为40%、50%、60%,采用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,对界面及微观组织进行观察,利用万能试验机对复合板进行力学性能测试表征。结果Al/Mg/Al层状复合板界面结合良好,无孔洞和金属间化合物生成。随着压下量的增加,Mg层晶粒组织更加均匀细小,晶粒尺寸为4.34μm,Al侧晶粒更加细长,Mg层和Al层的再结晶粒占比增大。随着压下量的增加,Al/Mg/Al层状复合板的抗拉强度和屈服强度逐渐增大,延伸率则与之相反。60%压下量复合板的最大抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为336 MPa、266 MPa、6.16%。随着压下量的增加,复合板抗弯强度逐渐降低,在最大抗弯强度下,50%和60%压下量复合板界面未发生分层,界面结合良好。随着压下量的增加,复合板的断裂模式由韧性断裂转变为韧性+解理的混合断裂模式。结论一道次轧制Al/Mg/Al层状复合板无金属间化合物生成,界面结合良好。相比于40%压下量复合板,60%压下量复合板抗拉强度和屈服强度分别提高了20.8%、18.7%。 展开更多
关键词 一道次热轧 Al/Mg/Al层状复合板 微观组织 力学性能
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W–Cu梯度复合材料的制备、组织与性能 被引量：1
3
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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搅拌摩擦加工及T6处理对Al-Si-Fe合金组织和力学性能的影响
4
作者 陈胜迁 郑志斌 +2 位作者 宋新华 唐辉 杨壹 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第8期168-176,共9页
通过光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸测试等研究了搅拌摩擦加工及T6处理对Al-Si-Fe合金组织和力学性能的影响。结果表明,经过搅拌摩擦加工后,合金中的富铁相和共晶硅由粗大的板条状转变成细小的颗粒状和短棒状。其中,富铁相的平均长... 通过光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸测试等研究了搅拌摩擦加工及T6处理对Al-Si-Fe合金组织和力学性能的影响。结果表明,经过搅拌摩擦加工后,合金中的富铁相和共晶硅由粗大的板条状转变成细小的颗粒状和短棒状。其中,富铁相的平均长度和长径比分别降低了96.5%和81.5%,细化效果优于共晶硅。T6处理后,富铁相和共晶硅发生了明显的圆整化和球化,基本消除了尖角、平直等轮廓,形状系数进一步提高。同时,富铁相中的Fe/Si比例降低,促进了富铁相类型的转变。随着固溶时间的延长,富铁相和共晶硅的长径比均略有降低,而富铁相的面积分数和长度略有降低,这是Fe、Si在基体中的溶解造成的。T6处理后,合金的强度显著提高,但塑性降低。当固溶时间为3 h时,合金的综合性能达到最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到300 MPa、230 MPa和13.2%。 展开更多
关键词 搅拌摩擦加工 AL-SI-FE合金 富铁相 微观组织演变 力学性能
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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：5
5
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
6
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：2
7
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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Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al合金的室温轧制组织与力学性能 被引量：4
8
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：3
9
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
10
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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