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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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搅拌摩擦加工对AZ31镁合金微观组织及力学性能的影响 被引量：14
2
作者 俞良良 张郑 +2 位作者 王快社 王文 贾少伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1289-1293,共5页
采用搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)对AZ31镁合金板材进行了单道次加工,研究了加工区域微观组织对力学性能的影响。结果表明,相同前进速度下,旋转速度升高,平均晶粒尺寸增大。搅拌摩擦加工后,晶粒尺寸和织构变化显著影... 采用搅拌摩擦加工技术(Friction stir processing,FSP)对AZ31镁合金板材进行了单道次加工,研究了加工区域微观组织对力学性能的影响。结果表明,相同前进速度下,旋转速度升高,平均晶粒尺寸增大。搅拌摩擦加工后,晶粒尺寸和织构变化显著影响AZ31镁合金的力学性能,平均晶粒尺寸越大,越易发生孪生变形。织构类型主要包括基面织构和纤维织构。基面织构位于软位向时,屈服强度降低,但纤维织构会弱化基面织构对力学性能的影响。 展开更多
关键词 搅拌摩擦加工 AZ31镁合金 力学性能 晶粒尺寸 织构
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转速对铝铜异种材料水下搅拌摩擦焊接接头组织与性能的影响 被引量：7
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作者 王盈辉 王快社 +3 位作者 王文 彭湃 车倩颖 乔柯 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期155-162,共8页
采用水下搅拌摩擦焊接(submerged friction stir welding,SFSW)技术对2024-T4铝合金和紫铜进行连接,研究转速对接头微观组织与力学性能的影响。结果表明:接头成型良好,无裂纹、孔洞等缺陷。随转速升高,接头表面平整度提高,大量铜被卷入... 采用水下搅拌摩擦焊接(submerged friction stir welding,SFSW)技术对2024-T4铝合金和紫铜进行连接,研究转速对接头微观组织与力学性能的影响。结果表明:接头成型良好,无裂纹、孔洞等缺陷。随转速升高,接头表面平整度提高,大量铜被卷入焊核区(nugget zone,NZ),NZ组织结构逐渐混乱。SFSW过程中,冷却水有效抑制了晶粒粗化和脆性金属间化合物生成。当转速为750r/min时,接头抗拉强度为227MPa,达到铜母材的70.3%,随转速增大,接头的抗拉强度和伸长率降低。 展开更多
关键词 水下搅拌摩擦焊接 2024铝合金 紫铜 微观组织 力学性能
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热处理工艺对钼金属板材组织和性能影响的研究进展 被引量：8
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作者 陈文静 胡平 +7 位作者 邢海瑞 夏雨 李世磊 左烨盖 王快社 冯鹏发 常恬 李来平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期3141-3151,共11页
金属钼是一种硬而坚韧的难熔金属,熔点高达2620℃,具有良好的耐腐蚀、抗蠕变和抗热震性,被广泛应用于航空航天、核工业及电子产业。钼及钼合金常通过粉末冶金制备,避免传统工艺制备工序复杂的同时保证了钼及钼合金的成分及成品质量。其... 金属钼是一种硬而坚韧的难熔金属,熔点高达2620℃,具有良好的耐腐蚀、抗蠕变和抗热震性,被广泛应用于航空航天、核工业及电子产业。钼及钼合金常通过粉末冶金制备,避免传统工艺制备工序复杂的同时保证了钼及钼合金的成分及成品质量。其体心立方结构和塑脆转变温度高,严重影响了钼和钼合金的成型加工性能及由资源向钼成品转化的经济效益。成型加工中常使用锻造和轧制手段进行变形,但是会造成严重的加工硬化。热处理工艺能简单有效地改善钼金属在加工过程中的残余应力、加工硬化等不利影响,提升产品的质量与性能。钼合金变形过程中,单向轧制时会产生{111}〈uvw〉织构,在较高的变形量下,织构发生偏转,转至{112}〈110〉;交叉轧制时趋向{100}〈uvw〉织构。轧制变形量为40%~90%,1200℃退火处理后钼合金板材均会完成再结晶,当温度升至1250℃以上时晶粒变得粗大,无论是单向轧制织构还是再结晶期间织构转化时〈110〉织构均会存在。加热速率较快(>100 K/min)的情况下,钼合金的晶粒尺寸更细小。钼中掺入Ti、Zr、La等元素,会在亚晶界或晶界处形成碳化物或氧化物,改变微观组织,提升了再结晶温度,热处理后断裂方式从脆性断裂转变为韧性解理断裂,提升了钼合金的综合力学性能。本文综述了纯钼和钼合金板材的变形量、热处理工艺参数对其组织和性能影响的研究,对简化、有效生产高质量的钼板材过程给予理论指导,同时削减热处理能耗,有助于发展绿色热处理技术,并对未来钼板材热处理研究方向提出了展望。 展开更多
关键词 钼合金 变形 热处理 微观组织 力学性能
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纯钼金属高温塑性变形行为研究进展 被引量：7
5
作者 夏雨 王快社 +5 位作者 胡平 胡卜亮 李世磊 陈文静 周宇航 冯鹏发 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期3277-3289,共13页
稀有金属钼属战略性基础材料,具有熔点高、高温强度大、膨胀系数小、高温蠕变速率低和导电/导热性能好等优点,被广泛应用于航空航天、核工业、半导体照明、医疗、机械加工等重要工业领域,纯钼金属板材作为附加值高的深加工终端产品和冲... 稀有金属钼属战略性基础材料,具有熔点高、高温强度大、膨胀系数小、高温蠕变速率低和导电/导热性能好等优点,被广泛应用于航空航天、核工业、半导体照明、医疗、机械加工等重要工业领域,纯钼金属板材作为附加值高的深加工终端产品和冲压结构件原材料,更是被大量应用于高新技术领域。然而,由于钼本身具有变形温度高、低温塑性差、高温下氧化严重等一系列加工缺点,导致钼板轧制加工过程困难,经常出现各种缺陷和问题,如头部张嘴开裂、分层和边裂等,严重限制了其应用范围。因此,研究高纯钼金属塑性变形中的变形行为,并根据真应力-应变关系建立纯钼板材高温塑性变形的本构方程,探究工艺参数、变形行为及微观组织演变的相互关系可以为高性能、高纯钼粉末烧结材料的加工制备和应用提供理论和实践依据,进而提高我国粉末冶金钼产品在国际中的竞争力以及影响力。近年来,国内外学者一直借助热模拟试验机对纯钼高温变形行为和真应力-应变本构方程进行研究,通过在不同温度、应变速率下进行的热模拟压缩及拉伸实验得到的真应力-应变曲线及微观结构图,阐述了纯钼高温塑性变形在不同情况下的变形机制:在较低温度、高应变速率作用下,加工硬化起主要作用;在高温、低应变速率时,会发生流变软化现象,进而得到纯钼热加工最佳的温度范围及应变速率。另外,研究者根据热模拟实验所得到的真应力-应变的变化规律,采用包含考虑Zener-Hollomon参数的双曲正弦模型Arrhenius方程,建立了纯钼板高温塑性流变应力与变形温度和应变速率之间的本构方程。依据此本构方程计算出的纯钼板坯流变应力理论值与实际值的平均相对误差较小,表明所建立的本构方程对纯钼热成形加工工艺的制定具有一定的理论指导意义。本文综述了近年来国内外高纯钼金属塑性变形行为及其本构方程的研究进展,分别对粉末冶金纯钼高温热模拟压缩及拉伸的研究进展进行了介绍,分析了温度、应变速率、应变程度对纯钼高温塑性变形行为的影响,建立了纯钼高温热变形过程中的本构方程,并对今后研究方向进行了建设性的展望。 展开更多
关键词 纯钼 塑性形变 变形行为 本构方程
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影响磁性氧化铁纳米颗粒磁热疗加热效率的因素
6
作者 姬文婵 胡平 +7 位作者 汪小钰 杨帆 韩嘉彧 程权 邢海瑞 左烨盖 李世磊 王快社 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期355-366,共12页
磁性纳米颗粒作为产热介质在生物医学方面取得了广泛的应用前景。近年来,新开发的纳米颗粒细胞内疗法更是克服了常规治疗方法的副作用,使治疗效率大大提高。氧化铁纳米颗粒由于其优异的磁性能在磁热疗应用的磁性纳米颗粒中脱颖而出,但... 磁性纳米颗粒作为产热介质在生物医学方面取得了广泛的应用前景。近年来,新开发的纳米颗粒细胞内疗法更是克服了常规治疗方法的副作用,使治疗效率大大提高。氧化铁纳米颗粒由于其优异的磁性能在磁热疗应用的磁性纳米颗粒中脱颖而出,但存在着在交变磁场下加热效率受限的问题。具有高加热效率受限的磁性纳米粒子是磁热疗的必要条件。本文综述了近年来关于有效加热磁性氧化铁纳米粒子的物理原理及由颗粒尺寸、形状和偶极相互作用引起的各向异性,分析了提高氧化铁纳米颗粒加热效率的方法及最新进展,以期为最大限度地提高磁性氧化铁纳米材料在磁热疗应用中的加热效率提供参考。 展开更多
关键词 氧化铁 磁性纳米粒子 磁热疗 加热效率 生物医学工程
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转速对TRIP钢搅拌摩擦焊接头组织性能的影响
7
作者 张升懿 王快社 +2 位作者 乔柯 王文 袁胜男 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期56-61,共6页
用搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)对相变诱发塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)钢焊接,研究转速对TRIP钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:FSW接头焊合区(stir zone,SZ)和热机械影响区(thermo-mechanically af... 用搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)对相变诱发塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)钢焊接,研究转速对TRIP钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:FSW接头焊合区(stir zone,SZ)和热机械影响区(thermo-mechanically affect zone,TMAZ)晶粒细化、残余奥氏体含量降低,有大量马氏体生成;热影响区(heat-affected zone,HAZ)晶粒粗化、残余奥氏体含量降低,无马氏体生成。相比母材,FSW接头SZ和TMAZ显微硬度提升,HAZ显微硬度下降;低转速下,FSW接头中残余奥氏体含量较高,接头的抗拉强度912 MPa,达到母材的92.9%。母材和接头断口均呈韧性断裂特征。 展开更多
关键词 TRIP钢 搅拌摩擦焊接 转速 显微组织 力学性能
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