機(jī)械合金化熱壓燒結(jié)Mo-Si-B多相難熔合金的超塑性

利用球磨過(guò)程細(xì)化wc粉體顆粒,采用熱壓燒結(jié)的方法制備了具有較高硬度的無(wú)粘結(jié)劑wc硬質(zhì)合金.掃描電鏡觀察結(jié)果表明,球磨后wc粉體顆粒明顯變細(xì),經(jīng)熱壓燒結(jié)后形成組織致密的硬質(zhì)合金,樣品的顯微硬度已經(jīng)達(dá)到2294hv;x-射線分析結(jié)果表明,熱壓燒結(jié)過(guò)程中,wc沒(méi)有發(fā)生氧化脫碳現(xiàn)象.球磨處理使原始wc粉體顆粒積聚了很高的表面能和較大的畸變能,有利于燒結(jié)過(guò)程中wc粉末顆粒間冶金結(jié)合的形成.

s.m.abbasi等人以應(yīng)變率0.001~1s-1對(duì)鑄態(tài)feni36合金進(jìn)行850~1150℃溫區(qū)拉力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,隨溫度升高和應(yīng)變率增大,熱塑性提高,前者由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶之故,后者是由于應(yīng)變加速使孔穴傳

采用機(jī)械合金化(ma)工藝,在gcr15鋼磨球表面獲得了鉻鋁合金涂層。運(yùn)用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射儀和顯微硬度計(jì)等儀器測(cè)定了涂層的組織、結(jié)構(gòu)與硬度。結(jié)果表明,利用ma原理,能在常溫及保護(hù)性氣氛條件下獲得無(wú)環(huán)境污染的合金涂層。

-1- 目錄 目錄.................................................................................................................................................................1 1前言.......................................................................................................................................................3 1.1課題研究的背景.................................................

采用1700°c、20mpa熱壓工藝,制備wc-6moxc-0.47cr3c2-0.28vc無(wú)金屬粘結(jié)相硬質(zhì)合金。采用x射線衍射技術(shù)分析合金的物相成分,采用掃描電鏡與能譜儀對(duì)合金的微觀組織結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明,在高溫、高壓固相燒結(jié)過(guò)程中,發(fā)生了wc中的w原子向moxc中的大量固溶以及moxc中的mo原子向wc中的反向固溶,導(dǎo)致含mo的wc基固溶體與含w的mo2c基固溶體的形成。w、mo原子之間的溶解-析出行為不存在明顯的各向異性,沒(méi)有導(dǎo)致合金晶粒的顯著長(zhǎng)大。并討論了合金的固相燒結(jié)致密化機(jī)制。

研究了超塑性鋅鋁合金在氯化鈉和硫酸鈉溶液中的腐蝕速率。在鋁含量為2%～18%的范圍內(nèi),合金中的鋁能有效提高其抗腐蝕性能。合金的耐蝕性完全由其化學(xué)成分決定,晶粒大小對(duì)其幾乎沒(méi)有影響。在硫酸鈉溶液中,富鋁相被優(yōu)先腐蝕;在氯化鈉溶液中,富鋅相被優(yōu)先腐蝕。

以zr55cu30al10ni5和zr52.5al10cu15ni10be12.5塊體非晶合金為研究對(duì)象,結(jié)合非晶合金超塑性成形與擴(kuò)散連接工藝,用超塑性擴(kuò)散連接方法在gleeble-3500熱模擬機(jī)上對(duì)其進(jìn)行連接實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)合金在超塑性變形過(guò)程中的擴(kuò)散連接。對(duì)zr基非晶合金擴(kuò)散連接之后接口的形貌特征進(jìn)行觀察和性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,非晶合金在超塑性連接后能夠獲得良好的界面,且連接過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生晶化,連接之后其硬度和彈性模量均沒(méi)有發(fā)生明顯的變化。

機(jī)械合金化是最近發(fā)展起來(lái)的制備儲(chǔ)氫材料的新型工藝,在改善材料結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能方面顯示出非常有效的作用。然而,在機(jī)械合金化過(guò)程中的各種因素,包括球磨時(shí)間、球磨環(huán)境、球料比等,對(duì)合金的結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能有不同程度的影響。綜述了國(guó)內(nèi)外在機(jī)械合金化方面的研究,為更進(jìn)一步探索通過(guò)調(diào)整這些因素來(lái)改善儲(chǔ)氫合金性能有一定的指導(dǎo)意義。

在解剖國(guó)外釬焊料bni-a的基礎(chǔ)上,采用"預(yù)制母合金+超聲氣體霧化"工藝技術(shù)以及對(duì)國(guó)產(chǎn)bni-b及國(guó)外bni-a釬焊料粉末的化學(xué)成分、金相組織、粒度分布及固-液相線溫度區(qū)間對(duì)比分析,成功實(shí)現(xiàn)相關(guān)制粉技術(shù)突破與材料國(guó)產(chǎn)化,研制出滿足技術(shù)要求的合金釬焊料粉末。

對(duì)nd2fe14b快淬薄帶進(jìn)行熱晶化處理和機(jī)械合金化處理，通過(guò)樣品的xrd圖和磁滯回線圖，分析了薄帶和磁粉的晶粒尺寸及矯頑力的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機(jī)械合金化得到的磁粉具有更大的矯頑力，并且磁粉矯頑力的增強(qiáng)是由于晶粒尺寸的減小所致，而不是由于形成織構(gòu)造成的。

對(duì)nd2fe14b快淬薄帶進(jìn)行熱晶化處理和機(jī)械合金化處理，通過(guò)樣品的xrd圖和磁滯回線圖，分析了薄帶和磁粉的晶粒尺寸及矯頑力的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機(jī)械合金化得到的磁粉具有更大的矯頑力，并且磁粉矯頑力的增強(qiáng)是由于晶粒尺寸的減小所致，而不是由于形成織構(gòu)造成的。

采用半連續(xù)鑄錠冶金法制備一種成分為al-6mg-0.4(sc+zr)的合金,鑄錠樣品經(jīng)均勻化退火后,測(cè)試其在250,300,350,400,450,475和500℃時(shí)的瞬時(shí)拉伸力學(xué)性能,借助掃描電鏡(sem)和透射電鏡(tem)的觀察和分析,研究該合金的高溫變形及斷裂行為。結(jié)果表明:合金抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨溫度的升高而降低,而其伸長(zhǎng)率隨溫度的升高而增大;合金在300℃以下拉伸,斷口為穿晶斷裂型;在300℃以上拉伸,斷口由穿晶斷裂逐步向沿晶斷裂轉(zhuǎn)變;在400℃以上拉伸,斷口基本上是沿晶斷裂。在400℃以上變形,晶界區(qū)域有大量的強(qiáng)滑移帶;在400℃以上晶內(nèi)強(qiáng)度高于晶界強(qiáng)度,拉伸時(shí)變形優(yōu)先在晶界區(qū)域發(fā)生,變形不均勻的結(jié)果導(dǎo)致鑄坯熱加工過(guò)程中開(kāi)裂。al-6mg-0.4(sc+zr)合金鑄坯的最佳熱加工溫度范圍為350～400℃,在此條件下,合金的變形抗力較低,熱塑性較好,又不出現(xiàn)熱裂紋。

純相、高致密度、結(jié)晶良好的陶瓷靶材是物理氣相沉積薄膜的前提。采用熱壓燒結(jié)方法制備鈦酸鉍(bi4ti3o12)陶瓷靶材,重點(diǎn)研究了制備工藝對(duì)靶材的物相、微觀結(jié)構(gòu)和致密度的影響。以bi2o3和tio2微粉為原料,采用固相反應(yīng)法,在800℃合成出純相的bi4ti3o12粉體;加入過(guò)量3wt%的bi2o3,可以有效防止燒結(jié)過(guò)程中因bi揮發(fā)所產(chǎn)生的雜相,得到純相的bi4ti3o12陶瓷;采用熱壓燒結(jié)方法,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了bi4ti3o12粉體的致密燒結(jié),確定了適宜的制備條件為850℃,30mpa,2h,在該條件下制備的bi4ti3o12陶瓷致密度達(dá)到99%,晶粒呈片層狀,大小約2～4μm,可滿足靶材制備薄膜的需求。

針對(duì)c原子的擴(kuò)散過(guò)程,研究了al-石墨在機(jī)械合金化過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化.用x射線衍射儀(xrd)、掃描電子顯微鏡、拉曼光譜儀及計(jì)算機(jī)模擬觀察,分析了不同球磨時(shí)間的al-c混合物的結(jié)構(gòu).結(jié)果表明,球磨初期,石墨晶粒尺寸的減小及六角石墨轉(zhuǎn)變?yōu)閠urbostratic結(jié)構(gòu),使石墨的x射線衍射峰迅速減弱,以至消失.隨球磨時(shí)間的增加,c原子逐漸擴(kuò)散到al的點(diǎn)陣中形成固溶體.將al-c固溶體進(jìn)行退火處理,便轉(zhuǎn)變?yōu)閍l4c3.即使在球磨產(chǎn)物的xrd圖中觀察不到石墨的衍射峰后,繼續(xù)球磨數(shù)十小時(shí),拉曼光譜表明球磨樣品中仍有未與al反應(yīng)的單質(zhì)石墨.

鋁合金小論文 一、鋁的合金化原理 1．鋁合金的合金化特點(diǎn) al合金的強(qiáng)化是以al與合金元素間形成的金屬間化合物在α固溶體中的溶 解度變化為基礎(chǔ)的。因此，al雖能同許多金屬形成合金，但有高的溶解度和能起 顯著強(qiáng)化作用的元素，卻只有zn、mg、cu、si四種（表1-6），ag、ge、li的極 限溶解度雖很大，但由于它們是稀貴金屬，作al合金的主要合金元素而大量加入 是有困難的。這四種主要合金元素與al組成的二元（cual2、mg2si、mgzn2）和 三元化合物（al2cumg、al2mg3zn3），在al中的溶解度能隨溫度的降低而強(qiáng)烈地 減小，故可通過(guò)熱處理的辦法來(lái)提高強(qiáng)度。能形成這種化合物或強(qiáng)化相的合金有 al-cu、al-cu-mg、al-mg-si、al-zn-mg和al-zn-mg-cu系，可稱(chēng)之為“熱處理 強(qiáng)化型al合金”。還有些合金如al-mg

微合金化鋼是在c—mn鋼或低合金鋼中添加微量元素（〈0．1％的nb、v、ti，有時(shí)還包括b、al、re）進(jìn)行合金化，通過(guò)高純潔度冶煉，控軋（鍛）控冷（tmcp），獲得細(xì)晶、碳氮化物沉淀強(qiáng)化的高強(qiáng)度、高韌性，高可焊性、良好成形性的鋼種。這類(lèi)鋼的品種、產(chǎn)量和應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大，是鋼鐵行業(yè)發(fā)展方向之一。其具有顯著高的使用性能和性?xún)r(jià)比及某些特殊的性能。

在航天、化工等領(lǐng)域經(jīng)常需要對(duì)鈦合金和不銹鋼進(jìn)行焊接.不銹鋼和鈦合金的復(fù)合構(gòu)件能充分發(fā)揮2種材料的優(yōu)點(diǎn),并能節(jié)約寶貴的鈦資源.利用相變超塑性擴(kuò)散焊接方法,在gleeble-1500d型熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對(duì)ta17鈦合金與0cr18ni9ti不銹鋼進(jìn)行了焊接試驗(yàn),并對(duì)熱循環(huán)上限溫度的影響、接頭拉伸強(qiáng)度、斷口形貌、顯微組織、物相組成和元素成分分布等進(jìn)行了分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn),焊接接頭中形成了tife、tife2、固溶體等物相,而且隨著上限溫度的升高,斷口上金屬間化合物所占面積比例增大,從而造成接頭強(qiáng)度降低.

研究非典型等軸細(xì)晶的兩種不同軋制變形量的ti3al基合金熱軋板的超塑性變形行為及其變形前后的顯微組織。研究結(jié)果表明:該合金在超塑性變形過(guò)程中組織會(huì)轉(zhuǎn)化為有利于超塑性的細(xì)小等軸組織。其在變形溫度為940～1020℃,應(yīng)變速率為2×10-4～2×10-3s-1時(shí)具有良好的超塑性,其最大伸長(zhǎng)率可達(dá)859.5%,應(yīng)變速率敏感指數(shù)達(dá)0.43,該合金超塑性變形的主要機(jī)制是晶界滑動(dòng),而且這種非典型等軸細(xì)晶條件下超塑性變形時(shí)晶內(nèi)變形以及位錯(cuò)蠕變所起的作用比在等軸細(xì)晶態(tài)組織條件下的作用更為顯著。對(duì)非典型等軸細(xì)晶的ti3al基合金熱軋板,無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜熱處理,也可以獲得良好的超塑性,更具有工業(yè)意義。

為獲得軋制態(tài)5083鋁合金超塑性變形行為的工藝參數(shù),對(duì)超塑性變形行為及其原理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:在300℃條件下,當(dāng)應(yīng)變速率為1.67×10-4s-1時(shí),材料的伸長(zhǎng)率最高,達(dá)到126.1%。在此條件下軋制態(tài)5083鋁合金呈現(xiàn)良好的超塑性,材料在超塑性變形過(guò)程中表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變軟化現(xiàn)象,伴隨有鋸齒形流變現(xiàn)象;斷裂形式為韌性斷裂,斷口形貌由韌窩和撕裂棱組成。該結(jié)果為軋制態(tài)5083鋁合金的工業(yè)化生產(chǎn)提供了數(shù)據(jù)參考。

用相變超塑性擴(kuò)散焊法實(shí)現(xiàn)了鈦合金ta17與不銹鋼0cr18ni9ti之間的連接。研究了工藝參數(shù)對(duì)接頭強(qiáng)度的影響,得到試驗(yàn)條件下鈦合金與不銹鋼焊接的優(yōu)化工藝參數(shù)為循環(huán)上限溫度890℃,循環(huán)下限溫度800℃,循環(huán)次數(shù)10,焊接壓力5mpa,循環(huán)加熱速度30℃/s。在優(yōu)化的工藝條件下,接頭強(qiáng)度達(dá)到307mpa,而焊接時(shí)間僅為160s。對(duì)拉伸斷口進(jìn)行了掃描電鏡觀察、能譜分析和x射線衍射分析,發(fā)現(xiàn)斷裂沿feti和β-ti層之間的某一個(gè)位置發(fā)生,feti金屬間化合物層是接頭的最薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)接頭進(jìn)行了能譜分析,結(jié)合fe-cr-ti三元相圖發(fā)現(xiàn),鈦合金與不銹鋼之間的反應(yīng)區(qū)內(nèi)依次形成了σ、fe2ti、feti和β-ti層。

為了提高金剛石鋸片的性能,對(duì)銅基(含鈷)與鐵基(含銅)胎體進(jìn)行了機(jī)械合金化(球磨)前后的燒結(jié)工藝探索,研究發(fā)現(xiàn),球磨胎體金屬粉末能使刀頭硬度、抗彎強(qiáng)度提高。對(duì)鐵基(含銅)球磨與未球磨以及生產(chǎn)使用的成熟配方(銅基含鈷)三種金剛石鋸片,進(jìn)行了工業(yè)鋸切實(shí)驗(yàn),測(cè)試三種鋸片的耐磨性與鋒利度,結(jié)果表明,球磨金屬粉末可以綜合提高鐵基(含銅)鋸片的性能。成功研制出成本明顯降低、性能較高的新產(chǎn)品。

根據(jù)彈塑性熱力耦合大變形有限元理論,獲得熱軋過(guò)程中的數(shù)值仿真模型,分析軋制過(guò)程中軋件單道次軋制的變形規(guī)律以及平均應(yīng)變率、摩擦因數(shù)等參數(shù)對(duì)軋制變形的影響。計(jì)算結(jié)果表明,軋件的應(yīng)變?cè)谲堉七^(guò)程中逐漸增大,并且在軋件表面的應(yīng)變要大于其中心應(yīng)變;軋件表面在軋制入口處應(yīng)變率最大,軋件中心最大應(yīng)變率發(fā)生在接觸區(qū)約1/3處;軋件表面應(yīng)變受摩擦因數(shù)的影響較大,軋件中心處應(yīng)變及整體應(yīng)變率受摩擦因數(shù)影響較小。