Abstract ：

晶粒细化处理能够显著改善铝合金的综合性能,对拓展其应用领域意义重大.本文基于异质形核,探讨了点阵错配模型、边边匹配模型以及自由生长模型,肯定了边边匹配模型在筛选潜在晶粒细化剂方面的高效性;根据自由生长模型关于异质相尺寸、形态、分布等对晶粒细化效果影响的理论研究,归纳了物理、化学方法调控第二相进而优化细化效果的研究进展,并且对第二相尺寸影响细化效果的原因进行了理论阐述,最后对优化晶粒细化剂的方向做了展望.

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第二相 边边匹配模型 铝合金 晶粒细化 自由生长模型

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基于元胞自动机法建立含第二相颗粒的铝基复合材料晶粒生长模型,对晶粒尺寸进行数值分析。将数值分析结果作为数据样本对神经网络进行训练,以迭代次数、颗粒数目和颗粒体分比作为BP神经网络的输入,以晶粒尺寸作为BP神经网络的输出,经过特定参数对比,确定最佳神经网络的结构为单隐藏层且神经元个数为9,采用L-M算法进行网络训练,并利用构建的神经网络模型对晶粒生长尺寸作进一步的预测。

Keyword ：

铝基复合材料 人工神经网络 晶粒生长 平均晶粒尺寸

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采用热模拟试验机分别对Zr-4合金管和锆锡铌(Zr-Sn-Nb)系锆合金管与Zr-4合金柱进行压力电阻焊连接,研究了接头热影响区的第二相形貌、成分和晶体结构,并与母材进行对比.结果表明:在压力电阻焊的热力耦合作用下,Zr-4合金接头热影响区近熔合线区的第二相粒子发生完全溶解,近母材区的密排六方结构Zr(Fe,Cr)2 Laves第二相颗粒的数量相比母材显著减少,平均直径增大.Zr-Sn-Nb系合金接头热影响区近熔合线区的第二相颗粒数量很少,以直径小于50 nm的体心立方结构β-Nb相为主,近母材区的第二相颗粒数量介于母材与热影响区近熔合线区之间,由细小的体心立方结构β-Nb相以及粗大的面心立方结构(Zr,Nb)Fe2相组成.

Keyword ：

锆合金包壳管 第二相颗粒 晶体结构 压力电阻焊

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将Mg-4Zn-1Mn-1.2Ce合金铸锭在不同温度轧制成板材,研究了轧制温度对其力学性能和导热性能的影响.结果表明:在轧制过程中,Mg-4Zn-1Mn-1.2Ce合金中的第二相Mg-Zn-Ce相(τ相)和α-Mn相破碎并沿轧制方向分布在基体中.轧制温度低于400℃时,轧制态合金以变形晶粒为主,轧制温度提高到425℃,道次间保温产生的静态再结晶使合金中再结晶的比例提高.轧制温度为375℃时轧制态Mg-4Zn-1Mn-1.2Ce合金的力学性能最优,其抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为386MPa、356 MPa和4.8％,热导率达到127.3 W·(m·K)-1.退火处理使轧制态合金的强度略有降低,但是韧性有较大的改善.375℃轧制的合金经400℃退火60 min后,延伸率由轧制态的4.8％提高到23.5％;与轧制态相比,退火后合金的热导率下降4～9W·(m·K)-1.

Keyword ：

有色金属及其合金 导热性能 力学性能 镁合金 退火 热轧

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以Al-30Zn-3Cu-2.5Si高锌铝基合金为研究对象,探究稀土元素Er、Zr对铸态及热处理态合金组织和力学性能的影响,并分析和探讨了其作用机理.结果表明,当添加0.10％(质量分数,下同)Er和0.10％Zr元素后能够明显地细化合金晶粒,平均晶粒尺寸由74.28 μm减小至60.01 μm,且a-Al晶粒转变为细小的等轴晶.稀土元素Er、Zr的添加会在合金内部形成Al3(Er,Zr)细小的粒子并能够起到钉扎位错的作用,从而提高合金的力学性能.添加Er、Zr后,铸态合金的抗拉强度由未添加稀土元素的323.01 MPa提高到了 358.29 MPa,提升了 10.93％;屈服强度由309.33 MPa提高到了 315.00 MPa,提升了 1.83％;延伸率基本未发生变化.合金经固溶时效热处理强化后,添加稀土元素合金的抗拉强度为449.48 MPa,屈服强度为408.51 MPa,比铸态合金分别提高了 25.45％、29.68％.粗大的第二相存在于晶界处,导致合金的延伸率仍较差.

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稀土元素 高锌铝合金 热处理 组织 力学性能

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采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备了AlSi12/TiN复合涂层.通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,研究不同含量陶瓷强化相TiN涂层的显微结构、熔覆层结合强度、摩擦磨损性能以及耐腐蚀能力.结果表明,复合涂层主要由α-Mg、Mg2Si枝晶、Al12Mg17、Al3Mg2 金属间化合物以及TiN强化相组成.由于存在强化的第二相和细化的晶粒,AlSi12/TiN复合涂层的摩擦系数、维氏硬度及结合强度分别达到0.45、210 HV0.1 和40 MPa.此外,与镁合金基体相比,腐蚀电位提高683 mV,自腐蚀电流密度降低了2 个数量级.利用激光熔覆技术可在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备结合强度高的AlSi12/TiN复合涂层,有合适含量强化相存在的涂层显著提高了基体表面的耐磨损与耐腐蚀性能.

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耐腐蚀性 稀土镁合金 结合强度 激光熔覆 复合涂层

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2∶17型Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体因其良好的磁性能和优异的温度稳定性,在航空航天、5G通讯、新能源技术等领域被广泛应用.Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体的常规制备工艺为粉末冶金法,历经几十年的发展,国内外研究者针对Sm(CoFeCuZr)z烧结磁体的制备工艺开展了大量的研究.特别是近年来,包括速凝、氢碎、气流磨、第二相掺杂等新工艺被逐步研究并应用于磁体的制备,磁体的综合性能实现了显著的优化.本文以2∶17型Sm(CoFeCuZr)z烧结永磁体制备流程为主线,梳理了磁体在铸态合金、制粉工艺、第二相掺杂、热处理工艺等方面的研究进展,总结了不同的制备工艺对Sm(CoFeCuZr)z永磁体微观结构和磁性能的影响,并对新工艺在高性能的Sm(CoFeCuZr)z永磁体制备中推广应用进行了展望.

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制粉 制备工艺 热处理 铸态合金 Sm(CoFeCuZr)z永磁体

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钼及其合金具有优异的高温力学性能,被广泛应用于冶金、机械、化工、航空和核工业等领域.粉末冶金是钼合金的主要制备方法.通过固溶强化、第二相强化、细晶强化等多种强化手段可以提高钼合金的力学性能,从而拓宽钼合金的应用范围.本文介绍了粉末冶金制备钼合金的研究进展,包括粉体制备方法、压制工艺及坯体烧结工艺等,讨论了钼合金的强韧化方法及其机理,并展望了粉末冶金法制备钼合金的发展方向,以期对钼合金的设计和制备提供一些思路.

Keyword ：

烧结技术 钼合金 粉体制备 强化方式

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采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备Al-Si涂层.通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学分析测试、摩擦磨损测试对熔覆层的微观组织及性能进行表征,研究了基体与Al-Si涂层的冶金机理以及耐磨耐蚀能力.结果表明,熔覆层组织包括树枝状α-Mg固溶体、不规则块状Mg2Si、α-Mg+Al12Mg17共晶以及花瓣状组织Al3Mg2.由于细晶强化和第二相强化等原因,Al-Si涂层的硬度达到160 HV0.1.此外,与镁合金基体相比,Al-Si涂层的耐腐蚀性能显著提高,自腐蚀电位相比基体提高约200 mV,自腐蚀电流密度降低2个数量级,抗磨损效果提高30.7％,因此Al-Si涂层有望成为稀土镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层.

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显微组织 激光熔覆 耐磨性能 稀土镁合金 耐腐蚀性 Al-Si涂层

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本文通过固溶工艺调控,获得第二相含量相近、晶粒尺寸不同的Mg-3Zn-0.2Ca-0.2Mn合金,对具有不同晶粒尺寸的合金在Hank's模拟体液中进行浸泡及电化学实验,通过观察降解后的合金形貌,研究并分析了晶粒尺寸对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca-0.2Mn合金降解行为的影响.通过电化学实验可知,合金晶粒尺寸越小,腐蚀电流密度越小,阻抗值越大;通过浸泡实验及对合金表面形貌的观察可知,随着晶粒尺寸的减小,合金降解速率减慢,表面腐蚀坑尺寸越小且分布越均匀,合金的耐蚀性越好.合金降解过程中晶粒尺寸是通过影响合金降解产物膜的致密度及完整性,进而影响合金的耐蚀性能,即合金的晶粒尺寸越小,表面形成的产物膜越致密和完整,溶液中的Cl?吸附于表面后不易渗透至内部,从而使合金耐蚀性得到提高.

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耐蚀性能 Mg-Zn-Ca-Mn合金 固溶处理 晶粒尺寸

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