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超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr变形镁合金研究进展

超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr变形镁合金研究进展

摘要：超高强韧镁合金的研发对推广镁合金在高技术领域的应用具有重要意义。镁与稀土均是我国的优势资源，因此在我国发展超高强韧稀土镁合金具有得天独厚的优势，其中Mg-Gd-Y-Zn-Zr 系变形镁合金因其接近高强铝合金的超高强度和塑性，近年来受到研究者的广泛关注。综述了超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr 系变形镁合金的合金成分、常规塑性变形工艺、新型剧烈塑性变形工艺和热处理工艺对该合金显微组织和力学性能的影响规律，以及该超高强韧变形镁合金的显微组织特征和强韧化机理。T5 峰时效态超高强韧Mg-8. 2Gd-3. 8Y-1Zn-0. 4Zr( 质量分数) 挤压合金具有双峰分布的晶粒尺寸“软－硬”复合层片微结构，以及由高密度的基面γ'纳米片状析出相和棱柱面β'纳米析出相形成的近连续网状结构，该挤压合金室温拉伸屈服强度、拉伸强度和断裂延伸率分别为466 MPa、514 MPa 和14. 5%。介绍了哈尔滨工业大学等单位在超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr 系变形镁合金的规模化制备和应用方面的研究进展，并展望了Mg-Gd-Y-Zn-Zr 系变形镁合金的发展趋势。
有色 2024年01月19日
Cu基粉末冶金闸片高速制动性能

Cu基粉末冶金闸片高速制动性能

摘 要：Cu 基粉末冶金闸片在高速制动时受温度的影响易发生摩擦系数的衰退，直接影响列车制动的有效性。利用1:1 制动试验台进行不同速度下Cu 基粉末冶金闸片的高速制动试验，分析试验后的摩擦材料和磨屑组织。结果表明：制动速度为350 km·h−1 和380 km·h−1 产生的高温使摩擦材料表层的金属基体发生软化熔融，降低了摩擦副表面微凸点的剪切阻力，导致摩擦系数下降。摩擦表面形成的金属氧化膜具有减磨作用，造成摩擦系数的进一步衰退。在380 km·h−1 制动时，石墨在高温下被氧化，摩擦表面失去稳定的润滑膜，出现粘着磨损和材料转移，磨耗量大幅增加。
有色 2024年01月19日
镁合金点蚀的研究进展

镁合金点蚀的研究进展

摘要：总结了国内外针对镁合金点蚀的最新研究成果，特别是腐蚀环境和微观结构对镁合金点蚀的萌生和发展的影响规律；介绍了新型微区原位技术在镁合金点蚀研究上的应用，并指出将微区原位技术与传统腐蚀研究方法相结合是揭示镁合金点蚀机理的重要手段。同时，提出了可减缓镁合金点蚀的方法。最后，对未来镁合金点蚀的研究重点和方向进行了分析和展望，以期对解决镁合金点蚀问题起到一定的指导意义。
有色 2024年01月19日
镁合金表面激光熔覆研究现状

镁合金表面激光熔覆研究现状

摘要：作为最轻的金属结构材料之一的镁合金，其较差的耐磨蚀性和低硬度限制了在工业中更为广阔的应用。激光熔覆涂层因具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好等优点，可显著提高镁合金表面硬度和耐磨蚀性，获得密切关注，然而此方面缺乏系统的综述研究。以镁合金涂层材料的设计原则为出发点，首次从二元合金涂层、复合性增强涂层、非晶态合金涂层、高熵合金涂层、功能梯度涂层以及医用材料涂层6 个方面，综述镁合金表面激光熔覆涂层材料设计体系，并分析每种涂层材料体系的性能特点。对镁合金在激光熔覆领域应用亟待解决的问题及未来发展方向进行展望，提出未来应结合超声振动技术、电磁搅拌技术、高频微锻造技术和等离子喷涂技术等辅助技术，协同高通量材料计算模拟，开发用于镁合金激光熔覆的新型高性能合金，为镁合金表面激光熔覆的涂层设计提供参考。
有色 2024年01月18日
重力对镍基单晶高温合金枝晶生长和微观偏析的影响

重力对镍基单晶高温合金枝晶生长和微观偏析的影响

摘要：使用长50 m的落管研究Ni-Cr-Al-W-Ta 镍基单晶高温合金在重力(1g)和微重力(μg)条件下的凝固行为。用金相显微镜(OM)观察合金的凝固组织并用图像分析软件测量和统计一次和二次枝晶间距，使用扫描电镜能谱(SEM-EDS)测定不同位置枝晶干与枝晶间的化学成分并计算微观偏析系数。结果表明，在重力和微重力条件下这种合金的枝晶特征和合金元素的微观偏析明显不同。重力样品一次和二次枝晶间距比微重力样品的大，随着凝固距离的增大一次枝晶间距的差异变大，而二次枝晶间距的差距变化不大。随着凝固的进行，微重力样品枝晶间Ta、Cr 和Al 元素的含量呈现先明显升高后略微降低的趋势，W元素含量呈现逐渐下降的趋势，枝晶间液相的密度呈现略微降低的趋势。重力样品枝晶间Ta、Cr 和Al 元素含量的分布趋势与微重力样品基本相似，W元素含量的分布则与微重力样品明显不同，大部分凝固阶段呈上升趋势，使枝晶间液相的密度沿逆重力方向提高。上述结果表明，在重力条件下凝固前沿溶质密度差导致的对流作用微弱，不是造成枝晶间距增加的主要原因，主要原因应该与凝固前沿热对流造成的温度梯度的降低有关。
有色 2024年01月18日
铝合金电弧增材制造研究现状

铝合金电弧增材制造研究现状

摘要：电弧增材制造技术（Wire Arc Additive Manufacturing，WAAM）具有沉积速率高，成形速度快以及适合各种成形环境的优点，吸引了越来越多的高校及科研机构投入其中，如何进一步发挥电弧增材制造的优势是当下的研究热点。阐述了铝合金电弧增材过程中热输入、电流方式和外加能场对成形件表面形貌、微观组织以及力学性能的影响。当焊接电流较小或焊接速度较快时，热输入较低，熔融金属冷却速度快，形核率高，成形件为晶粒细小的等轴晶粒，提供给气孔的形成、聚集和长大的时间短，即热输入越低，成形件等轴晶区越宽，晶粒越细小，气孔缺陷越少，成形件机械性能越优异。对比分析了不同电流方式的电弧增材制造成形件性能差异，发现脉冲和变极性电流方式的热输入比无脉冲电流方式低，成形件晶粒更精细、缺陷更少、机械性能更优异；脉冲和变极性电流方式都可以清理成形件表面氧化膜，获得平整的表面。分析了电弧增材制造系统的优化方案，发现施加磁场、激光可以使得电弧更加集中，调控熔池流动，避免熔敷金属铺展不均匀；施加原位轧制、层间锤击以及超声喷丸可使得沉积层发生变形，在晶粒内产生大量位错；利用水箱或者添加保护气喷嘴可以降低电弧增材过程的热输入，获得晶粒细小、气孔缺陷少的成形件。最后提出了电弧增材铝合金现阶段存在的问题以及解决方法。
有色 2024年01月18日
粉末高温合金FGH4095和FGH4096的抗高温氧化性能

粉末高温合金FGH4095和FGH4096的抗高温氧化性能

摘要：为研究舰载航空发动机关键部件的氧化腐蚀防护,开展镍基粉末高温合金FGH4095和FGH4096在750~1100℃空气环境中的高温氧化实验,采用静态增重法测定两种合金在不同温度下的氧化动力学曲线,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、电子探针分析仪和X射线衍射仪对合金试样表面与截面氧化层的形貌、结构以及组成进行观察和分析。结果表明:FGH4095和FGH4096两种合金在750~900 ℃时属于完全抗氧化级,在1000~1100 ℃时属于抗氧化级,而两种合金的实际服役温度在900℃以下,所以在其工作温度范围内抗氧化性能优异。在750~900℃时,两种合金的抗氧化性能相近,无明显差别,氧化膜均未发生剥落。高温氧化后,FGH4095和FGH4096的氧化膜分为两层,内层都是以Al2O3 为主,FGH4095的外层由Cr2O3,Nb2O5 和TiO2 组成,而FGH4096的外层仅为Cr2O3 和TiO2。在1100℃时,两种合金都发生明显氧化,大量氧化皮破裂,由于合金成分不同,此温度下两种合金的抗氧化性能差别较大,相比之下FGH4095合金具有更好的抗氧化性能。
有色 2024年01月18日
钢-混凝土组合梁表面复合涂层在风沙环境中的冲蚀磨损特征

钢-混凝土组合梁表面复合涂层在风沙环境中的冲蚀磨损特征

摘 要: 针对钢-混凝土组合梁表面复合涂层在风沙环境中发生冲蚀损伤劣化的问题,制作了两种钢基体复合涂层试件,采用气流挟沙喷射法,研究了风沙侵蚀下复合涂层的冲蚀磨损特征,基于Bitter冲蚀理论建立了复合涂层的冲蚀损伤计算模型,并应用计算流体力学(CFD)的方法和试验数据对该模型进行了验证。结果表明:聚氨酯面漆与环氧云铁中间漆的抗冲蚀性能相近,二者主要起抗风沙冲蚀的作用;当冲蚀角度为60°时,复合涂层的冲蚀磨损量最大,其冲蚀特性介于塑性材料与脆性材料之间,且仿真值与试验值较为接近,验证了该模型的可靠性。
复合 2024年01月18日
超构材料波动功能调控研究进展

超构材料波动功能调控研究进展

摘 要 ：超构材料是人工构造的复合结构材料，通过设计基元的结构参数，可以实现丰富的波动调控功能，并可突破传统材料的波动响应极限，在航空航天、轨道交通等民用和国防各领域都具有极大的应用潜力。首先简要介绍了超构材料的基本概念、性质和发展历史，然后从超构材料的禁带减振及其智能设计、低频宽带降噪和能量采集三个方面详细介绍超构材料的基本功能，再从实际应用的多需求出发介绍了轻质-承载-减振降噪和能量采集-减振降噪等类型的多功能一体化超构材料设计原理和性能。最后，总结上述研究进展，并展望超构材料与复合材料、人工智能和非厄米时变系统等的交叉研究，进一步提升超构材料性能和应用能力。
复合 2024年01月18日
不同纳米碳材料增强镁基复合材料的显微组织与力学性能

不同纳米碳材料增强镁基复合材料的显微组织与力学性能

摘 要：以AZ91 合金为基体，采用液态分散技术+粉末冶金工艺+热处理工艺制备了四种纳米碳材料(碳纳米管、包覆氧化镁碳纳米管、石墨烯纳米片和氧化石墨烯)增强的镁基复合材料；测试了复合材料的力学性能，并利用光学显微镜、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对复合材料微观组织、界面结构和断口形貌进行了表征及分析。结果表明：制备的四种复合材料料中，氧化石墨烯增强的镁基复合材料屈服强度和伸长率最好，分别为(312±4.5) MPa 和11.3%±0.2%，比AZ91 基体分别提高了85.7%和61.4%，表明四种纳米碳材料增强体中，氧化石墨烯更有益于提高镁合金的力学性能，有利于制备高性能镁基复合材料。
复合 2024年01月18日
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