铜合金的腐蚀与防护研究进展

摘要:铜合金具有良好的导电性和导热性,是应用最广泛的工业材料之一。铜合金服役过程中常与酸、碱、盐等腐蚀介质接触,易引起铜合金的腐蚀, 最终导致失效,对生产制造带来危害。提高铜合金的耐腐蚀性有利于进一步扩展其应用领域。本文主要归纳了Cr,Pb,Ti,Al,Mn,Ni以及稀土元素的添加对合金耐蚀性能的影响,通过合金元素的添加可以改变铜合金表面腐蚀产物膜的组成和形貌,减小相与相之间腐蚀电位差, 以及减少有害杂质的存在,以此来改善铜合金的耐蚀性能。塑性变形和热处理是改善铜合金力学性能的常用手段,经塑性变形和热处理过后的铜合金,其微观组织形貌和分布发生了变化, 因此对合金耐蚀性能也有一定的影响。本文主要从合金化、塑性变形及热处理3个方面对铜合金耐蚀性能影响进行综述,最后对铜合金的腐蚀防护研究进行总结和展望。

增材制造钛合金的组织及性能研究进展

摘要:钛合金作为轻质结构材料,具有比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备及生物医用材料等领域。从力学性能、疲劳性能、高温氧化性能、摩擦磨损性能和生物相容性角度综述了增材制造钛合金组织及性能的研究进展。分析了合金化、热处理以及激光冲击强化对增材制造钛合金组织及性能的影响,并展望了下一步钛合金增材制造的研究方向,以期为今后的研究提供参考。

钛合金型材多点三维热拉弯成形工艺及其微观组织演化

摘要:为解决钛合金等难加工材料型材的三维弯曲成形问题,提出了多点三维热拉弯成形工艺并研制了成形装备。通过成形试验探索了预拉伸量、补拉伸量和成形温度等工艺参数对TC4钛合金L形截面型材的三维热拉弯成形规律,其中成形温度是影响回弹变形的最主要因素,当温度一定时,采用预拉伸量为100%εs、补拉伸量为20%εs时(εs为屈服应变参数),型材达到最佳的成形状态。基于成形试验和材料力学性能测试结果建立了预测多点三维热拉弯成形工艺成形过程和回弹过程的有限元仿真模型,回弹预测误差小于15%,验证了模型的有效性。此外,对成形前后的TC4钛合金进行了微观组织观测,研究结果表明,与初始未变形样件相比,三维热拉弯成形后的TC4钛合金产生了相变,(10ī0)晶面织构强度显著提高,两相晶粒尺寸均有所减小,TC4钛合金成形件的塑性变形能力得到了提高,且几何必需位错密度有所增大。

镁合金室温超塑性研究进展

摘要:综述了镁合金实现超塑性变形的晶界滑移机制,提出镁合金实现室温超塑性引入晶界滑移变形机制的必要性。在此基础上,基于晶界滑移调控的超塑性变形本构方程,提出镁合金室温超塑性变形引入晶界滑移的途径。最后,综述了镁合金室温超塑性变形的研究现状,并对其研究方向进行了展望。

等离子喷涂对建筑模板用AZ61A镁合金的防护效果

摘要:以适用于建筑模板的AZ61A 镁合金作为基体,采用等离子喷涂技术分别制备单一Al2O3-20%TiO2 涂层、Ni-Al/Al2O3-20%TiO2 复合涂层,并结合建筑模板的实际使用环境进行5 d 中性盐雾实验,测试并评估单一涂层和复合涂层的耐腐蚀性能及对AZ61A 镁合金的短期防护效果。结果表明:单一涂层与复合涂层的厚度相近,均为(285±10) μm,且两者都与AZ61A 镁合金紧密结合。复合涂层主要含Al、Ni、O 和Ti 元素,且由α-Al2O3、γ-Al2O3 和Rutile-TiO2 相组成,其表面相对平整,致密性明显好于单一涂层。复合涂层的腐蚀电流密度较AZ61A 镁合金降低超过两个数量级,并且经5 d 中性盐雾试验后仍能保持较好的表面平整度与致密性。与单一Al2O3-20%TiO2 涂层相比,Ni-Al/Al2O3-20%TiO2 复合涂层对AZ61A 镁合金的短期防护效果更好,通过等离子喷涂技术制备该复合涂层,能为延长镁合金建筑模板的使用寿命提供实验依据。

增材制造铜及铜合金的研究进展

摘要:铜及铜合金具有高导热率和高导电率等优异性能,广泛应用于电子工业、交通运输和航空航天等领域,增材制造技术可使铜及铜合金零部件更为复杂化、精细化、轻量化和整体化。本文分析了铜及铜合金增材制造技术的原理、特点和工艺进展;总结了增材制造铜及铜合金类型,包括纯铜、CuCrZr、CuCrNb和其他铜合金。在此基础上,综述了铜及铜合金增材制造技术的研究进展,包括降低激光反射率、调控微观结构等,讨论了增材制造铜及铜合金在航空航天、电子工业等方面的应用。最后,展望了增材制造铜及铜合金的发展趋势。

铜及铜合金增材制造技术现状和发展趋势

摘要:文章介绍了目前用于增材制造(AM)的铜及铜合金原料粉末的种类及制备方法,总结了国内外铜基零件AM技术的现状。重点阐述了不同AM方法的工艺流程和优缺点,分析了影响零件质量的技术难点和相应的解决方案,并对铜基零件AM技术的发展方向进行了展望。

电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展:冶金缺陷、微观组织和力学性能

摘要:电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc 系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc 系合金的研究进展,包括冶金缺陷、微观组织和成形性能。在WAAM中,通过优化丝材成分、打印工艺和引入层间搅拌摩擦加工(FSP)均能有效降低气孔率,改善微观组织和提升合金性能。成形合金最低气孔率约为0.026%;由于Sc 强烈的微合金化作用,微观组织均为等轴晶,平均晶粒尺寸约为10 μm,成形合金表现出优异的性能,直接时效后,合金最高抗拉强度可达470 MPa,且具有优异的塑性。然而,WAAM专用Al-Mg-Sc 系合金丝材的研发、冶金缺陷形成的内在机理、粗大微米级Al3(Sc1 - x, Zrx)相的调控以及多性能的探究仍需进一步解决。最后,基于机器学习在智能制造中的优势,对未来机器学习在WAAM成形中的应用进行了展望:正向性能预测与逆向成分/工艺求解,从而加速WAAM专用高强度铝合金丝材研发,并降低生产成本、缩短研制周期。

镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能研究进展

摘要:航空航天、信息通信等领域不断发展,随之产生的电磁干扰也逐渐被人们重视,面对电磁屏蔽材料兼顾结构轻量化的功能/结构一体化发展趋势,已经有越来越多的研究者将关注点放在了镁合金及其复合材料上。镁合金作为一种密度极低的金属材料,具有较高的比强度和比刚度、优异的阻尼和电磁屏蔽性能,以镁合金为基体制备复合材料可进一步提升材料的综合性能,兼具高导电性、导热性和优异力学性能的碳纳米管(CNTs)、纳米石墨烯(GNPs)等纳米碳基材料和具有特殊空心结构的粉煤灰球(FACs)均可作为镁合金复合材料的增强体,综合提升材料的力学和电磁屏蔽性能。目前,针对镁合金及其复合材料的电磁屏蔽性能研究主要集中于合金化元素选择及成分设计、热处理及加工工艺、晶粒尺寸、织构及相分布、复合材料体系设计等方面。从电磁屏蔽原理出发,综述了近年来镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能的研究,主要对镁合金及其复合材料导电、导磁性的影响因素进行了介绍,并讨论了作为复合材料提升镁合金电磁屏蔽性能的机理,最后针对这类轻量化电磁屏蔽结构材料的应用前景进行了展望。

镁合金电弧增材制造研究现状及展望

摘要:电弧增材制造由于其高沉积速率、高材料利用率、低成本以及具有制造大尺寸构件的能力而得到研究人员的广泛关注,有望广泛应用于镁合金的快速成形。本文概述了电弧增材制造用镁合金丝材的种类及其对丝材的要求,总结了现今适合于镁合金电弧增材制造用丝材的制备方法,重点论述了镁合金电弧增材制造工艺的制备技术、基本原理、微观组织及力学性能,讨论了不同电弧增材制造工艺制备不同镁合金的影响因素,分析了镁合金电弧增材制造目前可用丝材种类少以及增材制造构件形性尚不可控等问题,并且在优化电弧增材制造镁合金构件性能和推进应用方面进行了展望。