高强铝合金搅拌摩擦类增材制造研究进展

摘要:增材制造技术作为传统材料制备与加工方式的有效补充,有望满足先进制造领域对大尺寸、高性能构件短周期制备的新需求。基于能量束的熔化增材制造在使用商业高强铝合金制备大构件时难以避免凝固缺陷,导致所制备构件的材料力学性能下降。搅拌摩擦类增材制造技术避免了凝固缺陷,增材构件致密、组织均匀、晶粒细小、织构较弱,提升了增材构件材料的综合力学性能。本文对搅拌摩擦类增材制造技术在制备高强铝合金方面的研究与应用进展展开综述,分析了搅拌摩擦类增材制造技术面临的挑战及发展趋势,为相关领域的研究提供有益参考。

高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

摘要:先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be, Cu-Fe-P, Cu-Cr等合金而言,Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点,广泛应用于机械制造、航空航天、 交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状,并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展,核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能,并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长,对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、 时效析出行为、服役性能等方面综述了Cu-Ni-Si系合金的研究现状,并针对目前该材料存在的不足,展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。

电网用高性能铝材研发、应用现状与展望

摘要:随着电力行业的快速发展及铜价的日益上涨,“以铝节铜”在国家政策的大力支持下已成为大势所趋,这也带动了电网用高性能铝材需求的增长。铝的储量十分丰富,拥有出色的比强度、优异的耐蚀性,同时兼具优良的导电性能,因此在电力电气领域得到了广泛应用。本文围绕电网用铝材的性能展开综述,系统梳理并总结了电网常用各类体系铝材在材料强度、耐腐蚀性能、导电性能及高温力学性能等方面的研究进展,并在此基础上,对电网用铝材的应用与研究方向进行了探讨与展望。

攀西钛资源综合利用技术应用现状及发展方向

摘要:我国四川省攀西地区钒钛磁铁矿资源中钛资源储量巨大,主要以钛精矿形式回收利用,并主要用于硫酸法钛白和酸溶性钛渣生产原料,其产量占全国钛原料市场的75%以上。硫酸法钛白工艺技术成熟,已形成相对完整的“内循环”,但尚未全面突破硫酸法钛白联产技术;电炉冶炼酸溶性钛渣工艺技术较成熟,主流工艺是钛精矿不预处理-实心圆形电极-密闭圆形电炉连续冶炼工艺,钛精矿酸性氧化球团-电炉冶炼一步法工艺、大功率矩圆形电炉冶炼酸溶性钛渣等钛渣新工艺发展较快、发展空间大,是今后主要发展方向。目前攀西地区发展钛产业的一个主要问题是缺乏沸腾氯化法钛白工艺需求的高品位钛资源,未来需要突破攀西高钙镁钛精矿除杂提质制取高品位高钛渣关键核心技术,并同时研发攻关硫酸法钛白附产绿矾和钛石膏回收循环利用技术、高炉钛渣提钛及综合利用技术、钒钛铁精矿非高炉炼铁新技术,以及以钛精矿、钛渣或钛白粉为原料制备含钛及钛基新材料技术,以期获得攀西钛产业的健康可持续发展。

建筑铝合金模板的表面改性与耐蚀耐磨性能研究

摘要:为了提升建筑铝合金模板的表面耐蚀性和耐磨性,在6061铝合金模板表面制备了聚氨酯/Al(Ni基非晶合金)涂层,研究了Ni基非晶合金粉替代Al粉比例对复合涂层表面形貌、截面形貌、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明:随着Ni基非晶合金粉替代率的升高,复合涂层表面孔洞数量减少,孔洞等缺陷所占面积分数有所减小,不同Ni基非晶合金粉体积分数的复合涂层的厚度都约为125μm。在涂层中加入Ni基非晶合金粉后,复合涂层的显微硬度、耐磨性有不同程度提高,与基体的结合强度有不同程度减小,且随着复合涂层中Ni基非晶合金粉体积分数的增加,复合涂层的显微硬度逐渐增大,与基体的结合强度和磨损率逐渐减小。添加Ni基非晶合金粉的复合涂层的腐蚀速率都小于未添加Ni基非晶合金粉的T0涂层,且Ni基非晶合金粉体积分数为45%的复合涂层具有较高的硬度、耐磨性及最佳耐蚀性能。

双辊铸轧2060铝锂合金的偏析行为

摘要:为探究溶质偏析行为对双辊铸轧Al-Li合金组织和腐蚀行为的影响,成功制备了不同工艺范围下的铝锂合金铸轧板坯,并构建了热流耦合模型。结合场发射型扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS),和透射电子显微镜(TEM)探 究了不同工艺条件下组织的耐蚀性差异。结果表明:TRC3高铸轧速条件下的制备出现了显著的宏观偏析现象。通过结合温度和流速的计算,详细分析了这种偏析机制的结果。偏析将遗传到最终的T6状态组织,恶化了T1相的析出,并恶化最终的耐腐蚀性能。深入讨论了偏析对腐蚀行为的影响机理,并提出了一种能够实现低偏析、高耐腐蚀性的铸轧铝锂合金工艺。

高强高导铜合金的强化机理及发展现状

摘要: 高强高导铜合金因其良好的机械性能、出色的导电性和导热性能,广泛应用于机械制造、电子电气工程、交通运输、航空航天等工业领域。纯铜虽然具有出色的导电和导热特性,但其强度不足,难以满足工程部件对性能的要求,限制了其进一步应用和发展。因此,开发高强高导铜合金的主要目标是在确保高导电性的基础上,显著提升其强度。本文详细介绍了高强高导铜合金的三个发展阶段:第一阶段抗拉强度为400—500 MPa,电导率在80%IACS 以上;第二阶段抗拉强度高达450—600 MPa,电导率为60%—80%IACS;第三阶段抗拉强度超过600 MPa,同时电导率大于80%IACS。综述了高强高导铜合金的机理,对4 种强化方式(固溶强化、沉淀强化、细晶强化和形变强化)的原理进行了说明,对不同强化机理的强化效果及其微观层面进行了分析,阐述了当前典型高强高导Cu-Cr 系合金(Cu-Cr-Zr、Cu-Cr-Ag、Cu-Cr-Mg 和Cu-Cr-Ti)添加不同微量元素后系列合金的强化机理和研究进展。最后,对高强高导铜合金未来的发展趋势和研究方向进行了展望:借助机器学习、第一性原理计算以及热力学计算等手段进行理论指导开发多组元微合金化铜合金;深入研究析出相Cr 与Cu 基体的取向关系来提升Cu-Cr 系沉淀强化型铜合金的性能;此外,如何控制Cr 析出相的成核、生长和分布以最大限度地提高强度,亦是未来研究的关键方向。

铝锂合金熔炼及凝固成形技术研究进展

摘要:铝锂合金作为一种新型航空航天材料,因其具有低密度、高比强度和比刚度等优势,从而具有广泛的应用前景。现有关铝锂合金的研究多集中于微合金化及热加工工艺(如热挤压、热处理等),但忽视了热加工步骤前的原始铝锂合金锭料质量也会对合金最终性能产生很大影响。然而,目前对于铝锂合金锭料的熔炼及凝固成形技术的研究尚且不多。因此,本文从高真空和非真空2种环境下对铝锂合金锭料的制备技术进行了综述和总结,其中包括喷射成形、粉末冶金、超声辅助挤压铸造成形工艺等。本文深入分析了这些技术的优缺点,并提出制备铝锂合金锭料的一些新思路或展望。

低密度高强可焊铝合金的开发设计思路及展望

摘要: 随着航空航天和交通运输等领域对材料轻量化与高性能的迫切需求, 低密度高强可焊铝合金逐渐成为研究热点。传统高强铝合金虽然在强度和耐蚀性方面表现优异, 但普遍存在密度较高、焊接性能差的问题。因此, 探索兼具低密度、高强度和优良焊接性的铝合金体系, 成为当前铝合金研究与应用的关键课题。针对这一需求, 基于合金成分调控、组织及相结构优化以及与先进的焊接工艺相结合的方法路径, 提出了低密度高强可焊铝合金的开发设计思路与发展展望。在合金成分方面, 通过大幅度提高低密度Mg 元素含量来降低整体合金密度。在组织及相结构方面, 通过加入Zn 元素形成T-Mg32(Al,Zn)49 相来抑制低密度高强可焊铝合金中有害β-Al3 Mg2 相出现, 同时形成的T-Mg32(Al, Zn)49 相弥散细小, 不仅可以细化组织, 还可以进一步提高基体强度。在焊接工艺方面, 通过采用搅拌摩擦焊这类先进的加工技术, 可以解决低密度高强可焊铝合金的焊接问题。除此之外, 对低密度高强可焊铝合金中应力腐蚀开裂敏感性问题进行了分析并提出了合理的解决方案, 以实现低密度高强可焊铝合金的密度、强度、焊接性和耐蚀性的全面平衡, 进而推动其在高端装备制造领域的工程化应用。

镁合金半固态浆料制备及注射成形技术研究进展

摘要:随着节能减排对于材料轻量化的要求不断提高,镁合金在诸多领域得到了广泛应用。然而,镁合金熔体易氧化燃烧,使得镁合金构件的成形方式有限。半固态成形通过将液态金属转化为球形半固态颗粒,可减少成形缺陷并提升材料性能。半固态注射成形则结合了高压铸造与注射成形的优点,实现了半固态浆料制备和成形过程一体化,可用于生产具有复杂形状的薄壁零部件。本文综述了镁合金半固态浆料非树枝晶结构的形成机制,总结了相关的半固态浆料制备工艺,并对镁合金半固态注射成形技术进行了介绍,对镁合金半固态成形技术的未来发展进行了总结与展望。