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。

铜及其合金梯度结构制备及性能研究进展

摘要:高性能铜及铜合金由于其高导电性、 高导热性、高强度、高耐蚀及可镀性、易加工性等系列优良特性而成为多个领域开发中必不可少的材料。研究发现,梯度结构的存在可有效提高铜及铜合金的强度,同时保持原有的塑性。区别于传统铜及其合金,表面细晶到心部粗晶的逐渐过渡及位错缺陷等的相互作用使梯度结构铜表现出更好的强塑性协同效应,正是这种异质性促使材料性能进一步提升。然而,基于梯度结构材料的异质性,传统铜及其合金的变形机制、制备技术及仿真模拟等并不适用于梯度结构铜及其合金,这使得梯度结构铜及其合金的实际生产应用受到极大限制。鉴于此,本文从梯度结构的制备工艺其性能改善方面综述了现有梯度结构铜及其合金的研究进展,梳理了诸多领域内梯度结构铜及铜合金材料的发展及现状, 并分析了梯度结构铜合金材料的研究趋势与应用需求。

镍基高温合金载能束增材修复技术研究现状

摘要:镍基高温合金在高温下具有较强的抗蠕变、耐氧化和防腐蚀性能,被广泛应用于航空航天发动机和工业燃气轮机等热端部件。在恶劣的工作条件下,热端部件受到磨损、冲击、高温侵蚀和交变应力的作用易产生烧蚀、热裂纹、断裂等损伤,直接影响装备的服役安全。因此,如何恢复镍基高温合金损伤件的使役性能是目前亟待解决的问题。载能束具有能量集中、穿透性强、热输入低等特点,可用于快速恢复镍基合金受损零件的尺寸和性能,且修复区与基体形成良好的冶金结合,为镍基高温合金的优质、高效修复提供了可行途径。本文介绍了激光、电子束、电弧和等离子等载能束增材修复工艺的技术原理,归纳了镍基高温合金修复的瓶颈难题,综述了当前针对镍基合金修复难点所取得的重要研究进展,指出了载能束增材修复镍基高温合金的发展方向。

机械表面处理铜合金研究现状

摘要:铜合金具有良好的导电性和导热性,进一步提升铜合金力学性能可扩展其应用领域。通过机械表面处理在铜合金内构筑梯度纳米晶结构能在无合金元素添加的条件下,大幅提升铜合金强度-塑性匹配、抗疲劳等性能,具有工程应用潜力。本文首先综述了国内外制备梯度纳米晶结构铜合金常用的机械表面处理技术;其次,分析了机械表面处理对铜合金强度-塑性匹配性、疲劳性能和耐腐蚀性能的影响,并系统阐述了梯度纳米晶结构铜合金组织稳定性的调控方法;最后,总结了机械表面处理铜合金研究领域的发展趋势及面临的挑战。

层状复合钛合金增材制造研究进展及发展趋势

摘要:层状复合钛合金是由不同种钛合金制成的、成分和组织性能逐层变化的先进材料,能够发挥多种钛合金的性能。层状复合金属的结构设计是保证成形性能和满足服役需求的前提。增材制造相比传统制造技术,具有设计灵活便捷、试制周期短、可成形复杂结构等优势,在层状复合钛合金研制领域应用广泛。本文介绍了层状金属直接过渡、成分过渡和阻挡层过渡结构设计方法,综述了几种增材技术研制层状复合钛合金,包括激光定向能量沉积、电弧熔丝增材制造和电子束熔丝增材制造的研究进展。围绕过渡区组织性能优化、热处理制度建立、残余应力控制和失效机制判据等方面,展望增材制造层状复合钛合金未来的发展方向。

高性能镁合金轧制成形研究进展

摘要:随着社会的快速发展,轻量化产品的需求不断增加,镁合金作为最轻的结构材料在汽车、航空航天领域受到广泛关注。在众多的镁合金制品中,镁合金板材为其主要的应用之一。但是镁合金的密排六方结构导致镁合金板材在轧制过程中的成形性较差,也影响着轧后板材的性能,这些影响主要体现在:(1)轧制过程中板材由于应力集中容易产生边裂;(2)轧后板材的强度塑性仍较差,具有较强的各向异性,大大限制了镁合金的实际应用。世界范围内生产镁合金板材的厂家通常采用在线加热轧制、高速轧制、限宽轧制、立辊预轧、电塑性轧制、累积叠轧、衬板轧制、等径角轧制、异步轧制、交叉轧制等制备镁合金板材,同时提高了镁合金板材的各项性能。本综述主要集中在对镁合金板材的边裂、晶粒的细化和织构的演变方面的研究。此外,还对上述轧制方法对镁合金板材的微观组织、织构强度和综合性能的影响进行了综述和分析。最后,总结了各种轧制方法的优缺点,并对镁合金板材的发展前景进行了展望。

镁合金表面自修复防护膜层的研究进展

摘要:对镁合金表面自修复防护膜层的研究进行了综述,通过介绍自修复膜层的作用机理、制备及性能特点,为设计镁合金表面自修复防护涂层提供参考。

第一性原理研究钛合金中的沉淀强化

摘要:为研究合金化对沉淀强化行为的影响,采用第一性原理方法计算了二元Ti-xM (M = Al、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、Mo、Ta、W)合金弹性模量随成分的变化,提出了弹性模量Mo当量概念,以高效计算复杂成分钛合金(如Ti-Al-V 合金以及Ti55521)的弹性模量;结合弹性模量及Russell-Brown 沉淀强化模型,研究了二元Ti-xM (M = V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Nb、Mo、Ta、W)合金以及Ti55521 合金中的沉淀强化。结果显示,在体积分数及沉淀相颗粒尺寸相同的情况下,Co、Fe、W、Mo、Ni、Mn沉淀强化作用较强,Cr、Nb、Ta 强化作用居中,V强化作用最弱。随合金元素含量x 增加,沉淀强化作用均有所增强。热机械处理Ti55521 合金经短时时效后,沉淀强化作用有所减弱,但长时时效后,沉淀强化效果增强。

锂电铜箔表面防氧化工艺研究

摘要:锂电铜箔在生产、储存、运输和使用时,很容易使铜箔表面发生氧化变色,会直接影响锂电池的产品良率、可靠性、使用寿命、粘接性等,要求铜箔有良好的防氧化性能.采用SEM、EDAX等表征手段,研究了不同浸泡工艺和微量电镀工艺条件下铜箔表面形貌和氧含量的变化,得到浸泡工艺和微量电镀工艺对铜箔表面防氧化性能的影响.结果表明:在电流密度为5A/dm2,电镀时间为10s,铬酐浓度为0.5g/L,葡萄糖浓度为1.5g/L时,铜箔经高温烘烤后表面无变色,防氧化性能较优.

VAR熔炼制备超大规格TC4 ELI钛合金铸锭研究

摘要:舰船和海洋领域对钛合金材料的需求呈大型化发展趋势,铸锭作为锻件和板材的母材,其大型化也势在必行。为满足大型铸锭的工业化生产,采用有限元分析法对真空自耗电弧熔炼(VAR)超大规格TC4 ELI 钛合金一次锭和成品锭的熔炼过程进行了数值模拟研究。结果表明,一次锭熔炼过程中稳弧电流和稳弧周期直接影响熔池中夹杂物的运动轨迹;对于TC4 ELI钛合金一次锭熔炼,较为合适的稳弧参数为稳弧电流30A,稳弧周期40s;成品锭熔炼时,降低熔炼电流,增大稳弧电流和稳弧周期,即加强VAR 熔炼过程中的搅拌有助于提高铸锭成分均匀性和表面质量。根据数值模拟结果进行了12.8 t级超大规格TC4 ELI钛合金铸锭的工业化生产,所得铸锭表面质量良好,成分均匀。