冷喷涂制备铝基复合涂层研究现状

摘要:陶瓷颗粒增强铝基复合涂层具有低密度、高强度、高刚度以及良好的耐磨性能等优点,在航天航空和汽车工业领域被广泛应用。冷喷涂可以避免材料熔化引起的氧化和相变问题,还具有沉积效率高、孔隙低、结合强度高等优点,在铝基复合涂层制备领域应用前景广阔。对冷喷涂技术制备铝基复合涂层的研究现状进行归纳和总结,介绍了不同方法制备铝基复合粉末在喷涂过程中的沉积原理, 围绕常用的Al2O3、SiC、B4C、TiN 和其它增强颗粒铝基复合涂层,分析了冷喷涂沉积铝基复合涂层的微观结构和性能,同时阐述了热处理对铝基复合涂层性能的影响规律。最后,对潜在的铝基复合涂层性能优化方法进行了展望。

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。

镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景

摘要: 半固态注射成型技术近年来为镁合金行业注入了新的活力,综述了镁合金半固态注射成型技术的发展现状与应用前景。首先,阐述了镁合金半固态注射成型工艺的原理及优势,总结了镁合金半固态注射成型机的发展历程,指出中国在大型化装备技术领域正逐步成为创新引领者。进一步分析了基于半固态工艺技术的镁材料组织与性能研究的最新进展,指出该技术是充分挖掘镁合金性能潜力、减少铸造缺陷的重要方法之一。除Mg-Al体系外,随着新型半固态镁合金的研究,半固态注射成型的镁基复合材料因具有短流程、高性能的特点而受到关注。镁合金半固态注射成型技术已在消费电子、交通工具等领域得到应用,正逐步拓展至大型结构件的生产制造,特别是在新能源汽车领域展现出巨大的应用潜力和前景。

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。

多孔阻尼镁合金制备及性能的研究进展

摘要:多孔金属是一种新型轻质的结构-功能材料,其内部连通或不连通的孔隙结构,使其具有优良的阻尼性能、热物理性能、电磁学性能等,被广泛应运在航空航天、轨道交通、生物医学、散热器等领域。基于此,以多孔镁为出发点,简述了多孔镁几种常用的制备方法,概述了多孔镁阻尼性能、力学性能和耐腐蚀性能等方面的研究现状。分析了提高其力学性能和耐腐蚀性能的强化措施,并对多孔金属未来的研究方向进行了展望,以期为制备工艺成熟、性能优良的多孔镁合金提供参考。

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。

钛合金抗高温腐蚀涂层的研究进展

摘要:钛合金因其密度低、比强度高等优异的综合性能,被广泛应用于航空航天、船舶等领域。然而,钛合金抗高温腐蚀性较差,限制了其在高温反应性环境中的应用。在钛合金表面制备防护涂层可大幅提高其抗高温腐蚀性能。首先综述了钛合金常用的抗高温腐蚀涂层体系(金属涂层、非金属涂层及金属/非金属复合涂层等),并分析了其防护机理,其次总结了钛合金抗高温腐蚀涂层常用的制备方法,最后对抗高温腐蚀涂层的发展方向进行了总结与展望,提出利用计算、模拟等先进技术手段辅助设计具有优异综合性能的抗高温腐蚀涂层是未来趋势。