激光选区熔化成形高强钛合金研究现状及展望

摘要:以近/亚稳β钛合金为代表的高强钛合金具有高的比强度、良好的塑性加工性能、优异的淬透性以及可通过热处理强化获得强度-塑性-韧性匹配,已广泛应用于航空航天等领域重大装备承力构件。激光选区熔化(SLM)作为钛合金增材制造领域的一项重要技术,具有可以实现近净成形、复杂结构一体化成形等显著优势,成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文围绕SLM成形原理和特点,从SLM成形高强钛合金经历极高加热/冷却速率以及独特的热循环历史出发,重点介绍了高强钛合金微观结构特征、相组成以及力学性能特点。总结了SLM高强钛合金热处理工艺种类及其主要影响规律,旨在为获得优异的力学性能匹配提供参考。最后,根据对现有研究成果的分析,总结了SLM成形高强钛合金研究面临的挑战,并对未来该领域可能的研究方向作了展望。

耐600℃及以上高温钛合金研究进展

摘要:概述了国内外耐600℃及以上高温钛合金的研究现状,在总结英国IMI834、美国Ti-1100、俄罗斯BT36、中国Ti60、TG6、Ti600、Ti65、Ti750 等合金组成及性能的基础上,指出了制约高温钛合金发展的主要瓶颈,并针对目前的研究现状,提出了一些可供借鉴的解决办法。从提高高温钛合金的热稳定性、热强性和高温蠕变强度的角度对制备Ti基复合材料、优化合金成分、优化热加工工艺调控组织、控制α2相的尺寸、数量、体积分数和形态等方面进行了未来展望,为高性能高温钛合金的研制提供了理论基础和参考作用。

镁合金一体化压铸缺陷控制

摘要:镁合金一体化压铸技术在汽车轻量化方面潜力巨大。但由于镁合金具有活泼的化学性质和较高的热裂倾向,以及一体化压铸件尺寸大、壁厚薄、几何形状更加复杂,成形过程中容易出现孔洞、热裂等各种缺陷,极大地影响了一体化压铸件的性能。本工作在简述压铸镁合金缺陷形成原因及孔洞、缺陷带和热裂3 种典型缺陷防治措施的基础上,围绕熔体处理、合金开发、工艺优化和结构设计等方面,概述了镁合金一体化压铸缺陷控制方面的进展和挑战,为高性能镁合金一体化压铸缺陷控制提供了思路和方向。

基于CMT技术的铝合金电弧增材制造研究进展

摘要:铝合金因具有比强度高、质量轻、耐蚀性优良等性能,作为轻质高强结构材料已广泛应用于航空、航天和军工等领域。基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造(WAAM)技术,由于其生产周期短、效率高、成形性能好,可避免传统铸件中缩孔、疏松、组织不均匀及晶粒粗大等问题,极大地满足了铝合金成形的高要求,得到了广泛应用。然而,WAAM由于其热循环特性,在制造件中仍然存在气孔、裂纹、不均匀变形等缺陷,对其成形质量和组织性能有较大的影响。为了消除组织缺陷,提高WAAM构件性能,近年来出现了层间轧制、高能超声、搅拌摩擦辅助等新型WAAM技术。本文以Al-Si系ZL114A和Al-Cu系ZL205A铝合金为例,从专用丝材制备、WAAM辅助技术、工艺优化与组织调控、缺陷抑制、性能提升、增材技术应用等方面对近年来国内外铝合金WAAM技术研究进展进行了综述,探讨了强韧化机理,并对其发展趋势进行了展望。

纳米SiC颗粒对镁合金搅拌摩擦焊接头性能影响研究

摘要:为提高 AZ31镁合金焊接接头的综合性能,文章分别研究了无纳米SiC-1 道次、添加纳米 SiC-1道次和 SiC-4道次的搅拌摩擦焊焊接接头,通过光学显微镜、显微硬度仪和拉伸试验机分析了焊接接头的微观组织与力学性能;利用电化学工作站研究了接头的腐蚀行为,采用扫描电镜、EDS和XRD分析了接头的腐蚀形貌、元素成分和物相组成。结果表明,搅拌摩擦焊焊接接头成形良好、无缺陷;接头焊核区组织为均匀的等轴状晶粒,焊接道次的增加可有效改善SiC颗粒的分布情况,异质形核位点的存在起到了晶粒细化的作用,提高了接头的力学性能;在3.5%NaCl溶液腐蚀试验中,含SiC颗粒的接头耐腐蚀性能提升,其中SiC-4道次的接头耐腐蚀性能最佳。

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。

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。

变形高温合金氧化行为研究的现状

摘要: 变形高温合金是制造航空发动机涡轮盘的关键材料。随着发动机推重比的提高,变形高温合金的合金化程度和使用温度越来越高,导致其在使用和均匀化处理过程中的氧化愈发严重。评述了对变形高温合金氧化行为研究的现状,包括研究氧化行为的方法、氧化动力学、氧化产物、氧化膜形成过程以及提高变形高温合金抗氧化性能的主要措施。此外,探讨了现有研究的不足之处和展望了今后的研究方向,如变形高温合金不同氧化阶段的氧化特征及合金元素对变形高温合金氧化行为的影响机制等。

高容量镁基储氢合金材料研究与应用进展

摘要:随着近年来氢能产业的迅速发展,镁基固态储氢材料及其储运氢系统得到了全球的广泛关注,出现了许多突破性研究和进展。在新材料体系设计方面,高性能纳米镁基储氢材料和改性镁基铸造合金的研发有效改善了Mg及其氢化物的热力学稳定性和动力学性能,实现了材料在中低温条件下的快速吸脱氢和低成本应用。在系统开发方面,借助先进的模拟方法和设计策略对镁基固态储氢系统的结构与操作参数进行优化,实现了镁基固态储氢系统的有效热管理。在工程应用方面,世界首台吨级镁基固态储运氢车落地,多个镁基固态储运氢示范应用和加氢站也陆续问世。本文从纳米镁基储氢材料、改性镁基储氢合金、镁基储氢系统开发和示范应用4 方面讨论了镁基储氢材料的重要研究进展,总结了其在氢能储运领域的相关工程示范及应用,并对未来的研究趋势进行了展望。

高强高导铝合金的制备工艺与性能优化研究

摘要:6×××系(Al-Mg-Si)铝合金是电力与交通领域替代铜导体的关键材料,但其强度与导电性相互制约,实现协同提升是当前的研究难点。系统综述了通过成分设计、热处理及变形加工策略以优化该系列铝合金综合性能的研究进展。重点剖析了Mg/Si比例对析出行为的核心作用,以及Cu、Mn、Cr和Sc、Zr、La等微合金化元素的协同作用机制;进而讨论了均匀化-固溶-时效传统热处理,并结合深冷处理、严重塑性变形等新型工艺对组织与性能的调控规律。最后,针对当前协同优化机制与产业化面临的挑战,展望了通过多尺度微观组织设计实现性能突破的未来研究方向。