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低温球磨纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金组织的演变

杨滨 , 程军胜 , 樊建中 , 田晓风 , 陈汉宾 , 张济山

金属学报

利用液氮低温球磨技术制备了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体,分析了材料在球磨过程中微观组织变化.结果表明, 气雾化Al-Zn-Mg-Cu合金粉体随着球磨过程的进行晶粒尺寸逐渐减小, 球磨15 h后晶粒尺寸约为35 nm;MgZn2相逐步分解, 并最终过饱和固溶于α-Al中. 制备的纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体低于709 K(0.77 Tm, Tm 为熔点)加热时, 晶粒长大速度缓慢; 709 K加热1 h 晶粒尺寸仅为71 nm. 研究表明, 液氮低温球磨过程中形成的Al2O3颗粒对晶粒的钉扎有效地提高了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体的热稳定性.

关键词: 低温球磨 , nanocrystalline , Al-Zn-Mg-Cu alloy

低温球磨制备高热稳定性纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金块体材料

程军胜 , 陈汉宾 , 杨滨 , 樊建中 , 田晓风 , 张济山

中国有色金属学报

利用液氮球磨和真空热压技术制备纳米晶Al-10Zn-3Mg-1.8Cu(质量分数,%)合金块体材料.采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对材料在制备过程中的固态相变、晶粒尺寸和热稳定性进行分析.结果表明,材料经过液氮球磨15 h后晶粒尺寸为37 nm,真空热压后材料晶粒保持在100 nm,热挤压后晶粒尺寸约为300 nm,热处理后晶粒尺寸保持不变.材料的高热稳定性原因在于大量合金元素和杂质元素超饱和固溶于Al基体中阻止了晶粒的长大,以及细小析出MgZn2相和Al2O3颗粒对于晶界的钉扎作用.

关键词: 低温球磨 , 纳米晶块体材料 , Al-Zn-Mg-Cu合金 , 热稳定性

喷射沉积超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的回归再时效处理

王洪斌 , 崔华 , 郝斌 , 程军胜 , 黄进峰 , 张济山

金属学报

研究了回归及回归再时效处理对高Zn含量(质量分数为11.64%)的喷射沉积 Al-Zn-Mg-Cu铝合金的显微组织及力学性能的影响. 通过透射电子 显微镜(TEM)观察了回归及再时效合金的显微组织, 并对合金进行了力 学性能测试. 结果表明, 随回归温度的升高及时间的延长, 其回归强度 曲线呈现下降趋势, 再时效强度曲线为抛物线走势; 采用峰时效 (120 ℃, 24 h) + 回归处理 (180 ℃, 30 min) + 再时效 (120 ℃, 24 h)的处理制度, 不仅能 够获得优于峰时效的抗拉强度, 而且细化晶内组织, 是一种理想的回归再时效处理制度.

关键词: Al-Zn-Mg-Cu合金 , spray deposition , retrogression reaging

纳米晶Al-Cu-Mg合金的微观组织与力学性能研究

田晓风 , 樊建中 , 肖伯律 , 杨滨 , 程军胜 , 万志永

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.02.006

以工程实际中应用较广的Al-Cu-Mg铝合金作为研究对象, 用Al-Cu-Mg铝合金气体雾化粉末作为原材料, 通过低温液氮球磨获得纳米晶后, 再经真空热压和热挤压制备了致密的大块体纳米材料. 通过力学性能测试, 挤压态的纳米晶Al-Cu-Mg块体材料抗拉强度达470 MPa, 经过T4处理后, 抗拉强度达到590 MPa, 远远超过常规方法制备的Al-Cu-Mg铝合金抗拉强度. 对纳米晶Al-Cu-Mg块体材料进行微观组织观察, 分析了材料强度提高的原因.

关键词: 铝合金 , 纳米块体 , 低温球磨 , 力学性能

低温球磨和真空热压技术制备的纳米晶纯铝块体的强化机理

程军胜 , 郝斌 , 孙淼 , 陈汉宾 , 杨滨 , 张济山

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.05.001

利用液氮球磨和真空热压技术制备了纳米晶纯铝块体材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的晶粒尺寸和微观组织进行研究,分析了影响热稳定性的因素和强化机理.研究表明,液氮球磨以后材料晶粒尺寸为37nm,经过真空热压和热挤压后晶粒有所长大,晶粒大小约300nm,纳米晶结构基本得到保持.分析晶粒热稳定性的原因在于球磨过程中生成的AlN等粒子的晶界钉扎以及引入的杂质溶质的拖拽作用.纳米晶纯铝块体的拉伸强度极限σb为173MPa,伸长率εf为17.5%.

关键词: 低温球磨 , 纳米晶块体材料 , Al , 热稳定性 , 强化机理

低温球磨法制备块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu系铝合金

万志永 , 樊建中 , 田晓风 , 程军胜 , 杨滨

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2005.06.006

采用低温球磨法制备了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu系铝合金粉末,对纳米晶粉末进行真空热压,获得纳米晶铝合金块体.采用显微分析方法研究了纳米晶粉末和块体材料的微观组织结构.试验结果表明,纳米晶铝合金粉末具有良好的热稳定性,热压块体的平均晶粒尺寸在100nm以下.低温球磨所得铝合金粉末晶粒尺寸为48nm;真空退火试验表明其具有良好的热稳定性;热压块体的平均晶粒尺寸在100nm以下.

关键词: 纳米晶铝合金 , 块体 , 低温球磨 , 显微组织

块体金属纳米材料成形技术研究进展

程军胜 , 杨滨 , 张济山 , 田晓风 , 樊建中

材料导报

介绍了通过纳米粉体制备块体纳米金属材料方面的进展情况,重点评价了制备纳米块体和纳米涂层的主要技术特点,指出了目前制备技术中存在的主要问题.介绍了一种新的块体纳米材料制备技术--低温球磨+中低温强加工技术.对块体金属纳米材料成形技术的发展趋势进行了展望.

关键词: 块体纳米材料 , 成形技术 , 低温球磨

低温球磨纳米晶Al-Zn-Mg-CU合金组织的演变

杨滨 , 程军胜 , 樊建中 , 田晓风 , 陈汉宾 , 张济山

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.11.013

利用液氮低温球磨技术制备了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体,分析了材料在球磨过程中微观组织变化.结果表明,气雾化Al-Zn-Mg-Cu合金粉体随着球磨过程的进行晶粒尺寸逐渐减小,球磨15 h后晶粒尺寸约为35 nm;MgZn2相逐步分解,并最终过饱和固溶于α-Al中.制备的纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体低于709 K(0.77Tm,Tm为熔点)加热时,晶粒长大速度缓慢;709 K加热1 h晶粒尺寸仅为71 nm.研究表明,液氮低温球磨过程中形成的Al2O3颗粒对晶粒的钉扎有效地提高了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体的热稳定性.

关键词: 低温球磨 , 纳米晶 , Al-Zn-Mg-Cu合金 , 晶粒细化

喷射沉积超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的回归再时效处理

王洪斌 , 崔华 , 郝斌 , 程军胜 , 黄进峰 , 张济山

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.12.006

研究了回归及回归再时效处理对高Zn含量(质量分数为11.64%)的喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu铝合金的显微组织及力学性能的影响.通过透射电子显微镜(TEM)观察了回归及再时效合金的显微组织,并对合金进行了力学性能测试.结果表明,随回归温度的升高及时间的延长,其回归强度曲线呈现下降趋势,再时效强度曲线为抛物线走势;采用峰时效(120℃,24 h)+回归处理(180℃,30 min)+再时效(120℃,24 h)的处理制度,不仅能够获得优于峰时效的抗拉强度,而且细化晶内组织,是一种理想的回归再时效处理制度.

关键词: Al-Zn-Mg-Cu合金 , 喷射沉积 , 回归再时效 , 显微组织 , 力学性能

铁-铬-碳合金粉末的穆斯堡尔谱分析

李宁 , 耿刚强 , 程军胜

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2005.09.007

用机械合金化(MA)法制备不同成分的铁-铬-碳三元合金粉末,并用X射线衍射、穆斯堡尔谱分析了材料在MA过程中的固态相变、晶粒晶化及磁性变化.结果表明:粉末晶粒减小导致穆斯堡尔谱峰形宽化,内磁场分布(HFD)减小,碳元素可以促进Fe3C为主的碳化物析出,铬元素使粉末更趋向于非晶态转变,并使材料出现超顺磁现象.

关键词: 机械合金化 , 固态相变 , 穆斯堡尔谱 , 超顺磁现象

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