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高强耐热镁合金大型锻件组织性能研究

为了满足航天飞行器对结构减重的迫切需求,推动变形镁合金在航天飞行器上的应用,采用力学性能测试及显微组织分析的方法对高强耐热镁合金工业级大型锻件进行了研究.研究结果表明:锻前固溶处理不能完全消除晶间稀土元素的偏析,这些稀土元素最终以Mg24Y5、Mg5Gd等相的形式保留下来,并呈现出颗粒形态;锻环力学性能的各向异性随着变形温度的提高而降低;低于250℃时,该合金的断口呈现出准解理和韧性撕裂的混合特征,随着温度的升高,韧性断裂的比重逐渐加大,当变形温度提高到300℃时,呈现出韧窝聚集形断裂特征.

关键词: 镁合金 , 锻造 , 时效处理 , 力学性能 , 显微组织 , 偏析

Mg、Ag、Zn多元复合微合金化Al-Cu-Li合金在均匀化中的显微组织演变

刘晴 , 朱瑞华 , 李劲风 , 陈永来 , 张绪虎 , 张龙 , 郑子樵

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64149-3

利用光学显微镜(OM)、差示扫描热分析法(DSC)、电子探针(EPMA)、X衍射(XRD)等研究手段分析Mg、Ag、Zn 复合微合金化的 Al?3.8Cu?1.28Li(质量分数，%)合金在均匀化过程中的组织转变。结果表明：合金的铸态组织中存在严重的枝晶偏析，此时合金中含有TB(Al7Cu4Li)、θ(Al2Cu)、R(Al5CuLi3)、S(Al2CuMg)相以及少量的(Mg+Ag+Zn)复合相与AlCuFeMn相。当第二级均匀化时间为2 h时，第二相含量大幅度降低。随着均匀化时间的延长，TB、θ、R、S和(Mg+Ag+Zn)复合相能全部溶入基体，从而合金的枝晶偏析消除，且合金的均匀化过程可以用一指数方程描述。但是AlCuFeMn相似乎转变成Al7Cu2Fe 和AlCuMn相，其中Al7Cu2Fe的尺寸几乎不发生变化。

关键词: Al-Cu-Li合金 , 均匀化 , 显微组织演变 , Al7Cu2Fe , AlCuMn

XG3232合金的高温力学性能

李金山 , 胡锐 , 张绪虎 , 张铁邦 , 贾新潮

宇航材料工艺

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、XRD和高温力学试验机,研究了固溶强化XG3232合金在1 100℃的恒温氧化及20 ～1 100℃的拉伸变形行为.结果显示,在氧化初始阶段,表面形成了Cr2O3,NiO和(Ni,Mn,Cr)3O4混合氧化膜.长时间氧化后,氧化膜由单层转变为双层,在内层形成连续的Cr2O3膜,在外层形成可以抑制内层Cr2O3挥发的致密NiO氧化膜.在拉伸实验中,1 100℃时强度可达到131 MPa,延伸率可达66.2％.在650℃以下,随温度的升高,合金的抗拉和屈服强度缓慢减小,在650℃以上合金的抗拉强度迅速减小,屈服强度基本不变；在650℃以下延伸率和断面收缩率变化较小,在650℃以上则迅速增大.

关键词: Ni-Cr-W高温合金 , 高温氧化 , 拉伸性能 , 持久性能

二次热等静压对TC4合金组织的影响

叶呈武 , 张绪虎 , 王亮 , 贾文军 , 郎泽保

材料热处理学报

研究了二次热等静压(HIP)工艺对不同起始组织HIP态TC4合金显微组织的影响.结果表明,二次HIP主要通过扩散进行组织的致密化,致密化过程中形成等轴块状α相填充孔洞,同时原始致密组织中片状α相层片间距增大.与首次HIP相比,二次HIP的致密化过程相对较慢,孔隙尺寸较大体积分数高的初始组织,经二次HIP后会形成不均匀组织,为了获得细小均匀的致密组织,应尽量在首次HIP时完成致密化.

关键词: 热等静压 , 钛合金 , 显微组织 , 致密化

铝锂合金及其在航天工业上的应用

李劲风 , 郑子樵 , 陈永来 , 张绪虎

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.01.003

综述了铝锂合金发展的三个阶段及三个阶段铝锂合金的性能特点.重点阐述了Cu、Li等主合金元素以及Mg、Ag、Zn、Mn、Sc、Zr、In和稀土Ce等微合金化元素在第三代铝锂合金中的合金化作用；这些微合金化元素可改变合金中原有析出相的尺寸、形状、分布,或促使新的强化相析出,也可以细化晶粒、控制再结晶.总结了铝锂合金在航天工业中的应用实践及在将来的应用计划.

关键词: 铝锂合金 , 微合金元素 , 合金化作用 , 航天应用

B/Al复合材料变形和断裂过程声发射特性

金周庚 , 刘哲军 , 王健 , 张绪虎

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.1999.03.001

运用声发射线定位、多参数分析技术及细观损伤验证方法,研究了B/Al复合材料试样的变形和断裂过程,表征了损伤类型、阶段、恒载声发射、费利西蒂比等关键声发射特性.

关键词: B/Al复合材料 , 损伤 , 声发射

TiAl金属间化合物粉末冶金制备技术研究

张绪虎 , 郎泽保

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2007.05.014

用气体雾化制粉技术成功制备了Ti-46Al-2Cr-2Nb-0.2B-0.1W球形预合金粉末,粉末中的氧和氢的质量分数分别为0.059%和0.001%,粉末的粒度呈正态分布,粒度主要分布在50～190 μm.采用热等静压技术将该预合金粉末制备成了致密的TiAl系金属间化合物,组织比较细小、均匀,热处理后材料的延伸率达到了2.5%.

关键词: TiAl系金属间化合物 , 预合金粉末 , 热等静压技术

PTFE/30CrMnSiNi2A的重载摩擦性能

丁水 , 张绪虎 , 吴阳 , 叶呈武 , 黄思原

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.01.017

采用PTFE与30CrMnSiNi2A钢制成自润滑轴承,在重载工况下进行了数值模拟及试验分析,研究了自润滑轴承的主要失效形式、摩擦面状态及性能对摩擦性能的影响,并分析了轴承的磨损机理.结果表明:该轴承在重载下以润滑层失效为主要破坏形式,改善摩擦面能够有效提高轴承的摩擦性能；在摩擦过程中PTFE不断被挤出,形成转移润滑膜,起到了减小摩擦因数的作用.

关键词: 重载 , 摩擦 , 自润滑轴承 , 聚四氟乙烯

镁合金多向转接头等温成形数值模拟及实验研究

张浩 , 张绪虎 , 杜志惠 , 单德彬 , 王少华 , 朱秉诚

材料科学与工艺

采用数值模拟方法研究了高强耐热镁合金多向转接头的等温锻造过程,分析了导套形状、锻造方案对构件成形过程中金属流动行为的影响,根据模拟结果制定了圆形导套、两次下压的成形方案,并采用此方案成功锻造出高强耐热镁合金多向转接头模锻件.对该锻件进行了时效热处理工艺研究,得出最优化的时效处理制度为200℃×63 h.在该时效制度下,材料的室温抗拉强度达到了411 MPa,屈服强度达到331MPa,延伸率达7.3％.

关键词: 镁合金 , 等温成形 , 时效处理 , 力学性能 , 有限元

高强韧稀土镁合金筋板类构件等温精锻工艺

韩修柱 , 单德彬 , 徐文臣 , 杜志慧 , 张绪虎

宇航材料工艺

主要研究高强韧稀土镁合金筋板类构件等温精锻工艺及随后的锻件微观组织与性能的控制.通过Deform软件对典型筋板类构件的等温精锻工艺进行模拟研究,通过分析等温精锻工艺过程中金属材料的流动趋势及可能出现的问题,提出相应的解决方案,在随后的实验过程中,成功成形出具有高筋薄腹板的典型筋板类锻件.研究结果表明:筋板类构件等温精锻过程中在两个侧筋相交的位置充填最为困难,利用有限元方法对坯料尺寸进行优化设计,有效地改善了金属在复杂模具型腔内的充填能力,并降低了等温成形载荷,成形出表面质量良好的稀土镁合金精锻件.通过200℃时效63 h后,高强韧稀土镁合金筋板类构件的强度达到峰值,其峰值抗拉、屈服强度和延伸率分别为371、243 MPa和4.07％.β'相和长周期相在基体上的弥散分布是锻件获得较高强度的主要原因.锻件断口在未时效处理状态下主要为韧性断裂,而随着时效过程的进行,断裂方式逐渐转变为准解理断裂.

关键词: 筋板类构件 , 稀土镁合金 , 等温精锻工艺 , 时效工艺

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