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World File Search System合金元素
冶金与材料科学 R20A0306
第一单元 金属结构：固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成：合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的构建实验方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢：白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金：铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理：合金元素对铁的影响-铁碳系统、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料：结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
铝合金电弧增材制造 (WAAM) 技术 - ...
摘要：在所有金属增材制造 (AM) 技术中，定向能量沉积 (DED) 技术，尤其是基于丝材的技术，由于生产速度快而备受关注。此外，它们被认为是能够生产全功能结构部件、具有复杂几何形状和几乎无限尺寸的近净成形产品的最快技术。根据热源的不同，有几种基于丝材的系统，例如等离子弧焊和激光熔化沉积。主要缺点是缺乏市售的丝材；例如，缺乏高强度铝合金丝材。因此，本综述涵盖了传统的和创新的丝材生产工艺，并总结了工业上最受关注的 Al-Cu-Li 合金，以鼓励和促进选择最合适的丝材成分。每种合金元素的作用对于 WAAM 中的特定丝材设计都至关重要；本综述描述了每种元素的作用（通常通过时效硬化、固溶和晶粒尺寸减小来强化），特别关注锂。同时，WAAM 部件中的缺陷限制了其适用性。因此，本文提到了与 WAAM 工艺相关的所有缺陷以及与合金化学成分相关的缺陷。最后，总结了未来的发展，包括最适合 Al-Cu-Li 合金的技术，例如 PMC（脉冲多控制）和 CMT（冷金属转移）。
功能梯度材料 (FGM) 中间层在激光熔化沉积 (LMD) 和电弧增材制造 (WAAM) 法制造英科乃尔-不锈钢双金属结构中的作用
摘要：通过直接沉积制备的双金属结构由于异种金属的组织和性能突然变化而存在缺陷。激光金属沉积（LMD）-电弧增材制造（WAAM）工艺可以通过沉积功能梯度材料（FGM）层（例如使用LMD的薄中间层）来缓解两种不同材料之间的缺陷，并可用于使用WAAM以较高的沉积速率和相对较低的成本制备双金属结构。本研究进行了LMD-WAAM工艺，并研究了制备的IN625-SUS304L双金属结构的微观组织。LMD-WAAM样品的FGM区的微观组织主要为细小的等轴枝晶形貌。相反，WAAM区构成了粗大的柱状枝晶形貌。LMD-WAAM样品的主要合金元素的成分随着沉积层高度而逐渐变化。 LMD-WAAM 样品的显微硬度随 Inconel 含量的增加而增加。对于 LMD-WAAM 样品，断裂发生在 25% IN625 和 0% IN625 之间的界面附近；对于 WAAM 样品，最终断裂发生在界面附近的 SUS304L 中。LMD-WAAM 样品的拉伸强度与激光功率成反比。结果表明，LMD-WAAM 样品的拉伸强度比仅使用 WAAM 制造的样品高 8%。
Mo微合金化提高AA3004热轧板高温力学性能及工艺路线优化
高强度铝合金，包括 2xxx、6xxx 和 7xxx 合金，在高温下强度较低，这是因为热暴露后沉淀物会粗化[7 和 9]。最近的研究报告称，由于 α-Al(MnFe)Si 弥散体的析出，3xxx 合金在室温和高温下均具有优异的力学性能[10 和 13]。α-Al(MnFe)Si 弥散体与基体部分共格，具有立方晶体结构[10,14]。有趣的是，α-Al(MnFe)Si 弥散体在 300℃ 时具有热稳定性，这提高了高温强度和抗蠕变性[12,13]。曾尝试通过添加合金元素和/或各种热处理来优化α-Al(MnFe)Si弥散体的特性，以期改善3xxx合金的高温力学性能[11、13、15和19]。刘和陈[12]报道，在375℃下加热48小时的一步法热处理促使大量α-Al(MnFe)Si弥散体析出，从而在300℃下实现3004合金的峰值弥散强化。后来，发现与在375℃下加热48小时的一步法热处理相比，在250℃下加热24小时和在375℃下加热48小时的两步法热处理可显著改善弥散体的特性以及300℃下的屈服强度和抗蠕变性[17]。李等人。 [13]研究了添加不同量的Si和Mg对3xxx合金组织和高温性能的影响，发现当Si含量为0.25wt.%、Mg含量为1.0wt.%时，α-Al(MnFe)Si弥散相的高温强化效果最好。刘等[16]研究发现，在Al-Mn-Mg 3004合金中添加0.3wt.%Mo可细化弥散相，并提高其在350℃以下的热稳定性。由于Fe、Si和Mn等合金元素在凝固过程中发生偏析，在沉淀热处理过程中，枝晶间区域总会形成无弥散相区（DFZ），从而降低弥散相的体积分数，降低合金的高温性能[11e13]。因此，在采用弥散强化时，必须尽量减少 DFZ。添加具有负偏析（ko > 1）的元素是减少 DFZ 数量的有效方法。据报道，Mo 可以最大限度地减少不同 Al 合金中 DFZ 的形成 [16，20，21]，从而使弥散体的体积分数较大且分布均匀，最终获得更优的高温性能。尽管之前的研究报告显示弥散体强化可以使 Ale Mne Mg 3xxx 合金的高温性能得到显著改善，但大多数研究都局限于铸锭。事实上，工业工程零件通常需要材料经历大的塑性变形才能满足特殊的形状和性能要求。此外，热轧或挤压也能消除铸造缺陷，如夹渣、孔隙等，进一步改善材料性能[22e25]。张等[26]研究发现，室温预轧显著促进了纳米弥散相的形核，增加了Al-Mn-Si合金中弥散相的数量密度。但室温变形会增加开裂的风险，从而增加制造难度[27]。因此，有必要研究热变形工艺对弥散相组织及其相关力学性能的影响。
IMECE2020-24400
GRCop 是由铜、铬和铌构成的合金系列，由 NASA 为高热流应用而开发。GRCop 合金是专门为满足通道冷却主燃烧室的要求而配制的，可在高热流环境中重复使用。GRCop-84 是 NASA 开发计划下使用增材制造技术开发的。为了进一步提高热导率，同时保持材料强度特性，合金元素的百分比减少了一半，并开发了 GRCop-42。近年来，NASA 已成功使用激光粉末床熔合 (L-PBF) 工艺增材制造 GRCop-42。发现 L-PBF 工艺产生的材料性能与传统挤压 GRCop-42 相当。该工艺的好处包括制造复杂的内部冷却通道以及缩短制造时间。但是，使用该工艺也存在一些很大的缺点。粉末床工艺的性质施加了严格的体积限制以及所需的过多材料库存。定向能量沉积 (DED) 工艺解决了这些限制，同时也加快了制造过程。由于关于 DED 如何与 GRCop-42 配合使用的数据很少，因此对其机械性能进行了调查。更具体地说，使用吹粉定向能量沉积 (BPD) 将材料性能与 L-PBF 制造的 GRCop-42 进行比较。发现 DED 制造的材料孔隙率小于 0.1%。拉伸试验得出结论，DED 制造的 GRCop-42 在室温下具有较低的拉伸强度。结果表明，该工艺能够生产出完全致密的部件，能够满足机械性能
LED 组装中的低空洞焊膏
摘要 目的——本文旨在研究在批量生产环境下使用七种低空洞无铅焊膏通过回流焊接组装的发光二极管 (LED) 的导热垫下焊点的空洞现象。设计/方法/方法——所研究的焊膏为 SAC305 型、Innolot 型或由制造商在 (SnAgCu) 合金基础上特别配制，并添加了一些合金元素，例如 Bi、In、Sb 和 Ti，以提供低空洞含量。使用 SnPb 焊膏 - OM5100 - 作为基准。由于行业实践中通常使用 LED 焊盘的焊膏覆盖率作为焊点中空洞含量的衡量标准。发现 – 发现使用 LMPA-Q 和 REL61 焊膏形成的焊点具有最高的覆盖率，且空洞含量最低，其特征是覆盖率平均值分别为 93.13% [标准差 (SD) = 2.72%] 和 92.93% (SD = 2.77%)。空洞直径达到平均值，LMPA-Q 为 0.061 毫米 (SD = 0.044 毫米)，REL61 为 0.074 毫米 (SD = 0.052 毫米)。结果以直方图、绘图框和 X 射线图像的形式呈现。使用 3D 计算机断层扫描观察了一些选定的焊点。原创性/价值 – 使用 Origin 软件基于 2D X 射线图像进行统计分析。它们可以比较制造商推荐的低空洞的各种焊膏的特性。该结果可能对焊膏制造商或电子制造服务有用。
一项关于受锡铅焊料影响的冷变形铜的定量重结晶的研究
已经观察到，商业纯铜的分数重结晶特性受个人或SN-PB焊料的组成元素的存在影响。为了设计实验，研究了商业上的纯Cu，二进制铜合金（CU-SN和CU-PB）和三元铜合金，CU-SN-PB。铸造合金均质化，处理溶液，然后淬火以完成热处理。为了重结晶，合金将厚度冷至75％，然后在700°k的等温度等于3600秒的时间内将其退火。在本实验中，评估退火样品的分数重结晶为在各个时间步骤中记录的微硬度的归一化差异。为了验证实验结果，著名的Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov方程也用于预测相关的重结晶行为。可以从研究中推断出，SN-PB焊料合金元素的存在对纯铜的重结晶行为具有积极影响，因为固体溶液加强了，其中锡的效果大于铅的作用。定量分析表明，纯Cu，Cu-Sn，Cu-Pb和Cu-Sn-PB合金的重结晶分别达到99.4％，95.4％，98.4％和89.5％。SN与Cu形成金属间，但PB却没有。此外，SN与杂质形成不同的金属间，并具有与Cu和Pb的FCC不同的BCC晶体结构。结果，退火过程中GP区域的形成和金属间相显示了两种方法之间的重结晶行为的差异。结合使用，冷滚动合金的微结构研究揭示了第二阶段的细长晶粒，并且在700°K的1800秒退火后，合金几乎完全重新结晶。
通过线材 + 电弧增材制造工艺生产的 Inconel 718 和 Inconel 625 的微观结构和机械性能
在开发用于耐热和抗蠕变合金的线材+电弧增材制造 (WAAM) 工艺时，结构由镍基高温合金 Inconel 718 (IN718) 和 Inconel 625 (IN625) 构建。在本文中，使用等离子转移电弧工艺在这两种高温合金中沉积壁结构。在光学和 SEM 下分析微观结构；两种合金均显示出具有长柱状晶粒的典型树枝状结构，合金之间差异不大。研究结果表明，结构包括合金元素的明显偏析，具有潜在的金属间相，例如合金中还发现了 Laves 相和 δ 相，这表明 Nb 和 Mo 在晶界和树枝状区域偏析明显更多。这些合金还经过了室温机械测试，此外，IN625 样品在固溶和时效处理后进行了测试。硬度测量表明，与固溶状态下的锻造合金相比，WAAM 工艺通常可使材料硬度增加约 10%。与沉积状态相比，IN625 的热处理样品硬度增加了约 6%。IN625 的伸长率显示出更大的值。总体而言，IN718 的强度高于 IN625，而伸长率较低。对两种合金及其文献中所述的最大 UTS 和 YS 值进行比较后发现，WAAM 制造的 IN718 和 IN625 在沉积状态下可达到最大 UTS 的一半多一点，无需后处理。在 IN625 中测试的热处理工艺略微缩小了 UTS 性能的差距 3.5%。
在环形石墨烯中量子驱动的放大
环形石墨烯（TG）代表了一类新的碳纳米结构，将曲率驱动的场限制与量子增强电荷相干性集成在一起。与常规的基于碳的增强剂不同，TG表现出源自无折叠的实验和理论证据链的3×10 9的电磁场扩增因子（AF）。曲率诱导的定位和等离子体杂交理论（PHT）的协同作用使van der waals（VDW）在青铜基质中的膨胀从0.4 nm到577 nm，从而使超高的TG浓度仅为0.005 wt％，以驱动机械性能的转化增强。将其纳入无铅铜制时，TG将耐磨性提高458％，并使CO₂排放量减少78.2％，从而提供了史无前例的性能和可持续性组合。这些作用源于量子等离子体加固机制，这些机制改善了纳米级的应力转移，负载分布和分子内聚力。与常规合金元素（例如PB或Ni）不同，依赖于散装物质特性的PB或Ni，TG从根本上改变了通过纳米级力重新分布来改变耐药性。这项研究将TG确立为下一代金属纳米复合材料的破坏性材料，将基本纳米科学与与行业相关的摩擦学验证合并。与全球第八大卡车制造商Scania合作进行，该验证证实了其直接的工业相关性，证明了现实世界中的适用性在高性能耐磨应用中。连接电磁场放大，VDW扩展和摩擦学验证的明确证据链支持TG的量子工程增强功能，将其定位为高级制造和重型产业的基石。
用于成分梯度合金计算设计的子空间包容采样方法
成分梯度合金是功能梯度材料 (FGM) 的一个子类，它利用单个金属部件的局部成分变化来实现比传统单一材料部件更高的性能。在之前的研究 [Kirk, T., Galvan, E., Malak, R., and Arroyave, R., 2018, “增材制造功能梯度材料中梯度路径的计算设计,” J. Mech. Des., 140, p. 111410. 10.1115/1.4040816] 中，作者提出了一种计算设计方法，该方法避免了限制梯度合金可行性的常见问题（例如有害相），并针对性能目标进行了优化。然而，以前的方法只对成分空间的内部进行采样，这意味着设计的梯度必须包括整个梯度空间中的所有元素。因为即使少量的额外合金元素也会引入新的有害相，所以这一特性通常会忽略原本无法解决的问题的潜在更简单的解决方案，从而阻碍向状态空间添加新元素。本研究通过引入一种在设计搜索中包含较少元素子空间的采样方法来改进以前的方法。新方法在人工扩展的状态空间形式内进行采样，并将真实区域之外的样本投射到最近的真实子空间。首先通过观察 3D、4D 和 5D 状态空间中每个子空间中的样本分布来评估该方法。接下来，在合成的 3D 问题中进行参数研究，将新采样方案的性能与以前的方法进行比较。最后，应用更新的方法设计从不锈钢到等原子 NiTi 的梯度，该梯度具有嵌入式形状记忆驱动等实际用途，而以前的方法未能找到可行的途径。[DOI：10.1115 / 1.4053629]