P. F. Jiang a , X. R. Li a , X. M. Zong b , X.B. 王 c 、Z. K. 陈 b 、 H. X. 杨 d 1 、 C. Z. 刘 e 、 N .K.高a,Z.Z 。
摘要:采用异种金属丝电子束增材制造技术在不锈钢基体上混合 5、10 和 15 vol.% Ti-Al-Mo-ZV 钛合金和 CuAl9Mn2 青铜,研究了制备的合金的微观结构、相和力学性能。结果表明,含 5 vol.% 钛合金的合金形成了不同的微观结构,含 10 和 15 vol.% 钛合金的合金也形成了不同的微观结构。第一种合金的特征是结构成分为固溶体、共晶金属间化合物 TiCu 2 Al 和粗大 γ 1 -Al 4 Cu 9 。它具有增强的强度并在滑动试验中表现出稳定的氧化磨损。另外两种合金还含有由于 γ 1 -Al 4 Cu 9 热分解而出现的大花状 Ti(Cu,Al) 2 树枝状晶粒。这种结构转变导致复合材料的灾难性脆化和磨损机制从氧化变为磨料。
图1 NiTi粉末的SEM/EDS表征:(a)粉末形貌,(b)粉末横截面和EDS取样点位置,(c)Ni元素分布,(d)Ti元素分布和(e)四个点的EDS峰值
具有所需特性的合金可以通过控制组合物或加工[9,10]来定制微结构来开发。因此,研究人员搜索可以改善纯铅的概念的合金元素[11-13]。在此类元素中是钡和锡,增加了铅的增加,增加了拉伸强度和蠕变耐药性[14-20]。此外,钡引入铅锡合金还会增加硬度,减少电化学活性,从而增加腐蚀稳定性[21]。钡还可以使这些特性保持稳定,因为防止了过度衰老。高含量的锡的存在也抑制了铅基合金的过度分支过程[22]。另外,通过防止钝化并允许电池从深处排放的条件中弥补电池的钝化和充电,锡罐有助于网格的电化学性质。
与其他金属和复合材料相比,铝具有制造工艺简单、耐腐蚀、重量轻和成本低等优点[7]。设计飞机结构的重要参数包括抗疲劳性、密度、断裂韧性、强度和耐腐蚀性[7]。此外,在静态重量下受到拉伸时,上侧会产生压缩载荷,而下侧则相反;因此,在飞行过程中需要仔细优化拉伸和压缩强度[7]。因此,铝作为最轻的金属,可以轻松取代其他金属并承受由于飞机大型化而增加的机翼压力载荷[8]。在这方面,航空航天工业使用不同类型的铝合金,其中一些在表2中给出。然而,常见的类别大多来自2xxx和7xxx系列[9]。2000系列合金具有良好的抗疲劳裂纹扩展能力并拥有卓越的损伤容限。因此,它们通常用于飞机的机身蒙皮和下机翼,其中断裂韧性(即抗裂纹扩展)是一个重要的设计参数 [6] 。 Al2024-T3 是机身结构中最常用的 2000 系列合金 [10] 。 7000 系列通常用于上机翼蒙皮,其中强度是主要的设计因素 [6] 。 Al7075-T6 是
Elementum 3D 利用创新的反应性增材制造 (RAM) 技术引入了新的商用铝合金和高性能金属基复合材料,以与现有的增材制造设备配合使用。RAM 利用放热化学反应在增材熔合过程中原位合成产品材料。RAM 工艺可用于生产各种材料,但特别适合通过反应性合成陶瓷增强材料来生产陶瓷增强金属基复合材料 (MMC)。该工艺可以从针对工艺流程和铺展性进行了优化的较大 AM 原料粉末中合成亚微米陶瓷增强材料。亚微米增强材料还可在合金凝固过程中充当成核剂,以产生有利的细粒等轴铝微观结构。通过成核细等轴微观结构,该工艺克服了困扰许多铝合金的热裂性问题。通过少量合成陶瓷,2024 和 6061 等合金变得可打印,并且性能与锻造合金相当。增加陶瓷含量可提高强度、模量、耐磨性和高温性能,同时降低热膨胀系数和延展性。
摘要:二元Ti-Zr同质合金因具有高结构稳定性和良好成形性而成为激光定向能量沉积的潜在候选材料。针对其强度不足的问题,基于团簇模型设计了一系列不同Mo含量的Ti-Zr-Mo合金,并利用激光定向能量沉积技术在高纯钛基体上制备了该合金。研究了Mo含量对激光定向能量沉积合金组织和性能的影响。结果表明,所有设计合金的组织均为近等轴β晶粒,无明显织构。然而,随着Mo含量的增加,晶粒逐渐细化,晶格常数逐渐减小,有效提高了设计合金的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,但略微削弱了延展性和成形性。从性能和成形质量来看,Ti 60.94 Zr 36.72 Mo 2.34(at.%)合金的力学性能、摩擦学性能、化学性能和成形性能匹配良好,广泛应用于航空发动机零部件。
摘要:本研究旨在实现超细晶粒 (UFG) Al 2024 合金在低于传统商用铝合金 (400-500 ◦ C) 温度下的超塑性。室温下通过高压扭转在合金中产生的 UFG 结构平均晶粒尺寸为 100 nm,具有非常高的强度 - 显微硬度 (HV 0.1) 为 286 ± 4,偏移屈服强度 (σ 0.2) 为 828 ± 9 MPa,极限拉伸强度 (σUTS) 为 871 ± 6 MPa,断裂伸长率 (δ) 为 7 ± 0.2%。在温度为 190 至 270 ◦ C、应变速率为 10 − 2 至 5 × 10 − 5 s − 1 的情况下进行了复杂的拉伸试验,并确定了流变应力、总伸长率和应变速率敏感系数的值。结果表明,UFG 合金在 240 和 270 ◦ C 的试验温度下表现出超塑性行为。首次在 270 ◦ C(0.56 T m )的异常低温和 10 − 3 s − 1 的应变速率下实现了 400% 的伸长率。超塑性变形后的 UFG 2024 合金具有比标准强化热处理 T6 后的强度(150–160 HV)更高的强度。
摘要 激光粉末床熔化Al-8.3Fe-1.3V-1.8Si合金的工艺参数与组织和力学性能之间的关系研究较少,因此,选取两种参数的全致密合金来研究这一关键问题。结果表明:低功率和扫描速度的合金(S200)呈现扇壳状熔池和激光轨迹,而另一种合金(S350)呈现更深更宽的熔池。两种合金均获得了非均匀微观组织,熔池(MP)中没有第二相,熔池边界(MPB)中有纳米相。MP和MPB中固溶强化和Orowan强化的差异导致压缩屈服强度的差异(S200:380±14 MPa和S350:705±16 MPa),非均匀纳米硬度导致不同的裂纹行为和失效应变。研究表明,调整工艺参数是控制该合金组织和力学性能的有效方法。
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