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激光定向能量沉积Al-Mg-Sc-Zr修复5083-H112铝合金的组织和性能

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材料工程 2024年第2期52卷 40-49页

作者：徐荣王文军祝弘滨李瑞迪折洁袁铁锤中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 浙江力博实业股份有限公司浙江绍兴312000 中车工业研究院有限公司北京100070

激光定向能量沉积增材修复技术具有时间短、效率高、成本低、力学性能好等优点,具有很大的发展潜力。采用Al-7.5Mg-0.3Sc-0.28Zr作为修复材料对轨道交通用5083-H112铝合金进行激光修复实验,得到了致密、无缺陷的修复试样,并对其组织和... 详细信息

激光定向能量沉积增材修复技术具有时间短、效率高、成本低、力学性能好等优点,具有很大的发展潜力。采用Al-7.5Mg-0.3Sc-0.28Zr作为修复材料对轨道交通用5083-H112铝合金进行激光修复实验,得到了致密、无缺陷的修复试样,并对其组织和性能进行研究,探讨了激光修复铝合金的可行性。结果表明,熔合线附近过渡区可划分为修复区、部分熔化区、热影响区和母材。修复区为完全等轴晶,由平均晶粒尺寸为4.95μm的细晶带和18.34μm的粗晶区组成。从修复区到部分熔化区再到热影响区的过渡区域,Al元素含量逐渐升高,Mg元素含量逐渐下降,硬度逐渐下降,修复后母材未被软化。由于激光增材制造技术的快速凝固,在熔合线附近的细晶带有较大的应力集中,由于较小的热输入在部分熔化区、热影响区的残余应力较小。修复试样的屈服强度为(152±2)MPa,为母材的89.4%;抗拉强度为(305±5)MPa,为母材抗拉强度的100%;伸长率为(15.5±0.5)%,为母材的85.2%;断裂发生在强度较弱的母材。高性能的激光修复铝合金是可实现的,具有广泛的应用前景。

关键词： 5083-H112 激光定向能量沉积激光修复铝合金过渡区显微组织拉伸性能

GH3230合金焊接板材长期热暴露后组织和性能研究

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稀有金属材料与工程 2023年第7期52卷 2573-2581页

作者：张天昊鞠泉蒙肇斌王浩北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081

研究了GH3230合金焊接板材在经过不同温度(700~1000℃)、不同时间(1000~2000 h)的长期热暴露处理后显微组织和力学性能的变化。结果表明:热暴露处理后熔化区铸态组织的枝晶成分偏析程度显著降低,并且随着热暴露温度的升高,降低效果更明... 详细信息

研究了GH3230合金焊接板材在经过不同温度(700~1000℃)、不同时间(1000~2000 h)的长期热暴露处理后显微组织和力学性能的变化。结果表明:热暴露处理后熔化区铸态组织的枝晶成分偏析程度显著降低,并且随着热暴露温度的升高,降低效果更明显,逐渐形成晶粒组织。在800℃以上长期热暴露后,室温抗拉强度和屈服强度有所降低,延伸率逐渐上升,主要是由于热影响区小颗粒状(CrW)_(23)C_(6)碳化物回溶和W_(6)C碳化物粗化导致的。随热暴露温度升高,高温持久断裂时间明显降低,而持久塑性有所升高,母材晶粒尺寸较小和碳化物粗化是焊接板材断裂在母材处的原因。

关键词： GH3230合金长期热暴露热影响区显微组织力学性能

填充Co的CoCrCuFeNi高熵合金扩散焊接头的组织和扩散机制

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1176-1183页

作者：李娟罗少敏赵宏龙周念秦庆东贵州理工学院贵州省轻金属材料制备技术重点实验室贵州贵阳550003 贵州理工学院材料与能源工程学院贵州贵阳550003 贵州理工学院贵州省特种功能材料2011协同创新中心贵州贵阳550003

在850,950,1050和1100℃下,填充Co中间层对CoCrCuFeNi高熵合金(HEA)进行了扩散焊接,并对接头微观组织和扩散机制进行了分析。结果表明,在各温度下接头均形成了牢固的结合,接头无金属间化合物生成,高熵合金侧界面周围残留部分柯肯达尔孔... 详细信息

在850,950,1050和1100℃下,填充Co中间层对CoCrCuFeNi高熵合金(HEA)进行了扩散焊接,并对接头微观组织和扩散机制进行了分析。结果表明,在各温度下接头均形成了牢固的结合,接头无金属间化合物生成,高熵合金侧界面周围残留部分柯肯达尔孔。对Cr、Fe、Cu和Ni在Co填充层中的扩散系数进行了计算,排序如下:Cu>Cr>Fe>Ni。所有元素的扩散速度均在相同水平,CoCrCuFeNi高熵合金和Co填充层之间的扩散是在空位机制和晶界扩散机制的共同作用下发生的。

关键词：高熵合金扩散焊显微组织扩散系数扩散机制

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异种钛合金线性摩擦焊组织演变及超扩散机理

稀有金属材料与工程 2023年第3期52卷 834-839页

作者：张传臣张田仓季亚娟金俊龙黄继华中国航空制造技术研究院、航空焊接与连接技术航空科技重点实验室北京100024 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

研究了TC11和TC17异种钛合金在不同摩擦压力(22~47 MPa)下的线性摩擦焊组织演变和超扩散机理。通过扫描电子显微镜分析接头的微观结构,并通过电子探针分析了接头界面近域的原子浓度。结果表明,焊缝区域温度超过β相变温度,焊接后接头温... 详细信息

研究了TC11和TC17异种钛合金在不同摩擦压力(22~47 MPa)下的线性摩擦焊组织演变和超扩散机理。通过扫描电子显微镜分析接头的微观结构,并通过电子探针分析了接头界面近域的原子浓度。结果表明,焊缝区域温度超过β相变温度,焊接后接头温度迅速下降,焊缝组织转变为完全再结晶组织。焊缝界面处原子发生了超扩散现象,典型原子的扩散系数约为扩散焊接处原子的100倍。在试验参数范围内,增加摩擦压力会增加典型原子扩散距离。

关键词：线性摩擦焊异种钛合金显微组织界面超扩散

电弧熔丝增材制造2Cr13合金组织与性能各向异性行为

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金属学报 2023年第1期59卷 157-168页

作者：葛进国卢照何思亮孙妍殷硕桂林电子科技大学机电工程学院桂林541010 Trinity College Dublin The University of DublinDublin D02PN40Ireland 桂林电子科技大学材料科学与工程学院桂林541010 大连船舶重工集团有限公司设计研究院大连116005 扬州大学机械工程学院扬州225127

采用电弧熔丝增材制造(WAAM)技术进行多层单道结构2Cr13构件制备,揭示不同层间停留温度(110~550℃)下2Cr13电弧沉积件组织、性能各向异性演变规律,以实现关键工艺参数调控下力学性能主动控制。结果表明,550℃沉积件内针状马氏体因重熔... 详细信息

采用电弧熔丝增材制造(WAAM)技术进行多层单道结构2Cr13构件制备,揭示不同层间停留温度(110~550℃)下2Cr13电弧沉积件组织、性能各向异性演变规律,以实现关键工艺参数调控下力学性能主动控制。结果表明,550℃沉积件内针状马氏体因重熔碎晶呈细长外延状生长并具有略强织构取向,且于马氏体间隙处零散分布着很少量细小不规则逆变奥氏体。550℃沉积件因细晶强化获得了较高强度与硬度,但拉伸性能具有明显各向异性。110~180℃沉积件各区域间板条状马氏体虽大致沿沉积方向生长但无明显织构取向,马氏体晶粒因层间停留温度降低导致冷凝速率增加而略呈细化趋势。110~180℃沉积件因具有相近板条状马氏体组织,其力学性能较相近且呈各向同性。

关键词：电弧熔丝增材制造 2Cr13合金显微组织力学性能各向异性

显微组织特征对Mg-5Sn-3In合金在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2021年第10期31卷 2999-3011页

作者：王雪健陈宗宁张瑜博郭恩宇康慧君韩培王同敏大连理工大学材料科学与工程学院凝固控制与数字化制备技术辽宁省重点实验室大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315000 上海交通大学附属第六人民医院骨科上海200233

通过显微组织观察、失重实验、动态极化曲线测试和腐蚀形貌表征等手段研究挤压后显微组织的改变对Mg−5Sn−3In合金在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:挤压后合金的腐蚀速率与铸态合金相似,但是挤压加工极大地降低了合金局部腐蚀... 详细信息

通过显微组织观察、失重实验、动态极化曲线测试和腐蚀形貌表征等手段研究挤压后显微组织的改变对Mg−5Sn−3In合金在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:挤压后合金的腐蚀速率与铸态合金相似,但是挤压加工极大地降低了合金局部腐蚀敏感性,特别是沿着挤压方向。挤压态合金相对均匀的腐蚀形貌主要归功于合金中细小均匀分布的Mg_(2)Sn颗粒和显著的结晶取向。同时,细胞毒性实验证明Mg-5Sn-3In合金对NIH3T3细胞毒性检测等级为0~1级,表明合金对NIH3T3细胞呈现无毒性。

关键词： Mg–Sn合金铟元素显微组织腐蚀行为细胞毒性

Cr对Zr-0.3Cu合金在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中腐蚀行为的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第1期52卷 167-178页

作者：范周洋林晓冬张革张弛李毅丰梁雪彭剑超李强上海大学材料研究所上海200072 上海大学微结构重点实验室上海200444

通过制备Zr-0.3Cu-xCr(x=0.2,0.5,1.0,%,质量分数,下同)合金,并在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中进行高压釜腐蚀实验,研究了Cr对Zr-0.3Cu合金腐蚀行为的影响。结果表明,随Cr含量增加,Zr-0.3Cu-xCr中的ZrCr2第二相数量增多,而Zr2Cu第二相数量无明显变化。在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中,Zr-0.3Cu-0.2Cr合金的耐腐蚀性能较好,可能与氧化膜/基体界面较厚的ZrO过渡层和基体内较少的第二相有关。然而,当Cr含量超过0.5%时,由于合金中第二相数量增多,氧化时产生的缺陷较多,Zr-0.3Cu-xCr合金腐蚀加剧。

关键词：锆合金 Cr添加显微组织耐腐蚀性能第二相

热处理对选区激光熔化Ti55531合金多孔材料力学性能的影响

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金属学报 2023年第5期59卷 647-656页

作者：张东阳张钧李述军任德春马英杰杨锐沈阳大学机械工程学院沈阳110044 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

通过XRD、OM、SEM和压缩实验等方法,研究了热处理对选区激光熔化制备Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti55531)合金多孔材料组织和力学性能的影响。结果表明,在750~900℃之间进行固溶处理随后于500~600℃之间进行时效处理,Ti55531合金多孔材料的... 详细信息

通过XRD、OM、SEM和压缩实验等方法,研究了热处理对选区激光熔化制备Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti55531)合金多孔材料组织和力学性能的影响。结果表明,在750~900℃之间进行固溶处理随后于500~600℃之间进行时效处理,Ti55531合金多孔材料的孔梁组织由α相和β相组成。随着固溶温度升高,孔梁中初生α相含量减少,次生α相含量增加,孔梁母材抗压强度升高但塑性降低,造成其韧性变差。随着时效温度的升高,孔梁中初生α相形状、尺寸和含量无明显变化,次生α相的含量减少而尺寸增加,孔梁母材抗压强度降低,塑性增加,使其韧性提高。Ti55531合金多孔材料抗压强度与其孔梁母材韧性密切相关,通过热处理调节孔梁母材强度和塑性匹配,提高其韧性,能够有效改善多孔材料的压缩强度。

关键词： Ti55531合金多孔材料选区激光熔化热处理显微组织力学性能

环境氧含量对激光定向能量沉积TC4合金组织及性能的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第11期52卷 3881-3892页

作者：高健刘奋成刘丰刚尤启凡魏昱涵程诗翔南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室江西南昌330063

研究了环境气氛氧含量对激光定向能量沉积TC4钛合金组织及力学性能的影响,通过OM、SEM和TEM及硬度试验、拉伸试验对成形试样的显微组织、力学性能和断口进行分析。结果表明:当成形气氛氧含量从50、500、2000到5000μg/g逐渐提高,试样表... 详细信息

研究了环境气氛氧含量对激光定向能量沉积TC4钛合金组织及力学性能的影响,通过OM、SEM和TEM及硬度试验、拉伸试验对成形试样的显微组织、力学性能和断口进行分析。结果表明:当成形气氛氧含量从50、500、2000到5000μg/g逐渐提高,试样表面氧化程度增加,TC4钛合金试样表面颜色由银白色逐渐过渡到黄色、蓝色和深灰色;XRD图谱结果表明试块表面氧化物种类增多,氧化层的厚度也逐渐增加;试样显微组织逐渐由网篮状组织转变为针状马氏体α′组织,板条粗化,长宽比减小;TC4钛合金试样的硬度和室温抗拉强度随成形气氛氧含量的增加逐渐提高,受金属晶格畸变及冷却速度的影响,沉积态成形试样的抗拉强度由920 MPa增加到982 MPa,延伸率由12.4%减小到10.9%。

关键词：氧含量激光定向能量沉积 TC4钛合金显微组织力学性能