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微合金化及换向轧制对Cu合金晶粒尺寸热稳定性的影响

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中国有色金属学报 2022年第10期32卷 2934-2949页

作者：贺梓泯陈宇强刘文辉谢功园潘素平宋宇峰谭欣荣湖南科技大学高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湘潭411201 中南大学高等研究中心长沙410083

利用电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)等研究了微量元素添加及换向轧制工艺对Cu合金晶粒尺寸热稳定性的影响。结果表明:经(950℃,10 min)热暴露后,纯Cu的平均晶粒尺寸超过200μm且存在较强的Cube织构。添加0.12%Mg、0.0... 详细信息

利用电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)等研究了微量元素添加及换向轧制工艺对Cu合金晶粒尺寸热稳定性的影响。结果表明:经(950℃,10 min)热暴露后,纯Cu的平均晶粒尺寸超过200μm且存在较强的Cube织构。添加0.12%Mg、0.09%Ca、0.10%Y元素后,Cu合金经热暴露后的晶粒尺寸显著减小,同时Cube织构明显弱化而Brass、Copper、S织构的体积分数明显增加。Cu-0.12Mg、Cu-0.09Ca、Cu-0.10Y合金形成的第二相粒子对晶界起到较强的钉扎作用,显著提高晶粒尺寸热稳定性。换向轧制使Cu-0.12Mg和Cu-0.09Ca合金经高温热暴露后的晶粒进一步均匀细化,并且对合金电导率的影响较小。这主要是由于换向轧制抑制了Cube取向晶粒在再结晶过程中的定向生长,并且促进了第二相的弥散析出。

关键词： Cu合金微合金化换向轧制晶粒尺寸电导率

微合金化对TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料微观组织和力学性能影响的研究进展

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材料工程 2021年第11期49卷 51-61页

作者：薛彦庆李博王新亮张晗郝启堂西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

微量添加合金元素是改善铝基复合材料综合性能的有效方法,是基于电磁搅拌、超声振动等物理工艺,双峰结构、仿生层状材料等制备技术之外改善增强相/基体界面结构、调控强度-韧性力学性能的一种行之有效的低成本技术。近年来,合金元素在Ti... 详细信息

微量添加合金元素是改善铝基复合材料综合性能的有效方法,是基于电磁搅拌、超声振动等物理工艺,双峰结构、仿生层状材料等制备技术之外改善增强相/基体界面结构、调控强度-韧性力学性能的一种行之有效的低成本技术。近年来,合金元素在TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料中的研究备受关注,取得了一定的成果,对其作用机理的理解也向纳米层级甚至原子层级迈进。本文归纳了国内外微量添加合金元素对TiB_(2)/Al复合材料中TiB_(2)颗粒形貌、微观组织、力学性能的一系列最新进展,阐述了微合金化机制,并展望了其在调控复合材料裂纹萌生与扩展、发挥微纳尺度本征力学性能、协调材料强度和韧性矛盾中的潜在价值,以期为制备高性能铝基复合材料提供借鉴和参考。

关键词：铝基复合材料微合金化微观组织力学性能

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微合金化对Q&P钢组织性能影响的研究进展

材料热处理学报 2023年第7期44卷 1-12页

作者：曾金栗克建高翔刘波曹鹏军马鸣图重庆科技学院冶金与材料工程学院重庆411331 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401120 北京科技大学机械工程学院北京100083 中新(重庆)超高强材料研究院有限公司重庆401326

淬火配分(Q&P)钢属于汽车用第3代先进高强度钢,广泛应用在汽车和特种装备领域。合金元素可以改善Q&P钢中碳原子配分、晶粒尺寸、组织分布形态以及相变温度点等,从而提升Q&P钢的综合性能。本文综述了微合金元素对Q&P钢组织性能影响的研... 详细信息

淬火配分(Q&P)钢属于汽车用第3代先进高强度钢,广泛应用在汽车和特种装备领域。合金元素可以改善Q&P钢中碳原子配分、晶粒尺寸、组织分布形态以及相变温度点等,从而提升Q&P钢的综合性能。本文综述了微合金元素对Q&P钢组织性能影响的研究进展,阐述Q&P钢的理论发展,重点介绍了Q&P钢的合金成分、显微组织和力学性能之间的关系,最后对Q&P钢微合金化的未来发展趋势进行了展望。

关键词： Q&P钢微合金化显微组织力学性能

微合金化对激光增材7075铝合金的组织性能研究

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应用激光 2023年第11期43卷 33-41页

作者：尹靖陈文涛赵桂红河南科技职业大学机电工程学院河南周口466000 河南科技职业大学公共基础部河南周口466000

7075铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金,被广泛应用于制造航空航天结构部件。但该合金的凝固区间较大,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)工艺对其打印成形容易产生裂纹缺陷,严重降低了零件的承载性能。针对7075铝合金SL... 详细信息

7075铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金,被广泛应用于制造航空航天结构部件。但该合金的凝固区间较大,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)工艺对其打印成形容易产生裂纹缺陷,严重降低了零件的承载性能。针对7075铝合金SLM打印过程的开裂问题,采用球磨混粉工艺对原始7075铝合金粉末进行Ti、Zr复合微合金化处理。通过添加0.7%(质量分数)的Zr和0.5%(质量分数)的Ti之后,合金内部的裂纹缺陷全部消失,组织特征由粗大的柱状晶变为粗晶和细晶交替分布,晶粒尺寸明显细化。Ti、Zr元素添加可在合金内部形成与基体共格的Al_(3)(Ti,Zr)相,在促进晶粒尺寸细化的同时又能析出强化,使打印合金的力学性能获得显著提升,其抗拉强度和断裂伸长率分别达到(413±8)MPa和23%。

关键词： 7075铝合金选区激光熔化微合金化组织演变力学性能

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Sn基无铅焊料的研究进展

稀有金属材料与工程 2023年第9期52卷 3302-3315页

作者：溥存继李才巨彭巨擘张欣郭绍雄易健宏昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 云南锡业集团(控股)有限责任公司云南昆明650299

随着世界各国“限铅令”的颁布,Sn基无铅焊料被广泛研究以代替传统Sn-Pb焊料。然而,近年来大规模集成电路及先进电子封装架构的发展对无铅焊料的性能提出了更高要求。本文介绍了Sn-Sb、Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi和Sn-In系等主要无铅... 详细信息

随着世界各国“限铅令”的颁布,Sn基无铅焊料被广泛研究以代替传统Sn-Pb焊料。然而,近年来大规模集成电路及先进电子封装架构的发展对无铅焊料的性能提出了更高要求。本文介绍了Sn-Sb、Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi和Sn-In系等主要无铅焊料体系的最新研究进展,综述了添加合金元素、稀土元素以及纳米颗粒对焊料显微组织、润湿性能、力学性能、耐蚀性能和接头服役性能的影响。最后讨论了高性能无铅焊料的研发方向,提出了创新的研究理念及研究方法,为下一代钎焊材料的研发提供了参考。

关键词：锡合金无铅焊料组织结构微合金化焊接性能

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锆微合金化增强铝合金的研究进展

材料工程 2022年第8期50卷 17-33页

作者：潘士伟王自东陈晓华王艳林陈凯旋朱谕至北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

锆(Zr)元素是铝合金中研究较为深入、实际应用较为广泛的微合金元素之一。由于Zr在铝中具有低的固态扩散速率且可形成低密度、高熔点、低界面错配度的Al_(3)Zr弥散相,因此合金展现出高温下服役的潜力。然而,Al_(3)Zr粒子的弥散强化效果... 详细信息

锆(Zr)元素是铝合金中研究较为深入、实际应用较为广泛的微合金元素之一。由于Zr在铝中具有低的固态扩散速率且可形成低密度、高熔点、低界面错配度的Al_(3)Zr弥散相,因此合金展现出高温下服役的潜力。然而,Al_(3)Zr粒子的弥散强化效果主要受到粒子低数量密度或体积分数的制约;此外,多元合金体系凝固、变形、热处理过程中多组元间交互作用复杂,Al_(3)Zr弥散强化与各体系中本征相强化作用往往难以兼得,上述问题均对合金的力学强度造成了不利的影响。本文综合近年来的相关报道,对含Zr铝合金中Zr的存在形式、析出和粗化行为以及强化机制进行了概述;简要介绍了复合微合金化促进Al_(3)Zr析出机理与最新研究结果;对某些体系铝合金中Zr微合金化的应用进行了归纳与总结,结合当前新型耐热铝基合金发展的新趋势,指出铝合金内Zr的微量添加对调控微结构、提升室温和高温强度的重要意义。

关键词：铝合金 Al_(3)Zr 弥散强化微合金化析出

Al-Zn-Mg系铝合金的微合金化研究进展

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材料工程 2022年第8期50卷 34-44页

作者：林方成程鹏明张鹏刘刚孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合... 详细信息

Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合金化成为该合金性能改善的一种重要手段。本文简要总结了微合金化元素对Al-Zn-Mg系铝合金力学性能、热加工行为及耐腐蚀性能的影响,重点关注了微合金化元素在不同工艺阶段下形成的第二相颗粒能有效细化晶粒并强烈阻碍位错运动;讨论了热加工变形过程中钉扎晶界及亚晶界、抑制回复再结晶的作用;阐述了提高合金耐腐蚀性能方法的内在机理。最后对Al-Zn-Mg系铝合金微合金化的研究方向进行展望,深入理解微合金化元素间、主微合金元素间的相互作用机理,实现微合金化元素的精准、精确投放将是未来主要的研究内容之一。明确微合金化元素在热加工过程中对变形组织及位错组态的调控作用将对提高合金耐腐蚀性能提供借鉴。

关键词：微合金化 Al-Zn-Mg 力学性能变形行为耐腐蚀性能

微合金化技术开发800 MPa级高韧直缝焊管钢

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金属热处理 2023年第3期48卷 226-229页

作者：熊维亮严立新梁亮吴腾吴润苏长珠武汉科技大学材料与冶金学院湖北武汉430081 湖南华菱涟源钢铁有限公司湖南娄底417009

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减... 详细信息

采用微合金化和热轧后超快冷等技术生产得到800 MPa级高韧直缝钢管钢,借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等,研究了试验钢不同区域的组织与性能。研究表明,试验钢的热轧组织主要是粒状贝氏体+少量板条贝氏体;焊接热影响区粒状贝氏体体积分数减少到32.7%,板条贝氏体体积分数增加到30.5%,组织中出现针状铁素体和少量马氏体。试验钢热轧区主要以Ti为主进行复合微合金化,综合运用固溶强化、细晶强化、位错强化和析出强化,具有高的强韧性,屈服强度为804 MPa、抗拉强度为852 MPa、伸长率为21.5%。

关键词：微合金化高韧性直缝焊管析出强化

冷轧变形和添加Si对Al-2Mg-0.8Cu(-Si)合金的组织和力学性能的影响

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材料研究学报 2023年第6期37卷 463-471页

作者：雷志国文胜平黄晖张二庆熊湘沅聂祚仁北京工业大学材料与制造学部北京100124

对Al-2Mg-0.8Cu合金进行室温拉伸实验,并用显微硬度测试、差示扫描量热、扫描电镜和透射电镜观察等手段对其表征,研究了冷轧变形和添加Si对其时效析出行为和力学性能的影响。结果表明,轧制能加速这种合金的时效析出行为和缩短峰时效出... 详细信息

对Al-2Mg-0.8Cu合金进行室温拉伸实验,并用显微硬度测试、差示扫描量热、扫描电镜和透射电镜观察等手段对其表征,研究了冷轧变形和添加Si对其时效析出行为和力学性能的影响。结果表明,轧制能加速这种合金的时效析出行为和缩短峰时效出现的时间。80%的变形量和1 h退火,使Al-2Mg-0.8Cu合金达到峰时效。添加Si能进一步加速时效析出动力学和细化S相,添加0.3%(质量分数)的Si能完全固溶到Al-2Mg-0.8Cu合金的基体中。冷轧变形量为40%的Al-2Mg-0.8Cu-0.15Si合金,其屈服强度为240 MPa、抗拉强度为353 MPa、断后伸长率为16.5%和抗拉强度塑性乘积为5.66 GPa·%。使这种合金具有最佳力学性能的轧制变形量和Si元素添加量,分别为40%和0.15。

关键词：金属材料 Al-Mg-Cu 冷轧微合金化微观组织力学性能