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汽车件高强铝合金板件热冲压工艺研究进展

稀有金属 2024年第4期48卷 564-574页

作者：甘国强李萍薛克敏合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

随着“碳达峰、碳中和”理念的提出使得对汽车轻量化要求进一步提高,高强铝合金作为汽车轻量化材料首选材料之一,其工艺的发展显得至关重要。高强铝合金固溶-热冲压-淬火-时效一体化新工艺是为了解决高强铝合金板在冷冲压成形时存在塑... 详细信息

随着“碳达峰、碳中和”理念的提出使得对汽车轻量化要求进一步提高,高强铝合金作为汽车轻量化材料首选材料之一,其工艺的发展显得至关重要。高强铝合金固溶-热冲压-淬火-时效一体化新工艺是为了解决高强铝合金板在冷冲压成形时存在塑性差、易破裂、回弹大、尺寸精度低的问题而发展起来的一种新工艺,该工艺将热成形技术与热处理制度关联在一起,通过将固溶后的板料快速转移至模具中成形,并在模内完成淬火过程,最后通过时效制度来提升强度。结合国内外现有研究成果,介绍了铝合金板材热冲压工艺发展现状,梳理了高强铝合金板材热冲压(HFQ)工艺在数值模拟、设备、工艺关键技术及宏微观本构、组织演变及控制等方面研究现状,同时针对其技术难点展望了后续的研究方向,为铝合金板材热冲压成形提供参考。

关键词：高强铝合金板热冲压工艺轻量化板材固溶处理时效处理

喷涂法制备ZnAl-ER复合涂层结构与性能研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 528-536页

作者：杨友文孙盈中苏禄水邓卜峰张雨刘继广方晓刚合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

采用空气喷涂工艺在粘结NdFeB磁环表面制备锌铝/环氧树脂(ZnAl-ER)复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和3D激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)对涂层形貌结构、化学成分进行了表征。ZnAl涂层表面为层状结构,孔隙... 详细信息

采用空气喷涂工艺在粘结NdFeB磁环表面制备锌铝/环氧树脂(ZnAl-ER)复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和3D激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)对涂层形貌结构、化学成分进行了表征。ZnAl涂层表面为层状结构,孔隙率高、粗糙度大。经过ER涂层的复合,ER渗透到ZnAl涂层孔隙中,可以有效地填补ZnAl表面的凹坑与孔隙,复合涂层表面粗糙度降低。ZnAl-ER涂层具有较好的腐蚀防护效果,其表面氧化速率明显降低。耐蚀性能研究表明,ZnAl-ER/NdFeB的耐中性盐雾(NSS)时长达到240 h,腐蚀电流密度较NdFeB磁环降低了约1个数量级。并且,所制备的涂层对粘结NdFeB磁环的磁性能影响较小。

关键词：粘结NdFeB 空气喷涂 ZnAl-ER复合涂层耐腐蚀性能磁性能

SiC-Ni60涂层中添加nano-Cu包覆MoS_(2)对其组织和摩擦磨损性能的影响

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焊接学报 2024年第9期45卷 69-75页

作者：沈虎李先芬叶俊洋张雅婷华鹏刘大双合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009

采用激光熔覆的方法在42CrMo钢基体上制备了nano-Cu/MoS_(2)镍基合金熔覆层,运用扫描电镜、XRD、显微硬度计以及摩擦磨损试验机等探究了不同含量nano-Cu/MoS_(2)熔覆层的组织及耐磨减摩性能.结果表明,采用激光熔覆技术制备的nano-Cu/MoS... 详细信息

采用激光熔覆的方法在42CrMo钢基体上制备了nano-Cu/MoS_(2)镍基合金熔覆层,运用扫描电镜、XRD、显微硬度计以及摩擦磨损试验机等探究了不同含量nano-Cu/MoS_(2)熔覆层的组织及耐磨减摩性能.结果表明,采用激光熔覆技术制备的nano-Cu/MoS_(2)镍基合金熔覆层中上部为细密的等轴晶,中下部至靠近熔合线主要为条柱状晶,添加nano-Cu/MoS_(2)颗粒后覆层中部等轴晶粒部分转变为条带状,覆层中产生了金属硫化物CrS和软金属铜,晶界处分布一些细小MoS_(2)颗粒,受润滑相与部分晶粒粗化影响与C1(无nano-Cu/MoS_(2))相比,C2~C4(5%~15%nano-Cu/MoS_(2))熔覆层的硬度显著下降,但与基体相比有1.45~2.06倍,具有良好的力学性能,而摩擦质量损失增加最高达到0.0198 g,摩擦系数逐渐减小,熔覆层最低摩擦系数0.4430较C1明显降低,兼顾力学性能、摩擦系数和摩擦质量损失角度考虑,nano-Cu/MoS_(2)含量为10%,激光功率290 W、扫描速度6 mm/s时,其熔覆层力学及摩擦学性能为佳.

关键词：激光熔覆 nano-Cu/MoS_(2) 固体润滑耐磨减摩

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Ti65钛合金热变形行为及本构方程

塑性工程学报 2024年第2期31卷 120-128页

作者：李萍许海峰孟淼虞仁海薛克敏合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

利用WDW-100H万能试验机对Ti65钛合金进行了等温恒应变速率热压缩实验,变形温度为840~1010℃,应变速率为0.001~0.1 s^(-1),建立了应变补偿型Arrhenius本构方程和热加工图。结果表明:在840~880℃内流动应力曲线波动较大,在880℃时峰值应... 详细信息

利用WDW-100H万能试验机对Ti65钛合金进行了等温恒应变速率热压缩实验,变形温度为840~1010℃,应变速率为0.001~0.1 s^(-1),建立了应变补偿型Arrhenius本构方程和热加工图。结果表明:在840~880℃内流动应力曲线波动较大,在880℃时峰值应力与稳定后应力之间的降幅最小,为24%,对温度敏感性较大;在920~1010℃内流动应力曲线较为平稳,在920℃时峰值应力与稳定后应力之间的降幅最大,为30%,对温度敏感性较小。采用应变补偿型Arrhenius本构方程可以较好地预测Ti65钛合金在变形条件为840~1010℃和0.001~0.1 s^(-1)下流动应力的变化规律。根据相关系数R=0.994和平均相对误差e AARE=6.9%可以判断出该模型精度较高,平均应变速率敏感性指数m为0.31。在应变为1.0时建立热加工图,发现Ti65钛合金在低温高应变速率下可能会发生失稳,在低温低应变速率下会发生再结晶行为。最终得出Ti65钛合金的最佳热变形工艺参数,即温度区间为940~980℃,应变速率区间为0.01~0.001 s^(-1)。

关键词： Ti65钛合金热变形行为本构方程热加工图

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氧化钇颗粒增强钨板在激光热负荷加载下的损伤及组织演化

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粉末冶金技术 2024年第3期42卷 304-311页

作者：任大雅昝祥合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009

采用粉末冶金技术结合轧制工艺制备不同压下量的氧化钇颗粒增强钨板,并对不同温度等温退火实验得到的不同再结晶体积分数的样品进行瞬态激光热冲击实验,研究长期稳态热负荷引起的再结晶与瞬态热冲击协同作用下的表面损伤和显微组织演化... 详细信息

采用粉末冶金技术结合轧制工艺制备不同压下量的氧化钇颗粒增强钨板,并对不同温度等温退火实验得到的不同再结晶体积分数的样品进行瞬态激光热冲击实验,研究长期稳态热负荷引起的再结晶与瞬态热冲击协同作用下的表面损伤和显微组织演化。结果表明,在瞬态热冲击的作用下,样品表面发生开裂、熔化等损伤,再结晶过程会加速裂纹变宽、熔化区域变大,降低了材料抵抗瞬态热负荷的能力。在相同功率密度下,67%轧制量的样品明显比50%轧制量样品的损伤程度低,前者具有较好的抗热冲击性;两种样品熔化区的晶粒主要由大量柱状晶组成,其柱状晶晶粒的大小与之下面的初始基体晶粒有很大关系,轧制态样品熔化区中的柱状晶晶粒较细且多,而完全再结晶样品的晶粒较粗。

关键词：钨板氧化钇颗粒增强热冲击表面损伤显微组织

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固态法制备颗粒增强铝基复合材料的研究进展

中国有色金属学报 2024年

作者：薛克敏张池田辙环王国涛石文超李萍合肥工业大学材料科学与工程学院

颗粒增强铝基复合材料具备优异的综合性能，可用作结构-功能一体化构件，在新能源汽车、航空航天、核电和兵器装备等领域应用潜力巨大。不同铝基体、颗粒增强体和制备方法对铝基复合材料的力学性能与物理性能的影响至关重要。近年来，... 详细信息

颗粒增强铝基复合材料具备优异的综合性能，可用作结构-功能一体化构件，在新能源汽车、航空航天、核电和兵器装备等领域应用潜力巨大。不同铝基体、颗粒增强体和制备方法对铝基复合材料的力学性能与物理性能的影响至关重要。近年来，科研工作者在颗粒增强铝基复合材料及其高性能制备方法上开展了大量工作，并取得一定进展。本文通过综述1xxx系、6xxx系等铝基体，氧化物、碳化物等颗粒增强体，粉末冶金法、大塑性变形法等固态法制备方法，力学性能、耐腐蚀性能等服役性能的最新研究进展，系统分析了不同制备方法的优势与目前存在的不足，以期为高性能颗粒增强铝基复合材料的选择、制备与应用提供参考。

关键词：铝基复合材料颗粒增强体粉末冶金大塑性变形

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WC-Zn复合镀层的工艺设计及其性能研究

中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：李祥东刘昌昊张弛陈文娟崔宸悦朱勇文王姝舒合肥工业大学材料科学与工程学院

本文通过改变电极位置及温度优化电镀工艺在Q235钢表面进行了WC-Zn复合电镀，旨在提高钢铁基体的耐腐蚀性和力学性能。并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、硬度测量以及电化学测试的手段分析了涂层表面的形貌、结构以及电化... 详细信息

本文通过改变电极位置及温度优化电镀工艺在Q235钢表面进行了WC-Zn复合电镀，旨在提高钢铁基体的耐腐蚀性和力学性能。并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、硬度测量以及电化学测试的手段分析了涂层表面的形貌、结构以及电化学特性。结果表明，与常规左右电镀相比，上下电镀的方法可以大幅提高复合镀层中WC微粒的含量，在提高电解液温度时，上下电镀方法形成的镀层中WC含量有明显升高。其中在温度为60℃时，镀层中WC含量高达43.2%，且镀层表面WC微粒分布均匀。此外，WC微粒的掺入提高了镀层的硬度，且随着WC-Zn复合镀层中WC含量的升高电极的自腐蚀电流密度逐渐降低。

关键词： WC-Zn复合镀层复合电镀 WC 耐磨性

C/C复合材料与Invar合金钎焊接头组织性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2232-2240页

作者：潘苏燕钟志宏宋奎晶梁水保吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学高性能铜合金材料及成形加工教育部工程研究中心安徽合肥230009

C/C复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料,实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题。本研究采用Cu-Sn-Ti活性钎料钎焊C/C复合材料与Invar合金,研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的影... 详细信息

C/C复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料,实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题。本研究采用Cu-Sn-Ti活性钎料钎焊C/C复合材料与Invar合金,研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的影响。结果表明,在C/C复合材料一侧,Cu-Sn-Ti与C/C形成TiC反应层并实现连接,同时Cu-Sn-Ti会渗透进C/C复合材料中,形成凹凸不平的钉扎界面并强化接头;在Invar合金一侧,Cu-Sn-Ti与其相互溶解扩散并发生反应,形成良好界面结合;钎焊接头组织结构为Invar合金/Cu(s,s)+Fe_(2)Ti+Ni_(3)Ti+Ti_(6)Sn_(5)/Fe_(2)Ti+CuTi+Cu_(3)Sn/TiC+Cu(s,s)/C/C复合材料。在钎焊温度为930℃保温10 min时,接头剪切强度最高,为61 MPa,明显高于目前报道的C/C复合材料与金属的钎焊连接强度。

关键词： C/C复合材料 Invar合金钎焊微观组织剪切强度

冷轧和再结晶退火对Ta-2.5W合金组织和力学性能的影响

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材料热处理学报 2024年第7期45卷 96-105页

作者：刘宁徐潇敏刘爱军吴玉程合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230009

采用电子束熔炼法制备了Ta-2.5W合金,研究了18.8%、48.5%和75.8%不同冷轧变形量对Ta-2.5W合金显微组织和力学性能的影响,并研究了退火对冷轧Ta-2.5W合金显微组织、性能及织构的影响。结果表明:随着变形量的增加,合金的晶粒不断压扁拉长... 详细信息

采用电子束熔炼法制备了Ta-2.5W合金,研究了18.8%、48.5%和75.8%不同冷轧变形量对Ta-2.5W合金显微组织和力学性能的影响,并研究了退火对冷轧Ta-2.5W合金显微组织、性能及织构的影响。结果表明:随着变形量的增加,合金的晶粒不断压扁拉长,变形量75.8%时已经形成明显的纤维组织,合金的硬度和强度随着变形量的增加不断提高,原因是加工硬化。开始变形时合金组织中形成{111}、{111}织构,随着变形量增加,开始出现{100}织构,{111}织构逐渐消失,当变形量达75.8%时主要为{100}织构,只剩下较少的{111}织构;随着退火温度的升高,合金的纤维状组织开始逐渐消失,出现大量的等轴晶粒,发生了再结晶,晶粒尺寸、分布更为均匀,织构强度逐渐降低;1450℃退火保温1 h后,合金再结晶比例达到95.7%,已基本完成再结晶,此时合金中的织构强度大幅降低,约为冷轧态时的50%;退火后合金的强度降低,但塑性显著增加,有利于其后续变形加工。

关键词： Ta-2.5W合金组织形变织构力学性能