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淬火介质对7075铝合金残余应力影响的数值模拟及试验验证

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金属热处理 2024年第1期49卷 284-290页

作者：唐鹏陆声城肖沛欣黎家栋何万尧广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心广西南宁530004 广西南南铝航空交通铝合金新材料与应用研究院广西南宁530031

采用试验验证方法,结合有限元分析软件ABAQUS对水、10%NaCl溶液和机油3种不同介质淬火过程数值模拟,探究了淬火介质对7075合金力学性能和残余应力的影响机理。数值模拟结果表明,不同介质淬火后合金残余应力都表现出典型“内拉外压”的... 详细信息

采用试验验证方法,结合有限元分析软件ABAQUS对水、10%NaCl溶液和机油3种不同介质淬火过程数值模拟,探究了淬火介质对7075合金力学性能和残余应力的影响机理。数值模拟结果表明,不同介质淬火后合金残余应力都表现出典型“内拉外压”的应力分布特点,并且10%NaCl溶液淬火后的试样内外残余应力最高,机油淬火后残余应力值最低,这与铝合金表面在不同介质淬火的热交换状态有关。试验结果表明,盐水介质在淬火过程中析出的盐晶体能使试样表面的蒸汽膜破碎而有较好的热交换速率,而机油介质则会在淬火过程中形成一层油膜,从而使试样与机油介质之间的热交换速率降低,导致不同介质淬火后的合金力学性能出现差异。试样淬火硬度值由大至小排序的淬火介质为:10%NaCl溶液、水、机油,与模拟结果中残余应力大小排序一致。

关键词： 7075铝合金淬火残余应力数值模拟

稀土Y及热处理对6016铝合金组织与性能的影响

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材料导报 2022年第19期36卷 135-142页

作者：卢博李安敏饶宇汪林忠左天辰胡杨广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004

为了提高6016铝合金的性能,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等实验方法,研究了稀土元素钇(Y)及其含量和热处理工艺对6016铝合金的组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Y的添加... 详细信息

为了提高6016铝合金的性能,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等实验方法,研究了稀土元素钇(Y)及其含量和热处理工艺对6016铝合金的组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Y的添加,6016铝合金的晶粒明显细化,并且细化的晶粒分布趋于均匀,当Y的添加量为0.35%(质量分数)时,合金的晶粒细化效果、强度、断后伸长率达到最佳值,而当过量添加Y时,在相同的热处理状态下,合金力学性能有所降低。Y元素主要以Al 3Y、AlFeSiY化合物的形式存在于晶界上,能够促使再结晶形核率的增加,有利于小角度界面向大角度界面发展,对合金回复再结晶过程有积极作用。6016铝合金具有良好的烤漆硬化性,添加0.35%Y元素的合金经模拟烤漆6 h后,抗拉强度达到320 MPa,屈服强度达到270 MPa,相比于其T4p态,抗拉强度提升68 MPa,屈服强度提升116 MPa。

关键词： 6016铝合金晶粒细化拉伸性能再结晶烤漆硬化效应

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泡沫铝填充管的研究进展

精密成形工程 2023年第2期15卷 19-28页

作者：曹云飞赵艳君李留洋潘利文唐鹏广西大学资源环境与材料学院南宁530004 广西大学广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

泡沫铝填充管是在一个或多个不同横截面形状的薄壁金属管内填充泡沫铝而形成的一种结构功能一体化材料。泡沫铝的填充不仅提高了薄壁金属管的轴向压缩性能和抗弯曲性能,也避免了泡沫铝本身强度不高的劣势。从泡沫铝填充管的制备、结构... 详细信息

泡沫铝填充管是在一个或多个不同横截面形状的薄壁金属管内填充泡沫铝而形成的一种结构功能一体化材料。泡沫铝的填充不仅提高了薄壁金属管的轴向压缩性能和抗弯曲性能,也避免了泡沫铝本身强度不高的劣势。从泡沫铝填充管的制备、结构及性能方面综述了其研究现状,从泡沫铝单管、双管与多管填充的角度分析了结构对泡沫铝填充管压缩和弯曲性能的影响。单管填充泡沫铝改变了薄壁管压缩及弯曲的失效形式,提高了薄壁管的吸能性;双管填充泡沫铝的内管多数以同心管形式排列,在管内部所填充的泡沫铝支撑的基础上,内管进一步支撑起泡沫铝填充管的承载和吸能作用,其压缩及弯曲性能较单管填充更为突出;多管填充泡沫铝在双管基础上进行拓展,可以同心或并列排布,对薄壁管性能的提升各有不同,平行排列的多管结构能量吸收效率高于泡沫铝填充单管,但低于相应的薄壁空管结构。泡沫铝填充管的制备技术通常是分别制取泡沫铝和管材再进行填充,尽管过于单一且工艺复杂,但由于其具有优异的承载和吸能能力,仍然在交通运输、航空航天等领域极具应用潜力。

关键词：泡沫铝填充管单管填充双管填充多管填充吸能性

Zr与Er复合添加后的高镁铝合金耐磨性能研究

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稀有金属材料与工程 2023年第2期52卷 609-616页

作者：赵艳君陆泽鹏丁俊廖丽梅钟彩明刘莹莹曾建民广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 广西有色金属及特色材料加工重点实验室广西南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心广西南宁530004 江西铜业集团铜板带有限公司江西南昌330096

Al-Mg系(5系)铝合金具有良好的加工性、耐腐蚀性和焊接性等,但中等硬度限制了其耐磨性的发挥。本研究在5系铝合金的主要元素Al-xMg-0.5Mn的基础上复合添加质量分数为0.14%Zr和0.35%Er,研究稀土高镁铝合金中(Mg含量最高达9.28%)Mg含量对... 详细信息

Al-Mg系(5系)铝合金具有良好的加工性、耐腐蚀性和焊接性等,但中等硬度限制了其耐磨性的发挥。本研究在5系铝合金的主要元素Al-xMg-0.5Mn的基础上复合添加质量分数为0.14%Zr和0.35%Er,研究稀土高镁铝合金中(Mg含量最高达9.28%)Mg含量对其显微组织及摩擦磨损性能的影响。随着Mg含量从2.96%增加到9.28%,Al-xMg-0.5Mn-0.14Zr-0.35Er合金中形成的(Al,Mg,Mn,Er,Zr)复合白色相不断增多,尺寸不断增大,由棒条状变成细小鱼骨状,最后形成粗大鱼骨状。随着Mg含量从2.96%增加到9.28%,Er、Mg元素经常“相伴偏聚”,主要以Al(ErxMg1-x)和Al(Erx(Mg,Mn)1-x)相形式存在,由块状复合相转变成均匀分布的(Al,Mg,Mn,Er)复合相,具有一定强化作用,可显著改善合金摩擦磨损性能。复合添加0.14%Zr和0.35%Er后,合金的磨损方式从粘着磨损及磨粒磨损的混合磨损(Mg含量在2.96%~5.15%)转变到磨粒磨损为主(Mg含量在5.7%~9.28%)。随着Mg含量从2.96%增加到6.8%,合金的耐磨性逐渐提高;当Mg含量增加到8.0%~9.28%时合金耐磨性趋于稳定,400s以后瞬时摩擦磨损系数μ达到1.11~1.15稳定值。

关键词： Al-xMg-0.5Mn-0.14Zr-0.35Er合金稀土高Mg铝合金耐磨性第二相

新工科融合OBE"金属工艺学"教学改革与实践

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Sb含量及热处理对Al-11.5Si-9.5Mg合金组织与性能的影响

科教导刊（电子版） 2024年第7期 126-128页

作者：孙敬会伊家飞李维俊黄丽萍陈林百色学院材料科学与工程学院广西百色 533000 百色学院材料科学与工程学院广西百色 533000 百色学院生态铝产业学院广西百色 533000

在新工科背景下,地方应用型高等学校对大学生的工程实践和创新能力提出了更高要求.以学生为中心、产出为导向、持续改进的工程教育与专业认证核心理念的教育质量保障机制为指导,文章针对百色学院目前金属材料工程专业"金属工艺学"课程... 详细信息

在新工科背景下,地方应用型高等学校对大学生的工程实践和创新能力提出了更高要求.以学生为中心、产出为导向、持续改进的工程教育与专业认证核心理念的教育质量保障机制为指导,文章针对百色学院目前金属材料工程专业"金属工艺学"课程在教学中存在的问题,提出对课程的教学目标、内容、方法与考核方式进行改革探索与实践,以增强学生解决复杂工程问题的能力和创新能力,致力于培养高素质的工程型技能人才.

关键词：金属工艺学新工科教学改革

来源：博看期刊评论

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稀有金属 2022年第4期46卷 428-437页

作者：唐鹏于凤洋刘倩男谢粤凌彭林欣莫灼强广西大学资源环境与材料学院广西南宁530003 广西生态型铝产业协同创新中心广西南宁530004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西南南铝航空交通铝合金新材料与应用研究院广西南宁530031 广西大学广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室广西南宁530004

用熔铸法制备了Al-11Si-9.5Mg-xSb(x=0,0.10,0.15,0.30,0.50,0.80,1.00;%,质量分数)合金,以T6热处理提高其力学性能,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、万能试验机等研究了Sb含量和热处理对Al-Si-Mg合金组织和性能的影响。结果表明:随着Sb含量增加,合金中第二相形貌由粗大不规则状变为细小多边形状,当过量添加时,第二相又开始变大且形状变得不规则,合金的力学性能也出现了相似的变化趋势。当x=0.50时,即合金名义成分为Al-11Si-9.5Mg-0.50Sb时,其第二相平均长度由21.6μm降至14.2μm,该合金屈服强度(YS)、断裂强度(UTS)和延伸率(EL)相对初始合金分别提高了79.4%,64.9%和583.3%;对该合金进行T6热处理,第二相由粗大块状转变为小球状,性能进一步提升,YS,UTS和EL达到了182.3,258.77 MPa和3.41%。分析可知Sb与Mg_(2)Si相反应形成Mg_(3)Sb_(2)相;在合金凝固过程中,Mg_(3)Sb_(2)相首先析出成为第二相异质形核点,使得结晶所需能量降低。由断口可知,随着Sb含量增加,粗大解理面变小;热处理后,大量韧窝出现,其力学性能进一步提升。表明通过调整Sb含量和热处理工艺,可制备出力学性能优异的Al-Si-Mg合金。

关键词： Al-Si-Mg合金 Sb元素 T6热处理微观组织力学性能

微弧氧化及包埋渗铝法制备的复合涂层高温抗蚀性能

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材料工程 2018年第1期46卷 44-52页

作者：黄祖江蒋智秋董婉冰童庆李伟洲广西大学材料科学与工程学院南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机... 详细信息

采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机理。结果表明:包埋渗铝处理的Al/C103经1000℃氧化10h后增重为6.98mg/cm^2,微弧氧化结合包埋渗铝制备的MAO/Al/C103增重为2.89mg/cm^2;氧化20h后,MAO/Al/C103增重为57.52mg/cm^2,高于Al/C103的28.08mg/cm^2。在900℃熔融混合盐(75%Na2SO4和25%NaCl,质量分数)中腐蚀50h后,Al/C103和MAO/Al/C103的增重分别为70.54,55.71mg/cm^2,表面生成了Al_2O_3和钙钛矿结构NaNbO3相;部分NaNbO3堵塞MAO微孔,阻碍熔盐向内扩散,MAO/Al/C103试样表现出较优的抗热腐蚀性。

关键词：微弧氧化包埋渗铝高温氧化热腐蚀铌合金

FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层在700℃氧化行为研究

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稀有金属材料与工程 2020年第9期49卷 3225-3234页

作者：江旭东周治文许征兵陈孝阳韦德满曾建民广西有色金属及特色材料加工重点实验室广西南宁530004 广西生态型铝产业协同创新中心广西南宁530004

采用高速电弧喷涂技术,将2种自主研发的丝材喷射到45钢表面制备出FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层,分析2种涂层的组织结构,研究2种涂层和基体在700℃下的循环氧化行为。结果表明:FeAlMoCrC涂层主要由FeAl、FeCr和Fe2AlV 3种金属间化合物和Al... 详细信息

采用高速电弧喷涂技术,将2种自主研发的丝材喷射到45钢表面制备出FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层,分析2种涂层的组织结构,研究2种涂层和基体在700℃下的循环氧化行为。结果表明:FeAlMoCrC涂层主要由FeAl、FeCr和Fe2AlV 3种金属间化合物和Al2O3、Fe3O42种氧化物组成;FeAlNiMoCrC涂层主要由AlNi、AlCr2、FeNi3、Fe8Cr4种金属间化合物和Al2O3、Cr2O3和Fe3O43种氧化物组成。计算涂层的孔隙率,发现涂层内部孔隙率较低,均在10%以内。对所绘制的氧化增重曲线进行拟合分析后发现,FeAlNiMoCrC涂层的氧化速率常数较小,氧化指数大,氧化速率慢,抗氧化性能良好。结合物相和组织分析,可以认为涂层中低的孔隙率和氧化产物中生成连续且致密的Al2O3、Cr2O3、Fe3O4等氧化膜,是抗高温氧化性能提高的主要原因。

关键词：高速电弧喷涂 FeAlMoCrC和FeAlNiMoCrC涂层组织结构氧化行为

Er和Si对铝基储热合金导热系数及相变潜热的影响

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金属学报 2020年第11期56卷 1485-1494页

作者：朱伟强俞牧知唐旭陈孝阳许征兵曾建民广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室南宁530004 广西大学广西生态型铝产业协同创新中心南宁530004

为探究Er、Si对铝基储热合金导热系数和相变储热值的影响,制备了Si的质量分数分别为12%、14%、16%,上述Si含量条件下,Er的质量分数分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的合金。根据实验测得的比热容、热扩散系数和密度,通过计算得到合金的导... 详细信息

为探究Er、Si对铝基储热合金导热系数和相变储热值的影响,制备了Si的质量分数分别为12%、14%、16%,上述Si含量条件下,Er的质量分数分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的合金。根据实验测得的比热容、热扩散系数和密度,通过计算得到合金的导热系数,同时测量了合金的相变潜热,运用理论模型对合金的相变潜热进行计算,通过方差分析Er和Si含量对合金相变潜热的影响。分析结果表明,Er可以有效改善Al-Si合金中的初生Si形态,细化组织;Si含量为16%时,加入0.2%、0.6%Er的合金相变潜热分别为414.8和406.5 J/g。理论模型计算表明,考虑组元固-液相之间的比热容差对熵的贡献时,得到的合金相变潜热较未考虑的计算结果误差更小;对Al-12Si-x Er、Al-16Si-x Er相变潜热理论计算模型进行了修正,修正模型计算得到的合金相变潜热值和实测潜热值更为吻合。方差分析显示,在显著性水平p=0.05的条件下,Si含量对材料相变潜热有显著影响。

关键词： Er Si 铝基储热合金导热系数相变潜热