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固溶-冷变形-时效工艺下超高强Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的组织及性能

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稀有金属材料与工程 2017年第10期46卷 2981-2986页

作者：许晓静朱金鑫郭云飞马文海王子路江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了冷变形对超高强Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr铝合金组织及性能的影响。结果表明,相比传统固溶-... 详细信息

采用X射线衍射分析(XRD)、电子背散射衍射分析(EBSD)、电导率测试、硬度测试、拉伸试验、晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验,研究了冷变形对超高强Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr铝合金组织及性能的影响。结果表明,相比传统固溶-时效工艺,合金在固溶-冷压缩-时效工艺下平均晶粒尺寸减小,硬度、电导率、小角度晶界比例、抗拉和屈服强度增大和抗腐蚀性能变好。在固溶-冷压缩-时效(100℃/24 h)工艺下合金的硬度、电导率、屈服、抗拉强度达到了2430 MPa、25.085%IACS、683.2 MPa和734.7 MPa,延伸率为6.1%,且晶间腐蚀深度为28.57μm,晶间腐蚀等级为二级。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金冷压缩组织和性能

Ti-8Si-1.4Zr-xY2O3合金高温氧化行为的研究

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稀有金属 2018年第2期42卷 130-138页

作者：韩天许晓静戈晓岚仲奕颖刘庆辉陈婷卓江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院

采用“机械合金化-冷压成形-真空烧结”技术制备了Ti-8Si-1.4Zr,Ti-8Si-1.4Zr-0.1Y2O3和Ti-8Si-1.4Zr-0.3Y2O33种合金（%,质量分数）,利用扫描电镜（SEM）及能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）对烧结和氧化试样的表面及横截面形貌... 详细信息

采用“机械合金化-冷压成形-真空烧结”技术制备了Ti-8Si-1.4Zr,Ti-8Si-1.4Zr-0.1Y2O3和Ti-8Si-1.4Zr-0.3Y2O33种合金（%,质量分数）,利用扫描电镜（SEM）及能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）对烧结和氧化试样的表面及横截面形貌、物相组成进行分析,并对比了3种合金在700,800和900℃高温下的抗氧化性能来研究氧化机制。结果表明：添加Y2O3能显著提高Ti-8Si-1.4Zr合金的抗氧化性能,减小氧化层厚度,随氧化温度升高氧化膜逐渐增厚,氧化产物尺寸增大,呈朝棱柱状形态生长趋势。700℃下,所有合金都达到完全抗氧化等级,但添加Y2O3后平均氧化速度大幅降低,抗氧化性提升;800℃下,仅有Ti-8Si-1.4Zr-0.1Y2O3配方合金达完全抗氧化等级;900℃下,所有配方合金都在抗氧化等级以内。各配方合金氧化膜组成稍有不同,但氧化膜基本上由表面TiO2氧化层、TiO2与SiO2构成的复合氧化层构成,其中各氧化层中可能还包含部分TiO,Ti2O3和Ti3O5等低价态钛的氧化物以及少量ZrO2或（Ti,Zr）O2相氧化物。

关键词： Ti-Si 高温氧化 Y2O3 粉末冶金

球磨冷压烧结制备TNZS基生物材料的摩擦学性能

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稀有金属材料与工程 2017年第12期46卷 3928-3934页

作者：吴刘军许晓静陈婷卓朱利华江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

采用机械高能球磨、常规模压和真空无压烧结相结合的粉末冶金法制备TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS 3种钛基生物医用材料,对比研究3种材料的显微硬度及在不同摩擦条件下的摩擦磨损行为。结果表明:TiO_2/TNZS的显微硬度值最高,TNZS、TiO_2/T... 详细信息

采用机械高能球磨、常规模压和真空无压烧结相结合的粉末冶金法制备TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS 3种钛基生物医用材料,对比研究3种材料的显微硬度及在不同摩擦条件下的摩擦磨损行为。结果表明:TiO_2/TNZS的显微硬度值最高,TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS三者的显微硬度值(HV)分别为5254.3、5512.3和4792.7 MPa;在干摩擦条件下,HA/TNZS具有最好的耐磨损性,三者的摩擦系数分别为0.4323、0.5643和0.4338,平均磨痕宽度分别为0.33、0.26和0.18 mm,磨损机理都以磨粒磨损为主,氧化磨损、粘着磨损为辅;三者在人工体液摩擦条件下的摩擦磨损行为都优于干摩擦下的摩擦磨损行为,HA/TNZS的耐磨性优于其它两者,三者的平均摩擦系数分别为0.3309、0.4301和0.3840,平均磨痕宽度分别为0.27、0.19和0.17 mm,磨损机理都以磨粒磨损为主,伴有轻微氧化磨损和粘着磨损。

关键词：粉末冶金钛基生物医用材料显微硬度干摩擦人工体液摩擦

TC4钛合金表面激光熔覆含La_2O_3的F101镍基涂层

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稀有金属材料与工程 2017年第4期46卷 1074-1079页

作者：何星华许晓静戈晓岚陶俊仲奕颖刘庆辉吴桂兰江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

以F101镍基自熔性合金粉末和含氧化镧(2%,质量分数)的F101镍基自熔性合金粉末为原料,在合适的激光熔覆参数下,在TC4钛合金表面制备了F101镍基合金涂层及F101+2%La_2O_3镍基合金涂层,对比分析了2种涂层的宏观形貌、相组成、微观组织、显... 详细信息

以F101镍基自熔性合金粉末和含氧化镧(2%,质量分数)的F101镍基自熔性合金粉末为原料,在合适的激光熔覆参数下,在TC4钛合金表面制备了F101镍基合金涂层及F101+2%La_2O_3镍基合金涂层,对比分析了2种涂层的宏观形貌、相组成、微观组织、显微硬度及与YG6在干摩擦磨损条件下摩擦磨损性能。结果表明:稀土La2O3的添加有效提高了F101镍基合金粉末对激光辐照能量的吸收率;涂层形成更多富Ti物相,组织更加均匀致密;虽然基材元素扩散到涂层中一定程度上降低了涂层的硬度和耐磨性,但与TC4钛合金相比,涂层仍具有较低的摩擦系数(0.41 vs 0.45)和较高的耐磨性(TC4的2.89倍)。

关键词： TC4钛合金激光熔覆镍基合金 La2O3 摩擦磨损性能

粉末冶金制备TNZS基生物材料的体外组织相容性

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稀有金属材料与工程 2017年第9期46卷 2601-2606页

作者：朱利华吴刘军许晓静陈婷卓江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

采用高能球磨与冷压烧结相结合的粉末冶金法制备了TNZS、5%TiO_2/TNZS及5%HA/TNZS(质量分数,下同)生物材料,并研究了TiO_2和HA的添加对TNZS体外组织相容性的影响。结束表明:3种TNZS基生物材料均无细胞毒性;5%TiO_2/TNZS和5%HA/TNZS表面... 详细信息

采用高能球磨与冷压烧结相结合的粉末冶金法制备了TNZS、5%TiO_2/TNZS及5%HA/TNZS(质量分数,下同)生物材料,并研究了TiO_2和HA的添加对TNZS体外组织相容性的影响。结束表明:3种TNZS基生物材料均无细胞毒性;5%TiO_2/TNZS和5%HA/TNZS表面在1,3,5和7 d的细胞相对增殖抑制率CPIR值大幅低于TNZS组,TiO_2和HA的添加显著提高了TNZS材料表面的细胞增殖速度,增强了其细胞增殖能力,更有助于诱导成骨细胞的体外增殖;3种TNZS基材料表面贴附的成骨细胞伪足伸展状态良好,而5%TiO_2/TNZS表面贴附的成骨细胞分布更加均匀。

关键词：粉末冶金 TNZS基生物材料体外组织相容性

升温速率与固溶时间对超高强铝合金挤压材组织性能的影响

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稀有金属 2018年第3期42卷 238-245页

作者：许晓静杨帆赵建吉朱金鑫丁清汪成松江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院

采用电导率、硬度测试、拉伸性能测试、X射线衍射仪（XRD）分析、电子背散射衍射检验（EBSD）、晶间与剥落腐蚀试验,研究了不同初始形变储能超高强铝合金Al-11.54Zn-3.51Mg-2.26Cu-0.24Zr-0.0025Sr挤压材在不同升温速率与固溶时间下组... 详细信息

采用电导率、硬度测试、拉伸性能测试、X射线衍射仪（XRD）分析、电子背散射衍射检验（EBSD）、晶间与剥落腐蚀试验,研究了不同初始形变储能超高强铝合金Al-11.54Zn-3.51Mg-2.26Cu-0.24Zr-0.0025Sr挤压材在不同升温速率与固溶时间下组织性能的影响。结果表明：慢速升温退火能够降低合金的晶粒尺寸,24 h固溶较2 h固溶能够减少合金难溶第二相。合金硬度值在HV 220左右,快速升温合金硬度较慢速升温合金的硬度高。导电率在25.0%IACS左右。慢速升温2 h固溶、24 h固溶时效后合金试样的屈服强度由647.9 MPa变为697.1 MPa,增加了49.2 MPa。强度的提升主要来自于固溶强化与时效沉淀析出相强化的总强化,其次为低角度晶界强化。快速升温、慢速升温24 h固溶X方向合金试样的晶间腐蚀深度分别为42.17,64.70μm,晶间腐蚀等级为3级,合金的抗剥落腐蚀性能Y方向明显好于X方向,固溶24 h合金抗剥落腐蚀性能较固溶2 h得到了轻微改善。

关键词：超高强铝合金升温速率固溶时效组织性能

固溶-大变形-时效下7085铝合金的强化机理

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稀有金属材料与工程 2017年第4期46卷 1008-1012页

作者：许晓静王子路陆文俊郭云飞马文海陈洋徐驰张景玉江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

以固溶—时效和固溶—大变形(压缩、ECAP)—时效加工的7085铝合金为实验对象,分别采用拉伸试验机、X射线衍射仪(XRD)和晶体微区取向分析技术(EBSD)对7085铝合金的拉伸性能、内部的位错密度、单元边界(小角度晶界)和晶粒边界(大角度晶界... 详细信息

以固溶—时效和固溶—大变形(压缩、ECAP)—时效加工的7085铝合金为实验对象,分别采用拉伸试验机、X射线衍射仪(XRD)和晶体微区取向分析技术(EBSD)对7085铝合金的拉伸性能、内部的位错密度、单元边界(小角度晶界)和晶粒边界(大角度晶界)进行研究,结合拉伸试验测得的屈服强度,定量计算强化项对不同状态下铝合金的强化贡献。结果表明,相比常规固溶—时效工艺,固溶—大变形—时效工艺加工的7085铝合金的拉伸强度从381.2MPa分别提升到475.6和543.3 MPa;位错强化显著提高,从零分别提高到107.4和180.6 MPa;小角度强化显著提高,从10.4 MPa分别提高到89.1和116.4 MPa。7085铝合金强度提高来源于材料内部的位错和小角度晶界;固溶后的大变形加速了时效,降低了时效沉淀强化。并且发现强烈塑性变形加工(ECAP)的强化效果高于传统塑性变形加工(压缩变形)的效果。

关键词： 7085铝合金大变形屈服强度位错强化小角度强化

热机械处理对Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr铝合金固溶时效态组织及力学性能的影响

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稀有金属材料与工程 2017年第10期46卷 3033-3037页

作者：张景玉许晓静阮鸿雁马文海王子路郭云飞江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

以固溶-时效和热机械处理(TMT)(固溶-过时效-热压缩)-固溶-时效加工的超高强铝合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr为实验对象,分别采用电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、硬度测试和拉伸试验研究合金组织晶粒晶界特征分... 详细信息

以固溶-时效和热机械处理(TMT)(固溶-过时效-热压缩)-固溶-时效加工的超高强铝合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr为实验对象,分别采用电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、硬度测试和拉伸试验研究合金组织晶粒晶界特征分布、内部的位错密度和力学性能,并定量计算位错强化和晶界强化值。结果表明:热机械处理对合金晶粒细化影响不显著,平均晶粒尺寸从7.30μm减小至6.04μm,晶界角度从21.45?下降到21.04?,小角度晶界比例从0.588下降到0.546;TMT使峰时效硬度从2146 MPa(120℃/48 h)提高到2268 MPa(100℃/48h),但对强度影响较小,二者屈服强度均为600 MPa左右,拉伸断口均为沿晶和撕裂混合断裂。合金分别经固溶及TMT-固溶后,晶界位错密度均为零,TMT使位错强化与晶界强化的总强化从58.8 MPa下降到57.4 MPa。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金热机械处理组织,力学性能位错强化

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轧制驱动-ECA大应变纯铝的强化机理

稀有金属材料与工程 2015年第6期44卷 1451-1454页

作者：卢予东许晓静陆文俊蒋凌马文海郭云飞王子路江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

研究了经过轧制驱动等通道转角大应变加工的商业纯铝的强化机理。基于XRD分析和Taylor公式的定量计算说明,轧制驱动ECA大应变CP Al的内部位错密度很低。通过晶体微区取向分析技术(EBSD)对大应变材料内部的小角度界面和大角度界面进行表... 详细信息

研究了经过轧制驱动等通道转角大应变加工的商业纯铝的强化机理。基于XRD分析和Taylor公式的定量计算说明,轧制驱动ECA大应变CP Al的内部位错密度很低。通过晶体微区取向分析技术(EBSD)对大应变材料内部的小角度界面和大角度界面进行表征,发现材料内部大多数是小角度晶界;基于Hall-Petch关系对大应变纯铝的强化机理进行定量分析,得出其强化主要来自于小角度晶界强化。

关键词：大应变 X射线衍射仪晶体微区取向分析技术强化机理