一、半固态等温热处理制备非枝晶组织合金坯料的研究进展(论文文献综述)
李培亮[1](2021)在《高锌含量Mg-Zn-Al-Cu-Mn系列合金组织与力学性能研究》文中指出镁合金由于高的比强度、比刚度,易回收等特点,在交通、航空航天与3C等领域得到广泛应用。但镁合金易燃、塑性差和耐腐蚀性差等缺点,限制了镁合金的发展。通过合金成分设计与优化,提高镁合金基础性能,发展新型镁合金系列牌号,是镁合金发展和应用的基础,因此设计优化新型高强镁合金一直是镁合金研究领域的热点和主题之一。本论文在制备了高锌含量Mg-xZn(x=6,8,10,12wt.%)二元合金和Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn新型镁合金基础上,重点研究合金在铸态、热处理、半固态等温热处理以及挤压变形状态下的组织、力学性能和断裂行为,为研制高性能镁合金提供实验和理论依据。Mg-xZn(x=6,8,10,12wt.%)合金随着Zn含量的提升,晶粒尺寸先变小后变大,在Zn含量为10%时晶粒最小,达到78μm左右。Mg-xZn合金组织由α-Mg和Mg Zn2相组成,合金组织中的Mg Zn2相形态与分布随着Zn含量的升高由点状弥散性分布逐渐变为长条状半连续和连续聚集分布,导致合金在拉伸变形时,抗拉强度和延伸率随着Zn含量的提升,逐渐降低。Mg-xZn(x=6,8,10,12wt.%)合金固溶处理后合金组织中Mg Zn2相部分固溶于基体之中,剩余部分Mg Zn2相残留在组织中;固溶处理后合金抗拉强度与延伸率随着Zn含量提高逐渐降低。Mg-xZn合金具有一定的固溶强化和时效强化效果,固溶处理后抗拉强度和延伸率随着Zn含量的升高而逐渐下降,Mg-6Zn合金固溶处理后抗拉强度最高,达到288.6 MPa。相对于铸造合金与固溶处理态,Mg-xZn合金经双极时效处理后拉伸强度显着提高,其中Mg-10Zn合金时效处理后抗拉强度相对于固溶处理状态提高到334.6 MPa,提高了28.25%。Mg-10Zn合金在半固态等温热处理过程中,随着半固态处理温度提高,初生相形貌逐渐球化,圆整度提高,同时重熔液相体积分数升高并更加连续,当温度升到610℃时,样品直接完全重熔液化,二次凝固后形成树枝晶。在Mg-10Zn镁合金的基础上,实验制备了新型Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn镁合金,合金铸态微观组织呈现出典型粗大的树枝晶形貌,微观组织由枝晶状初生相α-Mg和枝晶内与枝晶间分布的Al8Mn5、Mg32(Al,Zn)49及τ(Mg Zn Cu)相组成。合金经固溶处理后,合金元素微观偏析程度减弱,枝晶形貌消失,Mg Zn Cu和Mg32(Al,Zn)49发生分解被固溶到基体中,数量显着减少,而块状Al8Mn5相由于高的热稳定性基本没有发生分解与消溶。Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金经过固溶后,抗拉强度与延伸率均上升,分别达到292.6 MPa和20.64%,提高了21.14%和70.58%;时效后合金基体过饱和固溶体析出细小第二相,提高了抗拉强度,而延伸率下降,分别达到336.9 MPa和11.2%。Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金经过610℃保温90 min半固态处理后,半固态组织是由初生α1-Mg、α2-Mg和灰色共晶相组织构成。α2-Mg和灰色Mg32(Al,Zn)49、Mg Zn Cu、Al8Mn5相分布在α1-Mg周围,α2-Mg中的Zn含量要高于初生α1-Mg。半固态处理后Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金坯料具有更好的变形能力。Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金经固溶处理后可以实现在225℃的低温挤压,挤压棒材表面良好。合金挤压过程中发生动态再结晶,晶粒尺寸均低于10μm,出现明显的流线型组织,组织中出现大量大尺寸第二相分布,同时在基体中形成大量细小的析出相颗粒。随着挤压温度的升高,Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金抗拉强度逐渐下降,在225℃时,抗拉强度最高,达到357.8 MPa;而延伸率随着挤压温度的上升,规律与抗拉强度相同,在225℃时,延伸率最好,达到23.8%。Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压合金具有显着的时效强化效应,未半固态处理坯料挤压棒材和半固态处理坯料挤压棒材时效后抗拉强度上升,延伸率下降,分别达到365.2 MPa、360.2 MPa和16.32%、17.36%。时效后会析出挤压前均匀化后过饱和固溶体中的第二相,这些第二相会提高合金的抗拉强度,但延伸率会略微下降。
黄敏杰[2](2021)在《CoCrCu1.2FeNi高熵合金热变形诱导制备半固态坯和高温短时氧化行为》文中研究说明高熵合金的提出突破了传统合金的设计理念。多主元设计让合金表现出一系列优异的性能,诸如高强度、高硬度、高比强度、高耐磨性、优异的抗高温软化性,以及抗氧化和耐腐蚀性等。将半固态成形技术应用于高熵合金,近4年来才有学者报道。本文以双相面心立方结构的CoCrCu1.2FeNi高熵合金为研究对象,提出热变形诱导球晶化方法制备高熵合金的半固态坯料。设计模拟合金高温加工加热状态的氧化实验,提出了合金的氧化机理,为避免氧化提供防治策略。基于以上研究后,采用等温热处理制备高熵合金半固态坯料,提出半固态组织形成全过程演化机制。对CoCrCu1.2FeNi高熵合金开展了热变形行为、热加工图以及热变形微观组织演变研究。研究表明在高温塑性流动中,流动应力随着温度提高和应变速率的降低而降低。通过计算获得了合金的激活能、本构模型及热加工图。得到优化的热加工区间为(730-900℃,0.04-1 s-1)和(900-950℃,0.001-0.01 s-1)。合金热变形时产生部分动态再结晶,动态再结晶随温度升高而提高,晶粒不断细化。动态再结晶机制是DDRX和CDRX共存的混合机制,低温时主要为DDRX机制,高温时CDRX机制为主。在低温,高应变速率变形时,两相分别形成强烈的织构。随温度升高,织构强度减弱,取向趋于随机。两相动态再结晶不同步是合金破坏的主要原因。通过模拟CoCrCu1.2FeNi合金在加工过程中高温下短时加热过程的氧化实验,研究了合金在的高温短时氧化行为。随温度升高和时间的增加,合金氧化逐渐剧烈。氧化增重随温度升高和时间增加而增加。高温固态时,氧化表面主要形成Cu O和Cu2O,进一步氧化后形成Co Cr2O4、Ni Cr2O4、Ni Fe2O4、Ni O和Co O等氧化物。半固态下,氧化剧烈,各主元都参与了氧化,表面形成球形颗粒形貌,表面氧化物主要是Ni O、Co O、Cu O和Cu2O,氧化层内产生大量Co Cr2O4、Ni Cr2O4、Ni Fe2O4。半固态下氧化时氧化层大幅增厚。高温固态下,FCC1相中的Cu沿FCC1相向合金表面外扩散,形成Cu O和Cu2O组成的外氧化层,内氧化层界面与内扩散的O形成Ni O、Co O,随温度和氧化时间提高,外氧化层脱落,更多主元参与氧化。半固态时,液相的形成导致多种主元通过液相进行外扩散参与氧化。进行了CoCrCu1.2FeNi高熵合金半固态坯料制备过程的组织演变规律及形成机制研究。通过合金熔化行为确定了半固态温度区间。半固态微观组织具有较高的圆整度,保温过程中固相晶粒发生合并与破碎。球形固相平均晶粒尺寸随等温时间增加而增大,随温度升高而增加。成分和结构分析表明,半固态处理有利于改善Cu的在FCC1中的偏析,促使FCC1相和FCC2相晶格常数差异减小。建立了合计半固态晶粒粗化动力学方程。升温过程中,FCC1相形成全部再结晶,更高温度下,FCC2相大部分形成再结晶,相形态发生一定程度球化。升温至半固态温度,FCC1熔化形成液相,晶粒球化长大,形成半固态组织,晶粒择优取向基本消失。以上研究表明了热变形法制备中间坯料时,采用合适的工艺参数对组织和缺陷控制具有重要作用。合金的半固态短时氧化较剧烈,半固态坯料制备过程中需通过气体保护,以减少坯料的氧化。合适的等温热处理参数可获得组织优良的半固态微观组织。
李旭娇[3](2021)在《热处理对Mg-8Zn-1Cu-xAl镁合金微观组织的影响》文中研究说明压铸是镁合金成形的常用方法。由于半固态压铸成形技术是在较低温度下成形的,因此可以有效避免镁合金化学性质活泼,在高温条件下易氧化燃烧的缺陷,同时还可以通过热处理进一步改善成形件的综合力学性能。但是由于目前用于半固态压铸成形技术的牌号镁合金热处理强化效果不佳,所以探索和开发适用于半固态压铸成形技术的新型镁合金具有深刻意义。Mg-Zn-Cu系合金是热处理强化效果较为明显的镁合金,但当前对其合金化后铸态及半固态组织热处理效果的研究很少。本文系统的研究了热处理对Mg-Zn-Cu-Al合金铸态和半固态组织的影响,并通过OM、XRD、SEM、TEM及硬度测试等分析手段,最终得出了以下研究结论:在Mg-8Zn-1Cu合金中添加了Al元素后,合金的铸态组织主要由α-Mg相、Mg-Zn-Cu相和Mg32(Al,Cu)49相组成,同时合金的显微组织和力学性能随Al元素的添加也发生了显着改变,研究发现当合金组织中Al元素的含量为6wt%时,合金组织的细化效果最好,显微硬度值也最大,为82.58HV。采用等温热处理法研究Mg-8Zn-1Cu-xAl合金组织在等温热处理过程中的变化情况。结果表明在进行等温热处理的过程中,合金的半固态组织主要经历了初始粗化、分离和球化、颗粒的合并和长大三个阶段,当合金中Al元素的含量为6wt%时,半固态组织的细化效果最好。将Mg-8Zn-1Cu-6Al合金在540℃保温25min后得到最佳的半固态非枝晶组织,主要由固相颗粒和液相共晶组成,其中固相颗粒的平均尺寸和形状因子均达到最小值,分别为51.62μm和1.39。铸态Mg-8Zn-1Cu-6Al合金的最佳固溶处理参数为350℃×20h,将固溶处理后的合金组织在160℃进行时效处理时,发现时效处理15h后合金组织处于峰时效状态。峰时效态的合金组织主要由α-Mg相、Mg32(Al,Zn)49相和Mg Zn Cu相组成,此时合金的显微硬度值为101.6HV。非枝晶态Mg-8Zn-1Cu-6Al合金的最佳固溶处理参数为350℃×24h,将固溶处理后的合金组织在160℃时效处理15h后合金处于峰时效状态,此时合金组织的显微硬度值为103.2HV。在经过时效处理后的半固态非枝晶组织中,合金的强化相主要为平行于(0001)Mg基面的β1’相、垂直于(0001)Mg基面的β2’相和立方体状的β’相。非枝晶态的合金组织在时效初期主要出现G.P.区和少量强化相,峰时效态的合金组织中强化相的种类不变,但是数量增多,且分布均匀,时效强化的效果更好。
尚文涛[4](2021)在《热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr镁合金微观组织及性能影响》文中指出镁合金被认为是最有前途的结构材料,具有广阔的发展前景。液态压铸成形是制备镁合金铸件常用方法,但由于镁合金化学性质活泼,高温下易氧化燃烧一定程度上制约了镁合金发展,而半固态成形技术为解决该问题提供了新的思路。改善镁合金性能主要有热处理及微合金化两种方法,但目前镁合金半固态压铸研究多以AZ系等牌号合金为对象,这些合金热处理强化弱的缺点使半固态压铸件可热处理的优势无法充分发挥。Mg-Zn-Cu系镁合金具有优秀的时效强化效应,本文在Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn合金基础上添加Cr元素进行微合金化,期望开发出一种适合半固态成形技术进行压铸且其半固态压铸件具备较强的时效强化的高强韧镁合金。本文使用OM、XRD、SEM、TEM和显微硬度测试等方法得出:对Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn合金进行Cr的微合金化后,铸态合金微观组织得到明显改善,晶粒细化,枝晶尺寸降低合金成分偏析减弱,同时提高了铸态合金的显微硬度。在Cr元素添加量为0.1wt.%时,对合金组织优化效果最佳,合金显微硬度也达到了56.2 HV。铸态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-x Cr合金主要由α-Mg基体与Mg Zn2、Cu Mg Zn相构成,并未有含Cr相产生。探索了不同工艺参数的等温热处理法制备Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-x Cr合金半固态锭料过程中合金组织转变规律及机理。发现在Cr元素含量为0.1wt.%时,合金非枝晶组织尺寸最为细小均匀。Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金在经过580℃等温热处理30min时获得最佳非枝晶组织,其固相颗粒平均尺寸,形状因子和固相率均达到最小为:45μm、1.37和65%。获得的半固态非枝晶组织主要由固液两相构成。固相有初生α1-Mg与次生α2-Mg两种,液相有分布在固相颗粒四周共晶熔池与包含在固相颗粒内部的“小液池”两种。合金在进行等温热处理时主要经过枝晶快速粗化合并、组织分离、球化,晶粒合并粗化四个阶段。对合金进行T4、T6热处理,发现铸态实验合金与半固态实验合金最佳固溶工艺均为在410℃保温24h,铸态合金在160℃保温32h时达到峰值时效,显微硬度为86.4 HV,半固态合金在160℃保温28h时达到峰值时效。铸态合金峰时效沉淀析出相一种为垂直于{0001}Mg基面棒状β1′,另外一种为平行于{0001}Mg基面的板状或圆盘状β2′。半固态峰时效时观测到新的垂直于{0001}Mg基面析出的板条状β2′。半固态峰时效析出相密度高于铸态峰时效时析出相密度,因此半固态峰时效时效硬化效果更好。铸态实验合金时效与半固态实验合金时效析出顺序均为:SSSS→G.P.区→β′相→β相。其中垂直于{0001}Mg基面的β′相对合金时效强化起主要作用。
蒋傲雪[5](2020)在《SiCp/AZ91D半固态挤压组织与性能的研究》文中认为镁合金作为轻质有色合金材料,它密度低质量轻,比强度比刚度好,因此它被广泛地应用在飞机、火箭、汽车等工业方面。近年来,一般的镁合金制件性能逐渐满足不了现代工业在使用上的要求,人们对镁合金的研究逐渐增多,而提高镁合金力学性能的一种比较普遍的增强方式就是向镁合金中加入增强相材料。目前关于颗粒增强镁基合金复合材料的研究有很多,最常见的增强相有应用广泛的陶瓷颗粒和金属及金属间化合物。人们通常采用陶瓷颗粒增强镁基复合材料,它们密度低,强硬度高,具有高的弹性模量和高的热稳定性,但它也具有一系列缺点,比如润湿性差,延展性低,与镁基体不好共熔等等。其中SiC陶瓷颗粒与镁熔体具有较高的润湿性和稳定性,所以SiC是目前最受关注的镁基复合材料增强相。因此镁基复合材料的发展趋势倾向于对镁基复合材料的成形过程进行进一步的加工处理,比如挤压、热处理等,进而优化并提高镁基复合材料的组织与性能。因此,本研究通过半固态机械搅拌的方法将SiC增强颗粒加入AZ91D铸造镁合金中,再通过近液相线保温法得到复合材料的半固态坯料,然后通过半固态触变挤压和热处理的方法来提高镁基复合材料的组织和性能。此次试验探究了半固态挤压制备及固溶时效处理工艺对SiCp/AZ91D镁基复合材料的增强机理,优化镁合金微观组织,进而提高AZ91D的综合力学性能,并筛选出综合力学性能相对良好的SiCp/AZ91D镁基复合材料。本次半固态挤压镁基复合材料的研究结果如下:(1)经近液相线保温+半固态挤压的AZ91D镁合金的显微组织及强度硬度和塑性与铸态相比尤为良好。这是由于半固态温度下的挤压提高了镁合金的致密度,并降低了晶粒尺寸,而且高的挤压温度导致镁合金组织中析出了大量的点状的Mg17Al12第二相,这些因素共同作用,优化了镁合金的组织进而提高了镁合金的性能。(2)经半固态机械搅拌+近液相线保温+半固态挤压的SiCp/AZ91D(5wt.%,10wt.%,15wt.%)镁合金复合材料,其强度和韧性在刚开始时下降,但硬度急剧增加。随着SiC的继续加入,复合材料材料的强度又开始回升并不断增加,而它的则塑性继续下降,硬度则继续增加。这是由于SiC带入的气孔杂质等缺陷使材料的强度有所降低,但随着SiC含量的增加,促进了Mg17Al12相的形成,并且其组织晶粒进一步细化,导致SiC的增强作用开始凸显,其强度开始回升。另外,SiC的加入导致产生的Mg2Si脆性相与SiC共同作用使材料硬度大大增加,塑性大大下降。(3)经固溶时效热处理后,半固态挤压的AZ91D镁合金的挤压组织继续发生再结晶,晶粒圆整细化,晶粒内部充满了细小的Mg17Al12相,材料的强度、硬度、塑性大大提高。575℃挤压的AZ91D经固溶时效处理后,强度达到最大285MPa,伸长率达到13.36%,硬度达到102HV。(4)经固溶时效处理后,SiCp/AZ91D镁基复合材料的显微组织与力学性能大幅度提高,它的强硬度被Mg17Al12相层片状析出相和SiC的加入共同提高;它的塑韧性被Mg17Al12相的层片状析出相和点状析出相的共同作用促进。575℃挤压的15wt.%SiC/AZ91D经固溶时效处理后,强度达到最大242MPa,伸长率达到2.3%,硬度达到132.26HV。
刘军,杨湘杰[6](2020)在《非晶复合材料的半固态加工技术》文中进行了进一步梳理非晶复合材料具有高强度力学性能的同时又表现为宏观脆性,而半固态工艺可以提高非晶复合材料的宏观塑性。主要综述了非晶复合材料的发展历程和分类,简要介绍了半固态成形工艺。重点介绍了半固态成形技术制备半固态非晶复合材料坯料或浆料的主要方法和具体工艺,同时追踪了利用半固态成形技术(锻造成形、铸造成形、轧制成形)制备的非晶复合材料产品的最新研究,进而介绍了半固态等温热处理对非晶复合材料微观组织的影响规律。最后对比了半固态流变成形和触变成形的优缺点,展望了流变成形技术在非晶复合材料领域的推进和应用。
魏浪浪[7](2020)在《热处理对Mg-7Zn-1Cu-xV镁合金微观组织的影响》文中研究表明镁合金性能活泼,高温下易氧化燃烧,而半固态成形技术具有成形温度低的优点,有效地避免了上述问题。制备镁合金零件的常用方法是压铸,但完全液态压铸成形的镁合金无法通过热处理提高其性能。半固态成形件可进行热处理,但目前用于半固态成形的牌号合金热处理强化效果较差,不利于充分发挥半固态成形件的这一优势,因此,开发适合于半固态成形的新型镁合金很有必要。Mg-Zn-Cu系合金具有较好的热处理强化作用,但对该系合金半固态组织及其热处理研究很少,因此,本文在Mg-7Zn-1Cu合金中加入微量V元素,利用OM,XRD,SEM,EDS,TEM及硬度测试仪等手段对合金进行了研究。对铸态Mg-7Zn-1Cu-x V合金研究发现,在加入V元素后,其组织和性能均发生改变,当V元素加入量为0.3 wt.%时,合金组织细化效果明显,且硬度达到最大,为58.6 HV。合金铸态组织主要由α-Mg、MgZn2、CuZn及CuMgZn相组成,加入V元素后,无新相产生。采用等温热处理法研究V含量对非枝晶态Mg-7Zn-1Cu合金组织的影响,结果表明当V含量为0.3 wt.%时,合金非枝晶组织明显细化。Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金在580°C下等温热处理35 min后,获得理想半固态组织,在此工艺下,组织中固相颗粒平均尺寸及形状因子均达到最小,分别为33.25μm和1.33,固相率为45%。合金半固态组织中固相主要由α1-Mg及α2-Mg相组成,液相主要由液膜、液态熔池及小液滴组成。在整个等温热处理过程中,半固态组织演变主要经历了初始粗化、组织分离及球化、颗粒合并及熟化三个阶段。铸态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金最佳固溶处理工艺为390°C下保温24 h,随后在160°C进行人工时效,时效处理20 h后,达到峰时效状态,合金组织中析出相最多,且均匀弥散分布,合金硬度达到88.0 HV。峰时效态合金组织由α-Mg相、二元相MgZn2、CuZn及三元相CuMgZn组成,合金TEM组织中主要强化相包括垂直于{0001}Mg基面的板条状β1’相及平行于{0001}Mg基面的盘状β2’相两种。非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金最佳固溶、时效处理工艺与铸态合金相同,在时效处理初期,非枝晶态合金TEM组织中出现G.P.区及少量过渡相β1’、β2’相。峰时效下的非枝晶态合金中主要强化相为板条状β1’相及盘状β2’相,与铸态合金相同,但其数量更多,分布更均匀,强化效果更好。
杨剑桥[8](2020)在《热处理对Mg-7Zn-0.3Mn-xCu镁合金微观组织及性能的影响》文中进行了进一步梳理压铸成形是制备镁合金工件的常用方法,液态压铸件无法通过热处理进一步提高性能,而半固态压铸件是可以进行热处理的,这为解决镁合金工件的生产问题提供了一条新的途径。然而目前用于半固态成形的各种牌号镁合金热处理强化效果较差,不能充分发挥半固态成形可热处理的这一优势。Mg-Zn-Mn基合金是具备良好时效强化效应的镁合金,本文在Mg-7Zn-0.3Mn合金的基础上添加了微量Cu元素,以期该新型合金在半固态成形技术下不仅具备较优的热处理效果,也可满足半固态成形对微观组织的要求,为达到这一目标,本文通过OM、XRD、SEM、TEM和硬度测试等方法,得出了以下结论:首先,对铸态Mg-7Zn-0.3Mn-x Cu合金的组织及硬度进行了研究,结果表明:添加Cu元素后,有新相CuMgZn形成,含Cu的三种实验合金均由α-Mg和共晶组织(α-Mg+CuMgZn+MgZn2+Mg4Zn7)组成。当Cu含量为1.0wt.%时,对晶粒的细化效果最优,合金的组织改善效果最好,硬度最大,达到了54.3HV。随后,通过半固态等温热处理,对Mg-7Zn-0.3Mn-x Cu合金半固态组织的演变过程进行了研究,结果表明:Cu元素的添加能明显加快非枝晶组织的分离及球化。在Cu含量为1.0wt%、最佳工艺条件585°C×20min下,初生颗粒的平均尺寸、形状因子、固相率分别为38.85μm、1.39和53.38%;经水淬获得的半固态非枝晶组织中,由固液两相组成,固相包含α1-Mg和α2-Mg相两部分,液相包括固相颗粒间的熔池、固相颗粒内的“小液池”和液态薄膜三部分。然后,研究了T4、T6热处理对铸态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金组织和硬度的影响,结果表明:铸态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金经410°C×32h固溶处理及160°C×15h时效处理后,达峰时效状态,同时有大量CuMgZn和MgZn2沉淀相在晶界和晶内处呈均匀弥散分布,峰值硬度为88.2 HV。较相同热处理条件下的Mg-7Zn-0.3Mn合金达到峰值硬度时间缩短了5 h,硬度增大了7.9 HV。最后,对Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金在585°C保温20 min后的半固态组织进行了固溶和时效研究,结果表明:非枝晶态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金在固溶处理过程中,共晶组织逐渐向其二次凝固区域及初生α-Mg颗粒溶解,且初生固相颗粒之间呈合并长大趋势;非枝晶态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金于时效初期,有原子团簇或G.P.区的存在,同时有少量沉淀相析出;于峰时效时,两类强化相分布更为均匀,数目也明显增多。一类为数量较多对合金具有明显强化效果且垂直于{0001}Mg基面的长棒状β1’相;另一类为强化效果较弱且平行于{0001}Mg基面的盘状β2’相。
靳钰[9](2019)在《TiB2/Al复合材料铸坯半固态组织演变及触变锻造》文中研究指明铝基复合材料因其具有的众多优异性能,成为军事国防、航空航天、轨道交通等领域高速发展所迫切需要的高性能轻质合金材料。目前颗粒增强铝基复合材料半固态触变成形技术面临着半固态坯料制备困难的瓶颈。本课题在此背景下,开展TiB2/2024Al复合材料铸坯半固态重熔组织演变及触变成形相关研究,具体研究内容包括:优化液态模锻工艺参数,制备出具有细小等轴晶组织的TiB2/2024Al复合材料铸坯;常规热辐射加热方式和感应加热方式下,半固态重熔工艺参数对TiB2/2024Al复合材料微观组织演变的影响,以及TiB2/2024Al复合材料半固态重熔组织演变机制;TiB2/2024Al复合材料半固态触变锻造成形研究。首先采用超声辅助-液态模锻的方式制备原位自生TiB2/2024Al复合材料,通过改变浇注温度改善复合材料的铸坯微观组织。浇注温度决定了复合材料熔体在液锻压力作用下的凝固过程,浇注温度为730℃时,复合材料熔体在压力提供的过冷度下立即凝固,形成具有细小等轴晶粒的铸态组织;并且复合材料铸锭的微观组织均匀性良好。随后采用常规热辐射加热方式对TiB2/2024Al复合材料铸坯进行半固态重熔试验。浇注温度为730℃的复合材料铸坯经过半固态重熔,其组织球化程度较高,整体微观组织均匀性也较高。随着重熔保温时间的延长,半固态组织平均晶粒尺寸上升。半固态重熔晶粒长大机制包括晶粒合并长大机制和Ostwald熟化机制,当重熔温度较低时,晶粒长大机制以合并长大机制为主;当重熔温度升高,晶粒长大以Ostwald熟化机制为主,同时存在合并长大。超声振动作用于半固态组织的影响机制有待进一步研究。最后基于快速感应加热方式对TiB2/2024Al复合材料铸坯进行半固态重熔及触变成形。最佳半固态重熔工艺参数确定为628℃保温5 min,在该重熔工艺下复合材料半固态组织平均晶粒尺寸和形状因子分别为67.1μm和0.84。采用最佳重熔工艺参数对TiB2/2024Al复合材料进行半固态触变锻造成形试验,成形出表面质量良好的某型发动机连杆构件。与液态模锻铸坯相比,连杆大头和连杆体位置的屈服强度分别提高了9.0%和11.8%,抗拉强度分别提高了7.7%和6.3%,伸长率比铸坯分别提升了6.5%和10.8%。本课题通过TiB2/2024Al复合材料铸坯的制备、常规热辐射加热和快速感应加热条件下复合材料铸坯的半固态重熔、以及半固态触变锻造成形等一系列研究,提出了具有细小非枝晶组织的复合材料铸坯的制备方法、常规热辐射加热条件下复合材料半固态重熔组织演化机制、感应加热条件下半固态重熔组织演变规律、以及半固态触变锻造成形相关工艺过程,为短流程低成本铝基复合材料半固态坯料制备、实现铝基复合材料复杂构件精确成形等提出了一定的理论和试验基础。今后对于铝基复合材料半固态成形的研究,应注重于铝基复合材料复杂构件精确成形,半固态组织与成形构件组织性能的对应关系,最终实现复合材料触变成形构件形性协同控制。
谷立东[10](2018)在《半固态6061铝合金的SIMA法制备工艺及触变成形研究》文中认为半固态成型技术是一种兼具液态和固态成型优点的新兴技术,可以一体成型具有优异力学性能、复杂形状和高尺寸精度的金属部件,但目前铝合金的半固态成形的应用研究进展却十分缓慢。因此,本文以商业6061铝合金为研究对象,从SIMA法坯料制备、室温-半固态温度的压缩行为到最终的触变成形,对6061铝合金的半固态组织和性能演变及其内在机制进行系统深入的研究,为铝合金的触变成形提供理论指导与试验参考。首先采用镦粗为预变形方式的SIMA法制备6061铝合金的半固态坯料。结果表明,变形量增加有利于固相晶粒尺寸减少和圆整化,其临界变形量为33.3%。在等温热处理过程中,合金组织中首先发生回复和再结晶过程,同时低熔点的AlFeSi相和Mg2Si相等在三叉晶界处率先发生熔化,之后溶质原子不断向液相区转移,固相晶粒被液相逐渐包围而发生球化,最终形成非枝晶的半固态6061合金组织。等温热处理对半固态组织的影响主要有两个方面,即热处理温度和热处理时间。提高热处理温度有利于加快再结晶、熔化和长大的进程,但温度过高时,液相的快速渗透会导致再结晶进行不充分;随保温时间延长,液相率不断增加,固相晶粒尺寸先减小后增加,圆度逐渐降低。随着热处理时间和温度的提升,坯料的屈服强度和抗拉强度均逐渐降低,延伸率先增加后减小。压缩试验结果表明,6061合金的压缩真应力-应变曲线在26-500℃(固态温度区间)表现为塑性变形特征,而在600-620℃(半固态温度区间)下呈现典型的触变变形特征,曲线可划分为应力激增、变形抗力下降和稳定触变流动三个阶段。6061合金压缩峰值应力和稳态应力均具有温度敏感性和应变速率敏感性,随着温度升高或应变速率的降低,峰值应力和稳态应力都呈现下降趋势。但是随温度升高,半固态下的稳态应力对应变速率的敏感性减弱,主要是由于液相起到有效的润滑作用。使用双曲正弦模型及液相修正项建立了6061合金在宽温范围的本构方程,固态塑性变形的表观激活能为248.639kJ/mol,半固态触变变形的表观激活能为681.435 kJ/mol。通过采用两段式PID闭环控制加热,得到心部与表面组织一致性较高的6061合金半固态坯料,最终进行挤压铸造触变成形。触变成形过程中的充型能力良好,成形3mm薄板的组织中初生球化固相分布均匀,屈服强度为165MPa,抗拉强度为280MPa,延伸率为9.5%。相比液态成形,6061合金的半固态成形能够降低铸件的热裂倾向,减少卷气缺陷和提高塑性。
二、半固态等温热处理制备非枝晶组织合金坯料的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、半固态等温热处理制备非枝晶组织合金坯料的研究进展(论文提纲范文)
(1)高锌含量Mg-Zn-Al-Cu-Mn系列合金组织与力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 镁和镁合金的概述 |
1.1.1 纯镁的特性 |
1.1.2 镁合金的特点 |
1.1.3 镁合金的应用 |
1.1.4 镁合金在应用发展中存在的问题 |
1.2 镁合金的合金化 |
1.2.1 常见合金元素的作用 |
1.2.2 Mg-Zn系镁合金的发展与现状 |
1.3 半固态成形技术 |
1.4 挤压成形 |
1.5 课题的来源、目的和内容 |
1.5.1 课题的来源背景 |
1.5.2 选题依据 |
1.5.3 课题研究内容 |
第2章 实验材料与过程 |
2.1 研究技术路线 |
2.2 实验材料 |
2.3 合金的熔炼过程 |
2.4 挤压成形 |
2.5 半固态等温热处理 |
2.6 热处理 |
2.6.1 均匀化退火 |
2.6.2 固溶处理 |
2.6.3 人工时效处理 |
2.7 微观组织分析 |
2.7.1 金相组织观察 |
2.7.2 XRD |
2.7.3 SEM |
2.7.4 断口形貌 |
2.8 力学性能测试 |
2.8.1 拉伸性能测试 |
2.8.2 压缩性能测试 |
第3章 高锌含量Mg-xZn铸造合金组织与力学性能 |
3.1 Mg-xZn合金铸态组织与力学性能 |
3.1.1 Mg-xZn合金铸态显微组织 |
3.1.2 Mg-xZn合金拉伸性能 |
3.1.3 Mg-xZn合金断口形貌 |
3.2 Mg-xZn合金固溶处理后组织与性能 |
3.2.1 Mg-xZn合金固溶处理后显微组织 |
3.2.2 Mg-xZn合金固溶处理后拉伸性能 |
3.2.3 Mg-xZn合金固溶处理后断口形貌 |
3.3 Mg-xZn合金时效处理后组织与力学性能 |
3.3.1 Mg-xZn合金时效显微组织 |
3.3.2 Mg-xZn合金时效处理后拉伸性能 |
3.3.3 Mg-xZn合金时效处理后断口形貌 |
3.4 Mg-10Zn合金半固态等温热处理工艺优化与组织分析 |
3.5 小结 |
第4章 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn铸造合金组织与力学性能 |
4.1 实验设计与工艺参数 |
4.2 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金显微组织 |
4.2.1 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金铸态显微组织 |
4.2.2 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金固溶处理后组织 |
4.2.3 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金时效组织 |
4.2.4 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金半固态处理显微组织 |
4.3 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金拉伸性能 |
4.4 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金断口形貌 |
4.5 小结 |
第5章 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压合金组织与力学性能的影响 |
5.1 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压工艺 |
5.2 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压合金微观组织 |
5.2.1 不同挤压温度下Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压合金显微组织 |
5.2.2 半固态热处理Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金挤压后显微组织 |
5.3 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压合金力学性能 |
5.3.1 未半固态处理Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金挤压合金力学性能 |
5.3.2 半固态热处理 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn 合金挤压后力学性能 |
5.4 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn合金挤压后时效处理组织 |
5.5 Mg-10Zn-1Al-0.5Cu-0.5Mn挤压合金时效处理后力学性能 |
5.6 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的主要研究成果 |
(2)CoCrCu1.2FeNi高熵合金热变形诱导制备半固态坯和高温短时氧化行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 高熵合金 |
1.2.1 高熵合金的提出和定义 |
1.2.2 高熵合金的四大效应 |
1.2.3 高熵合金的相形成判定 |
1.2.4 高熵合金的制备路径 |
1.3 高熵合金热变形研究进展 |
1.4 半固态成形工艺及其坯料制备方法研究现状 |
1.4.1 半固态成形工艺 |
1.4.2 制备合金半固态坯料的方法 |
1.5 半固态技术在合金领域研究进展 |
1.5.1 轻合金其及复合材料半固态研究进展 |
1.5.2 高熔点合金的半固态研究进展 |
1.5.3 高熵合金的半固态研究进展 |
1.6 合金的高温氧化行为研究 |
1.6.1 高熵合金的高温氧化行为研究 |
1.6.2 半固态下合金的氧化行为研究 |
1.7 本课题研究的主要内容 |
第2章 实验材料、方法及分析测试方案 |
2.1 实验材料制备与分析 |
2.1.1 制备方法 |
2.1.2 原始材料的相结构及微观组织分析 |
2.2 实验总体设计及方案 |
2.2.1 总体设计 |
2.2.2 等温热压缩变形实验 |
2.2.3 高温固态和半固态短时氧化实验 |
2.2.4 热变形诱导等温热处理制备半固态坯料 |
2.3 分析与测试 |
2.3.1 差示量热扫描分析(DSC) |
2.3.2 相晶体结构及物相鉴定的X射线衍射分析(XRD) |
2.3.3 光学显微分析(OM) |
2.3.4 扫描显微镜分析(SEM) |
2.3.5 电子背散射衍射分析(EBSD) |
2.3.6 透射显微分析(TEM) |
第3章 CoCrCu_(1.2)FeNi高熵合金热变形行为和微观组织演变研究 |
3.1 引言 |
3.2 高温塑性流动行为 |
3.3 热变形本构方程 |
3.4 热加工图的构建和演变 |
3.4.1 热加工图构建 |
3.4.2 热加工图演变 |
3.5 热变形后的晶体结构和微观组织结构演化 |
3.5.1 热变形后的晶体结构 |
3.5.2 热变形后的微观组织EBSD分析 |
3.5.3 热变形后的织构演变 |
3.6 动态再结晶机制 |
3.7 微观组织演变及破坏机制分析 |
3.8 本章小结 |
第4章 CoCrCu_(1.2)FeNi高熵合金固态和半固态高温短时氧化行为 |
4.1 引言 |
4.2 CoCrCu_(1.2)FeNi合金高温短时氧化宏观形貌分析 |
4.3 CoCrCu_(1.2)FeNi合金高温短时氧化增重规律 |
4.4 氧化物的物相分析 |
4.4.1 氧化时间对氧化物生成的影响 |
4.4.2 氧化温度对氧化物生成的影响 |
4.5 氧化微观表面形貌和氧化物成分分析 |
4.5.1 氧化时间对形貌和成分的影响 |
4.5.2 氧化温度对形貌和成分的影响 |
4.6 氧化截面分析 |
4.6.1 氧化截面的形貌 |
4.6.2 氧化截面的成分分布 |
4.6.3 氧化截面厚度 |
4.7 氧化机理讨论 |
4.8 本章小结 |
第5章 CoCrCu_(1.2)FeNi高熵合金半固态坯料组织演变规律 |
5.1 引言 |
5.2 半固态熔化行为 |
5.3 半固态微观组织结构演变 |
5.3.1 组织演变 |
5.3.2 相结构变化 |
5.4 坯料制备过程中合金内部元素变化 |
5.5 CoCrCu_(1.2)FeNi合金半固态微观组织定量评价 |
5.6 CoCrCu_(1.2)FeNi合金半固态晶粒粗化长大行为 |
5.7 半固态微观组织的形成分析 |
5.7.1 升温过程组织转变 |
5.7.2 升温到半固态温度时坯料EBSD分析 |
5.7.3 TEM分析 |
5.7.4 半固态组织形成机制 |
5.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(3)热处理对Mg-8Zn-1Cu-xAl镁合金微观组织的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1 章 绪论 |
1.1 镁及镁合金概述 |
1.1.1 镁及镁合金基本介绍 |
1.1.2 镁合金的应用现状 |
1.2 Mg-Zn系合金的研究现状 |
1.2.1 Mg-Zn系二元合金 |
1.2.2 Mg-Zn-Cu(ZC系 )镁合金 |
1.2.3 Al元素的作用 |
1.3 半固态成形的研究机制 |
1.3.1 半固态成形技术 |
1.3.2 半固态坯料的制备方法 |
1.3.3 镁合金半固态组织研究进展 |
1.4 镁合金的热处理 |
1.4.1 Mg-Zn系合金的热处理 |
1.4.2 镁合金半固态组织的热处理 |
1.5 课题的研究目的、意义及内容 |
1.5.1 课题研究的目的和意义 |
1.5.2 课题研究的内容 |
第2 章 实验内容和方法 |
2.1 实验合金成分设计 |
2.2 实验合金的制备 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 合金的熔炼 |
2.3 合金的热处理工艺 |
2.3.1 固溶处理 |
2.3.2 时效处理 |
2.3.3 半固态等温热处理 |
2.4 材料显微组织的表征方法 |
2.4.1 合金的金相组织观察 |
2.4.2 X射线衍射(XRD)分析 |
2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)分析 |
2.4.5 合金显微硬度测试分析 |
第3章 Mg-8Zn-1Cu-xAl合金铸态组织与硬度研究 |
3.1 Al合金化Mg-8Zn-1Cu合金的铸态显微组织 |
3.1.1 合金的相组成分析 |
3.1.2 合金的显微组织 |
3.1.3 合金显微组织的SEM和 EDS分析 |
3.2 Al合金化Mg-8Zn-1Cu合金的显微硬度分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 Mg-8Zn-1Cu-xAl合金半固态非枝晶组织研究 |
4.1 Mg-8Zn-1Cu-xAl合金半固态非枝晶组织研究 |
4.1.1 Al含量对Mg-8Zn-1Cu合金非枝晶组织的影响 |
4.1.2 等温热处理后Mg-8Zn-1Cu-xAl合金的物相分析 |
4.2 Mg-8Zn-1Cu-6Al合金非枝晶组织演变过程 |
4.2.1 保温温度对非枝晶组织的影响 |
4.2.2 保温时间对非枝晶组织的影响 |
4.3 Mg-8Zn-1Cu-6Al合金非枝晶组织的特征 |
4.4 半固态等温过程中组织演变分析 |
4.4.1 初始粗化阶段 |
4.4.2 分离和球化阶段 |
4.4.3 固相颗粒的合并及熟化阶段 |
4.5 本章小结 |
第5章 热处理对Mg-8Zn-1Cu-6Al合金组织的影响 |
5.1 Mg-8Zn-1Cu-6Al铸态枝晶组织的固溶处理 |
5.1.1 固溶温度对铸态枝晶组织的影响 |
5.1.2 固溶时间对铸态枝晶组织的影响 |
5.1.3 最佳固溶工艺处理后铸态枝晶组织的物相分析 |
5.1.4 最佳固溶工艺处理后铸态枝晶组织的显微特征 |
5.2 Mg-8Zn-1Cu-6Al铸态枝晶组织的时效处理 |
5.2.1 时效时间对铸态枝晶组织的影响 |
5.2.2 时效时间对铸态枝晶组织显微硬度的影响 |
5.2.3 峰时效态枝晶组织的物相分析 |
5.2.4 峰时效态枝晶组织的显微特征 |
5.3 热处理对Mg-8Zn-1Cu-6Al合金半固态非枝晶组织的影响 |
5.3.1 固溶处理对半固态非枝晶组织的影响 |
5.3.2 时效处理对半固态非枝晶组织的影响 |
5.3.3 时效时间对半固态非枝晶组织显微硬度的影响 |
5.4 Mg-8Zn-1Cu-6Al合金非枝晶组织时效处理后的TEM分析 |
5.4.1 非枝晶态合金时效初期的TEM观察与分析 |
5.4.2 非枝晶态合金峰时效态的TEM观察与分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(4)热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr镁合金微观组织及性能影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 镁及镁合金概论 |
1.1.1 镁及镁合金介绍 |
1.1.2 镁合金的发展与应用 |
1.1.3 制约镁合金发展因素 |
1.2 镁合金常用的合金元素及作用 |
1.3 Mg-Zn系镁合金研究现状 |
1.3.1 Mg-Zn二元合金 |
1.3.2 Mg-Zn-Cu系合金 |
1.4 镁合金的半固态成形 |
1.4.1 半固态成形技术 |
1.4.2 半固态锭料制备方法 |
1.4.3 半固态成形工艺 |
1.5 镁合金的热处理 |
1.5.1 Mg-Zn系合金热处理 |
1.5.2 非枝晶态镁合金热处理研究 |
1.6 课题研究目的、意义及内容 |
1.6.1 课题研究目的及意义 |
1.6.2 课题研究内容 |
第2章 实验过程及表征方法 |
2.1 实验流程设计 |
2.2 实验合金制备 |
2.2.1 合金成分设计 |
2.2.2 实验合金熔炼 |
2.3 实验合金的热处理 |
2.3.1 等温热处理 |
2.3.2 固溶处理 |
2.3.3 时效处理(T6) |
2.4 实验表征方法 |
2.4.1 金相显微组织观察(OM) |
2.4.2 X射线衍射分析(XRD) |
2.4.3 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS) |
2.4.4 透射电镜分析(TEM) |
2.4.5 硬度测试 |
第3章 Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr合金铸态组织与性能 |
3.1 微Cr合金化Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn合金的铸态显微组织 |
3.1.1 合金的金相显微组织(OM) |
3.1.2 合金物相分析 |
3.1.3 合金显微组织的SEM和 EDS分析 |
3.2 Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr铸态合金硬度分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr非枝晶组织研究 |
4.1 Cr含量Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn合金非枝晶组织的影响 |
4.2 等温热处理后Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr合金的物相分析 |
4.3 Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金等温热处理工艺对半固态组织影响 |
4.3.1 保温温度对半固态组织的影响 |
4.3.2 保温时间对非枝晶组织的影响 |
4.4 Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金非枝晶组织的特征分析 |
4.5 非枝晶组织演变分析与讨论 |
4.5.1 枝晶组织的初始粗化及晶粒分离 |
4.5.2 半固态组织的球化 |
4.5.3 固相颗粒的合并熟化 |
4.6 本章小结 |
第5章 热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金影响 |
5.1 铸态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金的固溶处理 |
5.1.1 固溶温度对铸态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金组织的影响 |
5.1.2 固溶时间对铸态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金组织的影响 |
5.2 固溶态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金的相表征 |
5.2.1 X射线衍射分析(XRD) |
5.2.2 SEM及 EDS分析 |
5.3 铸态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金的时效处理 |
5.3.1 时效时间对铸态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金组织影响 |
5.3.2 时效时间对Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金硬度影响 |
5.3.3 峰时效下Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金物相及SEM、EDS分析 |
5.4 Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr铸态合金峰时效态下TEM分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 热处理对半固态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金非枝晶组织的影响 |
6.1 热处理对非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金组织影响 |
6.1.1 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金固溶处理 |
6.1.2 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金时效处理(T6) |
6.2 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金时效硬化曲线 |
6.3 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-0.1Cr合金时效后TEM分析 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读硕士期间所发表的论文 |
(5)SiCp/AZ91D半固态挤压组织与性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 颗粒增强金属基复合材料的研究现状 |
1.3 金属基复合材料半固态成形工艺 |
1.3.1 流变成形 |
1.3.2 触变成形 |
1.4 金属基复合材料半固态坯料的制备方法 |
1.4.1 机械搅拌法 |
1.4.2 超声振动搅拌法 |
1.4.3 应变激活法 |
1.4.4 喷射铸造法 |
1.4.5 半固态等温处理法 |
1.4.6 近液相线保温法 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 试验材料与试验方法 |
2.1 研究方案 |
2.2 实验材料及制备 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 半固态坯料的制备工艺 |
2.2.3 半固态坯料的半固态挤压成形工艺 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 半固态挤压模具设计 |
2.3.2 颗粒增强镁基复合材料的半固态挤压成形试验 |
2.3.3 固溶时效处理 |
2.4 材料组织测试 |
2.4.1 光学显微组织分析 |
2.4.2 X射线衍射分析 |
2.4.3 SEM组织分析 |
2.4.4 EDS测试分析 |
2.4.5 EBSD分析 |
2.5 材料性能测试 |
2.5.1 室温拉伸性能测试 |
2.5.2 显微硬度测试 |
第3章 SiCp/AZ91D半固态坯料的制备 |
3.1 引言 |
3.2 铸态AZ91D显微组织与性能 |
3.3 SiCp/AZ91D半固态坯料的制备 |
3.3.1 SiCp/AZ91D复合材料成分及代号的设计 |
3.3.2 制备SiCp/AZ91D复合坯料半固态搅拌温度的确定 |
3.3.3 近液相线保温制备SiCp/AZ91D半固态坯料工艺 |
3.4 SiCp/AZ91D半固态坯料的显微组织 |
3.5 本章小结 |
第4章 半固态挤压对 AZ91D及SiCp/AZ91D 复合材料组织和性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 半固态挤压对AZ91D显微组织的影响 |
4.3 半固态挤压对AZ91D性能的影响 |
4.3.1 半固态挤压对AZ91D力学性能的影响 |
4.3.2 半固态挤压AZ91D镁合金拉伸断口形貌 |
4.3.3 半固态挤压对AZ91D显微硬度的影响 |
4.4 半固态挤压对SiCp/AZ91D复合材料显微组织的影响 |
4.5 半固态挤压对SiCp/AZ91D复合材料性能的影响 |
4.5.1 半固态挤压对SiCp/AZ91D复合材料力学性能的影响 |
4.5.2 半固态挤压SiCp/AZ91D复合材料拉伸断口形貌 |
4.5.3 半固态挤压对SiCp/AZ91D复合材料显微硬度的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 热处理对挤压后AZ91D及 SiCp/AZ91D复合材料组织及性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 热处理对挤压后AZ91D显微组织的影响 |
5.3 热处理对挤压后AZ91D性能的影响 |
5.3.1 热处理对挤压后AZ91D力学性能的影响 |
5.3.2 热处理后挤压态AZ91D拉伸断口形貌 |
5.3.3 热处理对挤压后AZ91D显微硬度的影响 |
5.4 热处理对挤压后SiCp/AZ91D复合材料显微组织的影响 |
5.5 热处理对挤压后SiCp/AZ91D复合材料性能的影响 |
5.5.1 热处理对挤压后SiCp/AZ91D复合材料力学性能的影响 |
5.5.2 热处理后挤压态SiCp/AZ91D复合材料拉伸断口形貌 |
5.5.3 热处理对挤压后SiCp/AZ91D复合材料显微硬度的影响 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(6)非晶复合材料的半固态加工技术(论文提纲范文)
1 半固态成形工艺介绍 |
2 半固态成形在内生非晶复合材料中的具体工艺 |
3 半固态等温热处理对非晶复合材料微观组织的影响 |
4 展望 |
(7)热处理对Mg-7Zn-1Cu-xV镁合金微观组织的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 镁及镁合金概述 |
1.1.1 镁及镁合金介绍 |
1.1.2 镁合金的发展与应用 |
1.1.3 制约镁合金发展的因素 |
1.2 Mg-Zn系合金研究现状 |
1.2.1 Mg-Zn二元合金 |
1.2.2 Mg-Zn-Cu系合金 |
1.2.3 V元素作用 |
1.3 镁合金的半固态成形研究 |
1.3.1 半固态成形技术 |
1.3.2 镁合金半固态坯料的制备方法 |
1.3.3 镁合金非枝晶组织的研究进展 |
1.4 镁合金的热处理 |
1.4.1 Mg-Zn系合金的热处理 |
1.4.2 镁合金半固态组织的热处理 |
1.5 本课题研究目的、意义及内容 |
1.5.1 课题研究目的及意义 |
1.5.2 课题研究内容 |
第2章 实验过程及表征方法 |
2.1 实验合金成分设计 |
2.2 实验合金的制备 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 合金的熔炼过程 |
2.2.3 合金的浇注 |
2.3 合金的热处理工艺 |
2.3.1 固溶处理 |
2.3.2 时效处理 |
2.3.3 半固态等温热处理 |
2.4 实验表征方法 |
2.4.1 金相显微组织观察(OM) |
2.4.2 X射线衍射分析(XRD) |
2.4.3 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS) |
2.4.4 透射电镜分析(TEM) |
2.4.5 硬度测试分析 |
2.5 实验技术路线 |
第3章 Mg-7Zn-1Cu-x V合金铸态组织与硬度研究 |
3.1 V微合金化Mg-7Zn-1Cu合金的铸态显微组织 |
3.1.1 合金的相组成分析 |
3.1.2 合金的显微组织 |
3.1.3 合金显微组织的SEM和 EDS分析 |
3.2 V微合金化Mg-7Zn-1Cu合金的维氏显微硬度分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 Mg-7Zn-1Cu-x V合金半固态非枝晶组织研究 |
4.1 Mg-7Zn-1Cu-x V合金半固态非枝晶组织的研究 |
4.1.1 V含量对Mg-7Zn-1Cu合金非枝晶显微组织的影响 |
4.1.2 等温热处理后Mg-7Zn-1Cu-x V合金的物相分析 |
4.2 Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金非枝晶组织演变过程 |
4.2.1 保温温度对非枝晶组织的影响 |
4.2.2 保温时间对非枝晶组织的影响 |
4.3 Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金非枝晶组织的特征 |
4.4 半固态等温热处理过程中组织演变分析 |
4.4.1 初始粗化阶段 |
4.4.2 组织的分离及球化 |
4.4.3 固相颗粒的合并及熟化 |
4.5 本章小结 |
第5章 热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金的影响 |
5.1 Mg-7Zn-1Cu-0.3V铸态合金的固溶处理 |
5.1.1 固溶温度对铸态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金组织的影响 |
5.1.2 固溶时间对铸态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金组织的影响 |
5.2 Mg-7Zn-1Cu-0.3V铸态合金的时效处理 |
5.2.1 时效时间对铸态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金组织的影响 |
5.2.2 时效时间对铸态合金硬度的影响 |
5.3 最佳热处理工艺下铸态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金物相及SEM分析 |
5.4 铸态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金峰时效态的透射分析 |
5.5 热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金非枝晶组织的影响 |
5.5.1 固溶处理对Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金非枝晶组织的影响 |
5.5.2 时效处理对Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金非枝晶组织的影响 |
5.6 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金时效析出相的TEM分析 |
5.6.1 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金时效初期的TEM观察 |
5.6.2 非枝晶态Mg-7Zn-1Cu-0.3V合金峰时效下的TEM分析 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
(8)热处理对Mg-7Zn-0.3Mn-xCu镁合金微观组织及性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 镁及镁合金概述 |
1.1.1 镁及镁合金的基本特点 |
1.1.2 镁合金的应用现状与发展状况 |
1.2 镁合金中主要的合金化元素及其作用 |
1.3 Mg-Zn系合金的研究现状 |
1.3.1 Mg-Zn二元合金 |
1.3.2 微合金化的Mg-Zn系合金 |
1.3.3 Mg-Zn系合金的热处理研究 |
1.4 半固态成形技术概述 |
1.4.1 半固态成形技术与工艺 |
1.4.2 半固态合金浆(坯)料的制备方法 |
1.5 镁合金半固态组织的热处理探究 |
1.6 课题研究目的、意义及内容 |
1.6.1 课题研究目的及意义 |
1.6.2 课题的研究内容 |
第2章 实验内容与方案 |
2.1 研究技术路线 |
2.2 实验材料与合金制备 |
2.2.1 合金成分的确定 |
2.2.2 合金材料及实验设备 |
2.2.3 实验合金的熔炼与浇注 |
2.3 合金的热处理工艺 |
2.3.1 T4热处理 |
2.3.2 T6热处理 |
2.3.3 半固态等温热处理工艺的选择 |
2.4 材料组织的表征与分析方法 |
2.4.1 金相显微组织观察 |
2.4.2 X射线物相分析(XRD) |
2.4.3 扫描电镜(SEM)观察及能谱(EDS)分析 |
2.4.4 透射电镜(TEM)观察与分析 |
2.4.5 合金硬度测试 |
第3章 铸态Mg-7Zn-0.3Mn-x Cu镁合金组织与性能研究 |
3.1 Cu微合金化Mg-7Zn-0.3Mn合金的XRD物相分析 |
3.2 Cu微合金化Mg-7Zn-0.3Mn合金的组织研究 |
3.2.1 合金的铸态显微组织 |
3.2.2 显微组织的特征分析(SEM+EDS) |
3.3 合金的显微硬度 |
3.4 本章小结 |
第4章 Mg-7Zn-0.3Mn-x Cu镁合金半固态非枝晶组织研究 |
4.1 不同Cu含量和等温温度下合金的半固态非枝晶组织研究 |
4.1.1 Cu含量对Mg-7Zn-0.3Mn镁合金非枝晶组织的影响 |
4.1.2 Mg-7Zn-0.3Mn-x Cu合金等温重熔后的物相分析 |
4.2 Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu镁合金半固态等温热处理工艺探索 |
4.2.1 保温温度 |
4.2.2 保温时间 |
4.3 Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金非枝晶组织特征的分析 |
4.4 Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金非枝晶组织演变机理分析 |
4.4.1 初始粗化阶段 |
4.4.2 分离及球化阶段 |
4.4.3 非枝晶组织的最后粗化阶段 |
4.5 本章小结 |
第5章 热处理对Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金组织及硬度的影响 |
5.1 Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu铸态合金的固溶处理 |
5.1.1 固溶温度 |
5.1.2 固溶时间 |
5.2 固溶态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金的物相分析 |
5.2.1 物相组成 |
5.2.2 SEM+EDS分析 |
5.3 铸态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金的时效处理 |
5.3.1 时效时间对铸态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金组织的影响 |
5.3.2 时效时间对Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金硬度的影响 |
5.3.3 峰时效态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金物相及SEM分析 |
5.4 热处理对Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金非枝晶组织的影响 |
5.4.1 固溶处理 |
5.4.2 时效处理 |
5.5 非枝晶态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金时效析出相的TEM分析 |
5.5.1 非枝晶态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金时效初期的TEM分析 |
5.5.2 非枝晶态Mg-7Zn-0.3Mn-1Cu合金峰时效态析出相的TEM分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
(9)TiB2/Al复合材料铸坯半固态组织演变及触变锻造(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 铝基复合材料研究进展 |
1.2.1 颗粒增强铝基复合材料 |
1.2.2 原位自生制备方法 |
1.3 半固态加工成形技术的研究现状 |
1.3.1 半固态加工成形技术的分类及特点 |
1.3.2 半固态坯料制备工艺方法 |
1.3.3 铝基复合材料半固态触变成形 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 研究方案 |
2.1 TiB_2/2024Al复合材料铸坯制备 |
2.1.1 试验材料及设备 |
2.1.2 试验方法及参数 |
2.2 TiB_2/2024Al复合材料半固态重熔 |
2.2.1 试验设备 |
2.2.2 试验方法及参数 |
2.3 TiB_2/2024Al复合材料半固态触变锻造成形 |
2.3.1 试验设备 |
2.3.2 试验方法及参数 |
2.4 组织性能表征 |
2.4.1 X射线衍射物相分析 |
2.4.2 微观组织分析 |
2.4.3 透射电镜物相分析 |
2.4.4 力学性能测试 |
第3章 TiB_2/2024Al复合材料铸坯制备 |
3.1 引言 |
3.2 浇注温度对复合材料铸坯微观组织的影响 |
3.2.1 物相确定与组织观察 |
3.2.2 浇注温度对复合材料铸坯微观组织的影响机制 |
3.3 浇注温度730℃复合材料铸坯微观组织均匀性分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 复合材料常规热辐射加热半固态重熔组织演变 |
4.1 引言 |
4.2 不同温度液锻坯料半固态重熔组织演变 |
4.3 重熔参数对复合材料铸坯半固态组织演变的影响 |
4.3.1 半固态重熔组织演变 |
4.3.2 常规热辐射加热半固态组织演化机制 |
4.4 复合材料半固态重熔组织均匀性分析 |
4.5 超声振动对复合材料铸坯半固态重熔组织演变的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 复合材料感应加热半固态重熔及触变成形 |
5.1 引言 |
5.2 重熔参数对复合材料铸坯半固态组织演变的影响 |
5.3 超声振动对复合材料铸坯半固态重熔组织演变的影响 |
5.4 TiB_2/Al复合材料半固态触变锻造成形 |
5.4.1 半固态触变锻造成形试验 |
5.4.2 触变锻造成形连杆组织及力学性能分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(10)半固态6061铝合金的SIMA法制备工艺及触变成形研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 半固态成形技术概述 |
1.2.1 半固态成形的概念及主要工艺路线 |
1.2.2 半固态合金坯料制备技术 |
1.2.3 半固态金属的流变性与触变性 |
1.3 半固态流变成形 |
1.3.1 流变成形工艺 |
1.3.2 铝合金流变成形的研究现状 |
1.4 半固态触变成形 |
1.4.1 坯料重熔加热 |
1.4.2 触变成形工艺 |
1.4.3 铝合金触变成形的研究现状 |
1.5 本论文的主要研究内容 |
第二章 研究方案及实验方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试样方法及流程 |
2.3 镦粗变形及等温热处理实验 |
2.3.1 室温镦粗变形 |
2.3.2 等温热处理实验 |
2.4 等温压缩实验 |
2.4.1 实验设备与试样加工 |
2.4.2 实验方案及步骤 |
2.5 半固态触变挤压铸造试验 |
2.5.1 电磁感应加热 |
2.5.2 挤压铸造试验 |
2.6 显微组织观察及分析 |
2.6.1 光学显微组织观察 |
2.6.2 SEM-EDS微观组织观察和能谱分析 |
2.6.3 IPP图像分析 |
2.7 力学性能测试 |
第三章 SIMA法工艺参数对6061 铝合金半固态组织演变的影响 |
3.1 6061 合金的镦粗变形 |
3.1.1 6061 合金镦粗变形前后的显微组织 |
3.1.2 6061 合金镦粗变形前后的力学性能 |
3.2 变形态6061 合金在半固态等温热处理过程中的组织演变 |
3.2.1 6061 合金在610℃下的等温热处理 |
3.2.2 6061 合金在620℃下的等温热处理 |
3.2.3 6061 合金在630℃下的等温热处理 |
3.3 SIMA法中热处理工艺对6061 合金半固态组织的影响 |
3.3.1 热处理温度对组织的影响 |
3.3.2 保温时间对组织的影响 |
3.4 SIMA法中变形量对6061 合金半固态组织的影响 |
3.5 半固态等温热处理后6061 合金的力学性能 |
3.6 本章小结 |
第四章 6061 合金从室温至半固态温度的压缩力学行为 |
4.1 6061 铝合金在26℃~500℃下的真应力-应变曲线 |
4.2 6061 铝合金在半固态温度(600~620℃)下的真应力-应变曲线 |
4.3 变形温度和应变速率对真应力的影响 |
4.3.1 变形温度对峰值应力与稳态应力的影响 |
4.3.2 应变速率对峰值应力与稳态应力的影响 |
4.4 本构方程的建立 |
4.4.1 6061 合金在高温塑性变形的本构方程 |
4.4.2 6061 合金在半固态触变变形的本构方程 |
4.5 本章小结 |
第五章 半固态坯料的触变挤压铸造成形 |
5.1 半固态坯料的制备 |
5.1.1 恒电流加热 |
5.1.2 PID闭环控制加热 |
5.2 6061 合金半固态坯料的挤压铸造成形 |
5.2.1 触变挤压铸造成形6061 合金的显微组织 |
5.2.2 触变挤压铸造成形6061 合金的力学性能 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的学术成果 |
四、半固态等温热处理制备非枝晶组织合金坯料的研究进展(论文参考文献)
- [1]高锌含量Mg-Zn-Al-Cu-Mn系列合金组织与力学性能研究[D]. 李培亮. 齐鲁工业大学, 2021(10)
- [2]CoCrCu1.2FeNi高熵合金热变形诱导制备半固态坯和高温短时氧化行为[D]. 黄敏杰. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]热处理对Mg-8Zn-1Cu-xAl镁合金微观组织的影响[D]. 李旭娇. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]热处理对Mg-7Zn-1Cu-0.1Mn-xCr镁合金微观组织及性能影响[D]. 尚文涛. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]SiCp/AZ91D半固态挤压组织与性能的研究[D]. 蒋傲雪. 太原理工大学, 2020(07)
- [6]非晶复合材料的半固态加工技术[J]. 刘军,杨湘杰. 精密成形工程, 2020(03)
- [7]热处理对Mg-7Zn-1Cu-xV镁合金微观组织的影响[D]. 魏浪浪. 兰州理工大学, 2020(12)
- [8]热处理对Mg-7Zn-0.3Mn-xCu镁合金微观组织及性能的影响[D]. 杨剑桥. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]TiB2/Al复合材料铸坯半固态组织演变及触变锻造[D]. 靳钰. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]半固态6061铝合金的SIMA法制备工艺及触变成形研究[D]. 谷立东. 上海交通大学, 2018(01)