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微合金化元素La对经Al-5Ti-1B处理的Al-Mg合金凝固组织影响
1
作者 李赐宇 张丽丽 +3 位作者 张悦 江鸿翔 赵九洲 何杰 《物理学报》 北大核心 2026年第1期420-427,共8页
实验研究了微合金化元素La对经Al-5Ti-1B细化处理的Al-Mg合金凝固组织的影响,发现添加微量的La可进一步细化Al-Mg合金凝固组织,降低a-Al的形核过冷度.建立了微合金化元素La在Al合金熔体和TiB_(2)界面处偏析行为模型,探明了微合金化元素L... 实验研究了微合金化元素La对经Al-5Ti-1B细化处理的Al-Mg合金凝固组织的影响,发现添加微量的La可进一步细化Al-Mg合金凝固组织,降低a-Al的形核过冷度.建立了微合金化元素La在Al合金熔体和TiB_(2)界面处偏析行为模型,探明了微合金化元素La增强TiB_(2)粒子对a-Al异质形核能力的作用机理,计算结果表明,微合金化元素La富集于Al熔体和TiB_(2)粒子间界面处,降低TiB_(2)和a-Al间的界面能和接触角,增强TiB_(2)对a-Al的形核能力,进一步细化基体晶粒组织. 展开更多
关键词 al-MG合金 晶粒细化 微合金化元素La al-5Ti-B
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涂层刀具钻削Al-50Si合金的钻削性能分析和钻削质量研究
2
作者 牛秋林 王星华 +2 位作者 戴福朋 向道辉 刘俐鹏 《宇航材料工艺》 北大核心 2026年第1期79-87,共9页
Al-50Si合金微观结构复杂,大量的块状初晶硅分布于铝基体中,使得其在钻削过程中由于两相异性产生刀尖粘屑,加剧刀具磨损。随着切削参数的变化,轴向力和钻削温度会随之改变,进而影响钻孔质量。针对此种难加工材料,本文分别采用TiAlN、TiC... Al-50Si合金微观结构复杂,大量的块状初晶硅分布于铝基体中,使得其在钻削过程中由于两相异性产生刀尖粘屑,加剧刀具磨损。随着切削参数的变化,轴向力和钻削温度会随之改变,进而影响钻孔质量。针对此种难加工材料,本文分别采用TiAlN、TiCN和TiN涂层硬质合金钻头对Al-50Si合金进行钻削实验,通过揭示不同切削参数下涂层钻头钻削轴向力的变化规律、涂层刀具磨损类型、对比孔出入口和孔壁质量的损伤程度,开展涂层刀具的钻削性能以及Al-50Si合金的钻孔质量研究。结果表明:涂层刀具表面发生铝基体粘结、崩刃等现象,磨损机理主要是粘结磨损与磨粒磨损;钻削轴向力Fz受进给量f影响最大;刀具剪切力越大,孔入口质量越好;孔壁质量与刀具的切削性能相关,加工表面会出现凹坑、划痕、切屑粘结以及基体撕裂等缺陷;孔出口质量受钻削轴向力Fz影响最大,钻削轴向力Fz越大,孔出口质量越差。TiAlN涂层刀具在切削速度v为70 m/min,进给量f为0.05 mm/r时,获得的钻削质量较好。 展开更多
关键词 al-50Si合金 涂层刀具 钻削性能 钻孔质量
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Cr含量与热处理对Al-Si-Mg-Cu合金组织性能影响研究
3
作者 顾琪 周鹏飞 +2 位作者 贲能军 张小玮 惠为东 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第3期449-457,共9页
通过添加不同含量Cr,结合两种固溶处理工艺(SST1和SST2)及时效处理(T6),研究了Cr含量和热处理时Al-Si-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明,Cr的加入有效调控了富Fe相的形貌,抑制了β-Al5FeSi相的生成,促进了Al(Cr,Fe)Si弥散相的形成... 通过添加不同含量Cr,结合两种固溶处理工艺(SST1和SST2)及时效处理(T6),研究了Cr含量和热处理时Al-Si-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明,Cr的加入有效调控了富Fe相的形貌,抑制了β-Al5FeSi相的生成,促进了Al(Cr,Fe)Si弥散相的形成。随着Cr含量的增加,合金硬度显著提高,尤其在SST2处理条件下,硬度提升最大。同时,Cr的加入在固溶处理后增强了合金的抗拉强度和屈服强度,但也降低了塑性,尤其当Cr含量超过0.15%时,伸长率显著下降。TEM分析显示,Cr元素通过促进弥散相的析出提高了合金的强化效果。然而,合金时效态和固溶态硬度差值下降,说明弥散相的强化作用在时效阶段有所减弱。综合分析表明,Cr对铸造Al-Si-Mg-Cu合金的性能有显著影响,但其强化效果在时效过程中未能完全保持,需进一步优化处理工艺。 展开更多
关键词 al-Si-Mg-Cu铸造合金 CR 热处理 富Fe相 弥散相
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不同铜含量Al-Si-Mg铸造合金的时效析出行为
4
作者 周鹏飞 贲能军 +1 位作者 张小玮 惠为东 《机械工程材料》 北大核心 2026年第1期65-71,共7页
铸造了不同铜质量分数(0,0.6%,1.2%,2.1%)的Al-Si-Mg-Cu合金,并进行双级固溶(500℃×6 h+530℃×4 h,水淬)+时效(175℃保温0~96 h,空冷)的T6热处理,研究了铜含量对合金时效析出行为的影响,分析了硬度“双峰”现象的形成机制。... 铸造了不同铜质量分数(0,0.6%,1.2%,2.1%)的Al-Si-Mg-Cu合金,并进行双级固溶(500℃×6 h+530℃×4 h,水淬)+时效(175℃保温0~96 h,空冷)的T6热处理,研究了铜含量对合金时效析出行为的影响,分析了硬度“双峰”现象的形成机制。结果表明:铜质量分数不超过0.6%时合金硬度随时效时间延长先增大后减小,呈现单峰变化;铜质量分数不低于1.2%时合金出现硬度“双峰”现象,且第二个硬度峰值要略高于第一个。175℃下时效10 h后,低铜含量合金主要析出相为β′′相,时效16 h后主要析出相不变;175℃下时效10 h后,高铜含量合金主要析出相为Q′相,时效16 h后主要析出相为θ′相。高铜含量合金硬度“双峰”现象是由时效过程中析出相演变引起的,主要析出相随时效时间延长由Q′相转变为θ′相。 展开更多
关键词 al-Si-Mg-Cu合金 时效 析出相 硬度
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电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展冶金缺陷、微观组织和力学性能
5
作者 马成勇 侯旭儒 +4 位作者 赵琳 阚成玲 曹洋 彭云 田志凌 《金属学报》 北大核心 2026年第1期29-46,共18页
电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc系合金的研究进展,包... 电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点,成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一,尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc系合金。基于此,本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc系合金的研究进展,包括冶金缺陷、微观组织和成形性能。在WAAM中,通过优化丝材成分、打印工艺和引入层间搅拌摩擦加工(FSP)均能有效降低气孔率,改善微观组织和提升合金性能。成形合金最低气孔率约为0.026%;由于Sc强烈的微合金化作用,微观组织均为等轴晶,平均晶粒尺寸约为10μm,成形合金表现出优异的性能,直接时效后,合金最高抗拉强度可达470 MPa,且具有优异的塑性。然而,WAAM专用Al-Mg-Sc系合金丝材的研发、冶金缺陷形成的内在机理、粗大微米级Al3(Sc1-x,Zrx)相的调控以及多性能的探究仍需进一步解决。最后,基于机器学习在智能制造中的优势,对未来机器学习在WAAM成形中的应用进行了展望:正向性能预测与逆向成分/工艺求解,从而加速WAAM专用高强度铝合金丝材研发,并降低生产成本、缩短研制周期。 展开更多
关键词 电弧增材制造 高强度al-Mg-Sc合金 冶金缺陷 组织和性能 机器学习
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瞬态冲击载荷下Al-Cu-Mg合金的力学性能及纳米析出相演化的动力学行为
6
作者 范才河 武帅 +4 位作者 胡泽艺 蒋文婷 毛垚晶 李济 钱嘉伟 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第1期133-144,共12页
基于瞬态冲击实验和分子动力学模拟,研究了超高应变速率下Al-Cu-Mg合金纳米析出相S′相的演变规律及动力学行为。实验结果表明,当瞬态冲击应变速率为7.0×10^(8)s^(-1)时,S′相发生了断裂,但析出相与基体边界没有变形,冲击后的抗拉... 基于瞬态冲击实验和分子动力学模拟,研究了超高应变速率下Al-Cu-Mg合金纳米析出相S′相的演变规律及动力学行为。实验结果表明,当瞬态冲击应变速率为7.0×10^(8)s^(-1)时,S′相发生了断裂,但析出相与基体边界没有变形,冲击后的抗拉强度为290.96 MPa;当瞬态冲击应变速率为3.35×10^(9)s^(-1)时,S′相发生明显弯曲变形,抗拉强度为356.59 MPa。分子动力学模拟结果表明,高应变速率下,位错快速增殖;而低剪切速率下,位错密度保持相对恒定,主要是由于瞬态冲击载荷下位错具有最大滑移速度(2.5Å/ps),从而决定了在一定的位错密度下的极限应变速率。在相同的应变速率下,当应变从8%增大到11%时,位错密度开始成倍增加,达到初始密度的20倍以上。瞬态冲击过程中大量位错连续剪切S′相,促使S′相中的原子扩散到铝基体,从而导致铝基体形貌发生改变。 展开更多
关键词 al-CU-MG合金 瞬态冲击 析出相 位错 动力学
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工艺参数和时效处理对LPBF制备Al-Mg-Sc-Zr合金微观组织及力学性能的影响
7
作者 李亚杰 曹少杰 +1 位作者 秦凤明 赵晓东 《锻压技术》 北大核心 2026年第3期165-172,共8页
激光增材制造的复杂工艺和热行为将导致材料具有复杂的微观结构和性能演变。为了提高激光粉末床熔融(LPBF)增材制造的Al-4.8Mg-0.7Sc-0.3Zr合金的成形质量和力学性能,系统研究了LPBF成形Al-4.8Mg-0.7Sc-0.3Zr合金的工艺优化、微观组织... 激光增材制造的复杂工艺和热行为将导致材料具有复杂的微观结构和性能演变。为了提高激光粉末床熔融(LPBF)增材制造的Al-4.8Mg-0.7Sc-0.3Zr合金的成形质量和力学性能,系统研究了LPBF成形Al-4.8Mg-0.7Sc-0.3Zr合金的工艺优化、微观组织演变及时效处理。研究结果表明,当激光功率为300 W、扫描速度为1000 mm·s^(-1)时,试样的相对密度最高,达到99.6%,显微硬达到109.4 HV。柱状晶和等轴晶分别分布于熔池内部和边界,柱状晶在等轴晶的基础上持续生长,具有一定的择优取向,其具有典型的纤维织构<001>//Z。柱状晶的长轴尺寸分布在4~18.5μm之间,平均晶粒尺寸约为9.7μm;等轴晶的平均晶粒尺寸约为1.2μm。LPBF制备Al-Mg-Sc-Zr合金的硬度、抗拉强度和伸长率分别为109.4 HV、357.6 MPa和24.6%,经过325℃/4 h的最佳时效处理后,合金的硬度、抗拉强度和伸长率分别为170.8 HV、512.5 MPa和10.3%。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 al-MG-SC-ZR合金 微观结构特征 热处理 强化机制 力学性能
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热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层表面热疲劳裂纹自动识别
8
作者 张文静 杨学坤 +1 位作者 李明亮 刘茵 《电镀与精饰》 北大核心 2026年第3期70-76,共7页
不同合金结构元素在受到周期性变化的影响下其热应力变化也不同,热疲劳会导致合金开裂产生裂纹,而小于结构元素的干扰会增加表面镀层图像的噪点,灰度特征容易与背景融合,降低了对裂纹定位的精度,热疲劳裂纹识别效果不佳。本文针对热浸镀... 不同合金结构元素在受到周期性变化的影响下其热应力变化也不同,热疲劳会导致合金开裂产生裂纹,而小于结构元素的干扰会增加表面镀层图像的噪点,灰度特征容易与背景融合,降低了对裂纹定位的精度,热疲劳裂纹识别效果不佳。本文针对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层表面热疲劳裂纹自动识别方法展开研究。考虑到热浸镀Zn-Al-Mg合金结构元素的热应力变化,对镀层图像进行腐蚀和膨胀运算,并基于数学形态滤波,完成镀层表面图像滤波去噪处理;构建卷积神经网络模型,添加空间注意力机制以及信道注意力机制,提取热疲劳裂纹区域特征图,与背景分离;在训练模型过程中引入损失函数,提高对裂纹定位的精度,并将裂纹识别转换成二分类问题,实现合金镀层表面热疲劳裂纹自动识别。通过实验证明:利用所提方法进行热疲劳裂纹自动识别,峰值信噪比保持在25 dB以上,不仅能够准确捕捉裂纹的整体形态,而且就连极其微小的细节部分也能被有效识别,平均计算量为2.2 GFLOPs,平均参数量为1435106.6 M,能够以最快的速度完成裂纹识别任务,应用效果较好。 展开更多
关键词 热浸镀 Zn-al-Mg合金镀层 热疲劳裂纹 自动识别 卷积神经网络
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La微合金化对Al-Si合金热变形行为及其微观组织变化规律的影响
9
作者 凌云 陈宣 项雁玲 《热加工工艺》 北大核心 2026年第6期211-216,223,共7页
通过熔铸法制备不含La以及La含量为0.068%的Al-Si-La合金,将两种Al-Si-(La)合金进行等温热压缩试验,试验热变形温度分别为300℃和400℃,应变速率分别为0.01 s^(-1)和0.1 s^(-1),研究合金的热变形行为。使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM... 通过熔铸法制备不含La以及La含量为0.068%的Al-Si-La合金,将两种Al-Si-(La)合金进行等温热压缩试验,试验热变形温度分别为300℃和400℃,应变速率分别为0.01 s^(-1)和0.1 s^(-1),研究合金的热变形行为。使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)能谱分析和硬度仪等方式,研究不同La含量对Al-Si-La合金热变形微观组织和力学性能的影响。结果表明,两种合金的流变应力均随变形温度的升高和应变速率的减小而降低,添加La的Al-Si合金在300℃、0.1 s^(-1)热变形条件下呈现出稳定流变状态,同时La的加入增大了合金的峰值应力。La的添加会生成AlSiLa金属中间化合物,起到优化共晶Si相形貌和细化尺寸的作用,使热变形Al-Si合金的硬度增大。 展开更多
关键词 La微合金化 al-SI合金 热变形 微观组织
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Al-Si合金凝固组织细化技术的发展
10
作者 赵静 《上海金属》 2026年第2期1-12,共12页
Al-Si合金比强度高、铸造性能和耐热耐蚀性优异,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。然而,高硅含量导致的粗大共晶硅相和α-Al相严重影响Al-Si合金的力学性能和加工性能。基于对Al-Si合金凝固组织精细化控制的要求,概述了晶粒细化技术... Al-Si合金比强度高、铸造性能和耐热耐蚀性优异,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。然而,高硅含量导致的粗大共晶硅相和α-Al相严重影响Al-Si合金的力学性能和加工性能。基于对Al-Si合金凝固组织精细化控制的要求,概述了晶粒细化技术的机制和化学变质剂(如Sr、P、稀土)、抗Si/Zr“毒化”的复合细化剂(如Al-TCB晶种合金)、物理场细化及快速凝固技术(半固态成形、喷射沉积)等细化Al-Si合金凝固组织技术的发展。 展开更多
关键词 al-SI 合金 变质处理 细化 物理场 快速凝固
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TC4钛合金表面热浸镀Al-Mg5合金镀层的Ti/Al界面特性
11
作者 王禹同 魏守征 +3 位作者 饶文姬 程璇 张英乔 李志勇 《材料热处理学报》 北大核心 2026年第1期154-163,共10页
为了实现Ti/Al异质界面组织结构的均匀化,在TC4钛合金表面进行了热浸镀Al-Mg5合金镀层,重点分析了工艺参数对镀层宏观形貌、Ti/Al界面特性的影响,并对Ti/Al界面的反应机理进行了研究。结果表明:在试验工艺参数下,随着热浸镀温度T的升高... 为了实现Ti/Al异质界面组织结构的均匀化,在TC4钛合金表面进行了热浸镀Al-Mg5合金镀层,重点分析了工艺参数对镀层宏观形貌、Ti/Al界面特性的影响,并对Ti/Al界面的反应机理进行了研究。结果表明:在试验工艺参数下,随着热浸镀温度T的升高或保温时间t的延长,镀层逐渐变得平滑均一;固定t,镀层厚度随T的升高先减小后略有增大;固定T,镀层厚度随t的延长大致呈先增加后减少的趋势;TC4钛合金与Al-Mg5合金镀层之间仅形成一层TiAl_(3);固定T,TiAl_(3)层厚度随t的延长逐渐增大;固定t,随着T的升高TiAl_(3)层不仅厚度逐渐增大,形态也发生了变化,T≤900℃时,TiAl_(3)层呈胞状,T≥1000℃时,TiAl_(3)层转变为齿状;界面处TiAl_(3)层的形成主要包括:铝液在钛表面润湿铺展,Ti、Al元素互扩散,TiAl_(3)的异质形核及TiAl_(3)层的持续生长4个阶段。 展开更多
关键词 TC4钛合金 al-Mg5合金 热浸镀 Ti/Al界面 微观组织
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镧添加量对Al-9Si-1Fe合金组织细化及性能的影响
12
作者 巨江澜 张子琦 +1 位作者 王成杰 李庆林 《机械工程材料》 北大核心 2026年第2期19-26,共8页
以工业纯铝、Al-50Fe、Al-20Si和Al-20La中间合金为原料进行熔配,经2000 W功率超声处理后浇注制备Al-9Si-1Fe-xLa合金(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,质量分数/%),研究了镧添加量对合金显微组织、力学性能及摩擦学性能的影响。结果表明:随着... 以工业纯铝、Al-50Fe、Al-20Si和Al-20La中间合金为原料进行熔配,经2000 W功率超声处理后浇注制备Al-9Si-1Fe-xLa合金(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,质量分数/%),研究了镧添加量对合金显微组织、力学性能及摩擦学性能的影响。结果表明:随着镧添加量增加,合金组织中α-Al的二次枝晶间距、共晶硅的长宽比以及富铁金属间化合物的长度均先减小后增加,在镧添加量(质量分数)为0.3%时最小,分别为5.4μm,1.00,4.5μm,该添加量下组织的细化效果最好。随着镧添加量的增加,合金的硬度提高,抗拉强度和断后伸长率均先增后减,磨损率降低。当镧添加量为0.3%时,抗拉强度和断后伸长率最大,分别为224 MPa和2.28%,平均摩擦因数最低。 展开更多
关键词 al-9Si-1Fe合金 稀土镧 超声处理 显微组织 力学性能 摩擦学性能
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Cu/Al异质接头的钎焊:一种新型低银Al-Ge-Ag中温钎料
13
作者 崔敏 张顺猛 +6 位作者 熊凯 何俊杰 叶运炀 张硕 杨瑞霞 闻明 毛勇 《中国材料进展》 北大核心 2026年第4期316-323,共8页
Cu/Al异质接头在新能源领域应用潜力巨大,但二者物化性质差异导致界面易形成脆性金属间化合物,恶化接头性能。开发新型钎料并优化工艺是实现接头高性能连接的关键。基于Thermo-Calc热力学计算,设计并制备了一种低银Al-Ge-Ag三元共晶钎料... Cu/Al异质接头在新能源领域应用潜力巨大,但二者物化性质差异导致界面易形成脆性金属间化合物,恶化接头性能。开发新型钎料并优化工艺是实现接头高性能连接的关键。基于Thermo-Calc热力学计算,设计并制备了一种低银Al-Ge-Ag三元共晶钎料(AlGe 25.5 Ag 5,下标为原子数分数)。DSC测量显示该钎料固相线与液相线温度分别为417.26和436℃,熔程较窄,满足Cu/Al异质接头钎焊需求。XRD、SEM和EDS分析表明该铸态钎料合金由Al相、Ge相及Ag_(2)Al相组成,与预测一致。采用该钎料在真空中成功实现Cu/Al钎焊,系统研究钎焊温度(500,520和540℃)对接头剪切强度的影响。结果表明,520℃时钎焊接头界面结合良好,无缺陷,主要生成Cu_(3) Al_(2)与Al_(2)Cu化合物,接头剪强度最高(38.2 MPa)。为Cu/Al异质连接提供了一种新型中温低银钎料,并为钎焊工艺优化提供了数据支撑。 展开更多
关键词 Cu/Al异质接头 钎焊 al-Ge-Ag钎料 微观组织 剪切强度
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轧制-拉拔-退火冷却协同调控下Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金组织与织构演变机制
14
作者 孙小平 刘东 +4 位作者 杜予晅 雷磊 张朋辉 吴聪 雷蕃 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期535-542,共8页
研究了Ti-3Al-5Mo-4.5V(TC16)合金棒材在轧制-拉拔-不同退火冷却(水淬(WQ)、空冷(AC)和炉冷(FC))方式下微观组织和织构的协同演变机制。结果表明:TC16钛合金棒材初始片层组织在两相区轧制和退火过程中通过动态再结晶和α相长大形成了由... 研究了Ti-3Al-5Mo-4.5V(TC16)合金棒材在轧制-拉拔-不同退火冷却(水淬(WQ)、空冷(AC)和炉冷(FC))方式下微观组织和织构的协同演变机制。结果表明:TC16钛合金棒材初始片层组织在两相区轧制和退火过程中通过动态再结晶和α相长大形成了由等轴α和β相组成的双相组织,β相和α相分别形成了<110>//Y(Y//棒材轴向)和<101ˉ0>//Y的丝织构。热拉拔虽未改变织构类型,但热拉拔变形导致内部晶粒取向梯度明显增加,进而显著减弱织构强度。退火冷速速率对α相含量调控显著,等轴α相含量由WQ的36.8vol%增至FC的74.9vol%。不同冷速下的β相和α相织构类型与拉拔态织构一致。退火加热阶段α→β相变通过Burgers取向关系(BOR)继承并强化原始β相织构;而冷却过程中β→α相变因自适应效应触发变体选择,导致α相织构强度增强。由此可见,热处理可继承并强化轧制-拉拔织构,而非重构其类型。本研究通过热加工-冷却协同调控策略,为钛合金微观组织和织构优化提供参考和指导。 展开更多
关键词 Ti-3al-5Mo-4.5V钛合金 轧制-拉拔 冷却速率 微观组织 织构
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SLM成形Ti-6Al-4V合金的各向异性拉伸行为及缺陷敏感性分析
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作者 孔阿康 赵元 +7 位作者 杨朋飞 臧涛 李梦佳 孙磊 何家键 鄂世举 刘洋 张嘉振 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第3期961-975,共15页
本文针对经过退火后激光选区熔化(SLM)成形的Ti-6Al-4V合金的力学性能进行研究,重点探讨材料的各向异性力学行为及缺陷敏感性。通过对有无预制缺陷试件开展力学测试,揭示了缺陷的尺寸和位置对材料力学性能的影响规律。基于广义胡克定律... 本文针对经过退火后激光选区熔化(SLM)成形的Ti-6Al-4V合金的力学性能进行研究,重点探讨材料的各向异性力学行为及缺陷敏感性。通过对有无预制缺陷试件开展力学测试,揭示了缺陷的尺寸和位置对材料力学性能的影响规律。基于广义胡克定律和Hill48屈服准则,建立了考虑各向异性特征的弹塑性本构模型。通过有限元分析,验证了该模型在描述材料特性和预测力学响应方面的有效性和可靠性。结果表明:预制缺陷的存在并不改变SLM成形Ti-6Al-4V合金试件的破坏形式,其拉伸模量和抗拉强度均对缺陷的尺寸和位置不敏感,但其断后伸长率明显随着缺陷尺寸的增大而下降,并且缺陷尺寸相同时,位于试件边缘的缺陷相比位于试件中心的缺陷更容易引起材料失效。 展开更多
关键词 激光选区熔化 TI-6al-4V 各向异性 力学性能 本构模型 缺陷
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Ce和Mn对Al-Cu合金显微组织与力学性能的影响
16
作者 谭纬文 林冲 +3 位作者 王彦伟 李杰 吕书林 吴树森 《热加工工艺》 北大核心 2026年第4期23-29,共7页
采用OM、XRD、SEM、EDS等手段,研究了Al-5Cu-0.6Mn-xCe(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)和Al-5Cu-0.3CeyMn(y=0,0.6,0.9)合金的显微组织与力学性能。结果表明,Al-5Cu-0.6Mn-xCe合金组织主要由α(Al)、θ(Al_(2)Cu)、Al_(8)Cu_(4)Ce和T(Al_(12)Cu... 采用OM、XRD、SEM、EDS等手段,研究了Al-5Cu-0.6Mn-xCe(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)和Al-5Cu-0.3CeyMn(y=0,0.6,0.9)合金的显微组织与力学性能。结果表明,Al-5Cu-0.6Mn-xCe合金组织主要由α(Al)、θ(Al_(2)Cu)、Al_(8)Cu_(4)Ce和T(Al_(12)CuMn_(2))相组成。T5热处理后,Al_(8)Cu_(4)Ce相形貌和尺寸基本不变,细小不规则块状T(Al_(12)CuMn_(2))相边缘钝化。随着Ce含量增加,Cu的扩散系数下降,T5热处理后尚未固溶的θ(Al_(2)Cu)相数量增加,Al-5Cu-0.6Mn-xCe合金的力学性能先增大后减小,抗拉强度、屈服强度和伸长率在Ce含量为0.3%时达到最大值,T5态各值分别为306MPa、124MPa和7%,与铸态相比分别提高了54.5%、40.9%和40%。随着Mn含量增加,Al-5Cu-0.3Ce-yMn合金中T(Al_(12)CuMn_(2))相数量增加,铸态合金的抗拉强度与屈服强度先增大后减小,T5态合金各项力学性能均随着Mn含量增加而减小。 展开更多
关键词 al-CU合金 CE MN 显微组织 力学性能
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Zn-19%Al-6%Mg热浸镀层凝固机理及其微观组织演化
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作者 李钊 李远鹏 +2 位作者 江社明 张杰 谯德高 《材料科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期18-24,共7页
随着工业发展与日常生活需求的不断提升,提高材料使用寿命已成为重要研究方向。为开发更具有高耐蚀性的镀层,本研究采用实验室热浸镀模拟机制备了Zn-19%Al-6%Mg镀层,并借助Pandat软件模拟其凝固过程。通过辉光放电光谱仪(GDOES)、扫描电... 随着工业发展与日常生活需求的不断提升,提高材料使用寿命已成为重要研究方向。为开发更具有高耐蚀性的镀层,本研究采用实验室热浸镀模拟机制备了Zn-19%Al-6%Mg镀层,并借助Pandat软件模拟其凝固过程。通过辉光放电光谱仪(GDOES)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及差示扫描量热法(DSC)等手段,对镀层微观组织进行系统表征。结果表明,该镀层主要由初晶Al枝晶、MgZn_(2)金属间化合物及Zn相组成。其凝固过程依次为:初晶Al首先析出,随后形成Al-MgZn_(2)二元共晶组织,最后剩余液相转变为Al-MgZn_(2)-Zn三元共晶组织;初晶相由心部的α-Al相和外壳α-Al与η-Zn共析组织构成;根据DSC测试结果,在Zn-19%Al-6%Mg镀层凝固过程中,初晶相在初始阶段首先析出α-Al。随后,液相与α-Al发生包晶反应,生成高温β-Al相。随着镀层进一步冷却,该高温相β-Al最终共析转变为α-Al+η-Zn相。 展开更多
关键词 Zn-19%al-6%Mg 凝固机理 微观组织 包晶反应 共析组织
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固溶处理对Mg-7.5Al-2Mn-0.2Y-0.15Sc-0.15Zr合金腐蚀行为的影响
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作者 李腾 边丽萍 +4 位作者 李佳琪 赵耀 刘勇强 王涛 梁伟 《金属热处理》 北大核心 2026年第3期137-142,共6页
通过金相及扫描电镜观察、X射线衍射分析、电化学测量、Tafel外推法及电化学阻抗谱(EIS)拟合,研究了固溶处理工艺对Mg-7.5Al-2Mn-0.2Y-0.15Sc-0.15Zr合金微观组织演变与腐蚀行为的影响。结果表明,铸态合金虽然具有较低的自腐蚀电位(-1.3... 通过金相及扫描电镜观察、X射线衍射分析、电化学测量、Tafel外推法及电化学阻抗谱(EIS)拟合,研究了固溶处理工艺对Mg-7.5Al-2Mn-0.2Y-0.15Sc-0.15Zr合金微观组织演变与腐蚀行为的影响。结果表明,铸态合金虽然具有较低的自腐蚀电位(-1.36 V),但β-Mg_(17)Al_(12)相以及枝晶间过饱和的共晶α-Mg组成的网状组织可以作为腐蚀纵向扩展的屏障,因而具有较低的腐蚀速率。经400℃×5 h固溶处理后,网状连续分布的β-Mg_(17)Al_(12)相几乎全部溶解,导致Al元素大量固溶,形成富Al的过饱和α-Mg基体,有利于合金耐腐蚀性能的改善。电化学测试表明,400℃×5 h固溶处理后,合金自腐蚀电位提升至-1.27 V,且电化学阻抗谱的等效电路拟合也具有最大的等效极化电阻(517.1Ω),二者均表明,400℃固溶处理5 h后合金具有更好的耐腐蚀性。 展开更多
关键词 Mg-al-Mn系合金 固溶处理 组织 耐腐蚀性 电化学阻抗谱
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自然时效对新型Al-Zn-Mg-Cu合金人工时效行为的影响
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作者 姜磊 周泰文韬 +3 位作者 张鑫彪 肖星宇 张志豪 谢建新 《金属学报》 北大核心 2026年第2期383-396,共14页
针对自然时效使Al-Zn-Mg-Cu合金峰值时效强度出现矛盾响应的现象,本工作以新型超高强铝合金Al-9.8Zn-2.23Mg-1.38Cu-0.11Cr-0.1Zr(质量分数,%)为研究对象,通过高角度环形暗场扫描透射电子显微技术和三维原子探针断层扫描技术,系统探究... 针对自然时效使Al-Zn-Mg-Cu合金峰值时效强度出现矛盾响应的现象,本工作以新型超高强铝合金Al-9.8Zn-2.23Mg-1.38Cu-0.11Cr-0.1Zr(质量分数,%)为研究对象,通过高角度环形暗场扫描透射电子显微技术和三维原子探针断层扫描技术,系统探究了自然时效时间对峰时效状态下析出相演化、溶质元素分布及力学性能的调控规律。结果表明,自然时效会加速后续人工峰值时效的响应速度。自然时效处理0、1、7和30 d后,经人工时效获得的峰值强度分别为(708±4)、(685±3)、(712±1)和(722±1)MPa,随自然时效时间延长呈现先降低后升高的趋势。这是由于短时自然时效形成的GPI区会在人工时效处理阶段部分溶解,降低后续GPI区、GPII区和η′相的数密度并促进相长大。而自然时效时间的延长使尺寸大于临界形核尺寸的GPI区比例增大,有助于在后续峰值时效时获得更为细小、弥散的析出相,也使得峰值时效下的GPII区比例逐渐增大、η′相比例逐渐降低。 展开更多
关键词 al-ZN-MG-CU合金 自然时效 拉伸性能 析出相
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钻削Al-50wt%Si合金孔内表面粗糙度预测模型研究
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作者 胡锦渊 金成哲 +1 位作者 周浩淳 刘玮 《工具技术》 北大核心 2026年第2期58-65,共8页
孔内表面粗糙度是评价钻孔质量的重要因素,而Al-50wt%Si合金钻孔时因硅含量高易造成表面粗糙度高,从而影响孔加工质量。通过无涂层、TiAlN涂层和Ta-C涂层硬质合金麻花钻的钻孔试验,采用正交试验法探究刀具材料和钻削参数对表面粗糙度的... 孔内表面粗糙度是评价钻孔质量的重要因素,而Al-50wt%Si合金钻孔时因硅含量高易造成表面粗糙度高,从而影响孔加工质量。通过无涂层、TiAlN涂层和Ta-C涂层硬质合金麻花钻的钻孔试验,采用正交试验法探究刀具材料和钻削参数对表面粗糙度的影响规律。基于试验数据建立Ta-C涂层硬质合金麻花钻钻削Al-50wt%Si合金孔内表面粗糙度的预测模型,显著性检验分析表明,该孔内表面粗糙度预测模型具有很好的准确性和可靠性。研究结果表明:各因素的影响程度从大到小依次为进给量、主轴转速、刀具直径。在试验参数范围内,孔内表面粗糙度值与钻头直径和进给量成正比,与主轴转速变化情况成反比,且Ta-C涂层硬质合金麻花钻在加工Al-50wt%Si合金时综合性能更优异,加工质量更高。 展开更多
关键词 钻削 al-50wt%Si合金 表面粗糙度 预测模型 钻削参数
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