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生物医疗材料Ti13Nb13Zr铣削稳定性建模与仿真研究
1
作者 陈东菊 吴建强 +3 位作者 吴水源 潘日 孙锟 范晋伟 《北京工业大学学报》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
针对新型β钛合金Ti13Nb13Zr作为良好的生物植入体医疗材料却因强度高、韧性大、加工过程中易产生颤振等问题,综合考虑铣削过程中再生效应、模态耦合效应、过程阻尼效应等因素,将铣削过程简化为二自由度铣削模型,建立系统动力学方程,并... 针对新型β钛合金Ti13Nb13Zr作为良好的生物植入体医疗材料却因强度高、韧性大、加工过程中易产生颤振等问题,综合考虑铣削过程中再生效应、模态耦合效应、过程阻尼效应等因素,将铣削过程简化为二自由度铣削模型,建立系统动力学方程,并采用二阶全离散法进行求解。通过对比仿真结果,证明了模型有效性,并探究了各项因子对铣削稳定性的影响规律。最后,设计了三因素四自由度正交实验,将铣削方式、刀具磨损带带宽、刀具浸入比等因素依据对稳定性影响程度进行排序,并且得出保证稳定性前提条件下Ti13Nb13Zr最佳铣削方案为采用逆铣,刀具浸入比为0.25,刀具磨损带带宽为35μm。 展开更多
关键词 Ti13Nb13zr 过程阻尼 模态耦合 铣削加工 再生效应 数值仿真
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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
2
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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连续铸造制取Cu-Cr-Zr合金坯杆工艺的研究
3
作者 严兴朝 张锋 +2 位作者 沈迎港 沈陈琪 应小东 《中国铸造装备与技术》 2026年第1期75-79,共5页
针对Cu-Cr-Zr合金的制备提出一种新工艺:采用铜带制成铜管,将Cu-Cr和Cu-Zr中间合金颗粒包裹其中,经激光焊合后,在工频熔化炉中与铜料共同熔化,熔体采用木炭覆盖保护;随后转入保温炉并以石墨鳞片覆盖,全程采用氮气保护及石墨坩埚;最后通... 针对Cu-Cr-Zr合金的制备提出一种新工艺:采用铜带制成铜管,将Cu-Cr和Cu-Zr中间合金颗粒包裹其中,经激光焊合后,在工频熔化炉中与铜料共同熔化,熔体采用木炭覆盖保护;随后转入保温炉并以石墨鳞片覆盖,全程采用氮气保护及石墨坩埚;最后通过上引法连续铸造获得ø25 mm坯杆。在结晶管内表面电镀Zr层,并采用步进电机实现平稳牵引-停止运动,显著延长结晶管寿命。本工艺有效解决了传统方法存在的合金烧损、设备复杂与能耗高等问题。 展开更多
关键词 CU-CR-zr合金 包裹中间合金铜管 Cu-Cr-zr合金熔体制备 连续铸造
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Cu掺杂对L1_(2)-Al_(3)Zr相及L1_(2)/α相界面稳定性的影响
4
作者 杨松 刘伟东 +2 位作者 屈华 付佳玉 陈宇航 《中国材料进展》 北大核心 2026年第3期267-272,共6页
基于EET理论,计算了L1_(2)-Al_(3)Zr、L1_(2)-(Al,Cu)_(3)Zr相和L1_(2)-Al_(3)Zr/α、L1_(2)-(Al,Cu)_(3)Zr/α相界面的价电子结构,从价电子结构角度研究了Cu掺杂对L1_(2)-Al_(3)Zr相与L1_(2)-Al_(3)Zr/α相界面稳定性的影响。研究表明... 基于EET理论,计算了L1_(2)-Al_(3)Zr、L1_(2)-(Al,Cu)_(3)Zr相和L1_(2)-Al_(3)Zr/α、L1_(2)-(Al,Cu)_(3)Zr/α相界面的价电子结构,从价电子结构角度研究了Cu掺杂对L1_(2)-Al_(3)Zr相与L1_(2)-Al_(3)Zr/α相界面稳定性的影响。研究表明:Cu掺杂提高了L1_(2)-Al_(3)Zr相结构内部原子间的键合力,随着Cu掺杂原子百分比的增加,共价电子对数n_(1)、单元总成键能力F和使界面保持连续的原子状态组数σ_(N)逐渐增大,相稳定性逐渐增强;当Cu掺杂原子百分比达到16.7%时,相比未添加Cu,n_(1)和F分别增大7.42%和9.65%,σ_(N)增加379组,当Cu掺杂原子百分比超过16.7%时,n_(1)和F呈下降趋势。Cu掺杂显著降低L1_(2)/α相界面的共价电子密度差Δ_(ρ),增大σ_(n),降低了相界面应力,增强了相界面的连续性;对于L1_(2)-Al_(3)Zr相(001)面Al-Zr原子层与α相形成的相界面,当Cu掺杂原子百分比达到16.7%时,相比未添加Cu时,Δ_(ρ)减小94.99%,σ_(n)增加58组;对于L1_(2)-Al_(3)Zr相(001)面Al原子层与α相形成的相界面,当Cu掺杂原子百分比达到16.7%时,相比未添加Cu时,Δ_(ρ)减小92.24%,σ_(n)增加4组。Cu掺杂提高了L1_(2)-Al_(3)Zr相及L1_(2)/α相界面的稳定性,使之不易发生改组重构,抑制了L1_(2)-Al_(3)Zr向D0_(23)-Al_(3)Zr转变。 展开更多
关键词 L1_(2)-Al_(3)zr相 CU掺杂 相界面 价电子结构 稳定性
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Zr对Al-Cu-Mg-Ag-Sc耐热合金组织和性能的影响
5
作者 周飞月 郑云鹏 +3 位作者 鲁强 王金三 李凯 杜勇 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第2期218-224,共7页
Al-Cu-Mg-Ag合金的Sc微合金化具有双刃剑效应,一方面Sc元素会消耗Cu元素形成AlCuSc第二相,降低合金强度,另一方面,其可以促进Ω相原位转变为具有优异耐热性能的V-AlCuSc相,显著提高其服役温度。协同提升合金室温强度以及耐热性能成为含S... Al-Cu-Mg-Ag合金的Sc微合金化具有双刃剑效应,一方面Sc元素会消耗Cu元素形成AlCuSc第二相,降低合金强度,另一方面,其可以促进Ω相原位转变为具有优异耐热性能的V-AlCuSc相,显著提高其服役温度。协同提升合金室温强度以及耐热性能成为含Sc耐热铝合金的关键问题。通过在Al-Cu-Mg-Ag-Sc耐热合金中添加不同含量的Zr,尝试与过量Sc结合形成Al_(3)(Sc,Zr)颗粒,促进具有优异热稳定性能的Al_(3)(Sc,Zr)与V-AlCuSc相协同析出,从而提高合金的高温服役性能。拉伸性能测试以及多尺度透射电镜表征结果表明,Zr的加入可以有效地细化晶粒,与Sc结合形成Al_(3)(Sc,Zr)颗粒促进合金析出相析出,并形成Al_(3)(Sc,Zr)颗粒与V-AlCuSc相共存的结构,使合金在峰时效和400℃热暴露后均具有更高的强度和塑性。 展开更多
关键词 AL-CU-MG-AG合金 析出相 Al_(3)(Sc zr)颗粒 V-AlCuSc相 热稳定性
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时效工艺对Mg-Gd-Y-Zr合金/纯Al涂层界面扩散行为及微观组织的影响
6
作者 刘小钰 严红革 +3 位作者 陈吉华 王群 夏伟军 苏斌 《材料热处理学报》 北大核心 2026年第2期207-215,共9页
采用冷喷涂技术在GWK61(Mg-6.0Gd-1.0Y-0.4Zr)稀土耐热镁合金表面制备了纯Al涂层,研究了时效工艺对GWK61镁合金与冷喷涂纯Al涂层的界面扩散行为及微观组织的影响。结果表明:在时效处理过程中GWK61合金与Al涂层间发生了界面扩散反应,形... 采用冷喷涂技术在GWK61(Mg-6.0Gd-1.0Y-0.4Zr)稀土耐热镁合金表面制备了纯Al涂层,研究了时效工艺对GWK61镁合金与冷喷涂纯Al涂层的界面扩散行为及微观组织的影响。结果表明:在时效处理过程中GWK61合金与Al涂层间发生了界面扩散反应,形成了金属间化合物(IMC)层,靠近GWK61合金一侧形成的是Mg_(17)Al_(12)(γ相),靠近Al涂层一侧形成的是Al_(3)Mg_(2)(β相),其厚度均随时效温度的升高和时效时间的延长而增大;在175℃时效96 h后β相和γ相的厚度分别为1.7和0.9μm,在190℃时效96 h后的厚度分别为2.8和1.3μm;β相的生长速率高于γ相,两者的生长都遵循抛物线定律;在时效处理过程中Al涂层发生了静态再结晶,位错密度显著降低,这有利于提高其耐腐蚀性。 展开更多
关键词 MG-GD-Y-zr合金 冷喷涂 纯铝涂层 时效处理 抛物线定律 静态再结晶
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铸造Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金的显微组织及力学性能
7
作者 常锴骞 祝令通 +2 位作者 张清 李萍 王莹 《中国稀土学报》 北大核心 2026年第3期339-345,共7页
采用OM,XRD,SEM,EDS和拉伸实验机等研究了Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金在铸态和热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:在铸态、固溶处理(525℃×6 h)和时效处理(225℃×10 h)后,Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金均由α-Mg基体和稀土相Mg_(41)Sm... 采用OM,XRD,SEM,EDS和拉伸实验机等研究了Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金在铸态和热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:在铸态、固溶处理(525℃×6 h)和时效处理(225℃×10 h)后,Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金均由α-Mg基体和稀土相Mg_(41)Sm_(5)和Mg_(5)Gd组成。铸态合金的室温抗拉强度(UTS)、屈服强度(YS)、伸长率(EL)分别为203 MPa,150 MPa,8.3%。经过固溶处理后,合金的UTS,YS降低,EL增大为10.4%。时效态合金的室温UTS,YS和EL分别为245 MPa,185 MPa和9.1%,均高于铸态;时效态合金的力学性能在200℃时达到最好,其抗拉强度为262 MPa,高于室温,出现了反常温度效应;250和300℃时其抗拉强度仍能分别达到231和207 MPa,该合金最高可在300℃下应用。 展开更多
关键词 Mg-4Sm-3Gd-0.5zr合金 热处理 显微组织 力学性能
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成品退火温度对Zr-Sn-Nb合金包壳管显微组织与耐腐蚀性能的影响
8
作者 吴宗佩 邱军 +2 位作者 杨忠波 徐建军 赵永福 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期109-114,122,共7页
采用真空自耗电弧熔炼、锻造、β相均匀化处理及水淬、α相热挤压、三道次冷轧、中间退火、冷轧、成品退火等流程制备壁厚为0.57 mm、外径为9.5 mm的Zr-Sn-Nb合金包壳管,研究了成品退火温度(450,490,550℃)对包壳管微观结构和耐腐蚀性... 采用真空自耗电弧熔炼、锻造、β相均匀化处理及水淬、α相热挤压、三道次冷轧、中间退火、冷轧、成品退火等流程制备壁厚为0.57 mm、外径为9.5 mm的Zr-Sn-Nb合金包壳管,研究了成品退火温度(450,490,550℃)对包壳管微观结构和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着成品退火温度升高,Zr-Sn-Nb合金包壳管的晶粒尺寸增大,晶粒由纤维形貌变为再结晶等轴形貌,再结晶等轴晶粒占比由16.4%增大至92.5%,织构由<0110>平行于轴向转变为<1210>平行于轴向。提高成品退火温度未改变析出相的类型,但促进析出相均匀分布和颗粒粗化,其平均尺寸由117.91 nm增大至155.29 nm。随着成品退火温度升高,包壳管的单位面积腐蚀质量增量降低,耐腐蚀性能提高,这主要与再结晶组织导致的氧化膜晶粒粗化,使得腐蚀过程中的O^(2-)、H^(+)、OH^(-)及电子扩散通道减少有关。 展开更多
关键词 成品退火温度 zr-Sn-Nb合金包壳管 显微组织 耐腐蚀性能 晶粒粗化
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MOF衍生Zr掺杂CeO_(2)催化CO_(2)和甲醇合成碳酸二甲酯性能研究
9
作者 陈思如 陈奕文 +5 位作者 邓国成 尹俊 笪彪 许杰 薛冰 王非 《石油化工高等学校学报》 2026年第1期53-63,I0002,共12页
CO_(2)转化为碳酸二甲酯(DMC)是一条具有前景的可持续合成与碳资源化利用路径。采用水热法合成了一系列金属有机框架(MOF)衍生的Zr掺杂CeO_(2)催化剂,并将其用于CO_(2)与CH_(3)OH直接合成DMC的反应中,系统研究了不同Zr掺杂量(摩尔分数,... CO_(2)转化为碳酸二甲酯(DMC)是一条具有前景的可持续合成与碳资源化利用路径。采用水热法合成了一系列金属有机框架(MOF)衍生的Zr掺杂CeO_(2)催化剂,并将其用于CO_(2)与CH_(3)OH直接合成DMC的反应中,系统研究了不同Zr掺杂量(摩尔分数,下同)的CeO_(2)催化剂对催化性能的影响,确定了催化剂的最优Zr掺杂量;利用X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、N_(2)吸附-脱附、X射线光电子能谱等表征手段,探究了催化剂的晶相、形貌、表面化学价态及其与催化性能的关系;在使用Zr掺杂量为2%的Zr/CeO_(2)催化剂的条件下,考察了CO_(2)和CH_(3)OH合成碳酸二甲酯的最佳工艺条件。结果表明,在温度为140℃、CO_(2)初始压力为3MPa、反应时间为2h的条件下,Zr掺杂量为2%的Zr/CeO_(2)催化剂展现出最高的CH_(3)OH转化率和DMC生成量。 展开更多
关键词 金属有机框架 CeO_(2) zr掺杂 CO_(2) 碳酸二甲酯
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室温多向锻造对Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金微观组织及硬度的影响
10
作者 马恒天 王强 +2 位作者 杨勇彪 薛勇 董蓓蓓 《精密成形工程》 北大核心 2026年第3期17-27,共11页
目的探明锻造次数对Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金硬度及微观组织的影响规律,揭示孪晶及位错演化的机理。方法首先对挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金进行均匀化处理,然后在室温下进行不同变形道次(每道次单向压缩变形量为7.5%)的多向锻造实验;利用维... 目的探明锻造次数对Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金硬度及微观组织的影响规律,揭示孪晶及位错演化的机理。方法首先对挤压态Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金进行均匀化处理,然后在室温下进行不同变形道次(每道次单向压缩变形量为7.5%)的多向锻造实验;利用维氏硬度计分析不同变形道次对试样硬度的影响;利用OM光学显微镜和SU5000扫描电镜分析试样微观组织变化。结果通过对试样硬度进行分析,可以发现,随着变形道次的增加,试样硬度可达100HV,较未变形试样提高了33%。通过对试样微观组织进行分析可以发现,试样在变形过程中主要产生{1012}拉伸孪晶,孪晶的相互作用促使晶粒破碎细化;织构强度呈现出先降低后升高的非单调变化趋势;几何必须位错(GND)密度不断增加,与硬度变化呈正相关。同时,试样在多向锻造过程中由于大量滑移系被激活开动,小角度晶界显著增加。此外,根据拉伸孪晶的变化规律提出3种特征孪晶演化模型,包括孪晶界的收缩与膨胀、合并与相交。结论在室温下对Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金进行多向锻造实验,可有效利用孪生行为对Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金进行组织调控,改善其力学性能。 展开更多
关键词 Mg-Gd-Y-Zn-zr镁合金 室温 多向锻造 硬度 孪生行为 位错密度
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Mg-9.78Gd-3.78Y-2.14Zn-0.44Zr合金热变形行为
11
作者 郑楷源 于建民 +2 位作者 张晋禄 吴耀金 郝红元 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第3期204-214,共11页
采用Gleeble-3800热模拟试验机对Mg-9.78Gd-3.78Y-2.14Zn-0.44Zr稀土镁合金进行高温热压缩实验(变形温度400~500℃、应变速率0.001~1 s^(-1)),系统研究了其热变形行为及微观组织演变规律。实验数据表明:材料的峰值流变应力与温度呈负相... 采用Gleeble-3800热模拟试验机对Mg-9.78Gd-3.78Y-2.14Zn-0.44Zr稀土镁合金进行高温热压缩实验(变形温度400~500℃、应变速率0.001~1 s^(-1)),系统研究了其热变形行为及微观组织演变规律。实验数据表明:材料的峰值流变应力与温度呈负相关,而与应变速率呈正相关,表现出典型的正应变速率敏感性。基于Arrhenius模型构建了本构方程,计算得到热变形激活能Q=276.64 kJ·mol^(-1),应力指数n=8.68。基于动态材料模型(DMM)构建了热加工图,发现合金在460~500℃、0.001~0.01 s^(-1)参数区间具有高功率耗散率(η>0.3),对应动态再结晶主导的安全加工区。运用热加工图对改善材料的加工性能、控制组织结构以及避免缺陷的产生具有重要意义。微观组织分析表明,高温低应变速率条件促进动态再结晶,晶内层片状LPSO相通过扭折协调变形。此外,通过加工硬化率分析确定了动态再结晶临界应变与峰值应变的关系(εc=0.44εp)。 展开更多
关键词 Mg-9.78Gd-3.78Y-2.14Zn-0.44zr合金 热压缩 流变应力 动态再结晶
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牙科植入物Zr-30Ti-xCu合金显微组织及性能研究
12
作者 陈哲斌 崔越 +3 位作者 胡丽娟 马润泽 徐诗彤 姚美意 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期467-478,共12页
锆(Zr)及其合金具有较低的弹性模量、良好的耐腐蚀性能和优异的生物相容性,近年来在牙科植入物候选材料中得到了广泛关注。本工作以Zr为基体,结合价电子浓度理论设计了成分为Zr-30Ti-xCu(x=0,3,7,质量分数,%)的新型合金。使用SEM/EDS和T... 锆(Zr)及其合金具有较低的弹性模量、良好的耐腐蚀性能和优异的生物相容性,近年来在牙科植入物候选材料中得到了广泛关注。本工作以Zr为基体,结合价电子浓度理论设计了成分为Zr-30Ti-xCu(x=0,3,7,质量分数,%)的新型合金。使用SEM/EDS和TEM/EDS等表征了该合金的显微组织,通过显微硬度测试、室温拉伸实验、电化学测试、接触角测试和抗菌性能实验表征了该合金的力学性能、腐蚀行为、生物相容性与抗菌性能。结果表明:通过650℃/15 min淬火工艺处理后3种合金基体主要为β相,添加Cu后合金基体中析出了Zr_(2)Cu第二相,且随着Cu含量的增加,Zr_(2)Cu第二相数量增多。随着Cu含量的增加,维氏显微硬度提高了37%,接触角从98.49°减小至74.21°,表面润湿性提高,对于大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌表现出明显的抑制作用,且增强了合金在生理盐水中的耐腐蚀性能;3种合金均具有较低的弹性模量(67.8~78.9 GPa)和细胞毒性,但与Cu含量的关系不大。可见,Zr-30Ti-xCu合金表现出了较优异的综合性能,可为新型牙科金属植入物的选材提供理论依据和指导。 展开更多
关键词 zr-Ti合金 牙科植入物 力学性能 腐蚀行为 生物相容性
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快冷与深冷协同处理下Al-Sc-Zr合金的等温析出动力学
13
作者 冯晏锋 杨伟 +2 位作者 徐勇 陈正 余欢 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第3期950-960,共11页
采用铜模喷铸与深冷处理相结合的方法,研究了Al-0.3Sc-0.3Zr合金非平衡凝固组织及其等温析出动力学。结果表明:铜模喷铸可显著提高快冷合金中的溶质元素固溶度,深冷处理后快冷合金的位错密度显著提高,并出现明显的晶粒细化。深冷处理引... 采用铜模喷铸与深冷处理相结合的方法,研究了Al-0.3Sc-0.3Zr合金非平衡凝固组织及其等温析出动力学。结果表明:铜模喷铸可显著提高快冷合金中的溶质元素固溶度,深冷处理后快冷合金的位错密度显著提高,并出现明显的晶粒细化。深冷处理引起的位错增殖可为时效过程中沉淀相的析出提供有利的形核位置,促进更多纳米Al3(Sc,Zr)粒子的形成,有效缩短合金的峰值时效时间并获得更高的硬化效果。基于JMAK方程推导出快冷及快冷+深冷合金的等温相变动力学,其中快冷+深冷合金的相变动力学方程具有更高的k值,且其相变动力学曲线相较于快冷合金明显左移,表明深冷处理能够有效加速快冷合金的析出。 展开更多
关键词 Al-Sc-zr合金 铜模喷铸 深冷处理 析出动力学 等温时效
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2.5D机织碳纤维增强Zr基陶瓷复合材料烧蚀性能研究
14
作者 王润宁 何财鑫 +1 位作者 渠振江 张佳平 《复合材料科学与工程》 北大核心 2026年第1期1-8,15,共9页
连续纤维增强陶瓷基复合材料密度低,同时具备卓越的机械性能与抗烧蚀/氧化特性,被认为是极具发展潜力的热结构材料。本研究以2.5D机织碳纤维预制体作为增强体,采用化学气相渗透结合反应熔渗工艺制备碳纤维增强Zr基陶瓷复合材料,探究了... 连续纤维增强陶瓷基复合材料密度低,同时具备卓越的机械性能与抗烧蚀/氧化特性,被认为是极具发展潜力的热结构材料。本研究以2.5D机织碳纤维预制体作为增强体,采用化学气相渗透结合反应熔渗工艺制备碳纤维增强Zr基陶瓷复合材料,探究了其在氧-乙炔以及氧-煤油环境中的烧蚀行为。结果表明:经过2200℃氧-乙炔环境100 s的烧蚀考核,材料结构完整,并表现出较低的线烧蚀率和质量烧蚀率,分别为-0.74μm/s和1.51 mg/s,经1300℃氧-煤油烧蚀100 s后,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为-0.99μm/s和11.48 mg/s。氧-乙炔烧蚀后,材料表面形成ZrO_(2)+SiO_(2)复合氧化物保护层,可以有效阻挡氧气向材料内部扩散,使其具有良好的抗烧蚀性能,但在氧-煤油烧蚀环境下,由于燃气中的水蒸气与SiO_(2)反应生成气体,致使其氧化层疏松多孔,从而为氧化性气体扩散提供通道,引发基体与纤维氧化,削弱复合材料的抗冲刷能力。 展开更多
关键词 碳纤维增强zr基陶瓷复合材料 氧-乙炔烧蚀 氧-煤油烧蚀 烧蚀机理
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复合添加微量Sc、Zr对Al-6.0Mg-0.4Mn合金高温变形行为的影响
15
作者 杨佳楠 姜锋 +5 位作者 白皓元 肖泽宇 龙梦君 吴飞飞 童蒙蒙 路丽英 《轻合金加工技术》 2026年第1期37-45,51,共10页
采用电子背散射衍射仪(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和高温力学性能测试设备研究了Al-6.0Mg-0.4Mn合金和Al-6.0Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金在高温拉伸过程中的组织性能演变。结果表明,复合添加的Sc、Zr在Al-6.0Mg-0.4Mn合金基体中形成了... 采用电子背散射衍射仪(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和高温力学性能测试设备研究了Al-6.0Mg-0.4Mn合金和Al-6.0Mg-0.4Mn-0.25Sc-0.1Zr合金在高温拉伸过程中的组织性能演变。结果表明,复合添加的Sc、Zr在Al-6.0Mg-0.4Mn合金基体中形成了大量弥散分布的Al_(3)(Sc,Zr)粒子。这些粒子能够钉扎位错和晶界,使合金在高温变形中保留更高密度的位错和更小的晶粒结构,从而增强合金的高温强度。但Al_(3)(Sc,Zr)粒子的存在加剧了合金变形时的局部应力集中,导致合金伸长率降低。当拉伸温度不超过300℃时,复合添加微量Sc、Zr可以将Al-6.0Mg-0.4Mn合金的高温强度提高100 MPa左右,伸长率则有所减小。 展开更多
关键词 Al-6.0Mg-0.4Mn合金 Al_(3)(Sc zr)粒子 高温变形行为 力学性能
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热处理对CuCrZrSi合金性能和时效动力学的影响
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作者 张子豪 王金鼎 +2 位作者 张毅辉 焦祥祎 丁桦 《稀有金属》 北大核心 2026年第1期17-24,共8页
本文在Cu-Cr-Zr合金中加入了微量Si元素,并改变Cr元素占比,制备了两种具有不同Cr元素含量的Cu-Cr-Zr-Si合金(合金1#:Cu-0.31Cr-0.20Zr-0.03Si和合金2#:Cu-0.56Cr-0.20Zr-0.03Si),研究了在相同形变热处理工艺下两种合金力学-电学性能的变... 本文在Cu-Cr-Zr合金中加入了微量Si元素,并改变Cr元素占比,制备了两种具有不同Cr元素含量的Cu-Cr-Zr-Si合金(合金1#:Cu-0.31Cr-0.20Zr-0.03Si和合金2#:Cu-0.56Cr-0.20Zr-0.03Si),研究了在相同形变热处理工艺下两种合金力学-电学性能的变化.结果表明:经970℃固溶处理1 h+80%变形量室温轧制+450℃峰时效处理后,合金1#的硬度和电导率分别为HV 204和71.4%IACS,合金2#的硬度和电导率分别为HV208和72.6%IACS,在Cu-Cr-Zr-Si合金中适量增加Cr元素可以提高合金的综合性能.对合金2#在400~650℃(间隔50℃)下分别进行0,0.5,1,2,3,4,5,6,8,10和12h时效处理,并根据Cu-Cr-Zr-Si合金电导率与新相转变率的关系对合金2#的时效析出动力学进行了研究,得到了其在不同时效温度下的Avrami析出动力学方程和电导率方程,并绘制出了等温转变动力学S曲线和TTT曲线. 展开更多
关键词 Cu-Cr-zr-Si合金 析出动力学 硬度 电导率
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表面硬化处理对Zr-4合金高温蠕变行为的影响规律
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作者 王博康 耿东晖 +1 位作者 霍尚乐 孙巧艳 《金属热处理》 北大核心 2026年第2期1-10,共10页
通过表面机械滚压技术在Zr-4合金表面引入了厚度约为280μm的表面硬化层,进行了原始Zr-4合金与表面机械滚压Zr-4合金在360℃/50 MPa、360℃/85 MPa、360℃/125 MPa以及460℃/85 MPa下的120 h蠕变试验,研究了表面硬化层对Zr-4合金高温蠕... 通过表面机械滚压技术在Zr-4合金表面引入了厚度约为280μm的表面硬化层,进行了原始Zr-4合金与表面机械滚压Zr-4合金在360℃/50 MPa、360℃/85 MPa、360℃/125 MPa以及460℃/85 MPa下的120 h蠕变试验,研究了表面硬化层对Zr-4合金高温蠕变行为的影响规律,分析了蠕变后Zr-4合金表面硬化层的组织演变。结果表明:表面滚压硬化处理形成的表面硬化层对Zr-4合金360℃高温蠕变性能的提升作用微弱,降低了360℃/85 MPa的稳态蠕变速率,表面硬化处理Zr-4合金的蠕变总应变量与原始态合金相当;当蠕变温度升高到460℃时,表面硬化处理Zr-4合金的稳态蠕变速率和蠕变总应变量均高于原始合金,表明表面硬化处理降低了Zr-4合金的蠕变性能,主要原因是表面硬化层具有高的几何必需位错密度,促进了高温蠕变变形。在高温蠕变过程中少量的表层变形晶粒发生了再结晶,随着蠕变温度升高,再结晶晶粒占比增加。 展开更多
关键词 zr-4合金 表面滚压硬化 蠕变行为 再结晶
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超声冲击制备梯度纳米结构Zr-4合金低温扩散连接界面组织与力学性能
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作者 杨旭 杨振文 +2 位作者 王颖 李会军 李永兵 《金属学报》 北大核心 2026年第1期159-172,共14页
针对Zr-4合金高温扩散连接过程中晶粒粗化和界面第二相析出导致接头性能下降的问题,本工作采用超声冲击在Zr表面制备约70μm厚的梯度纳米结构(GNS),以降低扩散连接温度并提升接头强度,并在740~800℃范围内开展扩散连接实验(保温时间30 ... 针对Zr-4合金高温扩散连接过程中晶粒粗化和界面第二相析出导致接头性能下降的问题,本工作采用超声冲击在Zr表面制备约70μm厚的梯度纳米结构(GNS),以降低扩散连接温度并提升接头强度,并在740~800℃范围内开展扩散连接实验(保温时间30 min、压力10 MPa)。结果表明,梯度纳米结构由纳米晶、纳米层片及变形晶粒组成,富含高密度晶界、位错及孪晶。表面纳米晶可促进界面孔洞闭合,并有效抑制第二相的生长和聚集,使其在界面分布更均匀。同时,在连接过程中距接头界面15~100μm的区域形成异常粗大晶粒,其最大尺寸可达基体晶粒的7.2倍。断裂行为分析表明,异常粗大晶粒并未成为裂纹源,反而通过诱导非均匀塑性变形和形成大量孪晶结构,促发额外的加工硬化效应,强化接头局部区域。GNS-Zr/GNS-Zr接头的剪切强度随着连接温度升高而增大,在800℃时最高达376.9 MPa,在相同连接条件下相较Zr/Zr接头提升1.2~1.6倍,且在低温下提升幅度更为显著。 展开更多
关键词 锆合金 扩散连接 梯度纳米结构 超声冲击处理
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Zr基非晶合金药型罩结构对金属射流演化的影响
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作者 钟昊宇 韩继龙 王志军 《铸造技术》 2026年第3期314-322,共9页
聚能装药结构是一种利用门罗效应产生高速金属射流的特殊装药结构,广泛应用于石油射孔、爆破钻孔、岩石破碎等工程领域。非晶合金射流具有优异的侵彻能力和扩孔效应,可用于提升聚能装药结构的综合侵彻能力。针对Zr基非晶合金复合药型罩... 聚能装药结构是一种利用门罗效应产生高速金属射流的特殊装药结构,广泛应用于石油射孔、爆破钻孔、岩石破碎等工程领域。非晶合金射流具有优异的侵彻能力和扩孔效应,可用于提升聚能装药结构的综合侵彻能力。针对Zr基非晶合金复合药型罩的射流演化,开展了系统研究。基于有限元数值模型,对Zr基非晶合金在高应变率下的射流形态进行模拟,探究了不同聚能装药结构对Zr基非晶合金射流的影响规律,得出最优几何装药结构与最佳炸高,探究高应变率下Zr基非晶合金射流的形态,为其在聚能装药领域的应用提供理论支持。结果表明,非晶合金药型罩可产生特殊射流,将非晶合金与铜复合制备药型罩,可保证聚能射流具有一定侵彻深度,同时提高开孔孔径,增强后效。 展开更多
关键词 聚能射流 zr基非晶合金 药型罩 复合材料
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退火工艺对锻造态Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金晶粒长大行为的影响
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作者 解海涛 张瑷月 +6 位作者 江琛琛 杜青山 高华 李飞 刘金学 肖阳 关绍康 《轻合金加工技术》 2026年第2期27-32,共6页
对热锻开坯后的Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金开展不同加热温度(370、400、450℃)和保温时间(180~480 min)的退火试验,利用金相显微镜(OM)和Nano Measurer软件分别研究了合金显微组织和晶粒尺寸的变化。结果表明:退火温度和保温时间对该合金的再... 对热锻开坯后的Mg-9Gd-4Y-0.5Zr合金开展不同加热温度(370、400、450℃)和保温时间(180~480 min)的退火试验,利用金相显微镜(OM)和Nano Measurer软件分别研究了合金显微组织和晶粒尺寸的变化。结果表明:退火温度和保温时间对该合金的再结晶程度和晶粒尺寸有显著影响。退火温度(370℃)较低时,保温时间对晶粒长大速度的影响不明显,此时晶粒生长速度最慢,即使保温时间延长至480 min,晶粒仅从初始的12.8μm缓慢长大至43μm。但当温度升高至450℃,晶粒生长速率显著提升;保温480 min后,晶粒的平均尺寸为137μm,明显粗化。进一步分析表明,晶粒生长动力学遵循经典的Beck方程,合金中的稀土元素Gd和Y的溶质拖拽效应和Zr颗粒的Zener钉扎作用共同抑制了晶界的快速迁移。 展开更多
关键词 Mg-9Gd-4Y-0.5zr合金 晶粒长大 再结晶 热处理
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