江苏省自然科学基金(BK2011533)
- 作品数：11 被引量：39H指数：5
- 相关作者：王宏明李桂荣袁雪婷赵玉涛蔡云更多>>
- 相关机构：江苏大学上海交通大学中国科学院更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术理学更多>>
- Al-8Si铸轧合金组织及其热处理工艺研究被引量：1
- 2021年
- 利用铸轧方法制备了Al-8Si多元合金铸轧板坯,并对铸轧板坯进行热处理,采用金相显微镜和扫描电镜对合金铸轧组织及铸轧板坯退火后组织形貌、相结构进行了表征。结果表明:铸轧方法制备的Al-8Si多元合金组织得到细化,但由于铸轧冷却速度和冷却强度的差异,导致铸轧态组织出现中间偏析和组织不均匀。480~520℃的均匀化退火,减少轻板面组织的不均,共晶硅由珊瑚状转变为球团状,还析出分布较为均匀的针状及骨骼状Al FeMnSi相化合物组织。
- 刘冲冲潘秋红董则防石燕菲
- 关键词：铸轧
- 深冷时效循环处理铝基原位复合材料的显微组织和力学性能被引量：6
- 2015年
- 采用熔体直接反应法,以工业7055铝合金为基体,利用K2TiF6和K2ZrF6多组元制备Al3(Ti0.5Zr0.5)原位颗粒强化铝基复合材料,再将复合材料经过挤压、固溶时效处理后进行深冷时效循环处理。采用正交实验设计法研究降温速度、处理时间和循环次数对复合材料显微组织和力学性能的影响。采用差示热分析仪对复合材料进行低温热分析,采用SEM和TEM对材料显微组织进行观察。结果表明:材料从液氮温度77 K升温至165 K左右时出现了明显的放热峰,此温度处出现了相变。热计算结果表明该温度下大量析出了S相(Al2CuMg)。深冷处理后复合材料内部细小析出相数量增多,主要组分是η(MgZn2)相和η′(MgZn2′)相;随着降温速度、处理时间和循环次数增加,性质不稳定且硬度高的η′相数量减少,性质稳定硬度较低的η相数量增加。与未冷处理试样相比,深冷时效循环处理后试样的平均抗拉强度提高14.7%,冲击韧性提高10.9%,伸长率提高50%,断裂机制为韧窝型断裂机制。当试样具有高强度、高韧性时,对应的最优冷处理参数为:降温速度v为1℃/min、保温时间t为24 h、循环次数N为1或2。当试样的伸长率最高时,对应的参数为:v为10℃/min、t为36 h、N为1。复合材料强化机制为析出相强化、位错强化和细晶强化等。
- 李桂荣崔玉华王宏明赵玉涛
- 关键词：显微组织力学性能
- 电磁场下离心复合制备高速钢轧辊和力学性能
- 2013年
- 本文提出在离心铸造过程中施加脉冲电磁场,目的在于改善传统离心铸造容易造成元素和碳化物偏析的问题。高速钢中主要元素的设计含量为:1.5%～2.5%C,4.0～6.0%V,4.0%～6.0%W,1.5%～4.5%Mo,2.0%～4.0%Cr和0.04%～0.18%Zr。对脉冲电磁场主要参数进行调控和优化,脉冲磁场频率分别设定为1、2、4、6、8、10Hz六个水平,对应铸型中心磁场的峰值强度范围为0.2～5T,经淬火和回火热处理后进行轧辊中元素含量和力学性能测试,并用方差来表征轧辊工作层径向方向元素含量波动及偏析情况。研究结果显示,在离心铸造过程中施加电磁场后,能起到抑制合金元素和碳化物偏析的作用,与未加磁场相比,硬度、抗拉强度、抗弯强度和冲击韧性等常规力学性能约提高10%。
- 李桂荣王宏明申国庆邵黎军步小平许晓静
- 关键词：高速钢轧辊离心铸造脉冲磁场力学性能
- 脉冲磁场离心铸造高速钢轧辊及性能研究被引量：1
- 2012年
- 为解决传统离心铸造中容易出现的元素和碳化物偏析问题,在离心铸造过程中施加脉冲电磁场,并对电磁场主要参数进行调控和优化。脉冲磁场频率分别设定为2、4、6、8、10 Hz,对应的铸型中心磁感应强度峰值强度范围为0.2~5 T。轧辊经热处理后,进行力学性能测试。研究结果表明：在离心铸造过程中施加脉冲磁场后,能起到抑制合金元素和碳化物偏析的作用,轧辊的综合力学性能得到提高,磁场频率为6 Hz时,作用效果最佳。
- 李桂荣王宏明邵黎军周军周勤忠许晓静
- 关键词：高速钢轧辊离心铸造脉冲磁场力学性能
- 高频磁场下铝基复合材料熔体中颗粒相的受力与迁移行为模拟被引量：2
- 2016年
- 根据电磁学的基本原理,采用数值模拟方法计算得出金属熔体表面的磁感应强度,导出电磁体积力与表面磁感应强度,颗粒迁移速度与电磁体积力以及颗粒迁移偏移角度与电磁体积力的关系表达式。研究结果表明：颗粒相迁移行为的影响因素包括电流强度和频率、颗粒粒径等;高度对电磁体积力的有效作用范围为20~100 mm,并在80 m处取得最大值,增大电流,颗粒沿高度方向分布更均匀。
- 王宏明瞿长晨李桂荣李沛思范晓建
- 关键词：高频磁场铝基复合材料颗粒相迁移
- 脉冲磁场处理颗粒增强铝基复合材料的组织演变被引量：9
- 2013年
- 研究了脉冲磁场冲击处理时固态金属基复合材料的组织演变规律,观察微观组织演变并进行了机制分析。通过熔体直接反应法制备了原位纳米Al2O3颗粒增强7055铝基原位复合材料,颗粒平均粒径42.3 nm,颗粒与基体无明显取向关系,存在较高错配度和内应力,处于结构失稳状态。在磁感应强度1 T、2 T和3 T条件下对片状复合材料进行脉冲冲击处理,处理后的试样中位错表现出"高密度、多形貌"特征。计算表明,脉冲磁场的磁压强小于材料的室温屈服强度,塑性变形的主要诱因是磁致塑性效应。此时位错具有顺磁性障碍的特征,磁场降低位错形核能、促进位错运动、提高位错密度并促进内应力释放,位错密度随磁感应强度增加而增加。磁感应强度为3 T时,在得到最大位错密度的同时完全释放内应力。位错形貌呈现出多样化特征,有线型、缠绕型、环型和螺线型等,其中环型位错是位错运动和内应力释放的主要模式,并有助于提高材料强度。在铸态试样中原子排布规则,脉冲磁场冲击处理后出现了错排原子面、原子排列转向、层错和变形孪晶组织,证实了塑性变形的存在。高密度位错运动分离形成了层错,层错动态叠加形成了变形孪晶。
- 李桂荣王宏明袁雪婷蔡云
- 关键词：复合材料脉冲磁场
- 时效深冷循环处理7055铝合金的组织演变规律和性能特征被引量：10
- 2013年
- 对挤压固溶处理后7055铝合金进行了4道次的时效深冷循环处理,研究了4道次时效-深冷处理过程中7055合金的析出相、位错特征、晶体结构和显微硬度等组织性能特征和变化规律。结果显示:随着循环次数增加,析出相尺寸从数百纳米减小到100 nm,成分主要是AlZn和AlZnMg相,位错密度逐渐增加;且时效-深冷循环处理影响了衍射峰的位置、强度和晶格结构,循环处理3次后,出现65.1°衍射峰。显微硬度测试结果显示:当时效-深冷循环处理2次后,维氏硬度值达到2320 MPa,对应组织特征为:晶内有大量混杂尺寸析出相,尺寸在50～200 nm之间,位错密度高,此时44.7°方向的衍射强度最大。
- 李桂荣王宏明袁雪婷蔡云赵玉涛王俊杰
- 关键词：7055铝合金显微硬度
- 脉冲强磁场处理对TC4钛合金显微组织及力学性能的影响被引量：8
- 2015年
- 研究在脉冲强磁场处理条件下磁感应强度(B=2T、3T和4T)对TC4钛合金材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着B值从2T增加到4T,α相体积分数从49%增加到59%,表明磁场诱发了从β到α的相变。经过磁场处理后,位错密度增加,当B=3T时,位错密度达到最大值,较未处理试样增加了4.8倍;当B=4T时,位错密度有所减小,这是由于磁致塑性效应和位错堆积效应共同作用的结果。经过磁场处理后,合金的强度提高了,当B=3T时,合金强度最高达到1330 MPa,较未处理试样的1236 MPa提高7.6%;当B=4T时,合金强度为1265 MPa,增幅2.3%,合金伸长率为15.66%,较处理前样品的伸长率提高4.8%,实现材料强度和塑性的同步提高,这与位错强化机制和α相的数量、分布和形貌有关。
- 李桂荣李月明王芳芳王宏明
- 关键词：TC4钛合金脉冲强磁场力学性能
- 强脉冲磁场冲击处理对铝基复合材料塑性的影响机制被引量：7
- 2015年
- 铝基复合材料在加入颗粒相之后,延伸率和塑性变形能力明显降低.为改善其塑性变形能力,通过对比强脉冲磁场冲击处理前后试样内部组织和残余应力的变化特征,研究了磁致塑性效应对铝基复合材料塑性变形能力的影响机理.结果表明:当磁感应强度从2 T变化到4 T时,铝基复合材料中位错密度显著增加,4 T时的位错密度是未加磁场时的3.1倍;3 T,30个脉冲处理后的复合材料中残余应力值从未加磁场时的41 MPa减小为-1 MPa.从原子尺度来看,强磁场导致了磁致塑性效应,从而引起了位错的运动,并促进了位错的退钉扎和可移动位错数量的增加;从材料内部整体结构变化来看,磁场加速了材料内应力的释放速率,降低了材料内部的残余应力,从而改善了铝基复合材料的塑性变形能力.
- 王宏明李沛思郑瑞李桂荣袁雪婷
- 关键词：微观组织演变铝基复合材料强脉冲磁场
- 强磁场对铝基复合材料中位错密度的作用机制被引量：1
- 2017年
- 通过原位内生颗粒法制备Al_2O_3和Al_3Ti多相增强7055铝基复合材料,Al_2O_3颗粒粒度,处于纳米级;Al_3Ti颗粒粒度处于微米级,颗粒分散均匀,界面湿润性好。在常温下对铝基复合材料进行脉冲强磁场处理,使磁感应强度B控制在1,2,3,4和5 T,研究不同B下复合材料组织特征变化。研究结果表明:处理后试样的有效微应变和位错密度随磁感应强度的升高而增大。当B=5 T时,有效微应变和位错密度的增加趋势明显减缓,有趋近于饱和之势。位错密度的增加并不是磁压强和磁场力的作用,而是磁场诱发磁致塑性效应。磁场影响量子尺度电子和原子的运动,增强原子的扩散速率和位错间的相互作用,降低位错形核的动力学势垒,促进位错大量增殖。但随着微应变的增加,晶体内部的阻力不断增大,位错密度逐步趋于饱和。
- 王宏明彭琮翔李桂荣李沛思
- 关键词：铝基复合材料脉冲磁场位错
