2025年 08期
不同强度级别的不锈钢/碳钢复合板的组织和性能
范明;袁小棋;高擎;周文浩;熊详江;武会宾;袁睿;采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、拉伸试验和显微硬度仪等研究了316L/Q370qE、316L/Q420qE和316L/Q500qE(分别简称为370L、420L和500L复合板)3种不同强度级别的不锈钢/碳钢复合板的显微组织和力学性能，并在室温下使用三电极系统测试复合板的耐蚀性能。结果表明：370L复合板近界面附近碳钢侧组织为铁素体+珠光体，420L和500L复合板近界面处碳钢侧组织为铁素体+贝氏体，在界面附近碳钢侧均出现脱碳层，而在界面附近316L侧均存在一定量的杂质；随复合板中316L不锈钢体积分数的增加，3种复合板的伸长率都逐渐升高，拉伸断口均在界面处出现开裂；420L复合板的拉伸强度优于370L和500L复合板，420L复合板的耐蚀性最好，500L复合板次之，370L复合板较差。
负压条件下高铬铸铁/低碳钢复合材料的组织与性能
刘新成;杨鹏辉;张雨佶;杨锦龙;刘元龙;王梦琪;采用工艺简单且界面结合良好的负压条件下双液金属成型技术制备了高铬铸铁/低碳钢复合材料，利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和硬度计等研究了高铬铸铁/低碳钢复合界面的组织和不同温度淬火对高铬铸铁组织性能的影响。结果表明：通过负压条件下双液双金属复合成型技术制备的复合材料的界面结合良好，两侧合金元素和显微硬度呈梯度分布，无混料、孔洞和结合不良等情况；从高铬铸铁侧至低碳钢侧的铸态组织依次为珠光体+(Fe, Cr)7C3、珠光体、铁素体+珠光体，界面复合层的显微硬度为200～214 HV0.5,介于高铬铸铁和低碳钢之间，界面两侧元素呈梯度分布；950℃淬火后，高铬铸铁硬度最高，其组织主要由长条状M7C3碳化物、马氏体基体和细小点状碳化物组成。
时效温度对2195合金析出强化和微观组织的影响
王文鑫;李瑞明;周庆阳;叶文涛;郑罗肖;赵瑞欣;翁瑶瑶;2195合金为可热处理强化铝锂合金的代表，常作为受力结构件被广泛用于航空航天领域，研究热处理制度对其性能的影响至关重要。采用显微硬度计、扫描电镜和透射电镜研究了不同时效温度对2195合金析出强化和微观组织的影响。结果表明：固溶处理使得铝基体发生回复和再结晶，Al2Cu初生相发生溶解；时效温度会显著影响2195合金的析出强化效果，随着时效温度的升高，合金的时效峰值硬度呈现先增加后降低的趋势；当人工时效温度为160℃时，2195合金的析出强化效果最好，峰值硬度为171.1 HV;而更高的时效温度(≥180℃)则会降低2195合金的力学性能，这是由于温度过高使得T1相和θ′相发生粗化造成的。
预拉伸及自然时效处理对Al-Cu-Li合金组织与性能的影响
徐进军;伍彪;朱宇航;都昌兵;江茫;采用扫描电镜、透射电镜、显微硬度仪和电子万能材料实验机等研究了预拉伸以及自然时效处理对Al-Cu-Li合金的微观组织演变以及力学性能的影响。结果表明：时效前进行预拉伸处理可缩短Al-Cu-Li合金到达峰值时效所需的时间，促进析出大量均匀细小呈弥散分布的T1相，提升合金的力学性能，其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为596 MPa、618 MPa和11.2%;与预拉伸后再时效处理的合金相比，在预拉伸之前进行自然时效，可促进位错和δ′相的交互作用，进一步提高人工时效时T1相的析出动力同时抑制了δ′相形成，使合金具有更优的力学性能，其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别提升到611 MPa、624 MPa和11.4%。
不同热处理状态真空压铸铝合金的高温摩擦磨损行为
张亮;Akyea Ntriwaa Audrey;许福海;刘光磊;李志强;陶诚;程晓农;采用扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验和摩擦磨损试验等研究了铸态、深冷态、固溶时效态和深冷+固溶+时效态4种状态的真空压铸铝合金的显微组织、力学性能及高温摩擦磨损性能。结果表明：不同的热处理工艺只是改变了真空压铸铝合金中各种相的形态，并没有形成新的相；经过深冷+固溶+时效处理后，合金中的α-Al相细化，共晶Si相和富Fe相变得细小圆润，各种相的分布更加均匀，合金的力学性能得到明显改善，抗拉强度为249.5 MPa,硬度为124.6 HV,伸长率为7.72%;深冷+固溶+时效态合金在不同温度下均表现出最佳的耐磨性和抗氧化性，其中在200℃时摩擦磨损性能最佳，此时磨损表面仅表现出轻微的粘着磨损和分层磨损。
人工时效处理对铝合金型材组织性能的影响
徐海洁;马峥;陈凯;左锦荣;王国彪;束学道;汽车天窗导轨用Al-Mg-Si系铝合金型材具有非对称截面特点，采用传统热挤压成形结合自然时效的制备工艺难以满足性能要求，需要辅以人工时效处理。采用扫描电镜、电子背散射衍射技术、显微硬度计和万能实验机等研究了175℃人工时效不同时间对型材微观组织、织构和力学性能的影响。结果表明：经自然时效处理的初始型材不同区域均呈现出完全再结晶组织特征，小角度晶界(5°～15°)占比为20%～40%,织构类型较为相似，均由较强的Cube({100}<001>)、Goss({110}<001>)组分构成；经过175℃×3～24 h的人工时效处理后，型材样品的小角度晶界比例降低，晶粒尺寸分布均匀性改善但未发生明显粗化，织构仍以锋锐的Cube和Goss组分为主导，强度有所降低；人工时效处理可有效提高型材的屈服强度，但导致伸长率下降；在人工时效时间为3～9 h时，型材的硬度持续上升，9～24 h则呈现递减趋势；当人工时效时间为9 h时，Mg2Si粒子可实现最佳强化效果，此时铝合金天窗导轨型材获得高硬度(98.9 HV0.1)、高屈服强度(202.6 MPa)的最优综合性能。
时效处理对7A41铝合金力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响
陈杰;杨舜明;陈嘉林;采用光学显微镜、维氏硬度计、电子万能试验机和晶间腐蚀试验等研究了不同工艺时效处理对7A41铝合金力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响。结果表明：经120℃×24 h+180℃×20 min+120℃×24 h的回归再时效(RRA)处理后，7A41铝合金中析出了细小、弥散的GP区以及η′相，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为457.2 MPa、433.0 MPa和11.0%;与自然时效、峰值时效和双级时效相比，经RRA处理后7A41铝合金的综合力学性能较好，耐晶间腐蚀性能最优。
退火参数对AZ31镁合金轧制板材力学性能各向异性的影响
黄熙鸿;刘晓烨;宋先和;卢立伟;毕仁贵;镁合金轧制板材的各向异性问题严重制约其在航空航天、汽车制造等领域的工程应用。对AZ31镁合金板材进行了不同道次的轧制及不同工艺的退火处理，采用X射线衍射、电子背散射衍射、金相显微镜、电子万能试验机及布氏硬度计等研究了退火参数对AZ31镁合金轧制板材力学性能各向异性的影响。结果表明：经350℃单道次轧制后，随着退火温度的升高，AZ31镁合金板材中可形成均匀的动态再结晶晶粒，轧制变形导致的畸变长条晶粒和孪晶结构可完全消除，基面织构强度呈现先减弱后增强的趋势，硬度呈下降趋势；在200～250℃退火温度区间，由于新织构组分的出现导致板材综合力学性能较优且各向异性显著降低；经400℃不同道次轧制后，在300℃退火较短时间时(≤5 min),AZ31镁合金轧制板材的晶粒得到一定程度细化，力学性能各向异性现象得到改善，而长时间退火(>10 min)则会因为晶粒粗化引起力学性能下降；一道次轧制和二道次轧制的两组板材的力学性能各向异性整体变化趋势相似，说明各向异性的变化规律和轧制道次的关联性较小。
Sm对镁镍基储氢合金结构与性能的影响
闫自强;赵凤光;刘润;孙昊;通过真空感应熔炼技术制备了Mg24-xSmxNi10Cu2(x=0、0.5、1.0、1.5和2.0)储氢合金，并进行了均匀化处理。采用X射线衍射仪、扫描电镜和手动PCT储氢测试仪对合金的微观结构、相组成及性能进行了分析。结果表明：Mg24Ni10Cu2合金的相组成为Mg2Ni和少量Mg相，当添加Sm后，合金的主相仍然为Mg2Ni相，同时生成了少量的SmMgNi4相，其中，Mg2Ni为吸氢相，而SmMgNi4相不参与氢吸收；Sm的添加能够显著提升合金的动力学和热力学性能，其中，Mg23Sm1Ni10Cu2合金的氢化反应焓变ΔH和熵变ΔS分别为-50.58 kJ/mol和-95.54 J/(K·mol);Sm添加并未改变合金的吸放氢机制，合金的吸氢过程遵循三维扩散机制，而放氢过程则受是相界反应控制。
Ni-Mn-Sn-B磁性形状记忆合金的力学性能和弹热性能
郭欣;高丽;徐阳睿;辛向阳;为了提升Ni-Mn-Sn磁性形状记忆合金的力学性能与弹热效应，研究了B元素掺杂对其性能的影响。采用真空电弧熔炼制备了不同B含量的(Ni43Mn47Sn10)100-xBx(x=0、0.4和0.8,at%)合金，并对其进行了固溶处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪和电子万能实验机等研究了铸态和固溶态合金的微观组织、晶体结构、马氏体相变、力学性能及弹热效应。结果表明：B元素掺杂引起晶胞体积的增大和马氏体相变温度的降低，提高了合金的力学性能，尤其是铸态合金的力学性能提升更为明显；合金的断裂形貌由沿晶断裂向穿晶断裂转变，晶界结合力增强；当B含量达到0.8 at%时，铸态合金在320 MPa应力下获得-4.6 K的绝热温度变化，弹热效应有所增强，表明其在弹热制冷领域具有良好的应用前景。