戚文军
,
王顺成
,
陈学敏
,
农登
,
周志
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.02.002
Al-5Ti-1B合金是铝及铝合金的高效晶粒细化剂,可显著改善铝及铝合金的加工性能,提高铝材的质量,但Al-5Ti-1B合金对纯铝及铝合金的晶粒细化机制目前尚未研究清楚.本文分别采用Al-5Ti-1B,Al-10Ti,Al-4B合金和TiB2粉末对纯铝进行细化实验,通过比较TiAl3,TiB2和AlB2对铝晶粒的细化作用,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜,研究了Al-5Ti-1B合金的有效形核相和晶粒细化机制.结果表明,TiAl3是铝晶粒的有效异质形核相,但Al-5Ti-1B合金中的TiAl3因在铝熔体中会熔化而不是铝晶粒的直接形核相.单独的AlB2和TiB2都不是铝晶粒的有效异质形核相,但TiB2通过表面包覆TiAl3后可成为铝晶粒的有效异质形核相.Al-5Ti-1B合金细化铝晶粒的机制为:TiAl3熔解于铝熔体中释放Ti原子,一部分Ti原子通过浓度起伏形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变生成α-Al晶粒直接起到晶粒细化作用.剩余Ti原子在TiB2表面偏聚形成TiAl3,TiAl3再与铝熔体发生包晶转变生成α-Al晶粒起到晶粒细化作用.
关键词:
Al-5Ti-1B合金
,
晶粒细化
,
形核核心
,
细化机制
李金柱
,
农登
,
郑开宏
,
赵明纯
材料保护
采用粉末渗锌技术制备的Zn-Fe合金比电镀法或热浸镀法制备的性能更好,成本更低且无污染,目前对此研究较少.为此在Q235钢表面采用粉末渗锌法制备Zn-Fe合金渗层.用金相显微镜和X射线衍射仪观察渗层组织,测试渗层结构;通过盐雾腐蚀和电化学试验研究了渗层的耐蚀性能.结果表明:Zn-Fe渗层主要由FeZn11和FeZn7组成,渗层较致密,与基体呈良好的冶金结合;Zn-Fe合金渗层具有较低的腐蚀电流密度,较好的耐蚀性能,对钢铁基体具有较好的保护作用.
关键词:
粉末渗锌
,
Zn-Fe合金渗层
,
结构
,
耐蚀性能
宋东福
,
戚文军
,
龙思远
,
陶军
,
农登
,
李扬德
电镀与涂饰
在选择镁合金防护涂层体系时,既要考虑其性能,又要兼顾成本.本文在镁合金基体上制备了12种不同工艺的有机涂层体系,运用价值工程原理对其在2种典型服役条件(海洋环境和一般大气环境)下的技术经济指标进行了评价.结果表明,服役条件对涂层体系的技术经济性能有重要的影响.丙烯酸、陶瓷有机硅涂层体系的技术经济系数随耐蚀性权重的增大而减小,而环氧树脂、有机硅涂层体系则相反.在预处理方面,无铬转化具有最佳的技术经济性;在涂料品种方面,环氧树脂涂层体系的技术经济性能优势明显.无铬转化/环氧树脂涂层体系的综合技术经济性能最佳.
关键词:
镁合金
,
有机涂层
,
前处理
,
价值工程
,
技术经济评价
农登
,
宋东福
,
戚文军
,
梁涛
,
王海艳
稀有金属材料与工程
采用正交试验法设计了以磷酸盐-高锰酸盐为基础的无铬转化工艺优化试验,讨论了工艺对转化膜厚度、耐蚀性能及形貌的影响.结果表明:当ZnSO4和NaF的浓度分别为5和1 g/L,pH值为4时,转化膜耐蚀性能可提高8倍以上.转化液pH值对膜层厚度、形貌及耐蚀性能均影响显著,当pH过小时,膜层疏松易脱落,仅剩下内层转化膜,膜层较薄,耐蚀性能较差；当pH为4时,膜层厚度达到极大值,内、表膜层结合紧密,大幅改善转化膜的耐蚀性能；当pH值继续增大时,膜层致密,但内、外膜层结合力较差,耐蚀性能有小幅提高.
关键词:
镁合金
,
磷酸盐-高锰酸盐
,
转化膜
,
耐蚀性能
宋东福
,
王海艳
,
戚文军
,
蔡畅
,
农登
,
周楠
机械工程材料
对6 mm厚5052铝合金中厚板进行搅拌摩擦焊,分析了搅拌头转速和焊接速度对接头宏观形貌、拉伸性能和硬度的影响,并观察了拉伸断口形貌.结果表明:当搅拌头转速为800～1 600 r·min-1及焊接速度为80～560mm·min-1时均可以获得无缺陷和力学性能良好的接头;搅拌头转速过低时,易出现“隧道”型缺陷;随搅拌头转速增大或焊接速度降低,焊核区面积逐渐减小,“洋葱环”间距逐渐增大;焊核区由细小的等轴晶粒组成,平均晶粒尺寸约为5μm,约为母材的1/10;焊接工艺参数对接头力学性能的影响不显著,在工艺范围内其接头强度均可达到母材的90％以上,显微硬度则达88％以上;断口源于接头背面的原始焊接界面,沿原始界面断裂,终于接头返回侧,呈典型的切断断口形貌.
关键词:
5052铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
工艺参数
,
力学性能
王海艳
,
戚文军
,
农登
,
郑飞燕
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.05.002
采用搅拌摩擦焊方法(FSW)对6 mm厚的6061-T4铝合金板材进行对接,焊后利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析、对比了焊接接头和母材的显微组织和断口形貌特征,并测试了其室温拉伸性能和显微硬度.实验结果表明:选择了适合于6061-T4铝合金板材搅拌摩擦焊的工艺参数:焊接时搅拌头旋转速度为1200 r·min-1,工件的进给速度为300 mm·min-1,在此参数下获得了与母材等强度、韧性接近于母材的焊接接头,为此种合金应用于汽车关键零部件提供了可靠的工艺方法.FSW板材接头焊核区的组织和性能明显优于其他区,热影响区是接头最薄弱的部分,焊核区的硬度最高,而热影响区的硬度最低,焊缝金属发生同复再结晶使晶粒细化.断口分析表明,断裂发生在热影响区,由于搅拌头的旋转运动和热量的累积,该区存在晶粒长大、组织粗化现象.对工艺参数的优化实验表明,搅拌头旋转速度与焊接速度对接头性能的影响存在一定的适配关系,通过工艺参数的调整可以有效地控制热影响区的焊缝组织和改善焊接接头的性能.细晶强化是搅拌摩擦焊接头强度与韧性提高的主要原因.
关键词:
6061铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
组织
,
性能
王海艳
,
戚文军
,
农登
,
宋东福
,
周楠
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2011.03.013
采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6mm厚的6061-O铝合金板材进行对接,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌,并测试其拉伸性能和显微硬度.结果表明:焊接速度v为300 mm/min时,当搅拌头旋转速度n低于800 r/min.6061-O铝合金FSW接头出现明显的未焊合缺陷;当转速提高到1200 r/min,接头缺陷消失,接头拉伸性能与母材接近.在所选工艺参数下获得的FSW接头硬度均比母材高,最高点均出现在焊核区;断口分析表明,断裂均为韧性断裂,且位置均出现在远离接头的前进侧热影响区.
关键词:
6061铝合金
,
搅拌摩擦焊
,
组织
,
性能
农登
,
宋东福
,
戚文军
,
梁涛
,
赵雅情
电镀与涂饰
通过正交试验研究了以磷酸盐-高锰酸盐为基础的镁合金无铬转化工艺,讨论了工艺参数对转化膜厚度及其有机涂层耐蚀的影响,并通过扫描电镜、能谱等方法分析了转化膜的微观形貌和化学成分.研究表明,当磷酸二氢铵为10～15 g/L、高锰酸钾为5～10g/L时,磷酸盐-高锰酸的最佳处理工艺为:ZnSO43 g/L,NaF 3 g/L,pH 3,温度45℃.转化液pH对膜层厚度及有机涂层的耐蚀性有显著的影响.在试验参数范围内,转化膜的厚度及后续有机涂层的耐蚀性能随pH的减小而大幅度提高.经该工艺处理后,后续有机涂层的耐蚀性能提高10倍以上.
关键词:
镁合金
,
无铬化学转化膜
,
有机涂层
,
磷酸盐
,
高锰酸盐
宋东福
,
赵雅情
,
戚文军
,
梁涛
,
农登
材料导报
通过在植酸基础转化液中添加两种不同组成的成膜促进剂制备镁合金植酸转化膜,采用SEM、EDS及失重法研究了添加剂对转化膜结构、形貌及耐蚀性能的影响.结果表明:经植酸转化处理后,镁合金表面耐蚀性能均得到了大幅提高,120 h盐水浸泡后失重率仅为镁合金基材的1/5;Ca(NO3)2、NH4VO3及Na2C4 H4O6·2H2O组合添加剂的加入有利于改善膜层结构和致密性,转化膜由完整、致密且与基材结合紧密的内层和网纹的外层组成,耐蚀性能较纯植酸转化膜提高1倍,而NaF、Na2B4O7及Na2C4H4O6·2H2O的组合添加剂则对转化膜结构和耐蚀性能影响不显著.
关键词:
镁合金
,
添加剂
,
植酸转化膜
,
失重率
宋东福
,
王顺成
,
周楠
,
农登
,
郑开宏
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.05.018
综述了Al-Si合金中富铁相的存在形态、形成条件以及富铁相影响因素的研究进展,重点讨论了Al-Si合金中合金元素、熔炼铸造工艺对富铁相形态与分布影响的最新研究现状.研究现状表明,针状富铁相对Al-Si合金性能危害极大,而汉字状富铁相对合金性能的危害要小得多,合金元素和熔铸工艺对富铁相形态具有重要的影响;因此,研究合金元素与熔铸工艺对富铁相形态的交互作用及其影响规律,从而获得有益的富铁相形态,或减少合金中Fe含量是Al-Si合金中减缓富铁相危害的重要研究趋势.
关键词:
Al-Si合金
,
富铁相形态
,
影响因素
