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电脉冲作用下铜铝合金的凝固行为模型

利用电磁学理论并结合电脉冲处理细化机制推算出凝固过程中结晶雨产生及激冷层形成时的脉冲电压临界值.对结晶雨出现时等效电流及其影响因素进行模型研究,分析电脉冲作用下合金凝固行为的特点,指出电脉冲处理组织细化时域应处于结晶雨产生与激冷层形成之间.此外,以该条件下Al-5％Cu合金的凝固组织特点对模型进行了验证.

关键词: Cu-Al合金 , 电脉冲处理 , 凝固组织 , 结晶雨 , 激冷层

电脉冲孕育处理对Al-Cu-Mn合金时效过程的影响

王冰 , 王建中 , 齐锦刚 , 张振斌 , 曹丽云

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.035

考察了不同电脉冲孕育处理参数对Al-Cu-Mn合金时效过程的影响,结果表明:电脉冲孕育处理加速了Al-5%Cu-0.8%Mn合金时效进程,缩短了时效时间,使合金最大显微硬度较未处理试样提高了13%～17%;但不同的电脉冲参数影响时效过程的程度不同,一定范围内,500V电压,30s处理时间,频率为3Hz的电脉冲参数在740℃处理时,合金时效后的显微硬度最高.

关键词: 电脉冲孕育处理 , 时效析出 , 显微硬度 , 铝合金

为改善超细晶粒钢焊缝热影响区(HAZ)组织软化问题,对不同Al含量的Fe-Mn-Si超细晶粒钢进行了热模拟研究.结果表明,在一定冷速条件下,此类钢随Al元素添加量的变化,组织从上贝氏体转变为无碳化物贝氏体,且随Al含量的不同,无碳化物贝氏体中残留奥氏体含量及其形态存在明显变化.另一方面,适当Al含量可增加此类钢种焊接条件下贝氏铁素体的形核数量,造成晶粒细化.残留奥氏体相数量与形态变化及晶粒细化是含Al超细晶粒钢HAZ区韧性提高的根本原因.

关键词: Al添加 , 超细晶粒钢 , 无碳化物贝氏体 , 韧性 , 残留奥氏体

Al-Sr变质剂对Al-18Mg2Si合金微观组织和力学性能的影响

赵兴明 , 赵荣达 , 何力佳 , 张广安 , 齐锦刚

金属功能材料

研究了不同质量分数Al-Sr变质剂对Al-18Mg2Si合金的微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着Al-Sr变质剂质量分数的增加,Mg2Si相尺寸减小,同时出现从交联状Mg2Si相向正方形Mg2Si相的转变.但仅改变了相的形状、尺寸、分布,未改变其相组成,依然为Al和Mg2Si两相结构.经过Al-Sr变质剂处理后的Al-18Mg2Si合金的硬度、强度、伸长率均高于文献的性能指标.当变质剂质量分数为0.2％时抗拉强度最高;当变质剂质量分数为0.6％时,伸长率最高.

关键词: Al-Sr变质剂 , Al-18Mg2Si合金 , 组织 , 力学性能

表面处理对碳纤维增强聚乳酸材料界面性能的影响

杜慧玲 , 齐锦刚 , 庞洪涛 , 万怡灶 , 王玉林

材料保护 doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2003.02.006

制备了碳纤维增强聚乳酸(C/PLA)骨折内固定材料,对碳纤维进行了浓硝酸表面处理.测量了C/PLA复合材料的力学性能,并通过XPS分析了表面处理前后碳纤维表面官能团的变化.结果表明,在复合材料界面区发生了某种酯化反应,这是其界面粘结性能得到改善的根本原因.

关键词: 表面处理 , 复合材料 , 碳纤维

脉冲电场作用下纯铝熔体的遗传机制

齐锦刚 , 王建中 , 刘兴江 , 刘铁铮 , 苍大强

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.01.010

对处于熔点以上的纯铝施加电脉冲,通过对铝锭的多次重熔实验,研究了其熔体结构的遗传性.结果表明电脉冲孕育处理对试样凝固组织具有明显细化效果;基于该条件下熔体遗传规律的特异性,提出了一种按晶粒度度量的遗传判据.计算指出子一代遗传效应显著,其遗传信息保持率在80%以上;另一方面,遗传系数与脉冲电压直接相关,其衰减规律符合In=1+e-an+β方程.差热分析实验揭示了脉冲场下熔体结构的变异性,一定程度上验证了遗传载体-团簇在子代间的传递.

关键词: 电脉冲孕育处理 , 铝熔体 , 遗传性 , 重熔实验 , 团簇

电脉冲固溶对Al-22%Si-1.5%Cu合金组织的影响

何力佳 , 齐锦刚 , 王建中 , 曹丽云 , 苍大强

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.z1.010

利用光学显微镜观察及显微硬度测量等方法研究了在脉冲电流作用下,Al-22%Si-1.5%Cu合金经过固溶、时效后其显微组织及基体性能的变化.结果表明,采用短时间高密度脉冲电流作用于A-22%Si-1.5%Cu合金固溶过程前期(作用时间为120S),可明显改善该合金初生硅相及Al2Cu相的形态和分布、显著提高基体的显微硬度.在固态相变经典形核理论的基础上,本文讨论了其作用机理.分析后认为脉冲电流影响了溶质原子的非平衡扩散过程,提高了固态相变的驱动力场从而降低扩散能垒,强化了溶质粒子扩散过程.

关键词: 固溶处理 , 脉冲电流 , 组织形态 , 能垒

电脉冲作用下Al-22%Si合金凝固组织的变化机制

何力佳 , 王建中 , 齐锦刚 , 李英 , 苍大强

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.04.023

研究了在过热Al-22%Si合金熔体中施加电脉冲对其凝固组织的影响,考察了电脉冲频率、作用时间对初生相形态的影响规律.结果表明,经电脉冲孕育的合金凝固组织明显细化,初生硅相由花瓣状向块状转变;示差扫描量热法(DSC)曲线发生变化,初生相凝固点下降了16.78℃,反应焓值降低了4.1J/kg.理论分析表明外场作用下铝硅合金熔体中的大尺度硅团簇发生裂解,从而提高了熔体均匀程度.

关键词: 电脉冲孕育处理 , Al-22％Si合金 , 初生相 , 团簇

脉冲电场对Al-1O%Cu熔体活度的影响

张震斌 , 王建中 , 齐锦刚 , 王冰 , 何力佳 , 苍大强

材料科学与工程学报

采用分配系数法,以Pb-10%Cu熔体为平衡相,结合Miedema生成热模型,考察了电脉冲作用前后Al-10%Cu熔体Cu组元活度的变化.研究表明,脉冲电场作用下,体系溶质Cu的分配系数由0.2876变为1.6541,Pb-10%Cu合金中Cu原子有向上部Al-10%Cu熔体扩散的倾向.计算结果表明,分配体系下部Pb-Cu合金中溶质Cu的活度由原来的0.1143变为0.0385,基于溶质Cu在体系上下部活度相等的事实,得出上部Al-Cu熔体溶质Cu的活度变化.

关键词: 铝铜熔体 , 分配系数 , Miedema模型 , 活度 , 电脉冲