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钛预合金化共晶铝硅合金组织的细化条件

王杰芳 , 谢敬佩 , 翁永刚 , 阎淑卿 , 李继文 , 刘忠侠 , 王明星 , 宋天福

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.02.014

以钛预合金化电解低钛铝合金为母材配制共晶铝硅合金ZL108Ti,研究了其组织细化的条件.结果表明:当钛含量为0.10%～O.13%时,合金表现出了较佳的组织细化效果和良好的力学性能.α-Al二次枝晶臂间距为16.71μm,共晶硅颗粒直径为2.69μm,室温和300℃抗拉强度比不含钛的ZLA08分别提高了5%和10%.组织细化机理主要是均匀弥散分布的溶质钛提供了足够的成分过冷,激发潜在强有力的形核相大量非均质形核,以及钛元素抑制晶粒长大的作用.

关键词: 钛预合金化 , 共晶铝硅合金 , 枝晶臂间距 , 晶粒细化

Sc、Zr、Ti复合合金化对Al-5Mg 合金组织和性能的影响

李子炯 , 刘忠侠 , 宋谋胜 , 翁永刚 , 王明星 , 宋天福 , 董新平 , 郝惠莲

稀土 doi:10.3969/j.issn.1004-0277.2006.03.007

通过向合金中单独或联合添加微量的Sc、Zr、Ti,研究了Sc、Zr、Ti复合合金化对Al-5Mg合金微观组织、再结晶抗力及力学性能的影响.研究结果表明:合金中单独添加0.2%Sc,使合金的再结晶抗力、硬度和强度明显增加而塑性明显下降,但对合金没有晶粒细化效果.Sc、Zr复合合金化明显改善了Sc对晶粒的细化能力和再结晶抗力,合金的强度和硬度也进一步增加,但对塑性的影响不大.添加0.036%Ti进行Sc、Zr、Ti复合合金化使合金具有最佳的晶粒细化效果和再结晶抗力,但对合金的力学性能影响不大.原因在于Sc、Zr、Ti复合合金化降低了Al-Al3Sc共晶点,而且Zr、Ti可以代替部分Sc形成Al3Sc1-xZrx或Al3Sc1-xTix复合粒子,有利于凝固过程中形成与α-Al具有良好晶格匹配性的一次Al3Sc1-xZrx或Al3Sc1-xTix复合粒子及挤压和退火过程中二次复合粒子的析出.这些大量的、弥散分布的、与基体共格的粒子可以有效地阻止位错的运动和亚晶界的迁移,从而产生良好的细晶强化、弥散强化和亚结构强化效果.

关键词: Al-5Mg合金 , Sc、Zr、Ti复合合金化 , 晶粒细化 , 再结晶 , 力学性能

钪对铝锂合金时效硬化行为的影响

王明星 , 岑昆 , 刘忠侠 , 宋天福 , 王三军 , 刘志勇 , 翁永刚

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.02.015

通过对190℃时效不同时间的含钪和不含钪Al-Li合金维氏硬度测量和合金中强化相析出行为的透射电镜观察,研究了钪对铝锂合金时效硬化行为的影响.结果表明,钪可以加快铝锂合金的时效硬化速度,使合金达到峰值时效的时间明显缩短;钪明显抑制了铝锂合金中δ'(Al3Li)相的长大速度,促进了S'(Al2CuMg)的析出,还可形成Al3Sc、Al3Li/Al3Sc和Al3Li/Al3(Sc,Zr)等新的析出相,这些都对铝锂合金的时效硬化行为产生影响.

关键词: 钪 , 铝锂合金 , 时效硬化

铝硅钛合金疲劳裂纹扩展行为研究

王明星 , 刘志勇 , 翁永刚 , 宋天福 , 霍裕平 , 谢敬佩

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2003.01.014

以电解铝硅钛中间合金为主要原料,熔炼与ZL101A合金成分基本相同的合金AST101.对比研究了AST101和ZL101A合金的疲劳裂纹扩展行为.在应力比R=0.1和0.5的试验条件下,AST101合金的抗疲劳裂纹扩展能力不如ZL101A合金.金相分析表明,AST101合金的铁含量较高,在合金中形成了脆性针状富铁相,该相自身的断裂和与基体的脱粘促进了合金疲劳裂纹的扩展.此外,AST101合金的微观组织特性影响了疲劳裂纹的闭合程度,也降低了合金的抗疲劳裂纹扩展能力.

关键词: 铝硅合金 , 富铁相 , 疲劳裂纹扩展

淬火速率对砂铸Al-7Si-0.4Mg合金拉伸性能及疲劳裂纹扩展行为的影响

王明星 , 刘志勇 , 王雪青 , 翁永刚 , 王运涛

中国有色金属学报

研究了淬火速率对峰值时效状态下的砂铸Al-7Si-0.4Mg合金拉伸性能及疲劳裂纹扩展行为的影响. 结果表明, 随着淬火速率的提高,合金的抗拉强度、屈服强度以及α(Al)相的显微硬度均有提高, 抗拉强度和屈服强度与淬火速率的对数值近似成线性关系. 淬水速率对合金的延伸率影响较小, 但对合金的室温疲劳裂纹扩展速率有明显影响, 较高的淬火速率可以明显提高合金的疲劳裂纹扩展阻力.

关键词: 淬火速率 , 抗拉强度 , 屈服强度 , 疲劳裂纹扩展

纳米TiC粉末的制备研究

李世鹏 , 刘志勇 , 周辽奇 , 刘忠侠 , 王明星

材料导报

分别以Ti和TiO2粉为钛源,石墨为碳源,结合机械合金化及高温烧结制备出TiC微粉.利用XRD、SEM对TiC的成分和形貌进行了观察分析.通过对比发现,以TiO2作为钛源可得到纯度较高且粒度为纳米级的TiC粉末.球磨过程中原料粉末不断细化,有助于相互扩散并加速烧结过程中TiC的生成.

关键词: TiC , 纳米 , 机械合金化 , 烧结

化学沉淀法制备纳米Fe/TiO2及其光催化活性的研究

陈桂华 , 葛昌华 , 潘富友 , 赵波 , 杨辉 , 王明星

人工晶体学报

以TiCl4为钛前驱体,氨水为沉淀剂,氯化铁为掺杂离子给体,采用化学沉淀法,制备了纯的与铁掺杂的TiO2纳米光催化剂.采用XRD、差热-热重等分析方法对产物进行了表征.通过苯酚水溶液的光催化降解实验研究了样品的光催化性能,考察了Fe3+掺杂量、苯酚溶液的pH值对光催化活性的影响.结果表明:Fe3+掺杂抑制了晶粒长大,细化了晶粒.Fe3+取代晶格中Ti4+的位置或进入间隙位置,引起晶格畸变.适量的Fe3+掺杂能减少光生电子与空穴的复合,提高光催化剂的光催化性能.在本实验条件下,Fe3+掺杂量为0.1 mol%,苯酚溶液的pH为9时,纳米TiO2具有最佳的光催化性能,在20 W 紫外灯照射下降解16 h,降解率达到89.3%.

关键词: 光催化剂 , 化学沉淀法 , 苯酚 , 二氧化钛

纳米ZrC粉末的制备研究

张月霞 , 刘志勇 , 刘新涛 , 刘忠侠 , 王明星

材料导报

探讨了采用机械合金化结合高温烧结法,以氧化锆为锆源、炭黑为碳源、镁粉为还原剂制备ZrC超微粉的可行性,采用XRD、SEM对ZrC的成分和形貌进行了观察和分析,并对采用氧化物制备难熔相进行了热力学分析对比.球磨过程中原料粉末不断细化,有助于氧化物与还原剂的紧密结合;随后的烧结过程中,可降低ZrC的生成温度,与其伴生的MgO有助于抑制ZrC颗粒的生长.以ZrO2为锆源,利用机械合金化和高温烧结可得到纯度较高且粒度为纳米级的ZrC粉末.

关键词: ZrC , 纳米 , 球磨 , 烧结