摘要：系统研究了Al含量对铸态和挤压态Mg-2.5Sn-2Ca-x Al (x=2、4、9,质量分数,%)合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Al含量的升高,合金的强度有所降低,延伸率增加。Mg-2.5Sn-2Ca-2Al、Mg-2.5Sn-2Ca-4Al和Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金的屈服强度分别约为370、325和290 MPa,延伸率分别约为6.2%、11.0%和12.0%。第四组元Al元素的加入改变了Mg-Sn-Ca合金中纳米尺寸第二相的类型和含量。Mg-2.5Sn-2Ca-2Al和Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金中分别形成高密度的G.P.区和Mg17Al12第二相,Mg-2.5Sn-2Ca-4Al合金中未见明显的纳米相析出。高密度的G.P.区阻碍再结晶晶粒长大的效率较Mg17Al12纳米相更为显著,因此Mg-2.5Sn-2Ca-2Al合金的再结晶晶粒更为细小(约0.5μm)。同时TEM观察表明,Mg-2.5Sn-2Ca-2Al合金的晶粒内部还存在较高密度的位错,且这些位错一般与G.P.区伴生,因而合金内部还保留有较高密度的亚晶片层组织(片层厚度0.2~1.0μm)。大量G.P.区以及残余位错的存在会成为新产生位错运动的障碍,这些均会对Mg-2.5Sn-2Ca-2Al合金高的屈服强度做出贡献,但同时也会损伤合金材料的塑性。在Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金中,由于高含量Al元素的存在以及Mg17Al12纳米相阻碍位错运动能力相对较弱,导致残余位错密度更低,所以Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金表现出了更大的晶粒尺寸、较低的屈服强度以及更高的塑性。

摘要：目的使有限元模拟技术成为一种切实有效的研究方法,进而为高性能反应堆包壳材料的设计以及可能发生的LOCA(Loss of Coolant Accident)事故下的应急措施等提供理论依据。方法基于COMSOL软件模拟分析典型锆合金核材料在LOCA条件下分别经感应加热和电阻加热后的温升行为。结果感应加热条件下,锆材的体积内最高温度、体积平均温度与表面中心点温度的差值随着温度上升逐渐增大,在1200℃瞬时温度下,温度差值最高,约为41℃。电阻加热条件下,锆材的体积内最高温度、体积内中心温度与表面中心点温度在加热的整个阶段近乎重合,最大差值约为3℃;锆材的体积平均温度、表面平均温度与表面中心点温度的差值出现负值,最大差值约为30℃。结论电阻加热和感应加热虽均适用于堆外研究反应堆失水事故下包壳材料所面临的超高温度及超快升温速率的工况模拟,但限于实际工况下电阻加热速率的滞后性,推荐使用感应加热进行后续的模拟研究工作。相关结果可为高性能反应堆包壳材料的设计提供必要的理论依据。

摘要：通过对Mg-3Al-1Sn合金(AT31)进行挤压以及后续的单道次大应变量轧制变形,得到强度和塑性兼备的新型变形镁合金板材。组织分析表明,AT31合金中析出了一定数量的Mg17Al12相和Mg2Sn相,挤压态合金经轧制之后晶粒均得到有效的细化,因此合金的强度显著提高。经250℃低温轧制后,AT31合金的晶粒尺寸细化最明显,单道次约58%应变量之后晶粒尺寸约4.72μm;随着应变量提升至约66%,AT31合金的晶粒尺寸略有长大,约4.94μm。经300℃下轧制之后,最低晶粒尺寸可达到约5.58μm;同样,随着应变量的增加,晶粒尺寸先显著降低后有所上升。与此对应,这与拉伸所测的屈服强度变化规律完全一致的,即符合经典的细晶强化理论。经过250℃温度下的单道次约58%大应变量轧制变形后,Mg-3Al-1Sn合金板材的抗拉强度及伸长率匹配性最优,屈服强度约185 MPa,抗拉强度约256 MPa,伸长率约29.2%,具备优异的强塑性兼备特性。鉴于此,Mg-Al-Sn合金在工业中有着广阔的应用潜力。

摘要：目的研究Mg-Sn-Ca-Al系合金的力学性能与微观组织之间的关系,以期开发一种新型的高性能、低成本的非稀土镁合金材料。方法在非稀土Mg-2.5Sn-3.5Ca合金中添加Al和微量Mn元素,制备出了Mg-2.5Sn-3.5Ca-xAl合金(x=1,5;分别标注为TXA341,TXA345)以及Mg-2.5Sn-3.5Ca-5Al-0.5Mn合金(标注为TXAM3450),并对其铸态、均匀化态以及挤压态合金的微观组织与力学性能进行系统研究。结果TXA345合金兼备高的强度和优良的塑性,其屈服强度、抗拉强度和塑性分别为~340 MPa,~350 MPa,~9.6%;TXAM3450合金表现出更高的屈服强度(~360 MPa)和抗拉强度(~375 MPa),但是其塑性仅有~3.5%;TXA341合金的屈服强度、抗拉强度和塑性分别为~215 MPa,~298 MPa,~4.3%。高Al含量的TXA345合金表现出较高屈服强度,是由于合金内部形成了高密度的G.P.区,并直接导致其再结晶晶粒可细化至~0.8μm。继续在TXA345合金的基础上添加微量的Mn元素,TXAM3450合金内G.P.区的析出密度继续提高,并且会伴有条带状Al2Ca微米第二相的出现,因此其屈服强度进一步升高,然而该条带状微米相在室温下的塑性较差,因此直接导致TXAM3450合金低的伸长率。结论相关结果对于设计高强塑兼备的非稀土变形镁合金具有较好的指导意义,为非稀土镁合金在结构材料中的广泛应用提供了可能。