Ni,Co元素对FeCrAlCu系高熵合金涂层组织和耐磨性能的影响

为了解决金属零件表面的防护问题,采用冷喷涂辅助感应重熔合成高熵合金涂层的方法,在45#钢基体表面制备FeCrAlCu,FeCrAlCuNi,FeCrAlCuCo,FeCrAlCuNiCo高熵合金涂层,通过XRD,SEM,EDS,TEM,磨擦磨损试验机等,研究Ni,Co元素添加对FeCrAlCu系高熵合金涂层的相结构、显微组织以及耐磨性能的影响。结果表明:FeCrAlCu系高熵合金涂层均为FCC+BCC相构成,其中Ni元素添加可以促进FCC相形成,Co元素添加促进B2相(AlCo)生成。FeCrAlCu系高熵合金涂层组织均为树枝晶,随着Ni,Co元素的同时添加,涂层中的枝晶数目增加,并明显粗化。Ni,Co元素同时添加时,FeCrAlCuNiCo高熵合金涂层的摩擦性能最佳,涂层的硬度为565.5HV,摩擦因数为0.349,磨损率为3.97×10^(-5)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1)。

超声处理对可降解Zn-0.5Sr合金组织及腐蚀性能的影响

以Zn-0.5Sr合金为对象,研究了不同超声功率(0、300、600、900 W)对Zn-0.5Sr合金显微组织及腐蚀性能的影响.结果表明:Zn-0.5Sr合金经过超声处理后,铸态组织中SrZn13相由粗大的多边形转变为细小的块状,与未处理的合金相比较,对合金进行600 W超声处理后,合金的电化学腐蚀速率由2.078±0.141 mm/a增加至5.747±0.390 mm/a.当超声功率为600 W时,Zn-0.5Sr合金15、30 d的浸泡腐蚀速度分别为0.090±0.0021、0.074±0.0019 mm/a,是未经超声处理的1.88、1.95倍.

固溶及时效处理对ZL205A合金腐蚀性能的影响

首先对ZL205A合金进行了固溶及不同温度的时效处理,随后对其进行了NaCl溶液浸泡腐蚀试验和电化学腐蚀试验。采用扫描电镜、透射电镜和能谱仪分析观察了合金热处理后的微观组织和析出相形貌以及腐蚀后的腐蚀形貌和化学成分,分析了合金的腐蚀机理。结果表明:合理的热处理制度能够使合金中析出针状θ相并呈网状分布在晶界上,随着时效温度的升高,析出相粗化并发生团聚,185℃时效后合金中出现了贫Cu区无沉淀析出带(PFZ)。铸态ZL205A合金在NaCl溶液中容易发生点蚀,热处理后点蚀速率大幅度降低,这是因为PFZ和θ相粗化能够显著减弱合金的腐蚀电流密度并阻断点蚀通道,因此提高了ZL205A合金的耐腐蚀性能。双级固溶(530℃×2 h+540℃×13 h)及185℃时效5 h后能够使合金获得优异的耐腐蚀性能。

GH4151合金热变形过程中裂纹的扩展

GH4151合金是一种服役于800℃以上的新型难变形镍基高温合金.由于铸态GH4151合金化程度高,晶粒尺寸大,在热变形过程中容易出现裂纹而无法进行开坯等变形.采用Gleeble-3500热模拟试验机对GH4151合金进行不同温度和应变速率下的热变形试验.利用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电子显微镜(SEM)对其典型裂纹区域进行表征,分析了晶粒取向、再结晶、低能晶界以及固溶相对裂纹扩展的影响.结果表明:取向为〈101〉的晶粒相比于〈001〉和〈111〉取向晶粒能有效阻碍裂纹的扩展.再结晶晶粒的形成降低了合金中的应力,从而降低了裂纹扩展速率.低能晶界比随机晶界对裂纹的扩展具有更强的阻碍作用,并且在三叉晶界处低能晶界数量越多,阻碍作用越强.具有脆性特征固溶相的形成促进了裂纹的扩展.

冷变形和热处理对单晶Cu键合丝性能影响

研究单晶Cu键合丝冷加工过程中的微观组织和性能,分析热处理温度和热处理时间对单晶Cu键合丝破断力、伸长率和电阻率的影响。通过对单晶Cu键合丝进行冷加工及热处理,试验结果表明冷加工后的单晶Cu键合丝具有致密的纤维组织结构,强度和电阻率得到提高,伸长率下降。随着退火时间和退火温度的增加,单晶Cu键合丝破断力降低,伸长率增加,电阻率呈下降趋势。对于φ0.025mm的单晶Cu键合丝,在退火温度为420℃,退火时间为2.4s时,单晶Cu键合丝具有高的伸长率和较高的破断力。在热处理过程中张力过大或环境条件不稳定会导致键合丝表面出现竹节状缺陷。经试验数据拟合,单晶Cu键合丝线径与退火温度、退火时间之间存在二次多项式函数关系。

铝合金表面电沉积Ni-SiC复合镀层的研究

针对铝合金表面的电镀特点,采用化学侵锌、预镀镍等预处理方法,在铝合金表面得到了表面光洁平整,内部质量优良,与铝合金基体结合紧密的Ni-SiC复合镀层。研究了镀液中SiC浓度、电流密度、搅拌速度、镀液pH值和镀液温度等电镀参数对复合镀层厚度、镀层中的SiC体积分数及镀层显微硬度的影响。结果表明,电镀工艺条件的改变影响Ni-SiC复合镀层的共沉积速度与SiC粒子在镀层中的体积分数。当镀液SiC浓度为120g/L时,镀层中的SiC体积分数为8.5％,硬度为504.6HV,较纯铝(82.5HV)提高5倍,较纯镍(242.5.HV)提高l倍。

等通道转角挤压过程中纯铜位错密度变化和力学性能

利用等通道转角法(Equal channel angular pressing)对纯铜进行挤压变形,研究变形过程中纯铜组织演变,分析位错密度及其相应力学性能变化规律,探讨层错能对组织演变的影响机理。结果表明:退火后纯铜在ECAP变形过程中由小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,晶粒尺寸细化到5~10μm;随着挤压道次的增加,纯铜中位错密度显著增大,1道次时位错密度为0.16×1014 m-2,6道次后位错密度达到最大值,为0.41×1014 m-2,之后位错重组和湮灭使得位错密度在一定程度上减小;材料强度明显提高,塑性减小,退火后纯铜的抗拉强度为220 MPa,伸长率为53.5%,8道次后纯铜的抗拉强度为444 MPa,伸长率下降到22.1%;纯铜拉伸断口韧窝数量逐渐增多、变浅且分布均匀,断裂方式整体表现为塑性断裂。通过对组织演化和力学性能分析得出,纯铜作为中等层错能材料,同时具有低层错能和高层错能金属的一些变形特征。

电子封装Cu键合丝的研究及应用

论述了传统Au、Al-1%Si键合丝在电子封装中的局限性,分析了Cu键合丝优良的材料性能,Cu键合丝替代Au丝和Al-1%Si丝可缩小焊接间距,提高芯片频率和可靠性。并在此基础上阐述了单晶铜作为键合丝的优势,通过键合性能的对比显示了单晶铜键合丝在电子封装中的良好特性。

纯铜的氧化行为及影响因素

计算纯铜氧化反应的吉布斯自由能变、熵变和氧分压,并用Matlab绘制各曲线.分析铜氧化产物的热力学稳定性、反应过程、热力学限度和氧分压对纯铜氧化的影响,通过EDS研究最初的氧化产物和氧化膜的生长过程.利用氧化增重实验研究影响纯铜大气中氧化的动力学因素,并结合实验结果解释热力学中温度升高纯铜氧化趋势减小和氧化速率增大不矛盾的原因.

铸锭GH3625合金微观偏析及均匀化热处理

为消除铸态GH 3625合金的显微偏析,改善其热加工性能,建立其均匀化动力学并制订均匀化处理制度,采用ImagePro Plus软件、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),对通过真空感应熔炼和电渣重熔双联工艺制备的GH 3625合金电渣锭的显微组织及元素偏析情况进行分析和研究.同时,对铸态GH 3625合金在不同温度下同一时间及同一温度下不同时间进行了均匀化处理.结果表明:GH 3625合金电渣锭存在明显的枝晶间微观偏析,主要偏析元素为Nb、Mo等,形成富Nb的Laves相、MC碳化物;不同元素的偏析程度为Nb>Mo>Ti>Al>Cr;Nb、Mo、Ti、Al在枝晶间大量富集,使得Laves等多种非平衡相在枝晶间析出;在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,偏析元素逐渐扩散均匀;当热处理制度为1 130℃×32 h时,元素偏析基本消除;Laves相体积分数随均匀化处理时间呈明显指数函数特征,V1 130℃=0.033 5exp(-0.163 1t).

定向凝固Fe_(81)Ga_(19)合金的组织和磁致伸缩性能

利用区熔定向凝固技术制备Fe81Ga19合金棒,研究不同的定向凝固速度下,Fe81Ga19合金的微观组织、择优取向和磁致伸缩性能.研究发现:随着凝固速率的下降,试样沿轴向生长成柱状晶,晶界数目减少,取向发生改变.凝固速度为10μm/s的Fe81Ga19合金的组织由尺寸较大的柱状晶组成.当凝固速度v=30μm/s时,试样沿〈110〉方向择优生长,当凝固速度小于30μm/s时,随着凝固速率的降低,〈110〉取向减弱,〈100〉取向增强.当磁场强度增大到40kA/m时,凝固速度v=10μm/s的Fe81Ga19合金的磁致伸缩系数λ达到饱和值66×10-6.

铝合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能

通过复合电沉积技术,在铝合金表面得到了不同SiC粒子含量的Ni-SiC复合镀层,研究了在干摩擦和液态石蜡润滑摩擦条件下载荷与SiC粒子体积分数对Ni-SiC复合镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明:无论在干摩擦或润滑摩擦条件下,加入SiC粒子后的复合镀层其耐磨性均优于纯镍镀层,并随载荷的提高耐磨性下降。在干摩擦条件下,镀层中的SiC粒子体积分数在5.8％时复合镀层耐磨性最好;在润滑摩擦条件下,随镀层中SiC粒子体积分数提高,复合镀层耐磨性均提高。

单晶铜超微细丝的断线分析及制备工艺

对传统热型连铸单晶铜在拉制超微细丝过程中的断线进行分析,表明铜杆中O、S、H等杂质元素含量过高影响其拉制性能。针对高温熔融金属防氧化及除杂净化要求,引入横引式真空熔炼氩气保护定向凝固新工艺制备单晶铜并对其成分及拉制性能进行测试。结果表明,该工艺对熔体的提纯、除杂效果较好,能够满足键合丝坯料纯净度高、拉制性能好的要求。

纯铜热型连铸过程三维微观组织模拟

采用宏观温度场模拟与微观组织模拟相耦合的方法,建立了宏微观统一的模型[直接差分(DirectDifference)-元胞自动控制(CellularAutomaton)模型,即CA-DD模型],模拟研究了纯铜热型连铸凝固过程各工艺参数对固-液界面位置和晶粒淘汰的影响。结果表明:随着连铸速度的增大,固-液界面逐渐向型口外侧移动,晶粒淘汰趋势逐渐减弱。铸型温度对晶粒淘汰有一定的影响。模拟结果与试验结果符合较好。

第三组元(C、B)添加对Fe_(83)Ga_(17)合金相结构和磁致伸缩性能的影响

为了研究非平衡凝固条件下(Fe83Ga17)100-xMx(x=0、0.5、1、1.5;M=C、B)合金的相组成及其磁致伸缩性能,采用吹铸的方式制备了(Fe83Ga17)100-xMx(x=0、0.5、1、1.5;M=C、B)合金,结果表明,合金保持了A2(bcc-Fe(Ga))相结构。C、B元素对合金微观组织产生了很大影响,C完全固溶于bcc-Fe中,B于晶界处大量富集,晶粒形状呈区域定向排列。添加C、B均对Fe83Ga17合金的磁致伸缩性能产生了抑制作用。添加C增大了弹性模量,当x=1时磁致伸缩值最大;添加B对合金组织产生了巨大影响,随着B含量的增加形成了明显的铸造织构,并且生成了富含Fe2B的相,x=1.5时磁致伸缩值最大。

热处理对QBe2合金组织和性能的影响

研究了固溶处理、时效处理、形变时效等对QBe2合金显微组织及性能的影响。结果表明,QBe2合金最佳固溶处理工艺为780℃×10 min水淬,时效工艺为320℃×2h空冷,经此工艺处理后合金的抗拉强度达到1257 MPa,电阻率为0.0677Ω·mm^2/m;时效前的冷变形对晶界的不连续析出有抑制作用,使沉淀相沿晶内滑移线析出显著,形变时效可以使合金强度达到1390MPa,与一般软态峰值时效相比,强度提高10.3%。

Fe-Ga合金薄带的显微组织及磁致伸缩性能

采用熔体快淬的方法制备了成分分别为Fe100-xGax(x=17、18、21)的合金薄带,研究了不同辊速(分别为12、15、20m/s)、不同成分Fe-Ga合金薄带的显微组织结构和磁致伸缩性能。试验结果表明,Fe-Ga合金的显微组织及磁致伸缩性能与合金的成分和快淬时的冷却速率密切相关,辊速为12m/s时制备的Fe83Ga17合金薄带的磁致伸缩最大,达到6.5×10-5。研究发现,所有成分的合金试样都以α-Fe的固溶体形式存在,沿薄带厚度方向晶体具有一定的取向性,大的晶格畸变和薄带的形状各异对薄带的磁致伸缩有影响。

热处理和冷变形对连续定向凝固Cu-Ag合金性能的影响

研究了连续定向凝固Cu-Ag合金铸态试样及其经过大变形冷加工后线材的微观组织和性能,分析了热处理和冷变形对连续定向凝固合金的强度和电导率的影响.经过大变形冷加工后,Cu-Ag合金具有致密的纤维组织结构,强度进一步增加,电导率略有下降.在低温热处理后,Cu-Ag合金强度增加,电导率得到恢复.高温热处理时,Cu-Ag合金强度和电导率都下降.

直流反应磁控溅射预制ZnO晶种层工艺参数优化

采用直流反应磁控溅射法,在不同O2/Ar分压比(1∶3、1∶4),不同溅射功率密度(24、40、48W/cm2)及不同热处理温度(400、800℃)条件下制备出ZnO晶种层,研究O2/Ar分压比、溅射功率及热处理的最佳工艺,对制备的晶种层微观形貌和结构进行SEM、AFM、XRD表征,分析磁控溅射相关工艺参数对预制ZnO晶种层的影响机理,发现在O2/Ar分压比为1∶4,溅射功率密度为40W/cm2及800℃热处理条件下制备的ZnO晶种层质量最优.

接触线材料的现状及研究热点

本文综述了电气化铁路接触导线材料的现状,论述了高强度高导电铜合金接触导线,由于其优良的力学、电气性能而广泛应用于高速电气化铁路接触网中。同时,介绍了该结构功能材料的最新技术及其研究热点,即铜基原位自生复合材料,由于其采用多种强化方式而具有极佳的综合性能和热稳定性。指出析出强化和多元微量合金化是提高铜合金接触导线强度的有效手段,铜基复合材料是当前研究的热点和发展的趋势。