喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金回归再时效过程的XRD分析

采用拉伸测试、电导率测量,X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析以及点阵常数测量等方法对喷射成形7075铝合金回归过程中的拉伸性能、导电性能以及溶质元素与强化析出相的析出程度和演变过程进行研究。结果表明,在回归再时效处理过程中,采用合适的回归温度与时间,可有效改善合金的力学和导电性能。经120℃预时效16 h后的喷射成形7075铝合金,通过200℃高温回归8 min及再时效处理,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为791 MPa、736 MPa、8.5%和22.6 MS/m,合金综合性能良好。通过XRD分析及α-Al基体晶格常数的精确测量,能更好地表征溶质元素与析出相的回溶和析出,以及回归与再时效后析出相的回溶和析出程度,指导7075合金回归处理制度的优化和选择。

熔体过热度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带磁性能的影响

为了研究合金熔体过热度和退火温度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带磁性能的影响,在180、200和230℃3个不同合金熔体过热度下利用单辊法制备了宽142 mm、厚23μm的非晶条带.在350~370℃范围内选取5个退火温度对非晶条带进行纵向磁场退火,并利用硅钢测试仪对退火后的非晶条带进行磁性能测试.结果表明,随着合金熔体过热度的增大,非晶条带的激磁功率和损耗均呈下降趋势.随着过热度和退火温度的降低,非晶条带的磁性能分布区间变窄,但其稳定性增强.适当提高过热度和热处理温度有助于获得具有最佳磁性能的非晶条带.

非晶合金的热稳定性与热加工窗口研究

采用铜模喷铸法制备了Mg_(68)Zn_(28)Ca_4、Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8和Zr_(60)Nb_5Cu_(20)Fe_5Al_(10) 3种非晶合金,通过X射线衍射仪(XRD),差热分析仪(DSC)研究了非晶合金的热加工稳定性,并建立了三维热加工窗口。结果表明,Mg68Zn28Ca4的过冷液相区没有明显随着加热速率的增大向高温区移动,Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8和Zr_(60)Nb_5Cu_(20)Fe_5Al_(10)非晶合金的过冷液相区随着加热速率的增大向高温区移动。用Kissinger方法计算出3种非晶的晶化激活能分别为177.26,288.98和288.75kJ/mol。根据建立的三维热加工窗口中可以直接制定非晶合金的加工工艺,确定加工温度及最大加热时间。

各向异性Nd_(12.5)Fe_(68.9-x)Co_(12)Ga_xZr_(0.1)B_(6.5)磁粉研究

采用d-HDDR(室温吸氢后"氢化—歧化—脱氢—再复合")工艺制备Nd12.5Fe68.9-xCo12GaxZr0.1B6.5(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7)永磁磁粉,研究了歧化氢压、脱氢再复合温度、脱氢再复合真空度及合金元素Ga对Nd12.5Fe68.9-xCo12GaxZr0.1B6.5合金磁性能的影响规律,利用X射线衍射仪(XRD)对磁粉的相结构进行表征。结果表明,d-HDDR工艺中,合金的相变过程为:Nd2(Fe,Co)14B+2H22NdH2+12α-(Fe,Co)+(Fe,Co)2B;0.03MPa的歧化氢压是NdFeB磁粉产生磁各向异性的关键,脱氢再复合阶段采用高温,低真空与高真空相结合的制度是NdFeB磁粉获得高各向异性的保证;添加Ga元素有益于提高磁粉的矫顽力和各向异性,其最佳添加量为0.3%(原子分数),Nd12.5Fe68.6Co12Ga0.3Zr0.1B6.5磁粉的典型性能为:(BH)max=218.3kJ/m3,Br=1.22T,jHc=751.2kA/m,DOA=0.52。

Nd13Fe80．1-xTixB6．5Zr0.1Cu0.3永磁合金磁性能研究

HDDR(氢化-歧化-脱氢-再结合)工艺是制备各向异性Nd2Fe14B基磁粉的有效方法。主要研究了改进的d-HDDR工艺及添加合金元素Ti对Nd13Fe80.1-xTixB6.5Zr0.1Cu0.3(x=0、1.0、2.0)合金磁性能的影响规律。结果表明,d-HDDR工艺中吸氢氢压和歧化时间是促使材料产生磁各向异性的关键;合金元素Ti使NdFeB合金矫顽力显著提高,其作用主要体现在两方面:一方面是在晶界间形成低熔物,抑制晶粒长大、细化晶粒,改善富Nd相的组织结构,使富Nd相沿边界更加均匀地分布;另外,Ti元素使Nd2Fe14B晶界平直而清晰,主相晶粒表面各向异性提高,反磁化畴难以形核,从而使矫顽力提高,其最佳添加量为1.0%(原子分数)。成分为Nd13Fe79.1Ti1.0B6.5Zr0.1Cu0.3的2#合金经d-HDDR工艺处理,其最佳磁性能为:Br=1.39T;iHc=1006kA/m;(BH)max=169.66kJ/m3;DOA=0.797。

NdFeCoBZrGa合金各向异性磁粉的制备

HDDR(氢化-歧化-脱氢-再结合)工艺是一种用于生产各向异性Nd2Fe14B基磁粉的有效方法.主要研究了真空HDDR工艺(即合金在真空中以较快速率加热到820℃左右,然后在一定的氢气压力下吸氢歧化)及添加合金元素Ga对Nd13Fe64.4-yCo16B6.5Zr0.1Gay(y=0.1,0.3,0.5,1.0)合金磁性能的影响规律.结果表明,真空HDDR工艺的吸氢歧化阶段是促使材料产生磁各向异性的关键,脱氢阶段采用低真空高温制度是材料获得高各向异性的保证;合金元素Ga有助于细化主相晶粒,提高材料的综合磁性能,其最佳原子分数添加量为0.5%;成分为Nd13Fe63.9Co16B6.5Zr0.1Ga0.5的合金经真空HDDR工艺处理,其最佳磁性能为:iHc=1 018 kA.m-1,Br=1.32 T,(BH)max=118.6 kJ.m-3,DOA=0.787.

高性能各向异性NdFeB磁粉研究

研究了d-HDDR工艺中歧化氢压、脱氢再复合温度、脱氢再复合真空度及添加合金元素Co对Nd12.5Fe80.4-xCoxGa0.5Zr0.1B6.5(x=0,4,8,12,15,17,20)合金磁性能的影响规律.通过X射线衍射仪(XRD)对磁粉的相结构进行表征.结果表明:d-HDDR工艺中,合金的相变过程为:Nd2(Fe,Co)14B+2H2<=>2NdH2+12 a-(Fe,Co)+(Fe,Co)2B;低于0.025 MPa的歧化氢压是NdFeB磁粉产生磁各向异性的关键,脱氢再复合阶段采用高温,低真空与高真空相结合的制度是NdFeB磁粉获得高各向异性的保证;歧化氢压为0.025 MPa,脱氢再复合温度为840℃时,磁粉各向异性DOA值为0.74;添加合金元素Co有益于提高磁粉的矫顽力和各向异性,Co含量为15 at%(原子分数)时,经最佳处理工艺,合金获得较高综合磁性能:DOA=0.62,Br=1.27T,jHc=754.3 kA/m,(BH)m ax=245.7 kJ/m3.

软磁Fe-Si-Al磁粉芯性能研究

研究了绝缘包覆、压制成型、退火处理对软磁Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响。采用扫描电镜,金相显微镜,B-H分析仪和万能材料试验机检测样品的内部结构、形貌、磁性能和力学性能。研究结果表明,添加绝缘剂能够有效的降低磁粉芯的涡流损耗;增大成型压力可以提高磁粉芯的压溃强度、密度、磁导率,降低损耗和矫顽力,最佳成型压力为1800MPa;压制后的退火处理是保证磁粉芯具有较好磁性能的关键,提高热处理温度可以有效的提高磁导率,降低磁滞损耗,但过高的热处理温度会使磁粉芯的磁性能恶化,最佳的退火温度为660℃。

铸态Mg-Sn-Si-Sr合金的显微组织与力学性能

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)分别研究Mg-5Sn-xSi-0.5Sr(x=1,2)和Mg-5Sn-ySi-2Sr(y=1,2)合金的相组成和显微组织,采用力学性能试验机测定合金的拉伸性能。结果表明:Mg-Sn-Si-Sr系合金组织由α-Mg、MgSnSr、Mg2Sn、Mg2Si相所组成。Mg2Si相含量随Si元素的增加而增加,加入Sr元素会促进MgSnSr相的形成,抑制相界上Mg2Sn相的析出。Sn和Sr均能够细化Mg2Si相。当Sr含量由0.5%提高到2%(质量分数)后Mg2Si和Mg2Sn相均能得到显著细化,从而显著提高合金的抗拉强度与屈服强度。

热处理对挤压态Mg-5Sn-2Si-2Sr合金组织及性能的影响

为了确定挤压态Mg-5Sn-2Si-2Sr合金合适的热处理方案,分别采用硬度计、X射线衍射仪、力学性能试验机、光学显微镜,研究了该合金经T4(固溶处理)、T5(200℃×12 h时效)和T6(固溶+时效)热处理后显微组织及力学性能的变化。结果表明:挤压态Mg-5Sn-2Si-2Sr合金宜采用T5热处理工艺。经T5热处理后,在晶界处析出大量Mg2Si强化相,使合金的屈服强度、抗拉强度分别达210.9 MPa、257.0 MPa,高于挤压态、T4和T6热处理工艺下的合金强度。T4热处理时,固溶强化作用远小于退火软化作用,致使合金力学性能的下降。T6热处理时,析出相及晶粒尺寸的长大使得合金力学性能的提高受到了限制。

Cu_(66)Ti_(34)非晶合金凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了二元合金Cu66Ti34的凝固过程。原子间作用采用GEAM势,利用偶关联函数,均方位移(MSD)等分析方法,研究Cu66Ti34合金在4×1013 K/s冷却速度下的玻璃化转变温度、原子的扩散行为。结果表明,通过偶分布函数第一谷的最小值与第一峰最大值之比获得的玻璃转变温度为600 K,与相近成分Cu50Ti50的实验值接近;在800 K时,Cu和Ti的MSD最大值均小于1×10?2 nm2,合金熔体很粘稠;在600 K时,曲线的斜率降低,在动力学上合金熔体已经凝固。定压比热容与温度成二次分布关系,存在一个峰值温度为892 K的热力学玻璃转变温度,证明了用动力学方法和用热力学方法获得的玻璃转变温度之间的差异。

Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力及力学性能

利用铜模铸造制备直径为1~4 mm的Mg72-xZn28Cax（x=1~6）合金,采用XRD、DSC、SEM和力学性能试验机分别对合金的非晶形成能力、相组成、断口形貌和力学性能进行研究。结果表明：在x为3、4和5时,Mg72-xZn28Cax合金的非晶形成能力（以直径表示）分别为2、3和2 mm;而当x为1、2和6时,Mg72-xZn28Cax合金的非晶形成能力低于直径为2 mm的;当x为3和5时,直径为2 mm的非晶态合金的屈服强度分别为591 MPa和662 MPa,塑性变形量分别为0.5%和0.2%;直径为3、2和1 mm的Mg68Zn28Ca4非晶合金的屈服强度分别为540、611和610 MPa,塑性变形量分别为0.48%、1.28%和6.2%,Mg68Zn28Ca4非晶合金是目前所报道的塑性变形量最大的镁基非晶合金;单位剪切面上弹性能的减少及其分布均匀性的改善是样品尺寸减小促使塑性应变量提高的主要原因。

Fe-Si-Al复合磁粉芯制备工艺的研究

模压成型制备Fe-Si-Al复合磁粉芯,研究了热处理条件及绝缘包覆处理对复合磁粉芯磁性能的影响。实验结果表明:压制后的退火处理能够有效地提高Fe-Si-Al磁粉芯的磁性能;增加退火温度能够提高样品的有效磁导率,减少磁滞损耗;过高的退火温度(>660℃)能够恶化粒子间的绝缘层,降低磁特性;Fe-Si-Al磁粉芯的最佳退火温度为660℃。磁退火处理是降低Fe-Si-Al磁粉芯损耗的一种有效的新方法,与退火处理相比磁退火处理能够更大幅度的降低Fe-Si-Al磁粉芯的损耗。增加绝缘剂添加量能够有效地降低Fe-Si-Al磁粉芯的涡流损耗,同时也会产生恶化复数磁导率实数部分的负面影响,Fe-Si-Al磁粉芯最佳的绝缘剂添加量为0.7%(质量分数)。

降低软磁铁硅铝磁粉芯损耗的研究

为制备高性能的软磁铁硅铝磁粉芯，研究了降低铁硅铝磁粉芯损耗的方法．采用扫描电镜、金相显微镜、BH分析仪检测样品的内部结构、形貌、磁性能．研究结果表明，压制后的退火处理是降低铁硅铝磁粉芯损耗的关键，增加热处理温度能够有效地降低磁粉芯的涡流损耗和磁滞损耗，过高的热处理温度会增大涡流损耗，最佳的热处理温度区间为660-720℃；添加绝缘剂能够有效地提高磁粉芯的电阻，降低其涡流损耗，对磁滞损耗的影响不大；增大成型压力可降低铁硅铝磁粉芯的损耗和矫顽力，最佳的成型压力为1800MPa．

时效处理对喷射成形7075合金晶间腐蚀的影响

采用拉伸试验、电镜观察和晶间腐蚀(IGC)试验,研究回归再时效(RRA)处理对喷射成形7075合金组织形貌、力学性能和晶间腐蚀性能的影响,并与T6峰值时效、T73过时效进行对比分析。结果表明:经T6处理后,晶内大量细小弥散的η′相使合金的抗拉强度达到760 MPa,但晶界处连续分布的η相和窄小的晶界无析出带(PFZ)使合金抗晶间腐蚀性能变差,晶间腐蚀深度达131.4μm;经T73处理后晶界η相断开及PFZ大幅增宽可改善合金的耐蚀性,晶间腐蚀深度仅为2.0μm,但晶内η′相粗化及体积分数的减小使合金抗拉强度大幅下降,仅为676MPa;采用(120℃,24 h)+(200℃,10 min)+(120℃,24 h)的RRA处理后合金晶内η′相再次大量析出,致使抗拉强度达758 MPa,略低于T6态的抗拉强度,而晶界处断续分布的η相和宽度略增的PFZ使合金抗晶间腐蚀性能也显著改善,晶间腐蚀深度为16.8μm,与经T73处理后的接近。

Mg-Zn-Ca块体非晶合金及其强度可靠性

针对Mg-Ln-TM块体非晶合金脆性大、强度可靠性差等特点,研究了新型Mg-Zn-Ca非晶合金的性能并考察了成分变化对其热稳定性的影响.采用铜模铸造法制备出直径为2mm的Mg70-xZn25+xCa5(x=1、2、3、4)系列非晶合金,利用扫描电镜(SEM)、x射线衍射仪(XRD)、差分扫描量热仪(DSC)以及电子万能试验机分别研究了铸态样品的组织、相结构、热稳定性以及力学性能.实验结果表明:该系列非晶合金的晶化过程分3～4步完成,初始晶化温度随w(Mg)的提高而降低,同时对应较高的强度和一定的塑性应变.经Weibull统计分析表明:这4种非晶合金断裂强度的再现性存在差别,其中具有脉络纹断口的合金具有较高的Weibull模量,对应着良好的断裂强度再现性.

Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响

为了考察Sr对Mg-7Al-2Ca-2Si-0.8Zn-0.4Mn铸造合金热裂倾向性的影响,利用等长度金属型制备了含Sr分别为0、0.5%、1.0%和1.5%四组,每组八个尺寸的圆柱试样,采用热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数评价合金的热裂倾向性。借助光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)分析合金的组织、热裂行为和相成分。结果表明,Sr的添加改善了合金的流动性,细化了合金的组织。在Sr含量为1.0%时,热裂棒临界直径尺寸和热裂敏感系数均最低,同时α-Mg枝晶的断裂面积为零,共晶相的断裂面积为100%。共晶相在裂纹形成过程中,具有向裂纹富集的趋势,形成了可以填充裂纹缝隙的能力,从而使合金的热裂倾向性降低。试棒在热裂倾向较低时,对应较高的拉伸强度。

水雾化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯制备及性能研究

采用水雾化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉制备出了高频特性较好的磁粉芯。研究了样品的形貌、相组成和磁性能。研究结果表明,非晶磁粉芯压制后的去应力退火处理能够有效的提高磁导率和品质因数,过高的热处理温度会使非晶粉末晶化,析出导电性较差的非铁磁相,恶化磁性能,最佳的退火温度为400℃;绝缘包覆是制备高性能磁粉芯的必备工艺,增加绝缘剂添加量会有效的降低磁粉芯的损耗,提高品质因数,绝缘剂添加量过多会降低磁粉芯的密度和磁导率,导致综合磁性能下降,Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯最佳的绝缘剂添加量为5.0%。

绝缘包覆工艺对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶磁粉芯磁性能影响研究

实验以气流破碎的Fe78Si9B13非晶粉末为原料制备磁粉芯。采用扫描电镜和B-H分析仪研究了绝缘包覆工艺过程中添加钝化剂以及粘结剂和绝缘剂的添加量对磁粉芯磁性能的影响。结果表明添加钝化剂可以有效地提高磁粉芯的频率特性,降低磁损耗,增大品质因数;增加绝缘剂的添加量可以降低磁粉芯的涡流损耗,但过多的绝缘剂又会降低其磁导率;最佳的粘结剂添加量为3.5%。

选矿捕收剂对铝酸钠溶液性质和结构的影响

本文研究了长烃链脂肪酸型有机物—PS捕收剂存在下的铝酸钠溶液表面张力、粘度以及溶液结构的变化。结果表明:具有羧基官能团的PS捕收剂使铝酸钠溶液表面张力降低,能较好地改善铝酸钠溶液的润湿性;同时,它对铝酸钠溶液粘度有显著的影响,当PS捕收剂浓度低于100mg.L-1时,含有捕收剂的铝酸钠溶液粘度小于不含有捕收剂的铝酸钠溶液粘度,其中捕收剂浓度为40mg.L-1的铝酸钠溶液粘度值最小;当PS捕收剂浓度高于100mg.L-1时,含有捕收剂的铝酸钠溶液粘度大于不含有捕收剂的铝酸钠溶液粘度,且其粘度随捕收剂浓度的增加而增大。用红外光谱测试得知,PS捕收剂使αk=3.0、ρNa2O=220 g.L-1和αk=1.56,ρNa2O=160g.L-1的铝酸钠溶液Al-O-Al键随PS捕收剂含量的增加而增多,Al(OH)4-和Al-OH键峰强基本不变。