球磨纳米结构Fe40Al合金粉末及其冷喷涂沉积行为研究

目的研究冷喷涂用纳米结构Fe40Al合金粉末的球磨制备工艺及其在不同基体表面的冷喷涂沉积行为。方法以Fe粉、Al粉为原料,按照Fe-40Al进行配比混合,采用行星式球磨机制备纳米结构Fe40Al合金粉末,在不同硬度基体表面(不锈钢、低碳钢、纯铜及锡)冷喷涂沉积单个Fe40Al合金粉末颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),分析球磨过程中Fe40Al合金粉末的组织结构演变规律、粉末颗粒在不同基体表面的碰撞变形行为及沉积特性。结果球磨过程中,随着球磨时间的延长,Al扩散进入Fe晶格形成纳米结构Fe(Al)固溶体,球磨36 h后,Fe40Al合金粉末的晶粒尺寸约为35 nm,平均颗粒尺寸约为20μm,内部为精细层状结构。纳米结构Fe40Al合金粉末在硬度较高的不锈钢和低碳钢基体上沉积时,粉末颗粒发生强塑性变形而基体变形量较小,颗粒和基体间的结合较弱,沉积效果较差;当在硬度较低、塑性较好的Cu基体上沉积时,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形,颗粒和基体间的结合较强,沉积效果最好;在硬度最低的Sn基体上沉积时,基体发生强烈的塑性变形且出现部分熔化,但颗粒几乎没有变形,且颗粒与基体间的结合很弱,沉积效果最差。结论采用球磨工艺可制备出适合冷喷涂用的纳米结构Fe40Al合金粉末,随着球磨时间的延长,粉末晶粒尺寸减小,硬度增加。基体种类对纳米结构Fe40Al合金粉末的冷喷涂沉积行为影响显著,基体硬度过高或过低均不利于粉末颗粒沉积,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形有利于增强颗粒与基体间的界面结合,从而改善沉积效果。

机械合金化制备Nd_(60)Fe_(20)Al_(10)Co_(10)非晶粉末的研究

利用机械合金化制备Nd60Fe20Al10Co10非晶粉末,采用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Nd60Fe20Al10Co10非晶的形成过程、磁性能变化及其与成分结构的关系。结果表明,90min后Al原子溶入Nd原子形成固溶体。球磨2h后出现少量非晶,20h后Co单质和Nd单质消失,组织为非晶相(含少量的α Fe)。球磨100h最终得到非晶+少量的α Fe纳米晶。球磨过程中,矫顽力随着合金中非晶的量增加而升高,球磨20h矫顽力达到43kA/m。Nd60Fe20Al10Co10合金具有硬磁性是由于非晶相的存在而造成的。

Al改性HP40合金力学性能的研究

在HP40合金中加入5%～20%的Al替代Ni,进行室温压缩和硬度力学性能试验。结果表明,铝的加入使合金的强度和硬度得到了显著提高。但随着Al含量的提高,由于树枝状(Ni,Fe)Al金属间化合物的析出及增加,使合金的脆性增加。

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al60Si40涂层研究

采用预置涂层法,通过5kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆Al60Si40合金粉末,以达到改善镁合金表面性能的目的。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析熔覆层的微观组织,利用显微硬度计测量熔覆层深度方向上的显微硬度,利用MM-200摩擦磨损实验机测试熔覆层的耐磨性能。研究表明:表面激光熔覆层的组织呈现亚共晶组织特点,主要由α-Mg,β-Mg17Al12和Mg2Si组成;熔覆层的最高显微硬度(270HV)是基体(90HV)的3倍,其耐磨性也明显提高。

热处理对加Al改性HP40合金组织的影响

通过光学显微镜和电子探针研究了热处理对含铝(质量分数)5%～10%的HP40合金组织的影响。结果表明:选择合适的热处理工艺,能使铸态合金中的沉淀相均匀析出;当固溶温度较高时,可观察到析出相非常均匀且尺寸较小。在1220℃及其以上温度固溶处理时,合金中的沉淀相才能完全固溶于基体。

机械合金化—加压烧结制备Fe_3Al金属间化合物

采用机械合金化—加压烧结在 12 5 0℃制备相对密度为 99%、晶粒尺寸为 30 0～ 70 0nm的Fe3 Al烧结体材料。研究了球磨过程中Fe Al粉末的结构转变及烧结体Fe3 Al的微观结构和力学性能。Fe3 Al材料的室温压缩屈服强度和压缩应变分别为 190 0MPa和 14 % ,硬度 6 1HRC ,横向断裂强度和断裂韧度KIc分别高达130 0MPa和 4 9MPa·m1/ 2 。Fe3 Al材料优异的室温力学性能来源于晶粒细化、组织均化效应。

粉末热压法制备Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒/7075复合材料

采用粉末热压的方法制备了(Al63Cu25Fe12)p/A7075复合材料,颗粒均匀分布在复合材料中。准晶面清晰,颗粒内部反应轻微,经过挤压后复合材料的基体组织呈现出一定的流向分布。时效后有T(AlZnMgCu)沿着基体α(Al)晶界析出。与非连续陶瓷增强金属基复合材料相比,(Al63Cu25Fe12)p/A7075复合材料的时效行为有两个显著特点:一是复合材料在时效6小时达到硬度峰值,基体时效12小时达到峰值;二是复合材料的硬化速率和峰值均高于基体材料。

可控固体粉末渗铝新工艺

铝扩散涂层通常采用固体粉末渗铝工艺获得 ,它是一种特殊的化学气相沉积 ( CVD)法 ,将工件包埋入渗剂中 ,渗铝层相组成与渗铝过程中渗剂的活性有关。通过调整渗剂中 Al和特种添加剂的比例及渗铝温度 ,实现了控制渗铝层的相组成。采用光学显微镜 ( OM)、X射线衍射仪 ( XRD)、显微硬度计等设备对 2 0钢和 HK40钢的渗铝层进行检测。结果表明 ,经不同工艺处理的 2 0钢和 HK40钢的渗铝层分别获得了预计的 Fe Al相、Fe3 Al相和 Ni Al、Ni3 Al相 ,消除了富铝的铝化物 Fe Al3 、Fe2 Al5或 Ni2 Al3 、Ni Al3

高能球磨对雾化磁粉结构与磁性能的影响

采用高能球磨的方法处理水雾化Fe-Si-Al软磁合金粉末，运用SEM、XRD分析球磨粉末的显微结构和晶体结构，测试粉末的静磁参数及其2～18GHz范围的复磁导率（μr=μ′-jμ″）。结果表明，球磨时间增加，粉末的扁平率增大、粒度减小；平均晶粒尺寸减小、内应变增大导致结晶有序度降低；粉末的饱和磁感应强度减小、矫顽力增大；球磨粉末的复磁导率实部和自然共振频率均相应提高，但过度球磨不利于材料磁损耗性能的提高。