高熵合金中晶格畸变效应的研究进展

高熵合金这一概念一经提出就引起了广泛的关注和研究兴趣。这一设计打破了传统的合金设计策略,为科研人员提供了新的思路。高熵合金有4个核心效应:晶格畸变效应、高熵效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应。在这些核心效应中,晶格畸变效应被认为是决定高熵合金性能的关键的因素。简述了晶格畸变效应,并对现有的晶格畸变的量化方法进行了归纳与评价,阐述了晶格畸变效应对高熵合金相形成和力学性能等方面的影响。最后,指出高熵合金晶格畸变效应所面临的问题,并对其进行了展望。

快淬速度及合金元素添加对Nd_(2)Fe_(14)B/α-Fe纳米复相合金微观组织的影响

通过真空电弧熔炼炉制备了Nd_(2)Fe_(14)B/α-Fe合金铸锭,对其铸态组织进行观察。观察发现,由于坩埚底部配有冷却系统,铸锭底部晶粒尺寸(15μm)小于顶部晶粒尺寸(50μm)。随后采用熔体快淬法将合金铸锭制备成Nd_(2)Fe_(14)B/α-Fe纳米复相合金薄带,研究了不同快淬速度对薄带微观组织的影响。结果表明,随着快淬速度的增加,薄带晶粒尺寸逐渐减小,当快淬速度为30 m/s时,晶粒尺寸达到最小255 nm。添加Ti、Nb元素后采用熔体快淬法制备了Nd_(2)(FeTiNb)_(14)B/α-Fe纳米复相合金薄带。结果是,当快淬速度为30 m/s时,薄带晶粒尺寸减小至约100 nm。

新型汽车用Q&P钢的研究现状与发展趋势

随着大气环境问题的日益加剧且全球范围面临着能源危机,在未来的几十年里,节能减排仍然是全球性的研究主题。汽车行业被要求在不降低安全性的前提下减轻车身质量,以达到节能减排的目的。汽车的轻量化推动先进高强钢从第一代发展到如今的第三代。先进高强钢主要通过合金成分设计、热轧、冷轧、热处理等工艺的配合对其微观结构进行调控来实现轻量化和安全性,且其内部变形机制研究更有助于把握性能调控过程。第一代、第二代汽车用钢的弊端主要有以下两方面:一方面,主要以铁素体等软相作为基体,导致钢的综合力学性能差,难以实现真正的轻量化;另一方面,第二代汽车钢性能的提升是以大量合金元素的添加为代价,生产成本较高,而且在商业化大生产当中铸造、热处理等工艺难以精细控制,存在诸多弊端。因此,第三代汽车钢得到良性的发展,其综合力学性能填补了第一代与第二代汽车钢之间的空白。Q&P钢作为典型代表,利用淬火-配分工艺,对多相、亚稳态和多尺度的微结构进行精细控制,可以获得马氏体、铁素体和奥氏体的混合组织。与第二代相比,第三代汽车钢的合金元素含量更低,满足了降低成本的要求。面心立方(FCC)与体心立方(BCC)的混合结构使得第三代汽车钢具有高强塑积(抗拉强度×延伸率)的特点,它的性能已接近时代汽车用钢的目标水平。本文概述了新型汽车用Q&P钢的发展历程,介绍了合金元素的作用、成型时的回弹,按照热处理工艺参数顺序(加热温度、淬火温度、配分温度、配分时间)阐述了工艺优化的内在原理。总结了塑性变形的强韧机制——“四种效应、两种机制”,思考了Q&P钢动态力学性能对工程实际应用的重要性,根据重大研究成果提出新的Q&P钢强化建议——晶界相变强化。最后描述了当前Q&P钢基础理论研究和工业化发展所面临的问题,并对该领域进行了展望。

Nd(FeTiNb)_(12)N/α-Fe纳米复相永磁材料微观组织与磁性能

采用真空电弧熔炼和熔体快淬工艺分别制备了化学成分为Nd(FeTi)_(12)/α-Fe与Nd(FeTiNb)_(12)/α-Fe合金薄带,研究添加Nb元素以及不同氮化温度对合金微观组织和磁性能的影响。结果表明:Nb元素的添加可显著细化晶粒,同时提高了合金的非晶形成率。合金薄带经过晶化退火与渗氮处理后,磁性能有明显升高。Nd(FeTiNb)_(12)N/α-Fe薄带的磁性能在渗氮温度为500℃时达到最佳,此时的剩磁(B_(r))和矫顽力(H_(cj))分别为21.9 A·m^(2)·kg^(-1)和55720 A/m。

纳米复相永磁材料交换耦合作用的评述

对比纳米复相永磁材料一维到三维的不同交换耦合作用模型,交换耦合作用会抑制软磁相的磁化反转,不同交换耦合作用模型对矫顽力影响不同。Henkel曲线δM峰值越高表明晶粒间交换耦合作用越强,一阶翻转曲线(first order reversal curve,FORC)相互作用峰值增高对应交换耦合作用增强。纳米复相永磁材料有效各向异性K_(eff)随晶粒尺寸减小而下降,当晶粒尺寸一定时,软磁相体积分数越高K_(eff)越低。为了得到最大磁能积高并且K_(eff)不低的纳米复相永磁材料,软磁相晶粒尺寸应在10 nm左右,软磁相体积分数不能超过50%。