微重力电磁模拟过偏晶Cu-Pb合金的凝固

利用微重力电磁模拟的方法 ,对过偏晶Cu 40Pb合金熔体的凝固进行了试验研究。研究表明 :在模拟微重力的环境下 ,施加的电磁力可使合金熔体在不混溶区内获得准失重状态 ,抑制了合金熔体中L2 (Pb)相产生的Stockes沉积效应 ,在凝固组织中得到熟化后粗大的α(Cu)枝晶 ,S(Pb)相分布在α(Cu)枝晶间 ,从而消除了该合金在凝固过程中出现的重力偏析现象。

过偏晶Cu-40%Pb合金凝固组织的深过冷细化

利用电磁模拟微重力设备获得S(Pb)均匀分布的过偏晶Cu 40%Pb合金实验样品,然后用熔融玻璃净化与循环过热相结合获得熔体深过冷的方法,对上述获得的均质化实验样品进行深过冷快速凝固实验和凝固组织演化规律的研究。结果表明:经过深过冷技术进行二次处理试样的凝固组织中,随着过冷度的增加弥散的S(Pb)比模拟微重力环境下得到的S(Pb)明显细化。

深过冷Cu-Pb偏晶合金的快速凝固行为和凝固组织

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了亚偏晶Cu-25％Pb合金,Cu-37.4％Pb偏晶合金和过偏晶Cu-40％Pb(质量分数)合金过冷熔体凝固行为和凝固组织的演化规律,以及Cu-37.4％Pb偏晶合金的过冷度对磨损率的影响.研究表明:在过冷亚偏晶Cu-25％Pb台金熔体凝固过程中先形成α(Cu)初生相,随着过冷度的增大,凝固组织经历粗大枝晶重熔形成的细化枝晶向准球状晶粒演化的过程;在过冷Cu-37.4％Pb偏晶合金熔体凝固过程中初生相为L2相,当过冷度在20-150 K区间时,得到第二相S(Pb)弥散在α(Cu)枝晶间的凝固组织,并且在该过冷区间内随着过冷度的增加,材料的磨损率也逐渐降低;在过冷过偏晶Cu-40％Pb合金熔体凝固过程中初生相为L2相,在过冷度区间42-80 K时,得到以偏晶胞形式分布的凝固组织.

过冷过偏晶Cu-40wt％Pb合金凝固组织的演化

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了Cu-40wt%Pb过偏晶合金过冷熔体凝固组织的演化规律。在过冷度40～296K的范围内,其凝固组织的形态有3次变化过程:第1次是在40～75K过冷度范围,经过液—液分离和偏晶反应形成了偏晶胞组织;第2次发生在75～196K过冷度范围,因枝晶熟化被抑制,由粗大的枝晶重熔形成的粒状晶转变为高度细化的细枝晶;第3次发生在196～296K过冷度区间,组织因细枝晶再结晶转变为均匀的准球状晶粒。

深过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固行为和微观组织

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法 ,研究Cu 3 7.4%Pb偏晶合金过冷熔体凝固组织的演化规律和熔体过冷度及形核率对相分离的影响。研究表明 :对于偏晶合金 ,当过冷度 <15 0K时 ,由于初生相L2 的长大被抑制 ,形成Pb分布在α枝晶间的均匀凝固组织 ;当过冷度 >15 0K时 ,随着过冷度的增大 ,由于Ostward熟化和凝并的加强 ,L2 液滴尺寸增加 ,导致L2的液相分离 ,凝固组织中的Pb颗粒尺寸经历由小变大的过程 。

过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固组织对磨损行为的影响

采用深过冷方法获得均质Cu 3 7.4%Pb偏晶合金的凝固组织和磨损特性。结果表明 :在均质化过冷区间内 ( 10～ 15 0K) ,随着过冷度的增加 ,凝固组织中Pb相在基体中的分布愈加均匀 ,摩擦过程中分布在摩擦表面Pb的含量也在增加 ,这些因素提高Cu 3 7.4%Pb偏晶合金的耐磨性能 ,其原因是由剥层磨损 。

过偏晶Cu-40wt%Pb合金的均质化凝固

利用电磁模拟微重力和深过冷的方法,对过偏晶 Cu-40wt％Pb 合金的凝固组织进行了研究。比较了通过上述方法得到的凝固组织与常规凝固条件下的凝固组织,结果表明:采用电磁模拟微重力方法的凝固过程中没有出现 Stocks 沉积效应,得到的凝固组织中 Pb 颗粒均匀地分布在 Cu 基体上;而采用深过冷方法获得的凝固组织中,过冷度在40～80K 区间内 Pb 以纤维和颗粒的形式均匀分布在 Cu 基体上,并随过冷度的增加其分布的不均匀性亦增加。当过冷度超过80K时,第二相的重力沉积明显增加,并随过冷度的增加凝固组织中出现了与常规条件凝固一样的分层现象。

含Ca阻燃镁合金的高温氧化行为

Ca的加入大大提高了镁合金的燃点,当Ca含量大于1.7%时,Mg Ca合金能在1173K的高温下暴露于大气中30min而不燃烧。SEM和XRD分析表明:合金表面生成了主要由氧化钙和氧化镁组成的复杂氧化膜,氧化膜内侧组织主要是Mg2Ca,该氧化膜具有保护性,但薄厚不一,极不规则。高温氧化动力学研究显示:该合金在673K和873K氧化符合抛物线规律,而在773K氧化遵循立方规律。热力学计算结果表明:在Mg 2.5Ca合金中从室温到1143K温度范围内Ca都比镁优先与氧结合生成CaO,当Ca含量降低到一定程度时,镁又与氧结合生成MgO,所以形成了MgO+CaO的复合保护膜。

稀土阻燃镁合金的高温氧化动力学研究

通过给镁中添加稀土元素 Y 和 Ce 获得了具有良好阻燃效果的 Mg-Y-Ce 合金,该合金能在 1 173 K 的高温下暴露于大气中 0.5 h 而不燃烧。扫描电镜和 X 射线衍射分析表明,合金表面生成了具有双层结构的复杂氧化膜:其中外层主要由 Y2O3和 MgO 组成,内层则由大量的金属镁和极少量的 MgO,Y2O3组成。高温氧化动力学研究显示,该合金在673 K 和 773 K 时氧化符合抛物线-直线规律,而在 873 K 下则遵循四方规律。

快速凝固Cu-30%Fe合金的液相分解行为

液相分解是一些合金在快速凝固时产生的特殊相变行为。研究了不同冷却速度下Cu-30%Fe合金的凝固过程。Cu-30%Fe二元合金铸锭的微观组织是由铜基体和铁枝晶所组成。当过冷度较大时,位于样品自由表面区域比接近冷却铜板区域的冷却速度小,铁枝晶的存在是该区域微观组织的最大特征,它反映了该区域的凝固方式为正常的凝固方式。样品中心层微观组织的最大特征是存在着尺寸较大的铁球形粒子,它反映了在该区域Cu-30%Fe熔体的凝固过程中过冷液相经历了液相分解过程。数量众多的直径约为几微米的铁粒子和铜基体组成了冷却表面的微观组织。这些铁粒子是被细化了的液相分解铁粒子。液相分解会使合金微观组织产生一定程度的粗化,但提高凝固过程的冷却速度可以显著细化液相分解组织。

非晶合金的晶化动力学与初生相的内在联系

通过差示扫描量热法(DSC)研究了Zr60Al15Ni25非晶合金的晶化动力学。X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析结果表明:Zr60Al15Ni25非晶合金晶化过程中的初生相为复杂三元化合物Al2NiZr6和AlNi4Zr5。非晶合金的有效晶化激活能反映了晶化初生相与非晶相间的结构差异,二者结构差异越大,有效晶化激活能就越高,Zr60Al15Ni25非晶合金的有效晶化激活能高达345 kJ/mol;当合金高温熔体快冷过程中的初生相与非晶合金的晶化初生相一致时,晶化动力学参数能够实际反映合金的玻璃形成能力,相反则不能。

航天轻型结构材料——铝锂合金的发展

概述了铝锂(Al-Li)合金的发展历史,总结了其发展趋势:(1)超强、超韧性方向发展;(2)超低密度化发展;(3)改善铝锂合金的焊接性能;(4)改善铝锂合金的各向异性;(5)改善铝锂合金的热稳定性。指出了提高铝锂合金性能的主要途径:(1)微合金化;(2)形变热处理;(3)纯净化;(4)再结晶、在不同方向上拉伸或冷轧、减小变形量等。介绍了铝锂合金的制造方法及其在航天方面的应用。

均质偏晶合金的研究进展

根据国内外有关文献提供的研究结果,总结了均质偏晶合金的制备技术的研究现状和成果,并提出了进一步研究的方向。

微重力电磁模拟制备高锂含量铝锂合金

采用普通熔炼工艺制备的铝锂合金 ,锂的质量分数不超过 3 % ,否则 ,合金会出现严重的偏析。利用电磁模拟微重力装置 ,将原料放入涂有BN的高纯石墨坩埚并装入炉中 ,抽真空到 10Pa开始对炉体加热 ,温度达到 3 0 0℃时充入氩气 ,使炉内压力维持在 40Pa ,合金温度达到 760℃时停止加热 ,保温 40min ,在电磁铁中输入励磁电流并在熔体中加入直流电场 ,温度降至凝固温度时去掉电磁场 ,冷却至室温 ,可以制备出锂的质量分数为 5 %～ 10 %的二元铝锂合金。试验证明

亚偏晶Cu-Pb合金的深过冷快速凝固

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了亚偏晶Cu-Pb合金过冷熔体凝固组织演化规律。研究表明:在试验过冷度10～302K的范围内,其凝固组织形态经历了两次变化过程:第一次是在10～207K过冷度范围,由粗大的枝晶重熔形成了第一类粒状晶;第二次发生在207～302K过冷度区间,合金组织中的第一类粒状晶转变为高度细化的细枝晶,组织因细枝晶再结晶向准球状晶粒转变。

电磁场对高锂含量铝锂合金锂元素偏析的影响

采用XPS测试方法,研究了电磁场模拟微重力环境下高锂含量Al 5%Li合金锂在凝固组织中的分布情况。通过与未施加电磁场的试验样品中锂在合金组织中分布的比较,结果表明:在电磁场模拟微重力的环境下,施加的电磁力可有效的抑制高锂含量导致的锂在凝固组织中所产生的偏析。

相场模型模拟强界面能各向异性作用下晶体生长

用Eggleston等提出的方案对界面能各向异性函数进行重整化处理,并使用相场模型对强各向异性情形下的晶体生长进行了模拟。在晶体平衡形态模拟中再现了晶向缺失现象,并与理论预测结果相一致。在自由枝晶生长过程中,当各向异性低于临界值时,枝晶生长速度随着各向异性系数增大而增大;在临界值附近生长速度突然降低5%;当高于临界值时生长速度又开始增加直到在0.20处达到最大值,其后基本不变。

短流程热轧小直径无缝管宽展变形与孔型特征分析

我国小直径无缝钢管主要采用穿孔+冷轧(拔)工艺生产。该方式能耗高、成材率低、酸洗污染严重,因此必须研究热轧工艺以替代冷加工工艺。本文针对短流程热轧小直径无缝管的宽展变形问题,以相似孔型为纽带,通过解析得出了小直径无缝管的宽展特性。并对φ50 mm×4 mm的毛管进行了三机架连轧实验,验证了宽展对轧制结果的影响。最后针对宽展特性的孔型改进方法进行了讨论,结果能为小直径无缝管的孔型工艺参数设计提供参考。

Zr_(60)Al_(15)Ni_(25)大块非晶合金的无序程度对晶化动力学的影响(英文)

采用高分辨率电镀观测铸态Zr60Al15Ni25的微观结构。X-射线分析表明,铸态Zr60Al15Ni25合金为非晶态,而通过高分辨电镜发现非晶合金中存在大量的短程有序区。实验发现,非晶合金的无序程度与相对应的母合金铸锭的凝固组织密切相关。通过差示扫描量热法研究非晶合金在线性加热和等温条件下的晶化动力学。结果表明:非晶合金的晶化是预先存在的短程有序区作为晶核长大开始的三维扩散控制的过程。Zr60Al15Ni25块体非晶合金的无序程度对其晶化动力学具有明显的影响,即无序程度越大,非晶合金的晶化越迟缓。

真空微重力熔炼铝锂合金

在微重力电磁模拟装置中进行铝锂合金的熔炼与铸锭。考察了坩埚材料、加热温度、真空度、保温时间、气氛保护等工艺因素对铝锂合金铸锭质量的影响。实验证明,通过采取适宜的工艺手段,合金中的杂质可以得到有效的控制,提高了合金的铸锭质量。