Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al_3(Sc,Zr)粒子的析出行为

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析,研究了Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金中Al3(Sc,Zr)粒子的形貌及其细化合金铸态组织、提高合金性能的机理。从熔体中析出的一次Al3(Sc,Zr)粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的L12型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构;铸态合金退火后,α(Al)基体内析出二次Al3(Sc,Zr)粒子,经450℃×3 2h退火,二次Al3(Sc,Zr)粒子尺寸为16～23 nm,与α(Al)基体完全共格,该粒子钉扎位错和亚晶界,阻碍合金再结晶过程,提高合金再结晶温度;合金经RRA处理后,抗拉强度、伸长率和电导率分别为:667.5 MPa、7.5%和37.8%IACS,具有良好的综合性能。

Nb-Ti-Al高温合金的再结晶动力学和晶粒长大行为

研究了Nb-Ti-Al高温合金的静态再结晶行为及晶粒长大行为,并通过实验得出了再结晶动力学和晶粒长大方程。结果表明:冷轧变形后,合金在880～1000℃进行退火处理,可获得均匀、细小的晶粒,再结晶晶粒体积分数与退火时间的关系可用Avrami方程进行描述。随着冷轧变形量的增加,再结晶激活能逐渐减小,其范围为274.05～198.45 kJ/mol。在850～1000℃的温度范围内,研究了加热温度和时间对合金晶粒尺寸变化的影响。

10%Mo/Cu-Al_2O_3复合材料的高温塑性变形行为

利用Gleeble-1500热力模拟试验机,在温度为350～750℃、应变速率为0.01～5 s-1、总应变量0.7的条件下,对10%Mo/Cu-Al2 O3复合材料高温塑性变形过程中的动态再结晶行为及其热加工图进行研究和分析。试验结果表明:10%Mo/Cu-Al2 O3复合材料高温流动应力-应变曲线主要以动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;同时,利用动态材料模型(DMM)加工图分析了10%Mo/Cu-Al2O3复合材料变形机制和失稳机制,并最终确定了热加工工艺参数选取范围:变形温度600～750℃、应变速率0.01～0.1 s-1。

Nb-V复合微合金化低合金钢连续冷却转变规律

通过Nb-V复合微合金化钢奥氏体连续冷却过程的热模拟试验,结合显微组织观察和显微硬度测试,综合分析了冷却速度对实验钢相变及组织的影响。结果表明,Nb-V复合微合金化低合金钢的临界淬火速度约为23℃/s;随着冷却速度的增大,相变开始温度和结束温度均有所下降,在低冷速区间会出现魏氏组织,在高冷速区间出现马氏体和贝氏体双相组织,晶粒明显细化。

真空热压烧结制备SiCp/Al-30Si复合材料的组织及强化机理

以低膨胀的SiC颗粒为增强体,Al-30Si合金粉为基体材料,对SiCp进行1100℃保温3 h+水洗预处理,通过球磨混料,利用真空热压法制备25SiCp/Al-30Si复合材料,测定了试验材料的力学性能。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对试验材料的微观组织形态进行了观察,采用XRD技术对其物相进行了表征,分析了SiCp预处理对试验材料组织及性能的影响。结果表明,热压法制备的复合材料增强颗粒与基体结合良好,界面清晰,无界面反应发生,SiCp经过预处理后复合材料的力学性能得到了提高。并探讨了复合材料的强化机理。

热处理对化学沉积Ni-Zn-P-TiO_2复合镀层的影响

采用化学沉积方法获得Ni-Zn-P-TiO2复合镀层。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析等手段对复合镀层进行表征,研究了不同热处理状态下复合镀层的显微硬度、耐蚀性及耐冲蚀特性。结果表明,复合镀层由锐钛矿的纳米TiO2颗粒和过饱和的镍固溶体所构成。对经过不同热处理温度后复合镀层的分析表明,300℃以下热处理时,复合镀层衍射图无明显变化;加热至400℃时,有Ni3P析出;加热至500℃时,有Ni5Zn12析出。经400℃×1 h热处理,复合镀层具有最大的硬度值。复合镀层经300℃×1 h热处理后质量损失最低,有最好的耐蚀性能。在介质流速为36 ml/s、冲击角度为45°条件下,经过300℃×1 h热处理后的复合镀层质量损失最低。

等离子喷涂Al-Fe_2O_3复合粉合成纳米陶瓷复合涂层

采用等离子喷涂Al-Fe2O3复合粉的方法制备陶瓷基复合材料涂层。利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜观察分析涂层的显微组织,并测定了涂层的结合强度、硬度、韧性和耐磨性能。结果表明,Al-Fe2O3复合粉在等离子喷涂过程中发生铝热反应生成了FeAl2O4、α-Fe和γ-Al2O3相。透射电镜分析表明,所制备的复合涂层呈现纳米结构的显微组织,其中几十到几百纳米的球状α-Fe和γ-Al2O3晶粒均匀地分散在等轴状和柱状的FeAl2O4纳米晶基体上。与传统的单相微米Al2O3涂层相比,复合涂层的结合强度、韧性和耐磨性明显提高,其原因主要是复合涂层为纳米结构并且存在塑性金属相Fe。

Al-Zn-Mg-Cu合金时效析出相的研究

采用硬度测试、电导率测量、透射电镜及三维原子探针对Al-Zn-Mg-Cu合金470℃固溶2 h,然后120℃时效后的合金组织和相关性能进行分析。结果表明,试验合金在120℃时效6 h后硬度值的变化比较小,此时的强化析出相为GPI区和η'相,GPI区是由Zn和Mg共同组成的团簇,η'相的化学成分不是固定的,Zn/Mg比的范围为1～1.6。合金的电导率在时效初期迅速升高,时效时间超过6 h后合金的电导率上升的速度比时效初期的小。

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的热变形行为及加工图

利用Gleeble-1500热模拟实验机对非真空熔铸Cu-0.94Cr-0.34Zr合金进行高温热压缩变形,研究在变形温度为500～800℃、应变速率为0.01～1 s-1工作条件下该合金的流变应力行为,建立合金热变形流变应力本构方程及加工图。结果表明:流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的降低而减小;可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系式描述Cu-0.94Cr-0.34Zr合金的热变形行为,建立本构方程,算出其激活能为418.35 kJ/mol。依据动态材料模型,建立热加工图,确定热变形失稳区和安全热加工区域,合金最佳热加工条件为:变形温度775℃,应变速率0.01 s-1。

热处理对Mg-Gd-Y变形镁合金组织与力学性能的影响

制备了3种不同成分的Mg-Gd-Y三元合金,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,Mg-6Gd-(2-4)Y三元合金的铸态组织由α-Mg和呈现典型的网状共晶形貌的Mg24(GdY)5相组成,其体积分数随Y含量的增加而增大。热挤压过程中Mg24(GdY)5相破碎,呈颗粒状沿挤压方向排列。挤压态合金在高温固溶处理后,大部分Mg24(GdY)5相溶入基体。挤压态合金在固溶+时效(T6)处理和直接时效(T5)处理过程中都形成了β'沉淀。3种合金中Mg-6Gd-4Y合金在T5态的性能最好,强度高达350 MPa。

热电厂15CrMo钢管高温蒸汽氧化腐蚀机理研究

研究某热电厂锅炉过热器15CrMo钢管在540℃/3.9 MPa条件下运行3000 h发生高温蒸汽氧化失效行为。利用X衍射、扫描电镜和电子探针等对15CrMo锅炉氧化层形貌和氧化膜成分进行组织结构观察和分析,结合高温水蒸气存在的情况下氧化膜生长理论,分析了这一特定条件下高温蒸汽氧化层的形成机理及其非正常失效原因。15CrMo钢在较短的服役过程中珠光体组织球化严重,达到4～5级,组织结构的退化导致力学性能严重下降同时炉管内壁发生严重的内氧化,从而降低管壁的有效厚度造成承压能力下降。晶界优先腐蚀,靠近晶界的基体组织内部形成大量孔洞,孔洞的形成是因离子扩散优先形成氧化点引起。氧化腐蚀产物分为内外两层,内氧化层结构疏松,方便了气体分子和金属离子的扩散,加剧了高温氧化的进行。

稀土和镍含量对Al-Gd-Er-Ni金属玻璃初晶化的影响

通过调节稀土和镍含量研究Al88Gd6Er2Ni4和Al88Gd3Er1Ni8金属玻璃的初晶化行为。结果表明,降低稀土含量、升高Ni含量有利于获得淬火晶核,降低了Al-Gd-Er-Ni金属玻璃的初晶化温度;有利于得到高密度小尺寸的-αAl纳米晶;加大了初晶、第二晶化反应之间的温度差,有助于避免稀土金属间化合物的析出,在较宽的温度范围内获得高纯-αAl纳米晶镶嵌在非晶基体的复合结构。

Cu-2.3Ni-0.5Si-0.22Zn-0.06Mg合金时效性能

研究了冷变形、时效温度以及时效时间对Cu-2.3Ni-0.5Si-0.22Zn-0.06Mg合金显微硬度和导电率的影响,并在显微镜下观察了微观组织。结果表明,时效和冷变形可以显著提高合金的显微硬度和导电率,通过改变时效温度和形变可以大大缩短时效时间。该热轧态的合金不经过固溶处理,当预变形达到80%时,在500℃时效1 h,其显微硬度和导电率分别达到287 HV和43%IACS。

冷轧变形对Al-Zn-Mg-Cu铝合金剥落腐蚀性能的影响

采用剥落腐蚀实验、电化学阻抗测试、透射显微技术等方法,研究了不同冷轧变形量对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和剥落腐蚀性能的影响。结果表明:随着冷轧变形量的增加,合金在EXCO溶液中剥落腐蚀增大。变形量主要通过改变晶粒形态及晶界析出相影响合金的剥落腐蚀性能。一方面冷变形导致合金晶粒纵横比增大,使得腐蚀裂纹尖端处产生的楔入应力增加,裂纹扩展速率提高;另一方面,较大冷变形合金时效时形成的连续晶界析出相易成为阳极腐蚀通道,也会加速剥落腐蚀进程。

Cu-0.1Ag-0.26Cr合金的时效析出动力学

采用真空熔炼的方法制备了Cu-0.1Ag-0.26Cr合金,通过显微硬度、电导率测试等方法,对合金的时效性能进行了研究,利用Avrami方程结合时效过程中电导率的变化分析了合金的相变动力学。结果表明:试验合金在450℃时效2 h达到电导率和显微硬度的良好结合,导电率87.36%IACS,显微硬度125 HV;合金在500℃时效时的相变动力学方程为f=1-exp(-0.1305t0.3709),导电率方程为σ=54.82+35.33×(1-exp(-0.1305t0.3709))。

ZM61-0.5Ca镁合金组织对其在仿生溶液中耐蚀性能的影响

对挤压态ZM61-0.5Ca镁合金以不同的工艺进行热处理,改变合金微观组织结构,研究合金成分分布、析出相等对其在仿生溶液中(SBF)耐蚀性能的影响。通过光学金相显微镜、SEM扫描电镜、XRD观察测试其组织成分,通过浸泡腐蚀、析氢、电化学测试研究其耐腐蚀性能。结果表明合金在退火态时,其细小的析出相以球状沿晶界均匀分布,腐蚀过程均匀,耐蚀性能最优。

低碳Fe基Nb-Ti-V微合金化堆焊层的显微组织与性能

针对焊接快速成形耐磨功能零部件的需求,采用Nb-Ti-V微合金化的方法制备了一种低碳Fe基金属芯焊丝作为焊接成形材料,采用基于熔化极气体保护焊的焊接快速成形技术制备堆焊层试样,对其显微组织和性能进行了研究。显微组织分析表明:堆焊层金属无气孔和裂纹缺陷,主要组织是铁素体和板条马氏体,沿堆积高度方向上,马氏体的板条由粗大变为细小。堆焊层的硬度测试表明:显微硬度平均值为422.7 HV,具有一定的机加工性。干摩擦磨损试验表明:堆焊层的耐磨性是45钢的2.41倍。

W-Mo-Dy三元共渗合金层的研究

采用双辉等离子渗金属技术,在20钢表面进行W-Mo-Dy三元共渗。探讨了气压、保温时间、温度对合金渗层厚度的影响,并获本试验条件下的最佳工艺参数。对合金渗层金相显微组织和形成机理进行分析;用能谱仪检测合金元素的浓度和分布;用XRD分析合金渗层物相。结果表明:在本试验条件下最佳工艺参数为气压30 Pa,保温时间4.5 h,温度1020℃,获得的共渗合金层厚度约115μm;合金渗层中W、Mo合金元素含量随到试样表面的距离增加而减少,呈梯度分布;由于稀土的较大原子半径与核外电子的极化作用使得Dy分布不规律;合金渗层的物相主要为Fe(Mo,W,Dy)、Dy2O3和少量的Dy Fe10 Mo2等。

不同溶胶-凝胶镀膜技术制备的电致变色WO_3薄膜的影响(英文)

研究了不同溶胶-凝胶镀膜技术对电致变色WO3薄膜的影响。采用过氧化聚钨酸法配制溶胶,然后通过脉冲电泳沉积和浸渍提拉两种镀膜技术在ITO导电玻璃基底上分别制备WO3薄膜,对比研究了薄膜的微观形貌、结构、光学和电化学性能。结果表明,两种镀膜技术制备的薄膜均为非晶态且厚度相近,约为252 nm;在可见光范围内,脉冲电泳沉积制备的薄膜的光学调制幅度可达80%,比浸渍提拉制备的薄膜高25%;与浸渍提拉法相比,脉冲电泳沉积制备的薄膜具有更高的电化学活性、更快的响应时间和相对低的循环可逆性。

p-Si薄膜在氢氟酸溶液中的电化学抛光

p-Si薄膜在氢氟酸溶液中的电化学抛光是通过阳极溶解降低薄膜表面粗糙度。本文用线性扫描研究了在不同的氢氟酸浓度下的电化学行为,发现随氢氟酸溶液浓度的增加阳极溶解速率也随之增加。当氢氟酸浓度为4%及6%时,可得到平整的表面。电化学抛光技术为制备光亮硅面提供了一种简单可行的方法。