稀土氧化物在弥散强化合金中的应用

所谓弥散强化合金（简称ODS）,就是使细小的氧化物颗粒分散于合金基体中,以有效地提高合金的强度,特别是高温蠕变强度,多用于超耐热合金中。近来也开始用于铝合金、铜合金等合金系。对各种分散相在高温下的稳定性比较表明,Y2O3远比γ′相、炭化物相稳定。以前使用的ThO2,因Th含有放射性同位素,现在几乎不用。因此,使用少量的Y2O3

低浓度Cu-Al_2O_3弥散强化铜合金退火特性的研究

采用短流程工艺制备了低浓度Cu Al2 O3弥散强化铜合金 ,通过力学性能测量、金相、扫描电镜断口研究了该合金的退火特性。发现该合金 80 %冷轧后进行退火 ,强度和硬度随退火温度的升高不断降低 ,伸长率则不断升高 ,到 4 0 0℃下降和升高速率加快 ,说明合金已发生再结晶 ;退火温度升高到70 0℃以后强度和硬度有所升高 ,而伸长率基本保持不变。组织观察发现 90 0℃退火后的再结晶晶粒比70 0℃的小 ,产生细晶强化 ,强度增量与实验所测增量基本一致 ,并利用回复再结晶理论对其进行了解释 ;合金拉伸断口随着退火温度的升高韧窝尺寸和深度都增加 ,但是 90 0℃韧窝尺寸较 70 0℃的要小。

内氧化-冷轧制备Al_2O_3弥散强化铜合金的组织与性能

以Cu-0.15%(质量分数)Al合金粉末为原料、Cu2O为氧化剂,采用内氧化-冷轧法制备Al2O3弥散强化铜合金,研究合金的组织与性能。结果表明:由内氧化-冷轧法制备的合金的σb>520MPa、σ0.2/σb>90%、电导率(IACS)也保持在80%以上;经950℃退火后,合金的σb>400MPa;此合金具有高强、高导和优良的抗高温软化性能;冷轧态弥散强化铜合金的组织呈拉长变形的纤维状,试样断口分布有一定数量的韧窝;经950℃退火后,合金的纤维组织宽化,试样断口表面韧窝增多、变深,塑性提高。

机械合金化制备不同粒子弥散强化铜合金的研究

概述了利用机械合金化法制备不同陶瓷粒子弥散强化铜合金的工艺过程以及弥散强化铜合金的组织结构和性能。讨论了弥散强化铜合金强化相的选择原则 ,以及此合金的应用前景。

机械合金化氧化物弥散强化镍基超合金

为满足高温应用的要求，需引进、发展新的材料与新的概念．最新研究、观察表明，机械合金化生产的弥散强化材料通过固态加工与热处理过程可以具有非常大的各向异性晶粒结构，很适于高温应用。许多高温应用材料都受益于氧化物弥散强化，因为常规强化析出物（如γ′）在１０００℃以上会溶解到基体中而彻底失去作用。本文将详细介绍国际上这类合金的制作与应用情况，为国内研究发展该材料打下基础。

高强高导高耐热弥散强化铜合金的研究现状

综述了高强高导高耐热弥散强化铜合金的制备方法及其特点,比较了各种方法制备的弥散强化铜合金的性能,简述了国内外研究现状。

纳米Al_2O_3粒子浓度对弥散强化铜合金退火行为的影响

通过力学性能、金相和TEM观察对低、中浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究。结果表明：低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能，500℃退火后发生再结晶，900℃退火后已基本完全再结晶，屈强比约为56％。中浓度合金抗高温软化性能较好，900℃退火后，合金仍然以回复过程为主，金相尺度下不能看到再结晶晶粒，屈强比可迭70％。弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布的纳米Al2O3粒子。Al2O3粒子尺寸在10～20nm内时，粒子间距〉200nm时，阻碍晶界迁移能力较差，粒子间距〈90nm时，可显著阻碍晶界的迁移，含金抗高温软化性能优越。

纳米弥散第二相对变形弥散强化铜合金亚结构的影响

利用TEM对Cu-Al2O3弥散强化铜合金的变形行为进行了研究。结果表明:纳米弥散第二相不仅可以提高基体中的位错密度,而且对位错的亚结构有重要的影响。细小的Al2O3弥散相的存在,导致合金变形时位错在基体中均匀、随机的分布,并使得位错胞组织难于形成,且数量较少。随着弥散程度的增加,变形中会产生更多的位错,位错胞形成更难,胞尺寸也进一步减小。

低浓度Cu-Al_2O_3弥散强化铜合金拉伸断裂特性的研究

通过力学性能测量、金相以及SEM观察对不同状态低浓度Cu-0.23vol%Al2O3弥散强化铜合金的断裂行为进行了研究。结果表明:合金经过单向冷轧变形后,无论是冷轧态还是退火态纵向强度、伸长率均高于横向。纵向工程应力-应变曲线仅发生一次断裂,但是横向工程应力-应变曲线却出现“二次断裂”现象。出现“二次断裂”现象的原因可能是,经冷轧变形后的弥散强化铜合金组织呈纤维状,而纤维界面为弱结合面,裂纹易于在界面上形成和扩展,在横向拉应力作用下极易导致几层纤维组织优先被“劈开”,出现“一次断裂”;在继续拉伸过程中其他部位不断“劈开”,合金的工程应力-应变曲线出现“二次断裂”现象,并给出了纵横向拉伸断裂模型图。

内氧化法制备表面弥散强化铜合金的组织与性能

以Cu_2O为氧化剂,在氩气保护下对不同w(Al)的Cu-Al合金表面进行弥散强化(内氧化温度为1123-1273K,保温时间10-96h),并对内氧化层的组织形貌进行了研究。结果表明,w(Al)的多少直接影响内氧化层的厚度、组织形貌及硬度和导电率,Cu-Al合金的内氧化动力学曲线呈抛物线变化规律。

内氧化法制备Al_2O_3弥散强化铜合金的组织和性能

用Cu2O粉作氧化剂,采用内氧化工艺制备了Al2O3弥散强化铜合金薄板。研究不同Al含量(0.14%、0.30%)和内氧化时间(3、8、12h)下的Al2O3弥散强化铜合金薄板的电导率和硬度,并进行了显微组织分析。结果表明,内氧化时间越长,内部晶粒越粗大;其他内氧化条件相同情况下,Al含量越高,内氧化层的深度越小,内部晶粒越粗大;Al2O3弥散强化铜合金材料具有良好的电导率和较高的硬度。

高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金

采用高速压制(HVC)方法成形Al2O3质量含量分别为0.34%、1.00%和3.19%的3种弥散铜合金粉末,研究不同粉末HVC的成形效果和压坯的烧结性能。结果表明:压坯致密度随冲击能量的增加而增加,随Al2O3含量的增加有所降低。在最大冲击能量为927.5 J时,3种粉末压坯的最大致密度分别达到98.4%、96.2%和93.4%。压坯在氢气中经1080℃烧结1 h后,致密度并无明显变化,但导电率显著提高,同时硬度略有降低。所制备的3种Al2O3弥散强化铜合金的导电率分别为81.0%(IACS)、64.1%(IACS)和48.3%(IACS),硬度分别为77.3、85.7和81.3 HRB。3种烧结合金在氢气中经1080℃处理2 h后,其硬度基本保持不变。整体而言,采用HVC法制备含0.34%Al2O3的弥散铜合金具有良好的导电率、硬度和抗高温软化性能,可基本满足点焊电极的实际应用需求。

内氧化-高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金的性能研究

以Cu-0.18%（质量分数）Al合金粉末为原料、Cu2O 为氧化剂,采用内氧化法制备Al2O3弥散铜合金粉末,采用高速压制（HVC）对粉末进行成形,经氢气中960-1080℃烧结制备弥散强化铜合金,研究合金粉末的HVC 成形效果和烧结温度对合金致密度、硬度、导电率和压缩强度等性能的影响. 结果表明,HVC成形Al2O3弥散铜合金粉能获得良好的成形效果,压坯密度达到8.71g/cm^3（98.4%致密度）.与压坯相比,烧结后合金的致密度并无明显变化,但其导电率显著提升,硬度有所降低,压缩强度升高.随烧结温度的升高,合金的导电率有所升高,硬度略有降低,压缩强度基本保持恒定.经1040-1080℃烧结制备合金的导电率、硬度分别达到80%IACS和77HRB以上,压缩强度达到450MPa,能基本满足点焊电极的实际应用需求.

弥散强化型铂基高温合金

弥散强化Pt合金的成功开发与应用是20世纪铂合金材料发展最重要的成就。评述了以碳化物和氧化物弥散强化Pt和Pt合金的发展和制备技术、弥散强化Pt合金的结构特征以及弥散强化Pt合金的室温和高温性能,讨论了弥散强化Pt合金的强化机制。

双束强辐照对氧化物弥散强化铁素体型合金强化相稳定性影响

采用双束复合辐照装置,研究了He存在条件下,强辐照对长期时效后的ODS合金中强化相(Y2O3)的稳定性和辐照损伤特征的影响。实验结果表明:双束强辐照下,ODS合金中强化相不稳定,发生聚集长大并造成附近基体中Ti、Y浓度增高,导致空洞尺寸和空洞肿胀增加,并对这一结果从理论上进行解释。

超固相线液相烧结制备氧化物弥散强化镍基高温合金

采用超固相线液相烧结法制备了纳米Y_2O_3质量分数为0～8%的氧化物弥散强化镍基高温合金,研究了烧结温度、Y_2O_3含量对该合金组织和力学性能的影响。结果表明:含1.5%Y_2O_3的合金经过1265℃真空烧结2h后,综合性能最佳,相对密度为98.13%,抗拉强度为770MPa,后续的热等静压处理可以促进合金的致密化,使抗拉强度进一步提高,达838 MPa。

提高弥散强化铜合金强度的主要方法

总结了提高弥散强化铜合金强度的几种方法 ,并对其强化机理进行了分析。得出结论是 :第二相强化的效果最好 ,是制备高强高电导率材料最理想的方法。弥散强化铜的强度主要和基体及弥散相的本性、含量、大小、分布、形态以及弥散相与基体的结合情况有关 ,也与成形工艺有关 。

氧化物弥散强化镍基合金高温形变微观组织

本实验研究氧化物弥散强化镍基合金经高温塑性形变后的微观组织变化情况。采用压缩试验在８５６、９３０、１０５０℃对Ｎｉ－１．１９％Ｆｅ－１９．５１％Ｃｒ－６％Ａｌ－３．４１％Ｗ－１．０２％Ｙ２Ｏ３（ｗｔ％）合金加以５％～２０％塑性变形，然后观察显微组织。结果表明，压缩试样内部形变极不均匀，可发生局部破裂。完全再结晶粗大晶粒试样低形变区内位错密度很低。相对来讲，部分再结晶试样形变后有较高的位错密度。此外，合金中γ＇析出物对强化有很大贡献。

机械合金化制备Cu-Nb纳米弥散强化铜合金的研究

介绍了机械合金化制备Cu-Nb纳米弥散强化铜合金的研究情况,重点论述了机械合金化的制备原理、过程参数和后续处理工艺对合金综合性能的影响,并简单介绍了材料的应用前景。

不同浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金退火行为的研究

通过力学性能测试和金相观察对中、低浓度Cu—Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究。结果表明：低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能，500℃退火后发生再结晶，900℃退火后已基本完全再结晶，屈强比约为56％。中浓度合金抗高温软化性能较好，900℃退火后，合金仍然以回复过程为主，金相尺度下不能看到再结晶晶粒，屈强比可达70％。弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布有纳米Al2O3粒子。