铁和钴对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金组织及性能的影响

在ZCuSn3Zn8Pb6Ni1铸造青铜的基础上添加了一定比例的铁和钴元素,研制了ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金。结果表明:添加1%～3%铁和0.5%～1.5%钴后,铸造组织由典型的枝晶组织变为等轴晶组织,晶粒平均直径由3mm以上细化到20～60μm,晶粒细化到1%以下;抗拉强度由180～230MPa提高到400～450MPa,而伸长率仍保持在20%以上;消除了锡的宏观偏析。

Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金变形行为的高通量研究

对Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金楔形试样进行轧制,获得了变形量从33%-80%连续变化的高通量实验样品,并对合金显微组织和性能进行了表征。结果表明,合金塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被压扁并拉长,最后全部转变为纤维组织。合金内晶粒从不均匀变形逐渐转变为均匀变形,晶界为滑移带的发射源。随着变形量的增大了,出现了交叉滑移和平行四边形的亚结构。硬度的变化分为4个阶段,呈台阶形式上升,其强化机制为固溶强化和位错强化的共同作用的结果。

退火处理对喷丸处理1Cr18Ni9Ti合金选择氧化的影响

采用 4 0 0℃退火处理对喷丸处理的 1Cr18Ni9Ti合金进行了预处理 ,研究了不同处理的合金试样在 90 0℃空气中的恒温连续氧化性能。扫描电镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)及氧化动力学结果发现 ,喷丸处理虽然使促进了铬的选择氧化 ,然而由于喷丸处理合金表面压应力增大 ,形成的氧化膜的抗剥落性能不好 ;经退火处理的喷丸试样表面的应力得以消除 ,因此合金表面形成了附着性良好的选择性氧化铬膜 ,其氧化增重与氧化膜剥落下降 ,起到了很好的保护作用 ,大大提高了合金的抗高温氧化性能。

离心对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金析出相行为的影响

采用真空熔炼-离心铸造工艺制备出ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金试样。利用专用图像分析软件确定试样的晶粒度,并通过光学显微镜、TEM等分析手段,研究了离心对析出相行为的影响。结果表明:与常规铸造工艺相比,离心铸造使得平均晶粒直径由88～125μm降低到44～62μm,晶粒细化明显;析出相分布呈双峰分布,与非离心相比,离心条件下粗大析出相明显细化,细小析出相变化不大,且与基体间保持共格或半共格关系;离心压力对金属组织性能的影响主要原因是离心压力降低了临界晶核形核功,提高了扩散激活能,使晶粒细化。

Ni53Mn21Fe1Ga25铁磁性形状记忆合金的显微组织和相变行为

主要研究了少量掺铁对NiMnGa铁磁性形状记忆合金的相变行为和显微组织的影响.透射电镜结果表明1%(原子分数)Fe元素的加入并不会改变基体NiMnGa合金的显微结构,母相仍为L21有序结构,马氏体为7M马氏体,其亚结构为孪晶.DSC结果表明在马氏体逆相变发生前存在一个预相变,这在NiM1nGa系合金中还是第一次发现.研究表明掺铁NiMnGa合金仍然具有良好的磁性能.

1Cr12Ni3MoVN合金抗盐雾腐蚀性能研究

为了解舰船常用铁基材料1Cr12Ni3MoVN的盐雾腐蚀行为和腐蚀机理,本文对舰船用铁基合金材料1Cr12Ni3MoVN抗盐雾腐蚀性能进行了系统的研究。通过研究该合金在盐雾腐蚀下不同时间试样的表面和腐蚀产物的组成,盐雾腐蚀的失重速率和腐蚀速率;得到如下结论:1Cr12Ni3MoVN腐蚀400 h后,试样表面依然光亮;主要腐蚀产物是Fe的氧化物;腐蚀由腐蚀坑开始,逐渐扩展,腐蚀面趋于基本一致后,出现新的腐蚀坑,继续腐蚀;在最初的100 h,腐蚀速率变化剧烈。

γ′-(Ni1-xCox)3Al1-yTiy合金的力学性能的第一原理研究

通过密度泛函理论计算,研究了γ′-(Ni1-xCox)3Al1-yTiy(0<x<1,0.05<y<0.25)合金体系。合金体系的组分无序性采用相干势近似处理。分析合金在任意化学配比下Ti(5-25at.%),Co(0-100at.%)元素对合金力学性能、磁性以及相稳定性的影响。结果表明:随着Ti含量增加,晶格膨胀,弹性常数增大,形成焓降低,使L12结构更加稳定。Al位的Ti组分增加可以提高剪切模量和杨氏模量,Co组分增多会降低二者的数值。计算结果表明Co元素增强合金延展性,Ti元素增强L12相的稳定性。

退火温度对Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材软磁性能的影响

用单辊法制备的宽20 mm、厚25μm的Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材,绕制成外径为40 mm,内径为25 mm的环型磁芯。分析了合金带材的晶化行为,研究了退火温度对合金磁芯软磁性能的影响。结果表明,淬火态Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材为非晶态,一级起始晶化温度Tx1为513.2℃,二级起始晶化温度Tx2为676.9℃,当退火温度升高到550℃,在非晶基体中析出Fe(Si)软磁相,形成了非晶和纳米晶双相共存结构。当退火温度低于550℃时,随着退火温度的升高,合金磁芯的起始磁导率μ_i和饱和磁感应强度B_s增大,矫顽力Hc减小;当最大磁感应强度B_m不变时,合金磁芯的有效幅值磁导率μ_a增大,比总损耗P_s和矫顽力H_c减小;当测试频率f不变时,合金磁芯的电感L_s和品质因数Q增大。

1Cr12Ni3MoVN激光改性熔覆的组织与耐磨性

为改善1Cr12Ni3MoVN合金耐磨性能,采用Nd:YAG激光在该合金表面进行了激光熔覆试验。分析了熔覆层微观组织,测试了显微硬度及在大气环境下的干滑动摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层和基体实现了良好的冶金结合,熔覆层组织主要为板条马氏体和残余奥氏体,且较基体得到明显的细化;硬度值由熔覆层(平均452 Hv)到基体区(290 Hv左右)逐渐减小,硬度峰值出现在熔合线附近,达487 Hv。熔覆层的耐磨性能得到明显改善,其磨损失重量约为基体的67%。

热处理对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

利用真空离心铸造方法制备的ZCuSn3Zn8Pb6NilFeCo合金试样，经850-900℃下保温1．0～3．0h后水淬固溶处理，随后在时效处理温度450、500、550、600℃下分别保温4h，通过静态浸泡腐蚀试验后，用XRD、SEM分析研究了时效工艺对合金在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为的影响。结果表明：ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金以α-{Cu，Sn}为基体，存在硬脆δ-Cu10Sn3相，强化析出相主要有α—Fe、γ-Fe、CoCu2Sn、Fe3CO7、Fe4Zn9等，铅以单质形式析出；ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金在3．5％NaCl溶液中具有良好的耐待蚀性能；腐蚀机理为氧去极化反应，表现为脱铁、脱铅的点蚀形态，同时具有全面腐蚀的特征；腐蚀产物主要有三类，一类是与Fe元素有关的腐蚀产物，另一类则与Pb有关的腐蚀产物，还有一类是Cu的氧化物；ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金中的δ-Cu10Sn3具有较强的耐腐蚀能力。

相场法预测低铝合金Ni_(75)Al_xV_(25-x)的早期沉淀过程

采用微观相场模型,通过分析原子图像、有序相内序参数分布及有序相体积分数随时间的变化,在原子尺度对低Al浓度Ni75AlxV25-x合金的早期沉淀动力学进行了计算机预测.研究发现该合金沉淀过程中,析出D022结构的θ(Ni3V)相和L12 结构的γ’(Ni3Al)相,二者构成伪二元系;θ相先于γ’相析出,θ相的沉淀机制为等成分有序化+失稳分解,γ’相在θ相的相界处非经典形核,二者均先形成非化学计量比有序相,之后向化学计量比有序相转变;随Al浓度增加,θ相析出变慢,所占比例减少,而γ’相反之,析出越来越早且所占比例增加.

Ti-50.1Ni形状记忆合金相变与形变行为

用热重分析仪、X射线衍射仪和拉伸试验研究了退火温度、变形温度对Ti-50.1Ni形状记忆(SME)合金丝的相变、形变的影响。Ti-50.1Ni合金加热氧化过程中温度超过600℃后氧化加剧,故退火温度不宜超过600℃。该合金奥氏体相变开始温度(As)高于室温,室温相为马氏体,呈SME特性。350～600℃退火态Ti-50.1Ni合金在室温下均呈SME。

Ge组分渐变的Si_(1-x-y)Ge_xC_y薄膜的制备

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上外延生长了Ge组分最高约0．40的组分渐变的Si1-x-yGexCy合金薄膜, 研究了生长温度等工艺参数的影响．结果表明,生长温度和C2H4分压的提高均导致薄膜中碳组分的增加和合金薄膜晶格常数的减小,这表明外延薄膜中的C主要以替位式存在．C掺入量的变化可有效地调节薄膜的禁带宽度,而提高生长温度有助于改善 Si1-x-yGexCy薄膜的的晶体质量．组分渐变的Si1-x-yGexCy合金薄膜包括由因衬底中Si原子扩散至表面与GeH4、 C2H4反应而生成的Si1-x-yGexCy外延层和由Si1-x-yGexCy外延层中Ge原子向衬底方向扩散而形成的Si1-xGex层．

激光修复1Cr12Ni3MoVN合金的组织性能研究

采用1Cr11Ni2W2MoV合金对1Cr12Ni3MoVN热强马氏体不锈钢铸件的槽缺陷进行了激光修复（LR）研究。激光修复区（LRZ）的组织主要为马氏体和回火马氏体,修复区与铸件基体实现了致密的冶金结合,热影响区（HAZ）内发生了不同程度的淬火。硬度值由修复区向基体区（SZ）逐渐减小,在熔合线近基体区出现硬度峰值。室温静载拉伸性能测试结果表明,激光修复区的抗拉强度为1280~1380 MPa,激光修复试样的抗拉强度达到965~980 MPa,断裂均发生在铸件基体。

脉冲磁场/等温热处理制备Mg_97Ni_1Gd_1Nd_1合金半固态坯料

采用脉冲磁场细化组织工艺,结合后续低温等温热处理组织球化工艺,制备了Mg97Ni1Gd1Nd1合金半固态坯料。结果表明,当脉冲电压为300V,脉冲频率为10Hz时,合金组织细化效果最为明显,发达的初生α-Mg树枝晶转变为蔷薇状的等轴晶,晶粒平均尺寸由650μm细化到约80μm;选择低于初生α-Mg熔化温度而高于共晶温度为半固态等温热处理温度区间,对脉冲磁场细化后的组织进行等温热处理,可制备含近球状初生α-Mg颗粒的半固态坯料;在560℃下保温20min,球化组织最为理想,其初生相颗粒的圆整度为0.82。

Ni_3(Al_(1-x)Si_x)合金的组织性能

以纯Ni、Al和Si块为原料,采用真空熔炼方法制备了Ni3(Al1-xSix)(x=0、0.1、0.2、0.3)合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对合金组织性能进行了研究。结果表明,Ni3(Al1-xSix)合金的主要物相为Ni3Al及Ni3(Al,Si)固溶体;合金元素Si的引入,细化了材料晶粒,晶粒尺寸在27.4~73.6 nm之间,合金具有纳米晶结构;随Si含量增加,Ni3(Al1-xSix)合金硬度和断裂韧性提高,当x=0.3时,合金具有最佳的综合力学性能,其硬度和断裂韧性分别为726 HV0.5和8.35 MPa·m1/2。

汽车活塞用铝基复合材料的组织与力学性能

采用重力铸造和挤压铸造的方法制备了ZAlSi12Cu1Mg1Ni1合金和不同尺寸Al_(2)O_(3)颗粒增强的Al_(2)O_(3)/ZAlSi12Cu1Mg1Ni1复合材料,对比分析了铸态和T6热处理态合金的显微组织和拉伸力学性能。结果表明,重力铸造条件下,Al_(2)O_(3)/ZAlSi12Cu1Mg1Ni1复合材料中可见粗大枝晶状α-Al、灰色颗粒状共晶Si相和形状不规则的黑色Al_(2)O_(3)相,局部区域存在较为严重的团聚和显微孔洞;而挤压压力为65 MPa,α-Al树枝晶已基本球化,黑色Al_(2)O_(3)颗粒呈均匀、弥散分布,基本消除了显微孔洞缺陷。在2种不同Al_(2)O_(3)颗粒尺寸(5μm和25μm)的合金中,主要物相都为α-Al、Si和Al_(2)O_(3)相。施加挤压压力有助于提升2种合金的抗拉强度,且T6热处理后强度相较铸态都有明显提升;随着测试温度从室温上升至350℃,合金的抗拉强度逐渐降低、断后伸长率逐渐升高,且相同温度下Al_(2)O_(3)/ZAlSi12Cu1Mg1Ni1合金的抗拉强度和断后伸长率都要高于ZAlSi12Cu1Mg1Ni1合金,这是由于具有较高硬度和高温稳定性的Al_(2)O_(3)颗粒可以细化α-Al枝晶和共晶Si,起到颗粒强化和弥散强化的作用。