稀土Ce对半固态挤压铸造AlSi10Cu3Fe合金组织及性能影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、显微硬度计及导电仪等手段分析了稀土Ce元素对半固态挤压铸造AlSi10Cu3Fe合金组织及性能演变的影响。研究结果表明:稀土Ce元素对半固态挤压铸造合金组织具有很好地细化作用,稀土添加量为0.5%时半固态合金组织细化效果最好,初生α-Al相呈现出等轴晶或球状晶形态,排列有序且分布非常均匀,合金的平均晶粒尺寸和晶粒形状因子分别为48μm与0.75,与不含稀土Ce的合金相比晶粒尺寸降低了51.51%,形状因子提高了53.06%。与此同时,半固态合金的力学性能也达到峰值,其抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为231.98 MPa、7.8%和HV100.15,与不含稀土的合金相比,分别提高了37.81%、59.18%和25.38%。不含稀土Ce及稀土Ce含量为0.5%的合金导电率分别为38.56%IACS和43.27%IACS,稀土Ce的添加也有助于合金导电性能的提高。

CuAl9Ni3Fe2铝青铜合金CMT增材修复工艺研究

针对核电厂循环水冲洗泵盖板表面结构完整性破坏失效的工程问题,基于冷金属过渡技术(Cold metal transfer,CMT),开展了CuAl9Ni3Fe2铝青铜合金电弧增材修复工艺的研究。通过单层单道成形、单层多道搭接成形以及多层多道试验研究,确定并固化了一套CuAl9Ni3Fe2铝青铜合金CMT增材修复工艺的关键参数;并借鉴已有成熟的核电设备制造工程实践,参考RCC-M规范要求,制定了该修复工艺的验证试验要求,明确了试验项目、试验标准及验收指标,并按要求完成试件的制备及试验。结果表明:采用研发的CMT增材修复工艺制备的熔敷金属外观成形优良,内部致密无缺陷且与母材熔合良好,力学性能与母材相当,各项试验结果均满足验收指标。可用于CuAl9Ni3Fe2铝青铜合金的CMT增材制造及修复。

合金元素对Fe_3Al和FeAl合金力学性能的影响

本文研究了Mo,Si,B和化学计量成分对Fe_3Al和FeAl合金室温和高温拉伸性能以及组织结构的影响,结果表明,三种合金元素都使两种铁铝化物得到明显强化,但Mo和Si使其严重变脆,硼使FeAl增加塑性,断口由沿晶型变为穿晶准解理型。富Al的Fe_3Al和富Fe的FeAl合金室温塑性较化学计量化合物有明显提高。Fe_3Al从400—550℃,FeAl从400—500℃出现反常温度关系,用组织结构方面的结果对此进行了讨论。

有序度对Ni_3Fe合金环境氢脆的影响

研究了室温下不同有序度的Ni_3Fe在真空和氢气气氛中的力学性能及断口形貌特征。结果表明:具有不同有序度的Ni_3Fe在真空中拉伸时,均不发生环境氢脆;但在氢气中氢对其有强烈的脆化作用,且其敏感性随着有序度的增加而加剧。扫描电镜观察表明:在真空中或H_2中拉伸时,无序Ni_3Fe的断口都为韧性穿晶断口,而在氢气中拉伸时,1000h有序化Ni_3Fe为100％沿晶脆性断口,但是有序化60h和200h的Ni_3Fe的断口为穿晶和沿晶混合断口。

代位合金元素对Fe_3Al金属间化合物塑性与氧化行为的影响

研究了将Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ等合金元素分别加入当量成分的Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物后对其室温塑性、８００℃周期氧化性能、氧化物结构及Ａｌ元素由试样表面向内部的分布状态的影响．结果表明，只有Ｃｒ元素提高了ＤＯ３结构的Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物合金在真空中的室温拉伸延伸率，其他元素都不同程度地降低了合金的塑性。Ｃｒ提高室温塑性的主要原因不是由于Ｃｒ改变了合金的表面氧化动力学或改变了表面氧化物结构及表面状态，进而降低了环境敏感性的缘故。

快淬Fe_(83)Ga_(17)合金薄带的显微组织和磁致伸缩性能

采用熔体快淬方法制备4种厚度的Fe_(83)Ga_(17)合金薄带,研究了不同厚度薄带的组织结构和磁致伸缩性能,合金薄带的组织结构和磁致伸缩性能与快淬时的冷速密切相关,12 m／s制备的75 μm厚薄带的磁致伸缩系数γ值最高,达到了-2100×10^(-6)；XRD和DSC分析确定了在厚度为45,55和75 μm薄带中出现了有序的DO_3结构相,75 μm厚薄带在669℃发生A2+DO_3→A2的相转变；对薄带组织形貌的观察发现,提高快淬的冷速有利于抑制富Ga相的析出,薄带样品大的磁致伸缩效应主要来源于析出的特殊DO_3结构相和薄带样品大的形状各向异性。

Fe_3Si基合金板材的制备技术

在既有的研究工作基础上，给出了更为合适的锻造、轧制等工艺参数和工艺方法．利用普通的锻造和轧制设备，成功制备了良好的约 １．５ ｍｍ厚的 Ｆｅ３Ｓｉ基合金薄板，制备过程中典型的微观组织变化如下：铸态组织的晶粒较大且很不均匀；锻造组织为通过再结晶而形成的晶粒较细且均匀的等轴状组织；轧态组织为纤维组织．

长程有序金属间化合物FeAl和Fe_3Al合金的高温氧化行为

本文用等温氧化法研完了FeAl、FeAl+lat％B和FeAl+4at％Si以及Fe_3Al,Fe_3Al+4at％Si和Fe_3Al+4at％Mo合金的高温氧化行为。结果表明,FeAl及其合金在1000℃的氧化动力学服从抛物线规律。3种FeAl合金100h的氧化增重仅及1Cr18Ni9Ti不锈钢的三分之一。Si使氧化增重增加,B改善后期(约90h以后)的抗氧化性能。X-射线衍射分析表明,氧化膜均为单一的α-Al_2O_(30)Fe_3Al及其合金经540℃,100h氧化后,前者氧化增重类似于1Cr18Ni9Ti,后者由于Mo或Si的作用抗氧化性能明显改善。

Fe_3Si基合金的动态再结晶机制

采用Fe3 Si基合金在 60 0～ 1 0 0 0℃以 0 0 0 1～ 1 0s-1 形变速率压缩到真应变 2 0 0 %左右立即由冰水冷却 ,利用真应变—真应力曲线、普通光学显微镜研究Fe3 Si基合金热形变的动态再结晶机制。试验结果表明 :该合金在Z参数位于一定区间时发生了动态再结晶 ,但再结晶进行得不完全 。

Fe_3Si基合金的制备及应用研究进展

Ｆｅ３Ｓｉ基合金具有优异的软磁性能，不仅有希望替代普通硅钢片（尤其在高频信息领域），而且还广泛用作音频和视频磁头材料和卡片阅读器用磁头材料。本文综述了Ｆｅ３Ｓｉ基合金的制备工艺及应用，并结合我们的研究工作，分析了其研究现状。

磁场对过共晶Al-Fe合金中Al_3Fe相形态和分布的影响

研究了交流磁场(0.3 T)和直流强磁场(12 T)作用下Al-2.89%Fe合金中初生Al3Fe相的形态与分布的变化.结果表明,Al-2.89%Fe合金在无磁场和交流磁场下凝固时,大部分初生Al3Fe相沉积在试样下部.在交流磁场下凝固时,Al3Fe相变得细碎且向试样中心聚集,呈近金字塔状分布.在强磁场下凝固时,Al3Fe相所受磁力作用和重力作用相平衡,因而在整个试样中均匀分布,且沿着易磁化方向[121]发生定向排列.对磁场的作用机理进行了初步分析.

Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼性能及磁畴的观察

利用拉伸试验机分析了Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金的拉伸性能,用倒扭摆仪测试了该合金的阻尼性能,利用Fe3O4磁流体在光学显微镜下观察到Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金的磁畴及在磁场下磁畴结构的变化。实验表明,合金在900℃×1h退火,拉伸性能最好,抗拉强度为467MPa,伸长率达23%;在1100℃×0.5h退火,合金的阻尼性能最高,对数衰减率达0.16,但在该温度下随保温时间的延长,阻尼性能急剧下降。经过对合金加磁前后磁畴结构的观察发现,磁畴结构中楔形畴的产生是导致阻尼性能下降的重要原因。

稀土钇对纳米粉90W-7Ni-3Fe合金烧结特性的影响

以喷雾干燥H2还原法制备的纳米级90W7Ni3Fe复合粉末为原料,研究了不同稀土Y含量对试样烧结特性的影响,采用扫描电镜和金相仪器分别对断口进行了形貌观察和W晶粒粒度测试;并对烧结样的相对密度、抗拉强度、延伸率等性能进行了测定与分析。研究结果表明:不添加稀土Y时,试样在液相烧结时容易出现孔洞和气泡,导致试样力学性能偏低;当添加稀土Y后,烧结样中没有孔洞和气泡,添加04%～0.6%稀土Y(质量百分数)时,合金相对密度、抗拉强度和延伸率分别为99.6%、1080MPa和17.6%;添加0.4%Y后,W晶粒从原来的20～25μm减小到10～12μm,W晶粒由不加稀土时的球形变为近球形或多边形,且随稀土含量的增加其影响作用更明显;在相界或晶界上形成了W13.07Ni2.96Fe1.52Y23.65Ox(摩尔比)的中间相,阻止了W原子在粘结相中的扩散及W晶粒的长大。建立了合金中W颗粒的三层微观结构模型。

原位TiB_2/Fe_3Al基纳米复合材料的合成及其晶粒生长动力学(Ⅰ)——Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化

研究了机械合金化过程中Fe-Al-Ti-B四元粉体的结构演变,讨论了其合金化机制。研究表明,Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化通过Al、Ti、B原子向Fe晶格中扩散形成Fe(Al,Ti,B)过饱和固溶体。在机械合金化的早期(<10h),形成包覆结构的复合颗粒,合金化尚未进行。在机械合金化的中期(10-60h),首先形成具有几个同心圆环结构的复合颗粒,然后环状结构消失,同时Fe(Al,Ti,B)晶格常数迅速增加,但成分均匀化过程缓慢。在机械合金化的后期(60-80h),主要发生复合颗粒内部的成分均匀化过程,球磨80h后,复合颗粒内部各组元的成分已经非常均匀。Fe(Al,Ti,B)晶粒细小(6.8nm),晶格畸变严重,具有近似非晶态的结构。由于Ti、B元素的添加,Fe-Al-Ti-B四元粉体晶粒细化速率更快,但合金化速率明显降低。

Fe_3Al金属间化合物的机械合金化

利用X射线衍射(XRD)、示差扫描量热计(DSC)以及透射电镜(TEM)研究了Fe-Al元素混合粉末球磨过程中的结构演变。结合Fe3Al各种相衍射规律的分析，阐述了合成的B2-Fe3Al在XRD中未出现超点阵衍射峰的原因。球磨中，加工硬化和回复这一相互矛盾的过程，决定球磨粉末具有极限晶粒度。

氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中的扩散行为

采用电解渗氢的方法研究室温下氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中的扩散行为.研究结果表明,在相同渗氢温度下,渗氢后的Ni3Fe合金的延伸率随渗氢时间的增加而降低,拉伸断口上的沿晶断裂区(IG)的深度随渗氢时间的增加而增加;在相同渗氢时间下,合金拉伸断口上的沿晶断裂区的深度随渗氢温度的增加而增加.沿晶脆性断裂区的深度与渗氢温度和时间的关系符合菲克扩散方程的解.时间滞后法计算结果表明,氢在无序态Ni3Fe合金中的表观扩散系数高于在有序态合金中的表观扩散系数.氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中的扩散激活能分别为44.9 kJ/mol和29.5 kJ/mol.

Fe_3Si基合金的温挤压工艺

Fe3Si基合金由于有序相的出现而导致的很强的环境脆性和本征脆性,使其难以进行机械加工和热加工.依据挤压能够提高材料塑性的原理,系统地研究了Fe3Si基合金的温挤压工艺.利用温挤压开坯技术,实现Fe3Si基合金的低温轧制.通过实验得出了Fe3Si基合金温挤压工艺的各项参数.

Fe_3Al合金堆焊层的高温抗氧化性能研究

以Fe3Al合金为焊丝,用钨极氩弧焊在不锈钢基体上进行堆焊试验,考察堆焊层的高温抗氧化性能。结果表明:用钨极氩弧焊可以成功地获得Fe3Al合金堆焊层;在温度低于1000℃时,堆焊层具有优异的抗氧化性能;温度超过1000℃时,堆焊层的抗氧化性能随温度上升急剧下降;950℃时堆焊层的氧化 增重曲线近似于抛物线。

合金元素的添加对Fe_3Al基合金有序转变温度的影响

用电阻法研究了 Cr,Mo和 Nb等常用合金元素的添加对 Fe3 Al基合金有序转变温度 Tc 的影响。结果表明 ,Fe3 Al材料本身的进一步有序化和沉淀相的溶解使其 R-T曲线出现反常现象 ;Cr的含量对三元 Fe-Al-Cr合金中 Tc 温度无显著影响 ;将 Mo,Nb加入到 Fe3 Al中会导致其 Tc 温度增加 ;在四元 Fe-Al-Cr-Mo合金中 ,Mo和 Cr的良好匹配能有效地提高 Fe3 Al的 Tc

Fe_3Al基合金的堆焊工艺试验研究

采用钨极氩弧焊(GTAW)方法在1Cr18Ni9不锈钢基体上进行Fe3Al合金堆焊性试验,结果表明:在焊接电流为80A,焊接电压为13～15V,预热温度为150℃,焊接速度为1.5mm/s,单道焊,焊后空冷条件下,可以在不锈钢基体上得到高硬度且韧性较好的堆焊层,且焊缝成形良好,表面无延迟裂纹出现。