低温球磨制备纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉末的热稳定性研究

利用液氮球磨技术制备了纳米晶A l-10Zn-3Mg-1.8Cu(wt%)合金粉体材料。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和差热分析仪(DSC)对材料在制备过程中的固态相变、晶粒尺寸和热稳定性进行了分析。结果表明,液氮球磨10 h后A l-10Zn-3Mg-1.8Cu粉末晶粒达到45 nm,微观应变随着球磨的进行逐渐增大。球磨过程中MgZn2和CuA l2相逐渐消失,合金元素超饱和固溶于-αA l之中。球磨粉末热处理过程中发生了回复和再结晶。球磨产生的大量微观应变和热处理时第二相的脱溶都降低了回复激活能,使回复温度下降。包括晶粒的长大、聚集位错的减少、孪晶、点缺陷和非平衡晶界等因素导致回复放热量增加。粉末晶粒的细化、细小A l2O3粒子的生成和第二相的脱溶析出则抑制了再结晶过程,使再结晶温度升高。纳米晶粒在436℃(0.77Tm)发生异常长大,合金粉末经过球磨后具备了较高的热稳定性。

粉末热挤压Al-Zn-Mg-Cu合金的制备工艺及组织性能研究

采用粉末热挤压法制备了一种Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金,研究了粉末粒度和挤压比对合金组织和力学性能的影响。结果表明,400℃挤压时,粉末中位径D50=28.38μm和挤压比λ=25可使挤压合金获得最好的力学性能,挤压合金经过460℃/2.5h水淬+120℃/24h空冷(T6)处理后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为731MPa,670MPa和6.2%;晶粒细化是挤压合金力学性能随粉末粒度减小而提高的原因;挤压比λ为9～25时,挤压合金力学性能随挤压比增大而提高;λ=36时,挤压合金力学性能降低的原因是MgZn2析出相粗大和发生完全动态再结晶。

C与Cr含量对粉末锻造Fe-Cu-C-Cr合金组织和物理性能影响

通过改变粉末锻造Fe-Cu-C-Cr合金中C、Cr的质量分数,研究C、Cr含量对合金组织和物理性能的影响。结果表明:在不添加Cr的情况下,合金的组织主要为铁素体和渗碳体,合金硬度和抗拉强度随C含量的增加小幅增加,C含量对合金最终摩擦系数的影响不大;添加Cr元素后,合金密度降低,组织也较为复杂,合金硬度随Cr含量的增加而增加,最高可达HRA68.6。C和Cr共同影响合金高温抗拉强度,Fe-2Cu-0.5C-5Cr抗拉强度最高,为378 MPa。合金摩擦系数随Cr含量的增加而减小,当Cr质量分数为10%时,合金最终摩擦系数为0.195,磨损方式为氧化磨损和少量的磨粒磨损。

含稀土铒元素Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能的研究

采用金相观察、扫描电镜与能谱分析、显微硬度和力学性能测试等方法,研究了不同含量稀土元素Er对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Er元素后二次枝晶臂间距减小,枝晶网胞变薄。Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于晶界,少量固溶于铝基体中。此外,Er元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金发生再结晶,细化再结晶晶粒,提高合金时效强化效果。当Er含量超过0.3%时,脆性Al8Cu4Er相数量增多,导致合金力学性能变差。

CuSn预合金对金属粉末选区激光烧结过程及烧结体质量的影响

研究了CuSn预合金对Cu基金属粉末和Ni基金属粉末选区激光烧结的影响。结果表明,对于Cu-CuSn-CuP和Ni-CuSn-CuP两类合金粉末,通过合理控制激光工艺参数(特别是激光功率和扫描速率),能顺利实现粉末烧结成形,且无明显的“球化”效应和翘曲变形。对于Cu-CuSn-CuP合金,由于结构金属Cu的熔点相对较低,在一定的工艺条件下,可以通过调整CuSn的配比,得到致密的显微组织均匀的烧结件;而对于Ni-CuSn-CuP合金,结构金属Ni的熔点相对较高,虽然也可以得到较为致密的烧结件,但其微观组织存在明显的不均匀性。

机械合金化Cu-Cr粉末的制备及性质研究

采用机械合金化法制备铜铬粉末,研究了不同球磨时间对粉末颗粒结构、晶粒粒度、显微硬度和表面形貌的影响,用XRD、SEM方法表征Cu-15wt%Cr粉末在不同球磨时间下形成固溶体的结构和表面形貌。结果表明:高能球磨形成了铬固溶于铜的过饱和固溶体,随球磨时间的延长,晶粒逐渐细化,点阵畸变愈来愈大,球磨60h后,粉末呈近球形,畸变率为0.271%,显微硬度为349.18HV。

粉末状态对激光立体成形Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5块体非晶合金晶化行为的影响

基于金属熔体结构的遗传性,激光熔池的快速熔凝导致粉末的晶化状态可能会对最终成形件的晶化产生重要影响,理清其影响规律对于制备大块非晶合金具有重要意义.本文选取等离子旋转电极法所制粉末和1000 K退火态粉末为沉积材料,采用激光立体成形技术沉积Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金,考察了粉末中已有晶化相对熔池及热影响区晶化行为的影响.结果发现,原始粉末组织由非晶相及粗大的Al5Ni3Zr2相组成;当激光线能量较低时,相应熔覆层的熔池和热影响区皆含有Al5Ni3Zr2相;随着线能量的提高,熔池中Al5Ni3Zr2相消失,保持了非晶态,但热影响区晶化加重,并有大量Al5Ni3Zr2相析出;当采用退火态粉末时,即使线能量较小,相应熔覆层仍主要由非晶构成,几乎无Al5Ni3Zr2相析出.这是由于原始粉末在退火时其微观结构发生重排,与Al5Ni3Zr2相关的原子短程/中程有序结构减少,导致已沉积层非晶区的热稳定性提高,不利于Al5Ni3Zr2相析出.可见,提高线能量将会加剧非晶沉积体的晶化,而粉末中的Al5Ni3Zr2团簇相状态对Zr55Cu30Al10Ni5合金沉积层的晶化有重要影响.

机械合金化Mo-Cu粉末的烧结特性

采用高能球磨方法制备了超细Mo—Cu复合粉末，通过X射线衍射，金相显微镜，扫描电镜和透射电镜等方法研究分析了所制备Mo-Cu粉末的烧结致密化、显微组织及性能的变化，并与未球磨粉末的烧结试样进行了比较。结果表明：经机械合金化的Mo-Cu粉末处于非平衡储能状态，烧结活性较高，使致密化温度降低80～100℃；其成形压坯在1250℃下烧结1．5h后，性能较佳，相对密度达到97．9％，且烧结体Mo、Cu两相分布均匀，其硬度、电导率、热导率分别达到70．10HRB、23．17ms／m、179．33W／（m·K），与未球磨粉末烧结体性能相比，都有了显著提高；过高的烧结温度与过长烧结时间，会引起Mo晶粒的明显长大。

Cu-Pb合金粉末的制备

针对Cu-Pb合金材料存在不能互溶和成分偏析的问题,通过改善铜铅合金粉末熔炼时所加的添加剂和加强熔炼合金的搅拌,获得了具有均匀致密微观组织的铜铅合金粉末。铜铅合金粉末具有耐磨和耐高温性能,可用于汽车工业中轴瓦制造。

W/Cu二元粉末的机械合金化研究

采用机械合金化法制备 W/Cu微粉 ,利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光粒度分布仪考察了球磨过程中粉末形貌、组织及粒度的变化 。

结晶过程中合金粉末的加入对Al-Cu合金凝固组织的影响

在固液混合铸造工艺中,将Al-20Cu合金粉末分别加入到Al-20Cu和Al-40Cu合金熔体中制备了合金坯料。采用JSM-6700F扫描电子显微镜对合金坯料的显微组织进行观测。研究结果表明:Al-20Cu粉末加入对粉末周围的Al-20Cu合金基体初生相、共晶组织和二次析出相有明显的细化作用,越靠近未熔粉末,基体中的初生相越细小,共晶组织的片间距越小。固液混合铸造Al-40Cu合金坯料中未熔Al-20Cu合金粉末与基体界面结合良好,表明固液混合铸造工艺中加入的金属粉末的成分范围可以进行扩展。

温度对Cu-Zn二元系粉末机械合金化的影响

将Cu-40%Zn(40%为质量分数)二元系粉末在-30℃和常温下进行高能球磨,并利用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对球磨过程中的组织演变过程及微观形貌进行了研究.研究结果表明:Cu-40%Zn二元系粉末的机械合金化过程是一个Cu向Zn中扩散、固溶与反应的过程,最终产物为Cu0.64Zn0.36(α相)与少量的ZnO相;低温球磨合金粉末的晶格畸变量与晶粒尺寸都比常温球磨的大;与常温球磨不同,低温球磨可以抑制冷焊所带来的不良影响,避免添加过程控制剂,而且体系呈现脆性-脆性特征.

机械合金化制备W—Ni—Cu纳米复合粉末的研究

采用机械合金化(MA)制备W—Ni—Cu纳米复合粉末,对粉末的晶粒尺寸、粒度、松装密度、振实密度进行了测定和分析,并研究了过程控制剂(PCA)对粉末性能的影响。

机械合金化制备Zr_(50)Al_(15)Ni_(10)Cu_(25)非晶合金粉末的非晶化机制

用Zr,Al,Ni和Cu的元素粉末,采用机械合金化的方法在转速为400 r/min、球料质量比20:1的条件下制备具有非晶结构的Zr50Al15 Ni10Cu25粉末,研究其非晶化机制。用X射线衍和扫描电镜分析粉末的结构、晶粒尺寸和形貌。结果表明:在球磨8 h后可使Zr50Al15 Ni10Cu25混合粉末非晶化,晶粒尺寸约80 nm;球磨过程中并没有出现任何过饱和固溶体或者中间合金相,非晶化过程是由于球磨过程中球磨罐和磨球对粉末的不断冲击、剪切、摩擦和挤压,使混合粉末中的晶粒极度细化而直接转变为非晶态颗粒,得到非晶粉末。

激光熔覆成型用Ni-Cu-Sn合金粉末的制备及其成形特性

研制了适合激光熔覆成型的Ni-Cu-Sn合金粉末,通过工艺试验,分析了激光熔覆成型件的微观组织特征及微观缺陷的形成原因,并提出了预防缺陷形成的方法。

粉末温轧工艺对W-20Cu合金密度和显微组织的影响

在W-Cu混合粉末中加入0.1%～2.0%（质量分数）的有机添加剂,在60～150℃温度下温轧成生板坯,然后进行液相烧结,获得W-20Cu合金板材。通过正交试验研究粉末轧制速度、轧制温度与添加剂含量对生板坯密度的影响,并对烧结板材的密度和显微组织进行分析与表征。结果表明,轧制温度与添加剂含量对粉末轧制板坯密度有显著影响,二轧制速度对生板坯密度的影响较小。随轧制温度升高,W-20Cu生板坯的密度增大,烧结板材的孔隙尺寸逐渐减小,孔隙率逐渐降低,烧结密度相应提高;随添加剂含量增加,板坯密度先升高后降低。在轧制温度为150℃,添加剂含量为0.3%时,生板坯的相对密度达到最大值85.38%,液相烧结后获得相对密度为99.65%的W-20Cu合金板材,金属Cu元素在钨基体中均匀、弥散分布。

选区激光熔化和传统粉末冶金法制备Cu−Al−Ni−Mn−Zr形状记忆合金的对比

研究和分析选区激光熔化(SLM)与传统粉末冶金(PM)法制备Cu−11.3Al−3.2Ni−3.0Mn−0.5Zr形状记忆合金的显微组织特征和热稳定性差异。PM样品是将106~180μm预合金粉末在氩气气氛、1060℃下烧结制备的,无辅助加工,SLM样品是在Cu−10Sn基板上熔化32~106μm的预合金粉末制备的。通过维氏硬度试验评价材料的力学性能,采用差示扫描量热法测定马氏体相变温度,采用X射线衍射谱鉴定相成分,利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析显微组织特征。结果表明,两种方法制备的合金中均发现β′1马氏体相,而在PM样品中存在粗大的马氏体变体。传统的粉末冶金样品在室温下会形成晶间共析成分和稳定的奥氏体。PM样品具有与SLM样品相似的平均硬度值,而与孔隙率相关的标准偏差较高。SLM样品具有可逆的马氏体相变(T0=171℃),而PM样品没有形状记忆效应。

机械合金化诱导难互溶系Cu-Cr合金固溶度扩展的研究

采用机械合金化工艺制备Cu-4%Cr和Cu-7%Cr(原子分数)二元合金粉末,利用XRD,SEM和TEM研究机械合金化过程中粉末的微观形貌和显微组织结构,测量了不同球磨时间粉末的氧含量以及显微硬度。结果表明:在一定的球磨时间内,Cu-Cr合金粉末随着高能球磨的进行,晶粒逐渐细化至纳米尺寸,晶格畸变增加,但进一步球磨会导致铜的晶格常数有所增加,畸变降低。实验证明,在固态下几乎不互溶的Cu-Cr合金,经球磨40 h的机械合金化,Cr在Cu中的固溶度明显提高。

喷射沉积AlZn_(12)Mg_2Cu_2合金的组织结构及力学性能

用喷射成形技术在较低雾化压力下沉积了 Al Zn1 2 Mg2 Cu2 合金 ,对其组织结构用光学显微镜和透射电子显微镜进行了观察和分析 ,发现 :在本喷射成形工艺条件下 ,可以形成高致密度的具有等轴晶粒的均匀合金 ,晶粒尺寸在 30～ 6 0 μm范围内 ,在晶内和晶界处有 Mg Zn2 相的析出 ;对制备的材料经挤压比为 7.7∶ 1条件下的热挤压和 T6时效处理后进行了力学性能测定 ,结果显示屈服强度 (σUS)为 74 0 MPa,抗拉强度 (σUTS)为 75 3MPa,延伸率 (δ)为8.

Mo-Cu合金片的制备及性能研究

Mo-Cu合金具有高的导热系数和低的热膨胀系数,被广泛用作热沉材料和电子封装材料。本文对Mo-30Cu合金片的轧制工艺进行了探索,用该工艺制备出了性能优良的Mo-30Cu合金片。