Al_5Fe_2合金熔体中程有序结构的研究

采用紧束缚原子间作用势 ,利用分子动力学模拟 (MD)的方法研究了Al5Fe2 合金熔体的微观结构 ,发现在结构因子的小角部分 (Q =15 7nm-1)出现了一个明显的预峰 (FSDP) ,并得到X射线衍射实验的进一步印证 .在实验测得的合金衍射图样中 ,液态衍射曲线与固态衍射曲线间存在着很好的对应关系 ,它们在小角部分都存在峰位 ,这表明Al5Fe2 合金熔体与其固态在结构上存在着很大的相似性 .通过对化学短程序参数α及Bhatis Thornton(BT)结构因子的分析计算 ,发现熔体中存在较强的化学序 ,并认为正是这种化学序导致了中程有序结构 (MRO)的产生 .Faber Ziman (FZ)偏结构因子的SFe Fe(Q)和SAl Fe(Q)在Q =15 7nm-1处分别存在最大值与最小值 ,也是熔体中存在着超结构的表征 .同时 ,我们还给出了体系的配位数及代表中程有序的原子团簇的结构模型 .

熔体混合对Al-5%Fe合金组织的影响

为细化Al-5%Fe合金中的初生Al3Fe相,研究了高、低温熔体混合工艺对合金组织的影响。实验结果表明,高低温熔体混合处理工艺能在较大程度上改善Al3Fe相的形貌和尺寸:未经熔体混合工艺处理的合金组织主要为粗大的长针状Al3Fe相,组织分布稀疏且不均,熔体混合处理后,粗大的针状相转变为小针状和颗粒状,组织分布的均匀性和致密性大大提高。研究结果还发现,熔体混合工艺存在一个最佳的高温熔体温度,过高的高温熔体温度反而导致组织粗大。经X衍射物相分析发现,熔体处理前后的物相并没有发生变化,仍为-αAl和Al3Fe相。研究认为,熔体混合细化组织的主要原因一是提高了形核率,二是抑制了Al3Fe相沿择优取向的生长。

Al_(65)Fe_(10)Zr_(20)Gd_5非晶态合金的制备与晶化

研究Al65Fe10Zr20Gd5混合粉末的机械合金化引起的非晶态化过程,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析混合粉末的结构演变和形貌,用差热分析仪(DTA)分析非晶态合金的热稳定性。结果表明,粉末在机械合金化过程中先细化,由初始粉末直接扩散固溶导致晶格崩溃形成非晶,球磨60h后Al65Fe10Zr20Gd5完全非晶化。DTA曲线显示非晶合金晶化呈现单一的放热峰。合金在923K等温退火1h后,完全晶化,析出复杂的中间相,表现出多晶型晶化的特点,晶化产物为Fe5Gd、Fe2Zr、Al2Gd3和α-(Al)固溶相。Al65Fe10Zr20Gd5非晶晶化激活能为259.64 kJ.mol-1,该非晶合金具有较高的热稳定性和较强的抗晶化能力。

快速凝固(2024Al)-20Si-5Fe合金的磨损行为

采用双级雾化水冷快凝与粉末冶金技术制备了（２０２４Ａｌ）－２０Ｓｉ－５Ｆｅ耐磨合金，分析了 合金的微观组织，利用磨损实验研究了合金的耐磨性和磨损失效形式．结果表明：快凝粉末冶金 合金具有比铸造合金更细小的微观组织，更高的耐磨性和减磨性；磨损失效形式主要是磨粒磨 损和疲劳磨损，而铸造合金的磨损失效形式主要是磨粒磨损、粘着磨损和部分氧化磨损．

表面施加氧化物薄膜涂层对Fe25Cr5Al合金高温氧化行为的影响

用电沉积—热解方法在合金表面获得了厚度为０．１～０．５μｍ的单一Ｙ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３或不同Ｙ２Ｏ３含量与Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３混合的氧化物薄膜涂层（ＯＴＦＣ），研究了在１１００℃，１０４ＰａＯ２的条件下各类ＯＴＦＣ对Ａｌ２Ｏ３形成Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金恒温氧化和循环氧化行为的影响。结果表明：单一Ｙ２Ｏ３和（Ｃｒ＋Ｙ）２Ｏ３（Ｃｒ／Ｙ＝２／１）混合ＯＴＦＣ促进了Ａｌ２Ｏ３层的生长，而含Ａｌ的单一及混合ＯＴＦＣ降低了Ａｌ２Ｏ３的生长速度，效果最显著的是单一Ａｌ２Ｏ３和（Ａｌ＋Ｙ）２Ｏ３（Ａｌ／Ｙ为８．６／１）混合薄膜。含Ｙ的ＯＴＦＣ没能改变Ａｌ２Ｏ３层的“褶皱”和“凸脊”特征，但施加Ａｌ２Ｏ３薄膜的试样却形成了平坦且无凸脊的氧化层。讨论了各种ＯＴＦＣ影响氧化的作用机制并与Ｃｒ２Ｏ３形成合金及产生“活性元素效应”（ＲＥＥ）的其它方式进行了比较。

Fe_(69.5)Cu_(1.5)V_7Si_(12)B_8Al_2合金机械合金化研究

采用机械合金化的方法 ,制备了 Fe69.5Cu1.5V7Si12 B8Al2 纳米合金样品 .研究了球磨时间对样品非晶化程度的影响 ,并测量了这些样品压结体的高频特性 .结果发现 ,球磨可形成合金化 ,随球磨时间的增加 ,样品的非晶化逐渐加强 .当球磨超过一定时间后 ,出现新的相 ,引起样品磁特性的变化 .复数磁导率实部 μ1随球磨时间 t的增加而增大 ,超过 72 h后 ,μ1开始下降 .在 4～ 1 3MHz范围内 ,μ1值随频率 f 的变化不大 .损耗角正切 tgδ随

Fe24Mn4Al5Cr合金阳极钝化改性层的耐蚀性能

采用阳极钝化时效技术对Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na2SO4溶液中、于620 mV电位下进行"内源"表面改性处理.利用电化学交流阻抗(EIS)测试技术和Zsimp Win软件拟合技术研究钝化时间对钝化膜稳定性的影响规律,并利用阳极极化测试技术研究阳极钝化改性层在NaCl溶液中的抗点蚀性能.研究结果表明:钝化15 min和3 h改性层的EIS谱呈现偏移横轴的单容抗弧,电极反应过程的等效电路为R(QR),随钝化时间的增加,容抗弧直径增大,钝化膜电阻Rp增加.钝化5 h时,改性层的Nyquist图呈现典型的Warburg阻抗,Rp增加了15 kΩ.cm2.其在不同Cl-浓度(0.3和0.5 mol/L)溶液中的阳极极化曲线均呈现自钝化—点蚀击穿过程,与原始合金相比,维钝电流密度减小,点蚀击穿电位升高,具有较好的抗点蚀性能.

Fe24Mn4Al5Cr合金钝化膜的电子特性研究

采用Mott-Schottky曲线测试技术研究了Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na_(2)SO_(4)溶液中经15 min、1 h和5 h钝化处理后钝化膜的电子特性.研究结果表明:Fe24Mn4Al5Cr合金在1 mol/L Na_(2)SO_(4)溶液中形成的钝化膜具有n-p型半导体特征.随着钝化时间由15 min增加至5 h,钝化膜的施主浓度ND由2.79×10^(21)cm^(-3)降至1.81×10^(21)cm^(-3),受主浓度NA由2.35×10^(21)cm^(-3)降至1.54×10^(21)cm^(-3),平带电位E_(fb)由-362 mV降至-414 mV,钝化膜的致密性增加.

Fe-20Cr-5Al不锈钢加稀土元素La合金化工艺对La收得率的影响

研究了50 kg真空感应炉＋电渣重熔工艺冶炼Fe-20Cr-5Al不锈钢（/％：0.004 ～0.006C,0.18Si,0.08Mn,20.25～20.28Cr,5.06 ～5.17Al）时的加La合金化方法对La回收率的影响.结果表明,采用真空感应炉熔炼（VIF） Fe-20Cr-5 Al母合金＋稀土氧化物La2O3（/％：50CaF2-20CaO-30La2O3）电渣重熔（ESR） La合金化时,钢中La的平均含量为0.003％,加稀土氧化物电渣重熔La合金化不明显;真空感应炉母合金La合金化（含0.38％ La）＋70％ CaF2-30％ Al2O3电渣重熔后钢中平均La含量为0.066％;真空感应炉母合金La合金化（含0.34％ La）＋50％CaF2-20％ CaO-30％ La2 O3电渣重熔后钢中平均La含量为0.032％,说明含La母合金在电渣重熔过程La烧损较大,但30％ Al2 O3较30％ La2O3更有利降低母合金在电渣重熔过程中La的烧损.

硅对Fe/Al固态扩散反应中Fe_2Al_5生长动力学的影响

采用Fe/Al-Si扩散偶的方法,利用SEM-WDS,研究了550℃硅在Fe/Al固态扩散反应中对Fe2Al5生长动力学的影响。实验结果表明,铝中硅含量不超过1.5 wt%时,扩散层中只出现Fe2Al5相,其生长动力学符合抛物线关系,实验测定的铁和铝在Fe2 Al5中的综合扩散系数(D)在含硅量(wt%)分别为0、0.5、1.0和1.5时,分别为3.46×10-15、2.61×10-15、1.28×10-15和0.86×10-15 m2/s。随硅含量增加,其抑制Fe2 Al5相生长速度的效果明显加强。当铝中Si含量为2%和3%时,首先出现Fe2 Al5相。随扩散时间的延长,在Fe2Al5相靠近Al-Si的一侧依次出现了τ1/τ9和τ5相,化合物层生长速度明显加快。由于部分硅以三元化合物的形式存在,导致硅的抑制作用下降。

熔体处理在制备Mg-9Zn-2Al镁合金半固态浆料中的作用

采用自孕育法制备新型Mg-9Zn-2Al高锌镁合金半固态浆料,研究孕育剂加入量为5%（质量分数）、导流器角度为45°时熔体处理温度对Mg-9Zn-2Al镁合金组织的影响。对孕育剂加入熔体后的熔化状况进行分析,并从原子团簇角度探讨熔体处理温度对一次孕育的作用机理。结果表明：熔体处理温度过高或过低时,组织平均晶粒尺寸较大;在695-710℃范围内,晶粒平均尺寸较小,约为47.5-48.8μm。根据所推导出的孕育剂在导流器入口处的温度表达式,可以确定自孕育法铸造的最佳熔体处理温度,提出用固相率fS描述自孕育剂的熔化状况。

热处理对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al合金组织和性能影响

通过扫描电镜(SEM),光学显微镜(OM)和X射线衍射分析(XRD)等对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al(Ti5523)合金棒材分别经固溶和固溶时效处理后得到的微观组织,相含量等进行分析,结合性能数据,分析了微观结构对性能的影响。研究发现,在720℃固溶0.5 h,并在540℃时效6 h后,获得了一种规则的垂直有序排列的亚结构,这种网篮状亚结构起到了组织细化的作用,从而使得断面收缩率非常高。研究还发现,两相区固溶后析出相不仅使得强度提高,对材料的塑性也有贡献。

固溶态Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金断口形貌与塑性关系分析

对Ti-5Mo-5V-2Cr-3Al钛合金Φ10mm棒材在不同固溶温度下的拉伸断口形貌进行分析,并研究了断口形貌特征与力学性能之间的关系。结果表明:按照传统的断口分析理论,该材料随着固溶温度升高,塑性下降,实际测试结果却相反,该材料随固溶温度升高,在相变点以下,塑性缓慢升高,在相变点以上,塑性迅速增大;该材料的力学性能受相组成的影响,β相含量越多,棒材的拉伸强度降低,塑性升高;当固溶温度为840℃时,该材料拉伸后的宏观断口平直光滑,微观断口出现尺寸约40μm形状规则的β晶粒,棒材塑性较好。

Fe_(85)Si_(9.6)Al_(5.4)合金的制备、表征及其低频吸波性能

采用机械合金化法制备了Fe85Si9.6Al5.4合金,借助XRD,SEM,VSM和VNA,研究了Fe85Si9.6Al5.4合金的相结构、微观形貌、软磁性能以及Fe85Si9.6Al5.4/石蜡吸波材料的电磁和吸波性能.结果表明：采用一步法和两步法制备的FeSiAl合金的晶相均为无序bcc-Fe（Si,Al）相.一步法制备的FeSiAl合金形貌为不规则块状,而两步法制备的合金为片状.一步法与两步法制备的FeSiAl合金具有相近的比饱和磁化强度与矫顽力;但是与块状FeSiAl/石蜡吸波材料相比,片状FeSiAl/石蜡吸波材料具有更高的复介电常数和复磁导率,在0.5～5GHz范围内具有更低的反射率.厚度为2～5mm的片状FeSiAl/石蜡吸波材料,随厚度的增加反射率降低,匹配频率向低频移动;2mm材料反射率≤-10dB的带宽达1.07GHz.

Zr含量对Mg-5Zn-2Al镁合金组织与性能的影响

采用光学显微镜及拉伸试验机等手段,研究了Zr含量对Mg-5Zn-2Al合金铸态和热处理后显微组织及力学性能的影响。结果表明,Zr的加入使Mg-5Zn-2Al镁合金的铸态和热处理后的晶粒得到明显的细化。在铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度与伸长率均呈现先上升后下降的变化趋势。对于铸态合金而言,Zr含量为0.6%时,Mg-5Zn-2Al合金的晶粒最为细小,并且其抗拉强度与伸长率均达到最大值,为215MPa和12.563%。经热处理后,合金的抗拉强度较铸态得到了显著地提高。当Zr含量为0.6%时,合金的抗拉强度达到最大,为249MPa。

液态Al_(80)Fe_(20)合金的中程有序结构

利用分子动力学模拟(MD)与X射线衍射实验相结合的方法研究了Al80Fe20合金熔体的微观结构,发现在结构因子的小角部分(Q=17.5nm-1)出现了一个明显的预峰(FSDP),且模拟值与实验值吻合得很好,这被认为是熔体中存在中程有序(MRO)的标志.通过对化学短程序参数(CSRO)α及Bhatis-Thornton(BT)结构因子的分析计算,发现熔体中存在较强的化学序,并认为正是这种化学序导致了中程有序结构的产生.Faber-Ziman(FZ)偏结构因子的SFe-Fe(Q)和SAl-Fe(Q)在Q=17.5nm-1处分别存在最大值与最小值,也是熔体中存在着超结构的表征.给出了体系的配位数及代表中程有序的原子团簇的结构模型.

Co对Al-5%Fe合金铸态组织的影响

研究了Co对Al-5%Fe(质量分数,下同)合金中Al3Fe相形貌的改善作用。合金中加入Co后可以在很大程度上改善Al3Fe相的形貌:未加Co的Al-5%Fe合金中的Al3Fe相大多为粗大的针状和片状;Co的加入量为0.2%时,Al3Fe相的形貌为小花朵状和细小条状;Co的加入量在0.2%～1.0%时,细化效果较好,但尤以0.2%为最好,Co的加入量超过1.0%后,Al3Fe相开始略微粗化。在对Co元素的面扫描时发现其大多固溶在Al3Fe相内。X衍射分析发现,Co的量为0.2%和1.0%时合金中只存在Al和Al3Fe相,并未发现其它相。

喷丸与ZrO_2/Al_2O_3叠层对Cr_5Mo合金高温氧化性能的影响

采用喷丸处理及溶胶 凝胶工艺涂覆ZrO2/Al2O3叠层对Cr5Mo合金进行了表面处理,研究了不同处理的合金试样在600℃空气中的高温氧化性能。从SEM,XRD及氧化动力学分析结果发现,喷丸处理不能使Cr5Mo合金表面形成保护性的氧化铬膜,反而促进了Cr5Mo合金的高温氧化,其氧化增重与氧化剥落速率最高;ZrO2/Al2O3叠层通过稀土效应改变了氧化膜的生长机制,降低了氧化铬膜的生长速率,促进了合金表面铬的选择氧化,起到了优异的保护作用,大大提高了合金的抗高温氧化性能。

Cr对Al-5%Fe合金中初生Al_3Fe相形貌的影响

采用普通熔铸的方法研究了加Cr对Al-5%Fe合金铸态组织的影响,采用XRD方法分析了合金中的物相.结果表明,Cr可以明显改善合金中的初生Al3Fe相形貌.不加Cr时,合金中的初生Al3Fe相大多为针状、针片状,仅有少量为花朵状;加入0.2%～1.0%Cr,Al3Fe相转变为细小针状和针点状;Cr含量超过1.0%时,组织开始粗化,出现长针状和星状Al3Fe相.SEM扫描表明,Cr主要固溶在Al3Fe相中.XRD并未检测到含Cr化合物.

B2 Fe-Al合金中与空位有关的弛豫

利用内耗方法对空冷B2 Fe-Al合金中原子缺陷的运动特征进行了研究。在210℃(称为P1峰)和410℃(称为P2峰)附近观察到两个与样品热空位浓度密切相关的弛豫型内耗峰。研究表明,P1峰产生于应力作用下双空位(VFeVAl)的重新取向,而P2峰起源于反位置原子与Fe空位之间的相互作用。对于富Fe的B2 Fe-Al合金,P2峰产生于应力作用下三倍体缺陷(2VFeFeAl)的重新取向;而对于富Al的B2 Fe-Al合金,P2峰则产生于应力诱导下Al反位置原子在Fe空位之间的运动。