准晶Al_(72)Ni_(12)Co_(16)合金在特殊涂层中的深过冷及其凝固组织

研究了Si Zr B模壳涂层对准晶Al72Ni12Co16合金过冷度与凝固组织的影响规律。通过使用Si Zr B涂层模壳,在Al72Ni12Co16合金中获得了不同大小的过冷度,其最大值达到195K。根据经典形核理论,计算了熔体与涂层内壁间的润湿角。研究结果表明:Si Zr B涂层对过冷准晶Al72Ni12Co16合金熔体具有较强的抑制形核作用,因而可使大体积合金熔体获得深过冷。

深过冷Al_(72)Ni_(12)Co_(16)合金的组织演化及单相准晶的生成

采用惰性形核涂层型壳和氩气保护下循环过热的深过冷方法,系统研究了深过冷条件下Al72Ni12Co16合金的凝固组织演化过程及单相准晶的生成条件。结果表明:在0～200K的过冷度范围内,随过冷度的增大,Al72Ni12Co16合金发生小过冷树枝晶→柱状晶→等轴晶的组织转变,转变的两个临界过冷度分别为ΔT1=60K和ΔT2=120K;此外,当熔体过冷度大于60K时,准晶相在与晶体相的竞争形核中胜出,作为初始相从熔体中析出,并随过冷度的增大,凝固组织逐渐变为单相准晶。

Ni-Al有序能对Ni_(75)Al_(13)Cr_(12)合金原子有序行为影响的微观相场模拟

通过微观相场方法研究了Ni75Al13Cr12合金Ni-Al第一到四层有序能对原子长程有序进程的影响。结果表明:随Ni-Al第一层有序能增大,Al原子的有序化和簇聚程度增加,Cr原子的有序化和簇聚程度随时间发生交替;第二层Ni-Al有序能增大,Al原子的有序度和簇聚程度均减小,Cr原子的有序化和簇聚程度也发生交替,其变化与第一层相反;第三层Ni-Al有序能增大,Al,Cr原子有序化和簇聚的程度和速度均有所增大;第四层Ni-Al有序能的影响与第三层相反。同样变化±10meV,Ni-Al有序能对Al原子有序化和簇聚的影响随层数增大而增大,而第三层Ni-Al有序能对Cr原子的有序化和簇聚的影响最大,第二层Ni-Al有序能对Cr有序化的影响最小,Ni-Al第四层有序能对Cr原子的簇聚影响最小。

Ni添加对Mg_(17)Al_(12)合金吸放氢性能的影响

通过PCT测试及XRD分析研究了添加10%(质量分数,下同)Ni并球磨对Mg17Al12合金吸放氢性能及结构的影响。10%Ni的添加改善了Mg17Al12合金的吸放氢性能。合金在423K下即可快速吸氢,在523K下表现最优的吸放氢性能并具有优异的动力学性能,在15min内吸氢量可以达到2.93%(质量分数,下同),饱和吸氢量达到4.20%。合金在523K下放氢平台压达到0.3MPa,放氢量为3.45%。合金氢化物的生成焓和生成熵分别为–68.37kJ·mol-1H2、–121.42J·(mol-1·K-1)。在Mg17Al12合金添加10%Ni球磨1h后,主相仍然为Mg17Al12相并有少量的Al-Ni金属间化合物相,吸氢饱和后合金的相组成为MgH2、Al以及Al-Ni金属间化合物,放氢后主相为Mg17Al12相,表明Mg17Al12相在吸放氢过程中的相变是可逆的。

铁基形状记忆合金0Cr12Ni6Mn16Si5的研制

探讨了 0Cr12Ni6Mn16Si5形状记忆合金的工业化生产工艺 ,0Cr12Ni6Mn16Si5可以采用EF1+AOD +EF2进行冶炼。合金具有强的热敏感性和高温变形抗力 ,高温可加工热塑性温度区间比较窄 ,温度超过 110 0℃ ,塑性直线下降。铸锭的开锻温度为 10 80℃ ,终锻温度为 90 0℃ ;锻造管坯只有采用挤压方法实施管材成型。

大块锆基非晶合金Zr_(53.5)Cu_(26.5)Ni_5Al_(12)Ag_3的盐雾腐蚀行为

采用铜模吸铸法制备直径为5 mm的Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3,用电化学极化曲线方法考察该大块锆基非晶合金及相应的晶态合金在55℃中性盐雾气氛下腐蚀120 h的腐蚀行为,并用金相显微镜、SEM和EDS对腐蚀前后试样的表面形貌和成分进行观察与分析.极化曲线测试结果表明,在55℃中性盐雾气氛下,大块锆基非晶合金比相同成分的晶态合金具有更好的耐盐雾腐蚀性能,腐蚀120 h后,Icorr=9.922×10-7A/cm2,比同条件下的晶态合金小3个数量级.SEM分析表明非晶合金表面没有发生明显的腐蚀,表面保持光洁.EDS分析表明非晶合金腐蚀产物为Al的氧化物,相应的晶态合金表面腐蚀产物为Al和Ni的氧化物.

硬质合金刀具车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的试验研究

使用硬质合金刀具YW2进行Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的干车削试验。分析了切削速度对车削力及表面粗糙度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌。研究结果表明:使用硬质合金刀具YW2干车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢时,在小进给量和小背吃刀量切削的条件下,车削三向力的大小顺序为:径向力>轴向力>切向力;受积屑瘤的影响,表面粗糙度呈现出随车削速度的变化先减小后增大的变化趋势;硬质合金刀具后刀面磨损较轻微,而沿刀尖周围出现了较严重的粘结现象,前刀面上出现了较严重的划痕现象,低速时,前刀面还出现了贝壳状的剥落现象。

Ni-Al-V合金L1_2相间有序畴界面的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型模拟Ni-Al-V合金沉淀过程中L1_2(Ni_3Al)相间有序畴界面,对界面结构及其界面处原子的行为进行了研究.结果表明:L1_2相间存在3种稳定的平移界面以及2种过渡界面;界面的迁移性与界面结构有关,一个L1_2相的(100)和另一个L1_2相的(200)对应且有两个Ni原子面的界面以及(100)和(100)对应且有两个Ni原子面的稳定界面可以迁移,迁移前后界面结构保持不变,迁移的过程中形成过渡界面;而(100)和(200)对应且有一个Ni原子面的稳定界面则不可迁移.合金元素在不同的界面处有不同的偏聚和贫化倾向,Al原子在所有界面处贫化,V原子在所有界面处偏聚,Ni原子在可迁移界面处贫化,而在不可迁移界面处偏聚,且各元素在不同的界面处偏聚以及贫化程度不同.

Al72Ni12Co16/A365准晶颗粒增强铝基复合材料的制备及其力学性能

制备了增强相体积分数为5%-20%的系列Al72Ni12Co16P/A356准晶增强铝基复合材料。其中增强相Al72Ni12Co16通过将严格按化学成分配比的Al72Ni12Co16浇于水冷铜基板上激冷凝固而获得。TEM和XRD分析结果表明所获得的材料为单相准晶材料。准晶增强铝基复合材料经热挤压处理后,绝大部分的铸造缺陷被消除,力学性能测试显示当准晶相的加入量为20%时,铝基复合材料的抗拉强度、屈服强度、弹性模量等性能分别从基体材料的275 MPa、200 MPa和70 GPa提高至410 MPa、350 MPa和102 GPa,而延伸率却从6%降低至3%。分析了准晶增强铝基复合材料的断裂机制和增强机制,准晶颗粒增强铝基复合材料的断裂机制可能有如下3种：界面及其附近区域脱粘、基体在集中的滑移带内撕裂和颗粒断裂,而其增强机制主要是细晶强化、弥散强化和固溶强化。

锆基非晶合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

用电化学极化曲线研究锆基非晶合金Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3在25℃和60℃温度下,在0.01 mol/L和0.1 mol/L的NaOH溶液中腐蚀100 h的腐蚀行为,并用金相显微镜和扫描电镜对腐蚀前后试样的表面形貌进行观察与分析.极化曲线的测试结果表明:锆基非晶合金在25℃下,在浓度为0.01 mol/L和0.1 mol/L的NaOH溶液中浸泡100 h,随着NaOH溶液浓度的升高,非晶合金的耐腐蚀能力下降;锆基非晶合金在25℃和60℃下,在浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液中浸泡100 h,随着NaOH溶液温度的升高,非晶合金的耐腐蚀能力下降;锆基非晶合金和晶态合金在60℃下,在浓度为0.1 mol/L的NaOH溶液中浸泡100 h,非晶合金的耐腐蚀性能优于晶态合金.最后根据电化学腐蚀原理,从腐蚀介质温度和浓度方面的性质探讨锆基合金耐蚀性能的因素.

颗粒含量对准晶增强Al-Mg基复合材料组织和性能的影响

以Al-11%Mg(质量分数,下同)合金为基体,十面体准晶相Al72Ni12Co16为增强颗粒,通过机械搅拌法制备了Al-Ni-Co准晶颗粒增强Al-Mg基复合材料。分别采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了颗粒含量对复合材料的组织形貌及成分的影响,并总结了复合材料的抗拉强度和布氏硬度随颗粒含量的变化规律。结果表明,随着颗粒含量的增加,由准晶相转化成的θ相的形貌发生如下转变:细长针状→短板条状→多边形状,而不同形貌的成分则基本保持一致;复合材料的抗拉强度σb和布氏硬度HBS随颗粒加入量的增加而增加。并简要分析了Al-Ni-Co准晶颗粒增强Al-Mg基复合材料的强化机理。

合金化对非晶形成能力影响的电子理论计算

根据分子动力学理论建立了非晶Ni64Pd16Al2 0 的结构模型 ,利用Recursion方法计算了Ni64X16Al2 0 系非晶及相应晶态的电子结构。结果表明 ,Ni64X16Al2 0 合金的非晶形成能力与过渡元素局域电子态密度的双峰位置、电子得失形成的离子键及非晶与晶态合金的总结构能差有关。局域电子态密度的结果表明 ,Al与过渡元素间存在电子耦合—共价相互作用 ,合金元素使Ni64X16Al2 合金非晶形成能力从强到弱的顺序是 :Ir,Pt,Rh ,Pd ,Au ,Ag ,Cu ;Ni64X16Al2 0 合金中离子键的存在使其非晶形成能力增强。非晶与晶态合金的总结构能差越小的过渡元素使其形成非晶的驱动力越强 ,对非晶形成越有利 ,由此得出的规律与上述共价键的作用规律一致。

304不锈钢毛细管/Zr_(53.5)Cu_(26.5)Ni_5Al_(12)Ag_3块体非晶合金复合材料的制备与性能研究

采用渗流法成功制备出不同体积分数的304不锈钢毛细管/Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3块状非晶复合材料,分析了该复合材料的性能和变形行为.利用万能力学试验机进行性能测试,利用白光干涉轮廓测量仪、X射线三维成像和SEM观察样品表面及断口形貌.结果表明:复合材料的塑性得到显著改善,其中毛细管体积分数为34%时,复合材料的压缩应变可达约20%,同时伴有明显的加工硬化现象,其加工硬化量与毛细管含量有关.复合材料以近45°的剪切方式断裂,表面较为平坦,毛细管撕裂与界面脱粘形成裂纹扩展路径.剪切带的数量随毛细管体积分数增加而增加,毛细管包裹的非晶基体发生剪切变形滞后于毛细管外部的基体.

微观相场模拟弹性畸变能对L1_2相沉淀全过程的影响

基于微观相场法研究不同弹性畸变能对Ni_(75)Al_5V_(20)合金中L1_2相沉淀过程的影响。结果表明:虽然弹性畸变能不同,Ni_(75)Al_5V_(20)合金在温度为1250 K下沉淀时的显微组织演化过程都可大概分为4个阶段,但也有不同之处;在早期沉淀析出的L1_2相中,V原子的占位要远大于Al原子的占位,最终,随着弹性畸变能的增大,在L1_2相中Al原子的占位概率降低,V原子的占位概率增大。在生成化学计量比的L1_2有序相时,Al原子由L1_2相边界逐渐向其内部扩散,而V原子则与之相反,且各原子越靠近L1_2相的边界扩散速度越快,反之越慢。

L1_2相间有序畴界成分的微观相场研究

利用微观相场模型研究了有序畴界结构、合金成分和弹性应变能对Ni75AlxV25-x合金中L12-Ni3Al相间有序畴界成分的影响规律。结果表明:L12相间形成的3种有序畴界中,在(100)//(200)·[001]处,Ni的贫化程度最小,Al的贫化程度最大,V的偏聚程度最大;在(200)//(200)处,Ni的贫化程度最大,Al的贫化程度最小,V的偏聚程度最小。随着合金中Al浓度的增加,3种有序畴界处Ni的浓度降低,Al的浓度升高,V的浓度降低。弹性应变能使得L12相间3种有序畴界处Ni和Al的浓度升高,V浓度降低。但弹性应变能对(200)//(200)·[001]和(100)//(200)·[001]成分的影响较大,对(200)//(200)成分的影响则相对较小。