粉末锻造Al_(2)O_(3)颗粒增强Fe–Ni–Mo–C–Cu复合材料的组织与性能

通过粉末锻造技术制备了不同含量微米级Al_(2)O_(3)颗粒强化的Fe–Ni–Mo–C–Cu(Q61)复合材料,并对调质态和淬火态复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明:当Al_(2)O_(3)质量分数为0.15%时,增强颗粒在基体内分布均匀;相较于同种状态下不添加增强颗粒的单一Q61,调质态复合材料的硬度从HRC 38增至HRC 39.8,屈服强度从1106 MPa增至1121 MPa,延伸率从12%降至6.5%;淬火态复合材料的硬度从HRC 61.5增至HRC 63.2,磨损率从5.27×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降至3.08×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),低于对比试验用的典型齿轮材料40Cr的磨损率(3.34×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1))。当Al_(2)O_(3)质量分数大于0.15%时,Al_(2)O_(3)颗粒逐渐偏聚,虽然调质态下复合材料屈服强度仍继续小幅增加,但塑性严重退化,且淬火态复合材料磨损率增加,耐磨性变差。综合来看,添加0.15%Al_(2)O_(3)颗粒强化Q61复合材料在调质态下具有较高的综合力学性能,而在淬火态下表现出良好的抗摩擦磨损能力。

不锈钢粉尘和红土镍矿碳热还原新工艺多目标协同优化

采用基于响应面法的中心复合设计,通过碳热还原实现不锈钢粉尘和红土镍矿中Fe、Cr和Ni金属回收的多目标协同优化,获得高金属回收率和高品位Fe-Cr-Ni-C合金颗粒。结果表明,红土镍矿的配入量和还原温度对金属回收率有显著影响,还原产物中金属Fe、Cr和Ni的回收率之间存在显著的交互作用。通过模型优化得到的最优工艺参数为:红土镍矿配入量5.47%、还原温度1428.02℃、还原时间23.10 min和碳氧比(FC/O)0.85。该模型的Fe、Cr和Ni的回收率预测结果分别为93.15%、91.63%和92.70%。

Fe-Mn-C及Fe-Ni-C合金马氏体相变热力学

引入CAM模型,并根据改进了的LFG和Hsu模型,对Fe-Mn-C及Fe-Ni-C合金马氏体相变驱动力进行计算,结果表明符合徐祖耀的计算式2.1σ_(0.2)~γ|M_s+907J/mol。计算了Fe-Mn-C和Fe-Ni-C合金的M_s温度,其结果与实验值符合较好。

C-Fe-X(X=Mn,Si,Cr,Ni)熔体中组元活度的解析

将过剩自由能表达为组元的多项式函数。以该体系液相区边界条条件为基础,用拟合法确定碳偏mole自由能表达式中的参数,然后,用“I—D”法给出组元X的活度系数,此法可以确定各C—Fe—X系整个液相区中任一组元的活度,解析结果与文献上的试验结果吻合得很好。

镍-铁-石墨-硅自润滑材料及其性能

采用熔炼法制备出镍铁石墨硅自润滑材料 ,并研究了铁含量对镍铁石墨硅自润滑材料的力学性能、干摩擦磨损性能及油润滑摩擦磨损性能的影响。结果表明 :随着铁含量的增加 ,合金中石墨量逐渐增多 ,自润滑性能逐渐提高 ,材料的冲击韧性和抗拉强度逐渐降低 ,硬度值先减小后增大 ;材料的干摩擦因数和油润滑摩擦因数均随着铁含量的增加而逐渐降低 ,磨损率随着硬度值的增大逐渐减小 ,其中Ni 6 0Fe 3.5C 1Si合金 (质量分数 ,% )的摩擦因数最小 ,干摩擦因数和油润滑摩擦因数分别保持在 0 .18和 0 .0 5。

Ni—Fe—C对YG30硬质合金与45^#钢TIG焊过程中η相形成的影响

采用Ni-Fe-C合金作为填充金属,实现了YG30硬质合金与45#钢的TIG焊。采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射和显微硬度等方法对焊后试样的焊接接头进行了分析。结果表明:(1)采用Ni-Fe-C合金可以获得YG30硬质合金与45#钢TIG焊的焊接接头;(2)在Ni-Fe合金的基础上加入适量的C可以抑制YG30/焊缝界面侧大块η相的形成;(3)由于C的扩散而引起的W-Co-C体系的贫碳与YG30/焊缝处高浓度Fe的出现是η相形成的重要原因,YG30/焊缝界面侧形成的η相为M6C型和M12C型复合碳化物。

激光熔覆Fe—Cr—W—Ni—C合金的微观组织及其演化

用SEM，ATEM及化学分析、显微硬度测定等手段，对激光溶覆Fe—Cr—W—Ni—C（其质量比为10：5：1：1：1）合金的微观组织进行了研究，结果表明，该合金经激光溶覆后可得到亚共晶和过共晶两类熔覆组织分别为γ＋（γ＋M7C3）及M7C3＋（γ+M7C3），存在领先相的竞争与选择．γ为亚稳奥氏体，具有较高的合金元素过饱和含量；M7C3（M=Cr，Fe，W等）为Cr基合金碳化物，存在层片状、蜂窝状、网状及鲱骨状等多种生长形态．经923K，2h高温时效，发生了γ→M23C6及M2C均匀析出与M7C3→M23C6及M7C3→M6C原位转变．细小弥散的M2C及M6C的析出及形成是造成熔覆组织二次硬化的原因．

Fe添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织及力学性能的影响

采用低压烧结工艺制备出Ti(C_(0.7)N_(0.3))-WC-Mo_2C-TaC-Fe/Co/Ni体系金属陶瓷,研究了Fe含量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织、相组成及力学性能的影响。结果表明,随着Fe含量的增加,组织中白芯-灰环结构的硬质相体积分数显著增大,且在固相烧结阶段,大量M_(12)C型η相转化为M_6N型脆性相;高Fe含量的金属陶瓷体系有利于脆性相的生成。力学性能测试结果表明,适量Fe置换Ni可显著提高Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度和断裂韧性,并随Fe含量增加呈先升高后降低的变化趋势。当Fe含量为2%时,金属陶瓷的硬度和断裂韧性均达到最大值1 642 MPa和10.63 MPa·m^(1/2),与不含Fe的金属陶瓷相比,分别提高了96 MPa和11.3%。但添加过量Fe反而会极大地恶化金属陶瓷的力学性能,这主要归因于高Fe含量金属陶瓷组织中M_6N型脆性相含量的增加。

高温高压下Fe-Ni-C系中金刚石层状生长的机理探讨

采用以单质金属粉为主要原料的粉末冶金铁基触媒在国产六面顶压机上进行金刚石合成试验。利用扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)对金刚石/金属包覆膜界面的微观形貌进行了细致表征。结果发现,未得以充分生长的金刚石表面存在宏观的晶体缺陷和明显的层状堆叠形貌;金属包覆膜上也会存在相应的复型和典型的台阶状形貌。充分生长的金刚石单晶表面依然存有大量高十几纳米的阶梯状或锯齿状生长台阶以及明显的位错蚀坑和形状规则的螺旋状生长台阶;金属包覆膜上也发现有阶梯状生长台阶的复型。分析认为,由于高温高压下金刚石晶体在触媒熔体中生长,作为杂质的触媒原子会在金刚石晶体表面造成大量的位错,金刚石依靠位错在晶体表面造成的台阶克服了形成二维晶核所需的较高的过饱和度和能量势垒,以层状堆叠的方式完成长大,即金刚石在高温高压下的生长是一种位错机制主导的层状生长。

反应堆退役废物中~3H，^（14）C，^（36）Cl，^（63）Ni和^（55）

用液闪计数法测定了国内某退役反应堆堆芯石墨中的~３Ｈ、^（１４）Ｃ、^（３６）Ｃ，及不锈钢、碳钢锈垢和水池底泥中~３Ｈ、^（６３）Ｎｉ、^（５５）Ｆｅ，并对上述固体介质样品的制样与测量问题进行了讨论。

Fe-Ni-Cu-C合金粗粉注射成形的脱脂及烧结工艺

对平均粒度为60"m的Fe-Ni-Cu-C合金粗粉进行注射成形,重点研究脱脂和烧结工艺。以粘结剂的差热分析为指导,制定合适的热脱脂工艺路线,并分析烧结过程中的温度、时间对烧结密度、力学性能的影响。结果表明:利用溶剂脱脂可以除去粘结剂中78%左右的石蜡,热脱脂时间可以缩短;在1225℃,烧结件力学性能最佳。

高温高压下Fe-Ni-C-B系合成Ⅱb型金刚石单晶

提出了一种在高温高压下利用粉末冶金方法制备的Fe-Ni-C-B系触媒合金生长Ⅱb型金刚石的新方法.由于硼元素的存在,Ⅱb型金刚石生长所需的温度和压力条件均高于普通的Ⅰb型金刚石,并且合成出的金刚石单晶粒度较粗,晶形稍差,表面结构比较复杂.通过晶体的颜色、X射线衍射以及Raman光谱可以初步断定合成出的金刚石晶体中确实含有硼元素.以金刚石在不同温度下的静压强度和冲击韧性以及差热分析和热重分析的结果来表征金刚石的热稳定性.实验发现,由于硼元素的进入使得Ⅱb型金刚石单晶的热稳定性与采用同种方法合成出的Ⅰb型金刚石相比有了较大程度的提高.采用自制的夹具通过检测金刚石的电阻温度特性,初步确定了在Fe-Ni-C-B系中生长的Ⅱb型金刚石具有半导体特性.大量的实验数据充分说明,采用这种方法生产Ⅱb型金刚石具有成本低廉、操作简单、产品质量稳定等优点,具有极高的工业化推广应用的价值.

Fe-15Ni-0.6C合金马氏体浮凸及相变新机制

对预先抛光的Fe-15Ni-0.6C合金试样进行真空热处理,随后用Nano First-1000型扫描隧道显微镜和QUANTA-400型环境扫描电镜对未经浸蚀的试样进行观察分析,发现,Fe-15Ni-0.6C合金马氏体片的浮凸为帐篷形（∧型）,浮凸最高高度为43~96 nm。分析认为,马氏体表面浮凸是由于过冷奥氏体转变为马氏体时比体积增大、体积膨胀造成的,而非切变所致。对浮凸高度进行了理论计算,结果表明,马氏体线膨胀量比实测的浮凸高度大,计算的浮凸平均高度为162 nm,是膨胀过程受阻所致。浮凸非N形,是帐篷形,不具备切变特征,马氏体的切变机制缺乏实验依据,也与实际不符。提出了马氏体相变新机制。

Mn和Ce对Fe-Ni-Mn-C-Si-Ce系合金组织和性能的影响

采用熔炼法制备出新型高耐磨的Fe-20Ni-xMn-3.5C-2.5Si系固体自润滑材料,研究稀土元素Ce对Fe-20Ni-xMn-3.5C-2.5Si系合金中石墨的球化作用及Mn含量对力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着Mn含量的增加,合金凝固组织中奥氏体的硬度逐渐增大,特别是Fe-20Ni-xMn-3.5C-2.5Si-0.75Ce系合金在摩擦过程中的表面硬度大幅度提高,呈现出高锰钢特有的表面加工硬化性质,通过TEM可以观察到磨损表面生成孪晶型马氏体;添加0.75%(质量分数)的稀土Ce可以使结晶的石墨球化,使抗拉强度和抗弯强度大幅度提高,大约比未经球化处理的提高3～5.8倍;稀土Ce的加入可以促进Fe1.1Mn3.9C2型碳化物的生成,使材料的耐磨性进一步提高,其中Fe-20Ni-16Mn-3.5C-2.5Si-0.75Ce合金的磨损率最低,大约是QT500球墨铸铁的1/13。

以沥青为前驱体制备TiC/FeCrNi反应火焰喷涂复合涂层

以钛铁粉、CrFe粉、羰基镍粉和碳的前驱体(石油沥青)为原料,通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末,并通过普通火焰喷涂成功地合成与沉积了TiC/FeCrNi复合涂层。采用XRD和SEM对喷涂粉末和涂层的相组成和显微结构进行了分析,同时对涂层耐磨性能进行了对比研究。研究结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;所制备的TiC/FeCrNi复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合强化片层叠加而成,TiC颗粒呈纳米级;基体由(Fe,Cr)和Cr0.19Fe0.7Ni0.11两相组成;相同条件下,所获TiC/FeCrNi复合涂层磨损体积大约是常规火焰喷涂Ni60涂层的1/8。

Ni、Cr对Fe-Ni-Mn-C-Si系合金组织和摩擦磨损性能的影响

采用熔炼法制备出新型高耐磨Fe-xNi-10Mn-4C-4Si系固体自滑润材料,研究了元素Ni和Cr对合金凝固组织及摩擦磨损性能的影响。结果表明,几种合金的凝固组织均由奥氏体基体、石墨、碳化物组成;随着Ni含量的增加,合金中石墨面密度逐渐增大,碳化物形成数量逐渐减少,材料的摩擦系数有所下降;w(Ni)<12%时,3%的Cr加入量使凝固组织中碳化物的数量大幅度增加,合金的耐磨性能大幅度提高。其中Fe-8Ni-10Mn-3Cr-4C-4Si合金的摩擦系数最小(0.18),磨损率仅为QT500球墨铸铁的1/10。

高温高压下人造金刚石过程的热力学分析—相平衡信息及其应用

借助Fe-C二元系在5.7 GPa高压下等压相图提供的有关相平衡信息,以及石墨相Gra.和液相Liq.之间的介稳平衡信息,主要对以Fe作溶剂,以石墨为碳源,在高温高压下获得人造金刚石的主要工艺进行了热力学分析。分析结果显示：在Dia.＋Liq.两相平衡区里引入石墨相,则引发Gra.→Dia.＋Liq.析液反应过冷转变。这种转变是以三相定态反应链模式实现的。这种模式可以是等温的,亦可以呈一定温度梯度,分别对现行的一次性形核长大工艺和温度梯度法由籽晶/籽晶群同质外延工艺进行热力学分析和评述,并给出转变的指向和限度。分析结果还表明：在三相定态反应链模式下,人们通常所谓的包裹物都是液相卸压降温后的转变产物。本文的分析方法也适用于Fe-C体系、Ni-C体系和Fe∶Ni成分比约为5∶5~7∶3范围内的Fe-Ni-C体系。

Fe-Co-Ni-Cr-Mo-C-B-Y系大块金属玻璃的热稳定性、晶化行为、维氏硬度和磁性能(英文)

研究Fe41Co7-xNixCr15Mo14C15B6Y2(x=0,1,3,5)大块金属玻璃的热稳定性、晶化行为、维氏硬度和磁性能。通过铜模铸造法制备Fe41Co7-xNixCr15Mo14C15B6Y2(x=0,1,3,5)大块金属玻璃。利用差示扫描量热法和等温热处理法研究这些金属玻璃的热稳定性和晶化行为。在室温下利用维氏硬度计测量试样经过不同温度和时间退火后的硬度,并对它们的磁学性质进行表征。实验结果表明,少量Ni元素的加入没有增大过冷液相区间和玻璃形成能力,但是改变合金的初始晶化行为,增大晶化激活能。少量Ni元素的加入能够细化最终晶化组织中的晶粒大小。初晶相使合金的硬度降低,但随着热处理温度的升高,所有合金的硬度都明显提高,原因是析出了大量的碳化物和硼化物。退火温度对合金的磁性能有很大影响,少量Ni元素的加入阻止了合金在高温退火后从顺磁态向铁磁态的转变。

复合稀土对Fe-Mn-Si-Ni-C合金形状记忆效应的影响

通过弯曲法测量、热循环训练、扫描电镜、X射线衍射等方法,研究了复合稀土对Fe Mn Si Ni C合金形状记忆效应的影响。研究结果表明,Fe Mn Si Ni C合金中加入复合稀土,能够明显细化合金的金相组织,显著提高合金的形状记忆效应,并使合金表现出微弱的双程记忆效应。试验结果还表明,第一种训练途径以及加入微量复合稀土是降低应力诱发ε马氏体稳定化行之有效的方法,X射线衍射结果表明,该训练方法有助于提高合金中ε→γ转变的ε逆转变率,对提高合金的记忆性能起积极的作用。