冷变形及时效处理对Cu-0.3Zr-0.2Cr合金组织与性能的影响

采用真空熔炼法制备Cu-0.3Zr-0.2Cr合金,将其热锻后在900℃进行固溶处理,随后进行轧制量30%与60%的冷轧处理,之后再对合金进行(400~550℃,0~360 min)的时效处理;对时效处理后合金进行性能测试及显微组织观察。结果表明:固溶后的合金再经过60%的冷轧+450℃时效120 min后拥有较好的性能,硬度可达179HV,抗拉强度为467 MPa,导电率为88.5%IACS,伸长率为12.1%,此时合金主要存在Copper织构;在450℃时效360 min后合金的主要织构转变为Brass织构,织构的转变对合金的延展性有一定的影响;时效处理后,基体析出大量纳米尺寸的Cr相,这导致合金的强度与导电率大幅升高。

纳米晶块体Co-45Ni-10Cr合金在H 2SO 4溶液中腐蚀电化学行为

利用粉末冶金工艺制备常规尺寸(CS)Co-45Ni-10Cr合金粉末,再利用机械合金化法制备纳米尺寸(NS)Co-45Ni-10Cr合金粉末,采用真空热压技术得到相应的块体Co-45Ni-10Cr合金。腐蚀介质选择不同浓度的H_(2)SO_(4)溶液,利用电化学工作站分别测试两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的自腐蚀电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,对比研究了两者腐蚀行为以及晶粒细化对于它们腐蚀行为产生的影响。结果表明:两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的自腐蚀电位均随着腐蚀介质H_(2)SO_(4)溶液浓度增大而发生负移,腐蚀倾向逐渐加剧,同时腐蚀电流密度均增大,电荷传递电阻相应减小,因此腐蚀速度加快。此外,两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的交流阻抗谱均为单一容抗弧,说明腐蚀速率均由电化学过程控制。与Co-45Ni-10Cr(CS)合金相比,Co-45Ni-10Cr(NS)合金的腐蚀速率减慢,表明纳米化后Co-45Ni-10Cr块体合金的耐腐蚀性能有所提高。

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。

高强高导接触导线用Cu-Ni-Cr合金的时效处理工艺

对热轧态Cu-0.1Ni-0.5Cr合金进行了960℃×1 h固溶+460℃不同时间的时效处理。采用OM、SEM、硬度测试和导电率测试等方法,研究了不同时效时间对Cu-0.1Ni-0.5Cr合金组织与性能的影响。结果表明:随着时效时间的增加,Cu-0.1Ni-0.5Cr合金的硬度先升高后降低,导电率先升高后基本不变。460℃×4 h时效处理的Cu-0.1Ni-0.5Cr合金的硬度和导电率达到峰值,分别为122.6 HV和79.5%IACS。460℃不同时间时效的Cu-0.1Ni-0.5Cr合金中析出大量第二相,随着时效时间的增加,第二相数量逐渐增多并发生合并、长大,Cu-0.1Ni-0.5Cr合金最佳时效工艺为460℃×4 h。

Cu-0.6Cr合金超低温等通道角挤压形变组织及性能调控

对CuCr合金进行液氮冷却ECAP-Bc路径4道次挤压及时效处理(400℃~500℃),采用OM、SEM、EDS、XRD及EBSD检测合金组织结构和取向演变,探索变形条件及时效处理对材料组织性能的影响规律,分析析出相形成与转变的微观机制。结果表明,超低温ECAP-Bc变形会加剧Cu-0.6Cr合金组织与织构的交互作用,减小变形后的极限晶粒尺寸,变形量的增加会促使微/纳析出相数量的增加且在晶界上不连续分布;4道次挤压和450℃时效后材料的抗拉强度、硬度和伸长率分别达到555.0 MPa、HV 167.3和13.1%,导电率超过84%IACS。微合金化、固溶、超低温ECAP,时效协同作用及{111}<112>和{111}<110>织构的形成有利于材料导电性能的同步提升。

双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织与性能的影响

借助拉伸试验机、涡流电导仪、透射电镜等研究了双级时效工艺对Al-5.7Zn-2.2Mg-1.5Cu-0.20Cr合金锻件组织性能的影响。结果表明:第一级时效温度对合金锻件的性能影响不大;随第二级时效温度和时间的增加,锻件抗拉强度和屈服强度先增大后减小,电导率明显升高;对锻件进行121℃5 h+163℃20 h双级时效处理后,其力学性能、电导率达到指标要求。

固溶处理对Al-5.6Zn-2.15Mg-1.55Cu-0.22Cr合金锻件组织性能的影响

采用拉伸试验机、涡流电导仪、金相显微镜、扫描电镜等分析手段,研究了固溶处理工艺对Al-5.6Zn-2.15Mg-1.55Cu-0.22Cr合金锻件力学性能和电导率的影响.结果表明:单级固溶处理时,随着固溶温度升高,粗大第二相逐渐溶解,合金的强度增大;而温度继续升高时,出现晶粒尺寸长大甚至过烧等问题,降低了合金的强度;随着固溶温度升高,电导率逐渐降低.双级固溶处理,粗大第二相明显减少,晶粒组织均匀细小,强度和电导率均超过单级固溶处理的最大值,双级固溶处理能显著提高锻件的力学性能和电导率.

晶粒细化对Fe-Cr、Ni-Cr合金氧化行为的影响

采用机械合金化法制备块体纳米晶Fe-20Cr、Ni-20Cr合金,并研究其在1000℃空气中的氧化行为.结果表明:由于晶粒细化,加快了Cr向合金表面的扩散速度,增加了活泼组元Cr氧化物的形核位置,降低了Fe-Cr、Ni-Cr合金形成单一连续Cr2O3氧化膜所需的临界Cr浓度,故机械合金化Fe-20Cr、Ni-20Cr合金氧化后形成了单一的Cr2O3外氧化膜,且氧化速率明显小于普通晶粒大小的熔炼Fe-20Cr、Ni-20Cr合金.

表面涂覆CeO_2对Fe25Cr合金高温氧化行为影响

研究了表面涂覆CeO_2对Fe25Cr合金1100℃氧化行为影响。用热天平测定其氧化动力学,用声发射方法监测合金在氧化后冷却过程中氧化层的开裂剥落行为,并用SEM/EDS、EPMA等方法观察分析了氧化层的形貌、结构与成分。结果表明,表面涂覆CeO_2显著降低了Fe25Cr合金的氧化速率,并提高了氧化层在热应力作用下的抗剥落能力。研究发现了,表面涂覆CeO_2对富铁氧化物在外氧化层的形成起到抑制作用。此外还发现,经长时间氧化后,涂覆的CeO_2已进入Cr_2O_3层中。讨论了CeO_2的作用机制,认为CeO_2在Cr_2O_3层晶界偏聚,不仅阻碍了铬的扩散,更重要的是阻碍了铁向外扩散,从而抑制了铁氧化物的形成,增加了氧化层的保护作用。进一步对氧化层进行原子尺度的研究是必要的。

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。

热处理对Cu-0.36wt%Cr合金组织和性能的影响

利用扫描电子显微镜、能谱分析、透射电子显微镜、光学显微镜等手段研究了热处理对Cu-0.36％（质量分数）Cr舍金组织和性能的影响。分析讨论了舍金性能的影响因素及强化机理。结果表明，均匀化处理可以很大程度的消除微观偏析；经（990±5）℃×1h固溶、470℃×（3～4）h时效处理后可获得较好的综合性能，强度、硬度和电导率分别为494MPa、121.5HV和80．5％IACS；时效前预冷变形可以提高时效强化的效果，时效前经38%冷加工变形后进行470℃×2h时效处理，强度、硬度和电导率可分别提高到537MPa、146．7HV和85％IACS，远远优于国内外同类材料。

Cu-Cr合金低温时效析出过程的密度泛函理论

采用雾化法制备过饱和Cu-Cr固溶体,利用透射电镜观察过饱和Cu-Cr固溶体低温时效富Cr区的显微形貌,利用能谱仪分析富集区Cr元素的含量,计算形成不同Cr含量富集区的形成能及合金熵,采用第一原理解释时效析出过程中合金富集区的电子结构变化。结果表明:随时效时间的增加,Cr不断在基体中富集,时效析出是一个扩散迁移过程;富集区是一种亚稳态,有逐渐向稳定态转变的趋势,即Cr析出是固溶体能量降低的一种方式。态密度的计算证实,Cr含量56.0%时富集区发生结构转变(出现GP区),体系内原子化学环境发生变化。

Cu-Cr合金制备技术的研究进展

综述了Cu-Cr合金制备技术的研究现状和最新进展。主要内容包括:Cu-Cr合金的特点;Cu-Cr合金制备工艺的优缺点及研究现状,如熔渗法、混粉烧结法、机械合金化法、真空电弧熔炼法、真空感应熔炼法、定向凝固法、电渣坩埚熔炼法、激光表面合金化法、自蔓延熔铸法和快速凝固法等;最新发展起来的电磁悬浮熔炼法和悬淬法等制备Cu-Cr合金的特点。在综述的基础上,简要讨论了Cu-Cr合金未来的发展动向。

接触线用微合金化Cu-Ag-Cr合金时效析出行为和电磨损机理探讨

对真空熔炼制得的微合金化Cu-0.1Ag-0.6Cr合金进行固溶、时效处理后的显微硬度和导电率进行了测试,并利用TEM、SEM对合金析出相和电滑动磨损表面形貌进行了观察和分析。结果表明形变和时效综合作用能显著提高合金的综合性能:该合金经980℃×20 min固溶处理、60%变形后,在480℃时效30 min可获得良好综合性能,其显微硬度和电导率分别可达165 HV和83%IACS;而圃溶后直接时效仪为154 HV和78%IACS。在载流条件下,合金的磨损量随加载电流的增加而增大;磨损过程中,粘着磨损、磨粒磨损和电烧蚀磨损等形式交互作用,促进了磨损过程的进行。

激光3D打印80Ni20Cr合金的显微组织及力学性能

研究激光3D打印80Ni20Cr合金的层-层正交和层-层同向两种不同层激光加工路径打印的合金样件微结构和力学性能。结果表明:合金样件具有细小的等轴晶组织和柱状晶组织,柱状晶粒沿着激光加工路径生长。合金样件成分为Cr溶质溶于Ni溶剂的固溶体,打印样件密度与理论密度接近。层-层正交工艺打印合金样件的孔隙率要低于层-层同向工艺打印合金样件的,微观硬度和拉伸性能也要优于采用层-层同向工艺打印合金样件的,其抗拉强度可达410 MPa,硬度可达406 HV0.2。

Cu-Cr合金固溶体的电子理论分析

基于固体与分子经验电子理论(EET),对纯金属晶体Cu、Cr以及Cu-Cr合金固溶体进行价电子结构分析,从相空间价电子结构角度探讨合金元素的合金化行为。纯金属晶体的计算结果表明:Cu处于第9杂阶,Cr处于第7杂阶;合金元素Cr的溶入,能够提高纯铜晶胞的原子键引力,强化铜基体,从电子结构层次分析合金元素Cr对基体产生的固溶强化作用。

形变热处理对用微量Cr合金化的Cu-Zn合金组织性能的影响

用中频熔炼半连续铸锭技术制备了一种成分为Cu-2Zn-0.6Cr的合金,铸锭经热挤压成28 mm×8 mm的条材并进行在线水淬,之后对条材分别实施时效和冷拉变形时效两种处理,冷拉变形量为35%。测试了合金的拉伸力学性能和电学性能,用金相、X射线衍射和电子显微分析研究了不同处理态合金的微观组织结构及其变化。研究结果表明:研究合金有很强的时效强化效应和优良的中温特性;时效前的预泠变形可以显著提高合金的强度,强度增量达到130 MPa;这种合金最佳的形变热处理工艺为在线固溶-35%冷拉变形-450℃下时效4 h,在此条件下合金抗拉强度和屈服强度分别达到467 MPa和390 MPa,延伸率和电导率分别达到20.8%和64.5%IACS。显微组织结构分析结果表明,形变热处理状态的合金力学性能和电学性能由时效过程中的回复再结晶和时效析出两个过程控制,合金的高强度主要来源于预冷变形引起的亚结构强化和Cr粒子的析出强化。

Fe-Cr合金预氧化后涂覆KCl盐膜的热腐蚀行为

为开发新型耐高温氯化腐蚀合金及防护涂层,对比研究了750℃下Fe-20%Cr(质量分数)合金直接涂KCl和预氧化后再涂KCl盐膜条件下的热腐蚀行为。采用XRD及EPMA对其现象进行分析,结果表明:预氧化生成的初始Cr2O3层对Fe-20%Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀有一定的保护作用,表现为降低腐蚀速率,减轻腐蚀对基体的破坏并维持氧化膜的完整性;Fe-20%Cr在750℃KCl盐膜下的腐蚀产物主要是Fe2O3,Cr2O3以及少量K2Fe2O4和K2Cr2O7等复杂氧化物,其中Fe2O3分布在氧化膜外层,而Cr2O3集中于靠近氧化膜/基体界面的氧化膜内侧。用热力学理论解释了这种氧化膜的形成原因。

形变热处理对低浓度CuCr合金性能的影响

用两种形变热处理工艺制备了Cu-0.4Cr合金,并通过测定不同工艺合金的硬度和电导率,研究了形变热处理工艺对合金性能的影响,以得到硬度和电导率综合性能优异的且适宜工业化批量生产的工艺。结果表明,CuCr合金在线热轧淬火后经60%冷轧并在450℃时效30min后其硬度和电导率分别为156Hv,86.4%IACS,该工艺适合工业化批量生产;经固溶—冷轧80%—450℃时效30min后,合金硬度和电导率可达176Hv,80.2%IACS,虽然该工艺所制备合金性能优异,但难以实现工业化批量生产。对所得结果分析表明,所制备CuCr合金极易过时效,且冷轧变形量越大,时效温度越高,合金过时效越明显,生产中难以控制。微合金化以延缓时效是该合金值得研究的方向。

激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织演化及力学性能（英文）

研究激光增材制造Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr合金的显微组织演化、维氏硬度及室温拉伸性能。结果表明:激光增材制造过程的热历史显著影响显微组织演化。在试样的不同沉积高度位置可以观察到不同形貌的初生α相、细小次生α相及马氏体相。退火处理可以促使短棒状α相或细小次生α相析出,从而降低或增加维氏硬度。L方向和T方向拉伸试样相组成相同但形貌不同。沉积态试样室温拉伸时表现出明显的各向异性。L方向拉伸试样的强度低但塑性好,T方向拉伸试样相反。经退火处理之后,L方向拉伸试样的强度增加但塑性显著降低;T方向拉伸试样的强度无明显变化而塑性降低50%。