Mn含量对铸态Cu-Ni-Cr合金组织和性能的影响

采用大气熔炼制备了Cu-Ni-Cr-xMn(x=0、1、3、5、7和9 mass%)合金,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了Mn含量对铸态Cu-Ni-Cr-xMn合金显微组织和性能的影响。结果表明:铸态Cu-Ni-Cr-xMn合金的组织由富Cu相(γ1)、富Ni相(γ2)和富Cr相组成,Mn的添加显著改变了Cu-Ni-Cr-xMn合金组织中第二相的偏聚形式。Mn的加入使Cu-Ni-Cr-xMn合金组织中的Cr元素在富Ni区显著聚集,富Ni区的Cr含量显著增高。随着Mn含量的增加,基体上结节状富Ni相(γ2)和富Cr相尺寸减小,分布更加均匀,大量细小富Cr第二相的存在显著提升了合金的力学性能。当Mn含量为3%时,小尺寸富Cr第二相开始在晶界处偏聚形成链状结构,对合金的力学性能产生了不利影响。当Mn含量为7%时,Mn原子固溶强化及第二相细化效果显著,合金的力学性能最佳,其硬度和抗拉强度分别为195.06 HB和401 MPa。

铸态Cu-1.16Ni-0.36Cr合金热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500型热模拟试验机,研究了Cu-1.16Ni-0.36Cr合金在变形量为50%、变形温度为750~950℃、变形速率为0.01~10 s^(-1)下的热压缩变形行为,建立该合金热变形的本构方程和热加工图。结果表明:Cu-1.16Ni-0.36Cr合金在700~900℃的变形温度下以动态回复为主,在950℃下发生完全的动态再结晶。通过真应力应变曲线得到了该合金热变形的本构方程和热加工图。根据应变对流变应力的影响对本构方程进行修正,通过修正后的回归方程对流变应力进行模拟,模拟结果与实验结果吻合。热加工图表明,该合金适宜的热变形工艺参数为900~950℃和0.1~1 s^(-1),其中950℃和1 s^(-1)变形条件下组织状态最佳,为晶粒细小均匀的等轴晶。

热处理对Cu-Ni-Cr-Si合金性能提升的机理研究

为了深入了解Cu-Ni-Cr-Si系列合金的综合性能,对比分析了Cu-Ni-Cr-Si合金热处理前后合金的显微硬度、拉伸性能以及显微组织等的变化规律。研究发现,热处理后的Cu-Ni-Cr-Si合金的拉伸性能明显提升,显微硬度也呈现出相同的变化趋势。Cu-Ni-Cr-Si合金是典型的沉淀时效强化合金,热处理过程中溶质原子扩散,从而形成析出相,细小、弥散的析出相分布在合金的晶界中会阻碍位错运动,从而提高了合金的力学性能。显微组织研究发现,热处理后晶粒的尺寸显著变大,与此同时热驱动力促使析出相生成,一般为Ni/Si相和Cr/Si相,析出相具有较高的硬度,合金的显微硬度在热处理之后也会有显著提升。电子背散射衍射(EBSD)分析发现,热处理之后小角度晶界转变为大角度晶界,局域取向差降低,推断位错密度降低。除此之外,溶质原子Cr、Ni、Si从基体中析出,对基体具有一定的净化作用,导电率由29.665%IACS提高到35.124%IACS。

Cu-20Co-20Cr-20Ni合金在0.5 mol·L^(-1)中性Na Cl溶液中腐蚀行为研究

纳米材料因其自身独特性能而备受关注,从而引发了人们对其进行一系列的研究。采用机械合金化法(MA)和粉末冶金法(PM)制备了纳米尺寸和常规尺寸粉末,通过控制温度和压力等因素,利用真空热压烧结炉将两种不同尺寸的Cu-20Co-20Cr-20Ni粉末热压成块体合金,并利用电化学测试技术研究了它们在0.5mol·L^(-1)中性Na Cl溶液中的腐蚀行为以及纳米化对其腐蚀行为的影响。结果表明:当Cu-20Co-20Cr-20Ni合金处于0.5mol·L^(-1) Na Cl腐蚀溶液中时,纳米尺寸Cu-20Co-20Cr-20Ni合金较相应的常规尺寸合金自腐蚀电位发生正移,电荷传递电阻变大,腐蚀电流密度减小。可见,晶粒细化导致Cu-20Co-20Cr-20Ni合金的耐腐蚀性能增强。

晶粒尺寸对界面含Cr-O-C防黏层Cu/Ni复合体拉伸性能的影响

通过分子动力学方法研究含Cr-O-C防黏层的具有不同晶粒尺寸的Cu/Ni复合体的拉伸变形。结果表明:当Cu/Ni复合体的晶粒尺寸大于12 nm时,不论界面不含Cr、O和C原子或含有定量Cr、O和C原子,复合体的屈服强度随着晶粒尺寸的减小呈现增大趋势,符合细晶强化规律,晶粒塑性变形主要受晶体内部的位错滑移控制,最大应力增加9.52%;当晶粒尺寸小于12 nm时,由于晶界所占比例的增加,拉伸过程的塑性变形更多受晶界变形控制,屈服强度下降。Cr-O-C界面弱化了Cu/Ni复合体的强度,随着界面上Cr、O和C原子数量的增加,Cu/Ni复合体的抗拉强度随之降低,最大应力下降56.40%,Cu/Ni复合体内部的位错数量也随之降低,转移到Ni表面的Cu原子数量随之减少。

超临界汽轮机低压转子0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片断裂原因

某超临界汽轮机低压转子次末级0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试等方法分析了叶片断裂的原因。结果表明:在灵活性运行工况下,机组承受的载荷频繁发生变化,造成低压缸进汽量和汽流频繁大幅波动,导致长叶型的次末级叶片在运行过程中发生颤振;次末级叶片的叶根尺寸与叶根槽不匹配,使叶根松动、叶片晃动,加剧了叶片的颤振;在两种因素共同作用下,机组出汽侧近叶根的应力集中区域萌生了裂纹,在叶片颤振产生的交变应力作用下,裂纹以疲劳的形式不断扩展,最终导致叶片整体断裂。

Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr与Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金的相变和形变行为对比

为了开发相变热滞窄、形状记忆性能良好的Ti-Ni基多元形状记忆合金,采用示差扫描量热仪和拉伸试验对比研究了退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr形状记忆合金的相变行为、拉伸性能和形状记忆行为。结果表明:350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu和Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金冷却、加热时的相变类型相同,皆为B2■ΔB19′(B2-母相,CsCl型结构;B19′-马氏体,单斜结构);室温下,两种合金的拉伸曲线特征类似,皆呈现形状记忆效应(SME);随变形温度升高,两种合金均发生SME→SE(超弹性)转变。与Ti-45Ni-5Cu合金相比,Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金的马氏体相变温度较低,相变热滞较窄,抗拉强度较低,伸长率较高,形状记忆平台应力较高,SME→SE转变温度较低。350~700℃退火态Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金在60℃变形时SE较优。650℃退火态Ti-45Ni-5Cu-0.3Cr合金的塑性最好,伸长率达67.6%。

Cu-Sn、Ni-Cr、Co烧结助剂对Ni_(3)Al基金刚石复合材料性能的影响

采用真空热压法制备了Ni_(3)Al基金刚石复合材料,研究了不同烧结助剂对复合材料力学性能和微观结构的影响,并对Ni_(3)Al基金刚石钻头的钻孔性能进行了测试。结果表明,在添加0~30vol%的Cu-Sn、Ni-Cr、Co烧结助剂后,Ni_(3)Al基金刚石刀头的致密度、抗弯强度、硬度得到提高。Ni3Al基金刚石复合材料的抗弯强度随着Ni-Cr、Co烧结助剂含量的增加而提高。Cu-Sn、Ni-Cr烧结助剂中的Cr元素在金刚石的表面出现了富集现象。将添加Cu-Sn、Ni-Cr烧结助剂的Ni_(3)Al基金刚石复合材料制备成工具进行钻削测试,发现Ni_(3)Al基金刚石复合材料的失效形式可以分为微破碎、磨耗、宏观破碎3种形式,钻削试验中并没有发现整颗金刚石脱落的现象,表明Ni_(3)Al基对金刚石的把持力较大,强度较高。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢的热处理及显微组织和性能

0Cr17Ni4Cu4Nb钢是沉淀硬化不锈钢,通常要进行固溶处理和时效。对0Cr17Ni4Cu4Nb钢试样和零件分别在真空炉中加热至1040℃保温90~120 min随后在压力为0.1~0.4 MPa的氩气中冷却,和在普通电阻炉中加热至同样温度保温后水冷的固溶处理,以及480℃时效处理。随后检测了试样的硬度、零件的变形量和抗拉强度。结果表明:经真空高压气冷和水冷固溶处理的0Cr17Ni4Cu4Nb钢的显微组织基本相同,由马氏体、α铁素体和残留奥氏体组成;在压力为0.1~0.4 MPa的氩气中冷却固溶处理的0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件的硬度、变形量和抗拉强度差异很小;0Cr17Ni4Cu4Nb钢固溶处理可采用真空高压气冷代替水冷。

晶粒细化对Cu-45Ni-30Cr合金抗高温氧化性能的影响

为了探讨晶粒细化对三元复相合金抗高温氧化行为的影响,采用机械合金化热压制备了纳米晶Cu45Ni30Cr合金,并以热重法及SEM/EDX研究了其在700,800℃、0.1MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明:Cu45Ni30Cr合金为三相组织,每一相中Cr的含量均较高;合金的氧化动力学较复杂,其瞬时抛物线速率常数随时间延长而降低;晶粒细化降低了合金表面由混合内氧化膜向单一Cr2O3外氧化膜转变的临界浓度,促使Cu45Ni30Cr合金表面由混合内氧化膜向单一选择性CrO外氧化膜转化。

热处理制度对Cu-Ni-Cr合金组织和性能的影响

采用中频熔炼-铁模铸造-热轧-固溶-冷轧-时效处理工艺,制备了Cu-Ni-Cr合金板材。通过拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察,研究了不同热处理制度对该合金组织和性能的影响。结果表明,合金的高强度主要来源于预冷变形和时效过程中引起的亚结构强化和从过饱和固溶体中析出Cr粒子引起的析出强化。时效前的预冷变形,大大提高了合金的强度,而电导率只是稍有下降。该合金较好的热处理制度为时效前进行50%的冷变形,然后在450℃条件下保温4h,在此工艺条件下,该合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、电导率分别为415MPa、368MPa、13.2%、23.

集成电路用Cu-Ni-Si-Cr合金流变应力行为研究

在Gleeble-1500D热模拟试验机上对Cu-Ni-Si-Cr合金在应变速率为10-2、10-1、1、5s-1、变形温度为600～800℃条件下进行流变应力行为研究。结果表明,应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶;应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶;并利用Arrhenius双曲正弦函数求得Cu-Ni-Si-Cr的热变形激活能Q为265.9kJ/mol;从Zener-Hollomon参数的指数函数形式得到应变速率解析表达式。

原子吸收光谱法测定镝铁合金中Ca、Mg、Ni、Cr、Mn、Cu的含量

研究了原子吸收光谱法测定镝铁合金中Ca、Mg、Ni、Cr、Mn、Cu的新方法,研究了酸介质、样品基体、共存元素的干扰,确定了实验的最佳测定条件。在优化的实验条件下,测得方法的回收率在98%-115%之间、RSD〈5%,方法检出限分别为钙≤0.03μg/mL;镁≤0.005μg/mL;镍≤0.02μg/mL;铬≤0.02μg/mL;锰≤0.02μg/mL;铜≤0.02μg/mL。

CuNiSiCr合金动态再结晶行为及组织演变研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,研究了Cu-Ni-Si-Cr合金在不同应变速率和不同变形温度下流变应力与应变速率、变形温度之间的关系及其组织在热压缩过程中的变化.结果表明,应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶,应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶;在同一应变速率下合金动态再结晶的显微组织受到变形温度的强烈影响;并利用Arrhenius双曲正弦函数求得Cu-Ni-Si-Cr热变形激活能Q为265.9kJ/mol.

用导电率研究Cu-Ni-Si-Cr合金时效早期相变动力学

通过对固溶态Cu Ni Si Cr合金时效中电阻变化规律的分析 ,研究了合金时效早期析出行为 ,根据导电率与新相的转变体积分数之间的线性关系 ,得出了在一定温度下合金时效的Avrami相变动力学经验方程和导电率与时效时间的一元方程。在 5 0 0℃时效时合金的相变动力学方程为 :f=1-exp(- 0 0 0 4 0t0 70 0 3) ,在此基础上绘制了“S”曲线及等温转变“C”曲线的开始线。

Cu-Ni-Si-Cr合金的时效析出与再结晶

研究了Cu Ni Si Cr合金在时效过程中 ,析出与再结晶的交互作用及其对合金性能的影响。研究结果表明 ,形变使合金时效析出相更加细小、弥散 ,析出对再结晶的形核和长大过程产生阻碍作用。在再结晶的形成和长大过程中 ,析出相在晶界前沿快速粗化或重新溶解 ,并在再结晶区域中重新析出 ,导致更加弥散的析出相分布。

稀土对Ni-Cr-Cu合金铸铁组织及耐碱腐蚀性能的影响

设计了不同含量的稀土镍-铬-铜合金铸铁,采用光学显微镜观察组织,用失重法测定合金铸铁在动态、高温、高浓度碱液中的腐蚀速率。结果表明,添加稀土可以改善合金铸铁中石墨的形态及分布,使之由长条形逐渐球化;并且随着稀土含量的增加,石墨数量增加,合金铸铁的耐蚀性增强。但稀土过量会使得合金铸铁的耐蚀性减弱。

AlCoCrFeNiCu高熵合金的电化学腐蚀性能研究

利用电化学测试、扫描电镜观察及能谱分析等方法,研究了AlCoCrFeNiCu高熵合金在不同介质中的电化学腐蚀行为。结果表明,在3.5%NaCl和30%H2O2溶液中,1Cr18Ni9Ti不锈钢与AlCoCrFeNiCu高熵合金相比,具有较正的自腐蚀电位,较小的腐蚀电流密度,AlCoCrFeNiCu高熵合金的腐蚀以点蚀和局部腐蚀为主;在1 mol/L H2SO4溶液中,AlCoCrFeNiCu高熵合金的腐蚀电流密度较1Cr18Ni9Ti不锈钢小,耐腐蚀性能更好。

Cu-Ni-Si-Cr合金时效电导率的数值分析

通过对固溶态Cu 2 .3 7Ni- 0 .5 8Si- 0 .3 9Cr合金时效过程中电导率变化规律的分析,利用多项式拟合、样条插值等数值分析方法,导出合金在一定温度下时效时,电导率关于时效时间的一元方程以及关于时效时间、温度的二元方程。结果表明,在5 15℃时电导率获得最大的增量,时效后的电导率数值最大。二元电导率方程在5 0 0℃时的最大偏差值为2 .17%IACS。计算值与试验值呈现出较好的吻合性。

Ni-Cr-Mo-Cu合金介质腐蚀和电化学腐蚀的性能

在Cr、Mo成分一定的情况下,通过改变Cu的质量分数（1%~5%）,研究新型Ni-Cr-Mo-Cu高镍耐蚀合金在氧化性介质、还原性介质、氧化-还原性介质和质量分数6%的FeCl3中的耐蚀性能及其在H2SO4、HCl和FeCl3中的电化学行为.实验结果表明,w（Cu）=1%-5%的Ni-Cr-Mo-Cu合金具有优良的耐介质腐蚀、电化学腐蚀性能,在质量分数80%的H2SO4中钝化明显,在质量分数30%的HCl中自腐蚀电流低,在质量分数6%的FeCl3中有钝化区且未发生点蚀.4种实验材料中w（Cu）=3%的合金综合耐蚀性能最好,在质量分数80%的H2SO4中有更宽的钝化平台和更低的维钝电流.