表面机械研磨处理对Cu-10wt%Ni合金组织及性能的影响

对Cu-10%(质量分数)Ni合金进行表面机械研磨处理,采用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度测试仪等对处理不同时间样品的组织及性能进行了分析。结果表明表面机械研磨处理后,Cu-10%(质量分数)Ni合金实现了表面纳米化。处理时间30min时,表面晶粒尺寸为42.92nm,随着处理时间的延长,晶粒逐渐细化,强烈变形层逐渐增厚。表面机械研磨90min时,样品表面附近平均晶粒尺寸达到最小约为31.03nm,平均应变为0.0828%。处理时间120min时,表面显微硬度达到228MPa,是基体组织的1.52倍。

Al/Ti对Cu-10Ni合金耐冲刷腐蚀性能的影响

研究微合金化对Cu-10Ni合金耐3.5%NaCl溶液冲刷腐蚀的影响。使用中频真空熔炼炉熔炼Cu-10Ni-1Fe-1Mn-X(X=0.2Al或0.2Ti)合金,使用相同的热处理及冷变形工艺制备样品后与Cu-10Ni合金一起进行冲刷腐蚀实验。通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、 X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、电化学腐蚀、电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectrometer,XPS)、质量损失测试等对样品进行分析表征。结果表明:加入0.2Al/0.2Ti后的Cu-10Ni合金的耐冲刷腐蚀能力得到提高。这是由于在Cu-10Ni-0.2Al合金及Cu-10Ni-0.2Ti合金表面耐腐蚀膜中分别含有Al_(2)O_(3)、TiO_(2),提高了样品的耐冲刷腐蚀能力;Cu-10Ni-0.2Ti合金耐冲刷腐蚀能力略强于Cu-10Ni-0.2Al合金的,这是因为Cu-10Ni-0.2Al合金在Cl^(-)富集的环境中易吸收Cl^(-),从而导致膜层有一定的裂纹。

脱氧剂Cu-10P对真空熔铸Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金微观组织和力学性能的影响

Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金由于较高的Sn含量以及凝固组织中存在硬脆δ-Cu41Sn11相,具备较高的强度、硬度和耐磨性,广泛应用于具有高速滑动摩擦场景的机械部件中。本文通过真空感应熔炼Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金,采用光学显微镜、X射线及荧光探伤对添加脱氧剂Cu-10P前后Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金的组织和力学性能进行测试表征。结果表明,添加0.05%(质量分数)脱氧剂Cu-10P后,铸锭组织更加均匀,树枝晶的生长更加充分,δ相的生长得到抑制。铸锭的边缘抗拉强度由323 MPa提升到了342 MPa,断后伸长率由12.5%提升到了16.5%;铸锭芯部抗拉强度由300 MPa提升到了324 MPa,断后伸长率由11%提升到了19%。

横向静磁场对Cu-10%Ag合金定向凝固组织的影响

在有无横向静磁场条件下进行了Cu-10%Ag(质量分数)合金定向凝固实验,研究了横向磁场对Cu-10%Ag合金的宏观组织和微观组织及硬度的影响。发现无磁场条件下,合金晶粒较长,尺寸粗大,初生Cu枝晶臂直径和间距较粗大,取向较好,共晶组织粗大;1T横向磁场条件下,晶粒细化、增多,枝晶臂直径和间距较小,取向消失,共晶组织细化,硬度提高。通过对比有无横向磁场条件下初生Cu枝晶以及共晶组织变化,讨论了横向磁场对初生Cu枝晶及共晶组织的影响机理。

微量Co对铸态Cu-15Ni-10Mn合金组织及性能的影响

大气条件下熔炼的Cu-15Ni-10Mn合金铸态组织具有典型的树枝晶特征,枝间中Ni含量比枝干中稍高,枝干中Mn含量比枝间中稍高。由于Mn容易氧化吸气,使得铸态合金的加工性能不能满足要求。试验通过在熔炼过程添加少量的Zn,有利于降低合金中含气量,同时添加微量Co减小枝晶尺寸,使之满足加工要求。试验研究表明:Co与Cu形成的Co0.52Cu0.48化合物。添加微量Co对Cu-15Ni-10Mn合金的铸态组织起到明显的细化作用,其枝晶尺寸随Co含量的增加而减小,添加0.6%Co的合金的枝晶尺寸只有未添加Co合金的晶粒尺寸的31.7%。添加钴的合金硬度的峰值出现在0.6%Co处,其值为HV175,比未添加Co的Cu-15Ni-10Mn合金的硬度增加了66.1%;微量Co的存在会略降低合金的导电率。

母相时效对Cu-17Al-10Mn合金相变温度和形状记忆性能的影响

研究母相时效过程中Cu-17Al-10Mn(摩尔分数,%)形状记忆合金马氏体转变温度Ms和形状记忆性能的变化规律。结果表明:合金淬火态的Ms比室温的低,室温时合金为无序母相结构,低温时可转变为马氏体;随着时效温度的提高,Cu-17Al-10Mn合金的Ms和形状恢复率均逐渐升高,并在150℃时效15min后达到最大值,这主要归因于淬火空位的逸出使其对母相的钉扎作用减弱;随着时效温度的进一步提高,由于母相分解为贝氏体,合金的Ms和形状恢复率都下降,在250℃时效15min后,母相完全分解,合金的形状恢复率降低到零。

熔炼工艺对Cu-10Ni-5Mo合金组织和导热性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼和真空高频感应熔炼喷铸成型2种熔炼工艺,制备Cu-10Ni-5Mo合金,研究了熔炼工艺对合金组织和导热性能的影响。结果表明,电弧熔炼制备的合金试样组织晶粒粗大,相组成为α固溶体和少量MoNi相;高频感应熔炼喷射成型工艺制备的合金试样组织晶粒细小,相组成为单相α固溶体。实验条件下,电弧熔炼工艺制备的合金试样热导率为56.9W/(m.K),高频感应熔炼喷射成型工艺制备的合金试样热导率为35.7W/(m.K),2种工艺制备的合金熔点均有提高,但二者相差不大。

热处理对铸造Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金组织及性能的影响

利用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、布氏硬度计等分析和测试了Al-10Si-5Cu-0.75Mg合金的显微组织和力学性能,探讨了合金热处理过程中析出相的溶解过程和强韧化机制。结果表明,合金最佳热处理工艺为500℃×8 h固溶,190℃×6 h人工时效;合金抗拉强度、硬度、伸长率与铸态相比分别提高了40%、62%、29%。固溶过程产生的强化主要是来自Al_2Cu相的溶解,时效过程产生的强化主要是由于析出相θ'对位错的阻碍作用。

激冷处理对Al-10Si-5Cu-0.75Mg-0.55Mn合金组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、差热扫描量热仪、室温拉伸测试等手段,研究了激冷处理对Al-10Si-5Cu-0.75Mg-0.55Mn合金显微组织与力学性能的影响。结果表明：与495℃×6 h固溶＋185℃×6 h时效处理工艺相比,495℃×6 h固溶＋-196℃×12 h激冷＋185℃×6 h时效复合处理对合金的性能提高作用显著,极限抗拉强度与硬度分别增加了30%与38%,而伸长率基本保持不变;合金固溶后进行激冷处理,温度剧烈变化带来的应力冲击细化了合金中未溶第二相,同时激冷处理还降低了合金基体的固溶度促进原子析出形成更多GP区,为时效强化相孕育了更多的形核,增强了沉淀强化效果,具有预时效作用。

Cu-15Ni-10Mn合金形变热处理研究

研究了冷轧加工率与再结晶温度对Cu-15Ni-10Mn合金组织性能的影响以及形变时效工艺对合金力学性能的影响,详细说明了冷轧加工率与再结晶温度的匹配关系和合金形变时效强化机理。实验结果表明:冷轧加工率的增加,可降低Cu-15Ni-10Mn合金发生完全再结晶的温度;通过形变时效处理,合金内部析出MnNi粒子并阻碍晶界和位错运动,可显著提升合金力学性能;合金经加工率为70%的冷轧后,进行400℃保温48h的时效处理,硬度达394HV,抗拉强度大于1000MPa。

大变形Cu-10Ag原位纳米纤维复合材料

以不同的凝固速率制备了Cu-10Ag亚共晶合金。铸态结构由初生Ag沉淀,(Cu+Ag)共晶和Cu相组成。采用大变形制备了Cu-10Ag合金原位纤维复合材料。其中由初生Ag沉淀相所形成的Ag纤维具有较大直径(d)并可用幂指数关系d=C·exp(-0.228η)拟合,式中η是真实应变,C是与合金原始晶体尺寸有关的系数,而由(Cu+Ag)共晶中的Ag层所形成的Ag纤维具有更细直径(几纳米)。低温中间热处理可进一步细化Ag纤维尺寸和改进性能。经热机械处理的Cu-10Ag合金原位纳米纤维复合材料具有高强度(σb＞1.5 GPa)和高电导率(＞60％IACS)。大变形Cu-10Ag合金原位纳米纤维复合材料显示了两阶段强化效应。讨论了影响Ag纤维尺寸的因素和复合材料的强化与形变机制。

时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag组织及性能的影响

研究时效处理对形变Cu-10Fe-3Ag复合材料组织和性能的影响,分析合金元素Ag在时效过程中的行为规律和作用机制。结果表明,Ag能够促进γ-Fe在Cu基体中的时效析出,同时也降低了Fe纤维的热稳定性;随着时效温度的升高,形变Cu-10Fe-3Ag复合材料的硬度和导电率都是先增加后降低,在475℃时效6h,导电率达到58.4%IACS。合金的断口均为韧性断裂,随着时效温度的升高,韧窝有变小的趋势,合金的塑性变好。

固溶处理对添加Si的Cu—10Ni—8Sn合金胞状沉淀的影响

利用定量金相的方法，研究了固溶--退火条件(温度和时间)对添加0．2％Si的Cu-10Ni-8Sn合金450℃时效时晶界处胞状物的形核与长大的影响。在450℃时效过程中。基体的硬度几乎不受固溶--退火条件的影响。然而，时效过程中固溶--退火条件对胞状物的形核与长大的影响却非常显著。当固溶--退火温度或时问增加时，Si对于胞状沉淀的抑制作用下降。随固溶--退火温度或者时问的增加，淬火态样品中存在于基体晶粒和晶界上的Ni31Si12相颗粒被粗化。因此。可以认为，经较高温度或较长时间固溶--退火的样品时效时，Ni31Si12相颗粒占据胞状物在晶界上的形核位置并抑制胞状物前沿界面迁移的作用降低了。

汽车用Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金热处理工艺研究

对Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金进行了500℃×5 h固溶+不同时间深冷+170℃×8 h时效处理。采用SEM、拉伸试验、硬度测试、摩擦磨损试验等研究了不同热处理工艺对Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金组织与力学性能的影响。结果表明:固溶+10 h深冷+时效态的Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金的抗拉强度和硬度分别为358 MPa和158 HV,比T6态合金的分别提高了17.4%和27.4%,另外高、低载荷下耐摩擦磨损性能也比T6态合金的有不同程度的提高。与T6态Al-10Si-4Cu-0.7Mg合金相比,固溶+10 h深冷+时效态的合金组织中Si相数量明显增多,更为细小均匀,未溶的第二相也明显细化。

Si对Cu-10Fe合金凝固组织及软磁性能的影响

采用光学显微镜、电子探针分析、X射线衍射仪、相图计算、万能力学试验机、振动试样磁强计测试等手段,研究了Si对Cu-10Fe(质量分数,%)合金组织、凝固行为与力学性能和软磁性能的影响。结果表明,随着Si含量从0增加到2%,富Fe相含量由7.39%提升至9.27%。同时,富Fe相枝晶生长被抑制,由发达树枝晶转变为形状各向异性更低的胞状枝晶形貌,软磁性能提升。结合相图计算发现,随着Si的加入,Cu-Fe难混溶区的面积不断扩大,表明合金液-液相分离越发明显,富Fe相在凝固过程中碰撞、聚集导致组织均匀性与力学性能先提升后下降。铸态Cu-10Fe-1Si合金具有理想的综合性能,其抗拉强度与饱和磁化强度分别为338.7 MPa、17.28 emu/g,与Cu-10Fe合金相比分别提升了11.3%与21.9%;而矫顽力为13.75 Oe,相较于Cu-10Fe合金降低了49.9%。

铜镍合金高通量换热器焊接工艺试验与应用

对90Cu-10Ni换热管与16MnⅢ复合蒙乃尔合金400管板的焊接性及焊接的工艺特点进行了详细分析,制定了合适的焊接工艺试验参数并应用于实际产品的焊接生产过程中,管子管板接头经100%RT探伤合格,其焊接质量达到了设计工程要求。

时效处理对Mn-10Cu-4Cr合金显微组织与力学性能的影响

对Mn-10Cu4Cr合金进行850℃固溶40min和不同时效处理(400~600℃时效8h和440℃时效0~120h),研究了合金在时效后的组织结构演变和力学性能。结果表明,Mn-10Cu-4Cr合金经固溶处理后的基体TEM组织呈条纹状形貌,条纹宽度约为1.5nm,还存在无条纹形貌的富铜区,表明由于调幅分解的发生导致了合金成分的不均匀性。此外,组织中还含有α-Mn析出相,随着时效温度的增加或者时效时间的延长,合金的晶粒尺寸无明显变化,而强度和硬度明显增加,伸长率下降,其原因是时效处理导致了富铜纳米颗粒的形成、长大、粗化以及α-Mn相在晶粒内部以及晶粒之间析出。

表面机械研磨处理Cu-10Ni合金腐蚀性能的研究

利用表面机械研磨处理(SMAT)使Cu-10Ni合金表面纳米化.采用电化学极化曲线和电化学阻抗(EIS)技术,分别研究了原始粗晶的、经表面机械研磨处理60 min的和表面机械研磨处理60 min后200℃下退火6 h的Cu-10Ni合金在0.05 mol/L Na2SO4和0.05 mol/L H2SO4混合溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,表面机械研磨处理的Cu-10Ni合金腐蚀电位产生了负移,其耐腐蚀性能降低了,但其极化曲线呈现钝化特征.

Cu-10Ni-5Al富铜三元合金在900℃的高温氧化行为

研究了Cu-10Ni-5Al富铜三元合金在900℃,1×105Pa纯氧气中的氧化行为.Cu-10Ni-5Al三元合金在900℃时有形成保护性Al2O3层的趋势,但实际上在此温度下,尽管在氧化膜内部一部分区域有薄的Al2O3层形成,但在合金表面并不能形成连续的Al2O3保护层.这表明氧化过程中Al2O3层经历了反复破裂和随后的愈合过程,因此Al的内氧化不能完全被消除,而合金在900℃的腐蚀速度也近似于纯铜和贫Al的二元Cu-Al合金.

均匀化热处理对易切削Zn-10Al-1.0Cu-0.1Bi-0.1Sn变形合金组织与性能的影响

对自行研制的易切削Zn-10Al-1.0Cu-0.1Bi-0.1Sn变形合金铸态样品进行均匀化热处理,并采用力学性能测试、扫描电镜分析、钻削试验等手段,研究了热处理对该合金显微组织与力学性能和切削性能的影响。结果表明,试验合金铸态组织中存在较严重的枝晶偏析及非平衡共晶组织,经均匀化退火后,枝晶偏析和非平衡β+η共晶组织基本消除,组织分布更加均匀;其中经360℃保温12 h炉冷热处理后合金的抗拉强度降低,伸长率升高53.94%,塑性明显提高,有利于后续的热塑性加工;均匀化热处理对合金的切削性能影响不大。