Cu-20%Co合金雾化液滴的凝固组织特征

对Cu-20%Co合金进行了高压气体雾化快速凝固实验,获得了富Co相以微细球形粒子形式分布于基体的Cu- 20%Co合金粉末．富Co相粒子的尺寸随着粉末尺寸的增加而增大．在凝固过程中,富Co相液滴受固-液界面推斥;凝固后, Co相粒子主要分布于晶界．由于富Co液相的表面能较高,液-液相变时弥散相液核通常在雾化液滴内部形成,并在温度梯度的作用下向雾化液滴中心迁移,从而导致在粉末表面形成很薄的富Cu基体相层．

显微组织对Cu-40Ni-20Cr合金氧化行为的影响

为探讨显微组织变化对三元复相合金氧化行为的影响 ,采用机械合金化制备了纳米晶三元Cu 40Ni 2 0Cr合金 ,并对比研究了该合金与同成分铸态合金在 70 0～ 80 0℃ ,0 .1MPa纯氧气中的氧化行为 .结果表明 ,铸态合金表面没有形成连续的Cr2 O3外氧化膜 ,但在混合内氧化区则形成了一薄连续网状的Cr2 O3层 .而纳米晶Cu 40Ni 2 0Cr合金表面形成了连续的Cr2 O3外氧化膜 ,晶粒细化降低了合金表面形成Cr2

四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金的高温氧化行为

研究四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金在700-900℃、0.1MPa纯氧气中的氧化行为以及添加第四组元Co对三元三相Cu-20Ni-20Cr合金氧化行为的影响。结果表明:合金为三相混合物,其氧化动力学曲线偏离抛物线规律,由几个线段组成,添加5%Co后合金的氧化速率明显降低。Cu-20Ni-20Cr-5Co合金表面形成的氧化膜外层主要是由CuO组成,内层是合金与氧化物组成的混合内氧化区,最终合金内层表面形成一连续的Cr2O3层,阻止合金的进一步氧化。

Cu-20Ag合金线材多道次连续拉拔成形及组织演变

为获得合理的Cu-20Ag合金线材连续拉拔工艺及综合性能更为优异的线材质量,基于Deform有限元软件对Cu-20Ag合金线材多道次连续拉拔过程进行了数值模拟研究,获得了等效应力和等效应变的分布信息,利用点追踪功能分析了多道次连续拉拔过程中线材芯部沿径向到圆周表层的应力和应变的变化情况。并对通过多道次连续拉拔实验制备得到的线材进行了显微组织和断口形貌分析,获得了合金的组织演变规律。结果表明:Cu-20Ag线材表层金属的变形程度比芯部更为剧烈,且随着拉拔道次的增加,线材纵截面各处的等效应力和等效应变值都不断增大。经过多道次连续拉拔,线材纵截面的连续纤维组织近似完全平行于轴向,组织间距逐渐变小且越来越密集,线材组织的细化和均匀化程度也得到了明显增加。

定向凝固速率对Cu-7.9%Co包晶合金凝固组织的影响

对Cu-7.9%Co包晶合金不同定向凝固速率下的凝固组织进行了研究。结果表明:在定向凝固速率1μm/s^100μm/s下,随凝固速率的提高,初生α-Co相体积分数减少,使形态从定向生长的枝晶转变为等轴枝晶,相应地β-Cu包晶相的生长界面形态由平界面转变为枝状界面。利用最高界面生长温度假设,计算得到了凝固速率在0.55μm/s^5000μm/s范围内α-Co相领先于β-Cu相生长,与实验结果较为吻合;并当凝固速率大于5000μm/s时,β-Cu相的凝固界面生长温度高于α-Co而成为领先相,可以不通过包晶反应直接从熔体中凝固析出。

深过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织的细化机制

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法研究Cu～20%Pb亚偏晶合金的凝固组织,用BCT-LKT枝晶生长模型对深过冷凝固过程的热力学参数进行了计算,分析了过冷Cu-20%Pb亚偏晶合金的凝固机制.结果表明,在低过冷度下,Cu-20%Pb亚偏晶合金凝固组织由粗大的Cu枝晶和Pb相组成.随着过冷度的增大,Cu枝晶和Pb相细化,Pb相分布均匀.但在不同的过冷度范围,凝固组织细化机制不同.过冷度小于200K时,快速凝固阶段结晶潜热集中释放造成的温度回升引起枝晶大量重熔是枝晶细化的主要因素;过冷度大于200K时,枝晶高速生长导致枝晶各部位的不均匀收缩及枝晶骨架间液相的高速流动会使枝晶受力产生碎断,枝晶重熔和枝晶碎断共同作用使得枝晶发生细化.

冷拉拔变形量对Cu-20 mass%Ag合金线材组织性能的影响

采用三室真空冷型竖引连铸+多道次冷拉拔变形工艺制备了不同线径的Cu-20 mass%Ag合金线材,测试了合金线材在不同变形量下的导电率和抗拉强度,分析了其显微组织的演变规律。结果表明:铸态Cu-20 mass%Ag合金杆坯(ϕ7.84 mm)的导电率为80.3%IACS,抗拉强度为263 MPa;当拉拔变形量达到98.4%(ϕ1 mm),线材的导电率为69.6%IACS,抗拉强度达到889 MPa。铸态Cu-20 mass%Ag合金杆坯的共晶组织在横截面上呈现为连续的网状结构,在纵截面上呈现为鱼骨状。随着变形量的增加,Cu-20 mass%Ag合金的共晶组织沿拉拔方向形成长纤维并沿轴向排列,纤维间距逐渐减小。在拉拔变形过程中,Cu-20 mass%Ag合金的主要强化机制是位错强化和细晶强化。

纳米化对Cu-20Zr合金腐蚀行为的改善

利用磁控溅射技术制备纳米晶Cu-20Zr(mass%)薄膜,用动电位极化法、电化学阻抗法对比研究了溅射Cu-20Zr纳米晶薄膜与铸态Cu-20Zr合金在0.1 mol/L HCl溶液中的耐蚀特性差异.腐蚀后样品的表面形貌及电化学分析表明,纳米化改善了Cu-Zr合金的耐蚀性能.在Zr优先溶解时,纳米晶薄膜中Zr的低活性和表面形成的富Cu层以及Cu、Zr同时溶解时腐蚀产物膜的形成是提高纳米晶Cu-20Zr在HCl水溶液中耐蚀性的重要原因.

Cu-20%Ag合金冷拉拔变形过程导电特性研究

通过定向凝固+冷拉拔变形工艺制备了不同线径的Cu-20%Ag(质量分数)合金微细丝线材。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了不同线径的Cu-20%Ag合金线材的微观组织演变,发现在拉拔变形过程中,Cu-20%Ag合金线材内部晶粒不断细化,共晶区域较之铜基体区域更为明显,当真应变为8.13时线材内部的共晶纤维细化至平均宽度500 nm左右。研究了Cu-20%Ag合金冷拉拔变形过程中组织性能的演变规律,探明了其组织演变对导电率变化的影响机理。Cu-20%Ag合金在拉拔变形过程中晶粒的细化和破碎导致的晶界面积增加是导电率降低的主要原因。

Cu-40Ni-20Cr合金在含Cl^-介质中的电化学腐蚀行为研究

利用动电位扫描法和交流阻抗技术研究了传统电弧熔炼制备的Cu-40Ni-20Cr合金在不同Cl-浓度的腐蚀介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:合金在单一Na2SO4介质中具有较低的腐蚀电流,腐蚀速度较慢,腐蚀过程由电化学控制腐蚀,电化学阻抗谱呈单容抗弧特征.在含Cl-腐蚀介质中,随着Cl-浓度的增加,自腐蚀电位不同程度负移,腐蚀电流增大,腐蚀速度加快.Cl-浓度大于0.02 mol.L-1时,出现Warburg阻抗特征,腐蚀过程由电化学控制转为扩散控制;加入Cl-后,极化电阻减小,腐蚀过程中存在一定弥散效应.

晶粒细化对Cu-20Ag-30Cr合金在HCl溶液中腐蚀电化学行为的影响

采用机械合金化通过控制球磨时间制备不同晶粒尺寸的三元合金粉末,然后分别以真空热压工艺制备常规晶粒尺寸和纳米晶粒尺寸的Cu-20Ag-30Cr合金块状合金。并且利用PARM273A和M5210电化学综合测试系统对两种合金进行电化学腐蚀测试,通过测定电化学极化曲线和交流阻抗谱研究了常规晶粒尺寸和纳米晶粒尺寸的Cu-20Ag-30Cr合金在不同浓度HCl溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明随着HCl浓度的增加,腐蚀电流密度随之持续增大,自腐蚀电位持续负移,传递电阻持续减小,表明合金的腐蚀程度加剧,合金的耐腐蚀性能减弱;在相同浓度的HCl溶液中,纳米晶粒尺寸的Cu-20Ag-30Cr合金的腐蚀电流密度明显高于高于Cu-20Ag-30Cr合金,表明经过晶粒细化合金腐蚀速度加快,其耐腐蚀性能下降。

纳米Cu-20Co-20Ni合金在中性Na2SO4溶液中腐蚀行为研究

纳米材料的物理性质和化学性质研究在国内外引起了广泛的关注,目前有关纳米材料的腐蚀性能研究主要集中在纳米薄膜和纳米涂层上,而对块合金耐蚀性的研究较少。实验用机械合金化(MA)制备了纳米晶的Cu-20Co-20Ni合金粉末,用粉末冶金法(PM)制备了常规尺寸的Cu-20Co-20Ni合金粉末。采用真空热压工艺制备Cu-20Co-20Ni合金块体。通过测量Cu-20Co-20Ni合金在Na2SO4溶液中的开路电位、动电位极化曲线和交流阻抗,对其腐蚀性能进行了研究。结果表明:随着晶粒的细化,自腐蚀电位变负,腐蚀电流密度增大,电荷传递电阻变小,耐腐蚀性减弱,即纳米晶Cu-20Co-20Ni合金的耐腐蚀性能相比常规尺寸Cu-20Co-20Ni合金差。

Hf元素对Cu-20Ni-20Mn合金组织与性能的影响

Cu-Ni-Mn合金是一类具有高强度、高弹性模量的铜合金,凭借优异的力学、耐蚀以及耐磨性能,在矿山机械、海洋工程等领域被广泛应用。本文研究了Cu-20Ni-20Mn合金的组织转变规律及时效过程中的析出行为,采用向Cu-20Ni-20Mn合金中加入Hf元素作为第四组元的方式,揭示了Hf元素对Cu-20Ni-20Mn合金组织与性能的影响机制。结果表明,Cu-20Ni-20Mn-x Hf合金铸态组织经固溶处理后,由树枝晶转变为等轴晶结构,并在热轧过程中发生不完全再结晶,由等轴晶转变为不完全再结晶组织,其力学性能随之逐步提高。合金在时效过程中的析出机制随温度升高而变化,在350~450℃由不连续析出向连续析出转变。Hf元素加入对Cu-20Ni-20Mn合金时效过程中的不连续析出会产生一定的抑制效果,并且在一定范围内,抑制效果随着Hf元素含量的增加逐渐提升。Cu-20Ni-20Mn合金的硬度峰值在350~450℃下能够保持在HB 320, 0.6%Hf的添加能在低温时效时提高合金的硬度,350℃时提高HB 5.1, 400℃时提高HB 8.1,而450℃时峰值硬度无明显提高。

WC-20％Co复合粉的制备及其放电等离子烧结的研究

利用放电等离子烧结技术将WO3、Co3O4和碳黑的高能球磨混合粉经真空还原碳化后合成的WC-20％（质量分数）Co复合粉烧结为致密的高钴WC-Co硬质合金材料。研究了制备复合粉的工艺和放电等离子烧结过程以及制备合佥的相组成、显微组织、物理和力学性能。实验表明，高能球磨粉在真空条件下原位还原碳化反应得到物相纯净的超细复合粉，此后复合粉在1190～1210℃SPS烧结成致密块体材料。通过SEM观察发现，由于经1200℃液相烧结，溶解析出的WC相发生粗化，呈板状晶，平均宽度400nm，长度1μm；钴相均匀分布在WC相周围，无钴池形成。

Cu-20Ag合金冷型竖引连铸结晶器设计

为获得近似轴线方向的凝固组织,对Cu-20Ag合金制定了新型连铸工艺,设计了带保温隔热垫的结晶器,对新型结晶器结构下铸坯的温度场进行有限元模拟及试验验证。结果表明,新型结晶器可实现Cu-20Ag合金的固液界面呈凹型,凝固后铸坯的温度场分布为径向温度梯度沿杆坯长度方向逐渐减小,直到径向温度梯度接近0,此时易形成近似于轴向的柱状晶,模拟结果与试验相符合。

电磁模拟微重力+电脉冲复合场作用下Cu-20Pb亚偏晶合金的组织与性能

在常规和电磁模拟微重力+电脉冲复合场作用下分别制备Cu-20Pb亚偏晶合金,对合金的显微组织、显微硬度、耐磨性能进行分析。结果表明,Cu-20Pb亚偏晶合金由基体α-Cu和基体间的组织β-Pb组成,常规条件下制备的亚偏晶合金基体上存在偏析组织,枝晶较粗,晶粒尺寸大,组织均匀性差;复合场下的亚偏晶合金基体上的偏析组织得到抑制,枝晶变得细小致密,晶粒尺寸减小了70.1%,组织均匀性好。显微硬度测试表明,经复合场处理后Cu-20Pb亚偏晶合金显微硬度得到提高,平均显微硬度提高了29.68%。摩擦磨损试验表明,复合场下制备的Cu-20Pb亚偏晶合金拥有更低的摩擦因数和磨损量,合金的耐磨性能得到提高。

强脉冲电流对Cu-20Pb亚偏晶合金组织和性能的影响

在不同的强脉冲峰值电流作用下制备Cu-20Pb亚偏晶合金,分析合金的显微组织和物相组成,研究合金的显微硬度和耐磨性能。结果表明,Cu-20Pb亚偏晶合金由基体α-Cu和基体α-Cu之间的Pb相组成。脉冲峰值电流为0时,合金枝晶稀疏,晶粒较大,基体上存在偏析组织;峰值电流为1 500A时,合金的晶粒细小,组织均匀性好,合金的平均显微硬度(HV0.49)最大,为58.04,与0时的合金相比提高了28.58%;脉冲峰值电流在0～1 500A时,随着脉冲峰值电流的增大晶粒细化,平均显微硬度随着脉冲峰值电流的增加而增大;峰值电流由1 500A增到2 000A时,晶粒变大,平均显微硬度降低。摩擦试验结果表明,脉冲峰值电流在1 500A时合金摩擦性能最佳。

深过冷对Cu-20Pb亚偏晶合金组织和性能的影响

在常规条件和深过冷条件下分别制备Cu-20Pb亚偏晶合金,分析偏晶合金的组织结构和相组成,并研究了合金的摩擦磨损性能和显微硬度。结果表明,常规条件下制备的偏晶合金,主要由基体α-Cu和β-Pb相组成,组织均匀性差;深过冷处理后,偏析情况得到改善,组织致密、晶粒细小。摩擦磨损试验表明,深过冷处理后Cu-20Pb亚偏晶合金摩擦因数和磨损量均得到降低,耐磨性能良好。显微硬度测试表明,深过冷下Cu-20Pb亚偏晶合金的硬度(HV_(0.49))增至57.02,相比常规条件下的合金提高了24.15%。

混合稀土对Cu-30Ni-20Fe-5Al微观组织及流动性的影响

采用真空熔炼制备不同稀土含量的Cu-30Ni-20Fe-5Al合金,研究了稀土含量对铸态Cu-30Ni-20Fe-5Al合金组织和流动性能的影响及内在机制。结果表明,铸态Cu-30Ni-20Fe-5Al合金由α-Cu和NiAl化合物两相组成,NiAl相以不规则环状分布,其不规则环状内外两侧存在较大的Fe元素偏析;加入混合稀土后,随混合稀土含量的增加,铸态合金中NiAl相变为球状、棒状独立存在,晶界处出现富稀土相的析出;当混合稀土含量达到0.78%时,不规则环状NiAl相球化效果最好;在流动性试验中,加入0.78%混合稀土元素与不加混合稀土元素比较,自制螺旋试样长度增加25%,合金的流动性能最好。