过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金凝固组织对磨损行为的影响

采用深过冷方法获得均质Cu 3 7.4%Pb偏晶合金的凝固组织和磨损特性。结果表明 :在均质化过冷区间内 ( 10～ 15 0K) ,随着过冷度的增加 ,凝固组织中Pb相在基体中的分布愈加均匀 ,摩擦过程中分布在摩擦表面Pb的含量也在增加 ,这些因素提高Cu 3 7.4%Pb偏晶合金的耐磨性能 ,其原因是由剥层磨损 。

过偏晶Cu-40wt%Pb合金的均质化凝固

利用电磁模拟微重力和深过冷的方法,对过偏晶 Cu-40wt％Pb 合金的凝固组织进行了研究。比较了通过上述方法得到的凝固组织与常规凝固条件下的凝固组织,结果表明:采用电磁模拟微重力方法的凝固过程中没有出现 Stocks 沉积效应,得到的凝固组织中 Pb 颗粒均匀地分布在 Cu 基体上;而采用深过冷方法获得的凝固组织中,过冷度在40～80K 区间内 Pb 以纤维和颗粒的形式均匀分布在 Cu 基体上,并随过冷度的增加其分布的不均匀性亦增加。当过冷度超过80K时,第二相的重力沉积明显增加,并随过冷度的增加凝固组织中出现了与常规条件凝固一样的分层现象。

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.

过冷Cu-40%Pb合金熔体的相选择与偏晶胞形成机制

采用循环过热与玻璃熔融净化相结合,铜模快淬法制备了不同过冷度的Cu-40%Pb过偏晶合金,结合能谱分析及相关理论,对液相分离初期合金熔体形核竞争进行了研究。结果表明,富Cu的L1相作为优先相首先从合金熔体中液相形核,这是Cu-Pb过偏晶合金熔体在后续凝固过程中的偏晶胞的来源。

强磁场对Cu-90%Pb合金凝固中比重偏析的影响

研究了强磁场对Cu-90%Pb合金中比重偏析的影响规律。结果表明:10T磁场下,当冷却速度达到100℃/min以上时,Cu-90%Pb合金中的重力偏析得到完全抑制;随着磁感应强度的增加,磁场对比重偏析的抑制作用增强。在30℃/min冷却速度下,12T磁场使该种合金凝固中的50微米直径颗粒上浮速度下降90%以上。理论分析表明:强磁场增加金属熔体粘度,降低自然对流,诱生洛伦兹力阻力来抑制颗粒上浮和聚合。

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%。