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。

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。

形变热处理对Cu-Ni-Cr合金组织与性能的影响

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-1.5Ni-0.5Cr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,研究了不同形变时效条件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7的析出强化。时效前预冷变形量越大,合金的强度提高越多,而电导率只是稍有下降。该合金较好的形变热处理工艺为时效前进行50%的冷变形,然后在450℃条件下保温4 h,在此工艺条件下,该合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、电导率分别为:σb=415.2 MPa、σ0.2=368 MPa、5δ=13.2%、σr=41.2%IACS。

低温铝电解用Cu-Ni-Cr金属阳极性能研究

采用熔炼法制备Cu 2 5Ni 10Cr铝电解金属阳极 ,并进行氧化实验和电解实验研究。结果表明 ,合金阳极在空气中的氧化动力学曲线遵循抛物线变化规律 ,而在纯的氧气中的氧化动力学曲线偏离了抛物线规则。电解极化条件下的腐蚀结果与不同的试验条件相关。在不同温度、阳极电流密度和氧化铝浓度条件下 ,于组成为NaF AlF3 NaCl CaF2 Al2 O3的电解质体系中电解 ,结果显示电解极化腐蚀的速率随电解质中氧化铝浓度的增高而减小 ,随温度的增高而增大。电解过程运行平稳 ,该阳极周围产生大量气泡 ,电解平稳时 ,槽电压在 4.0～ 4.6V之间波动。

Ni含量对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Ni含量对该合金组织和性能的影响。结果表明:Cu-Ni-Cr合金在Ni含量不大于2%时,其常温力学性能相差不大,在Ni含量达到5%后强度才有较大的下降;Ni可有效地调节合金的电导率,在Ni含量从0.5%变化到5%时,合金的电导率也从64%IACS变化到20.9%IACS,因此可根据具体要求选择设计合金的成分;在此处理态下,两成分的合金Cu-1.5Ni-0.5Cr和Cu-2.0Ni-0.5Cr的高温力学性能都较好,抗拉强度在350℃时在280 MPa左右,延伸率也在8%左右。

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.

除油对Cu-Ni-Cr体系防锈性能的影响

用浸泡法研究了除油对防锈性能的影响。结果表明:除油对防锈性能有较大的影响。一实验部分试片:B2钢（涂过防锈油）;规格6.0×5cm,光洁度大于（?）9。试剂:H2O2、NaCl为化学纯,其余皆为工业级。仪器:HH·S11—4电热恒温水浴锅,轻研—3型赫尔槽试验设备浸泡液:3％NaCl+6％H2O2 T=29℃试验条件:（见表1、2）

添加Al对Cu-Ni-Cr合金高温氧化行为的影响

研究了Cu-40Ni-12Cr-2.5Al合金在700～800℃纯氧气中的氧化行为以及添加Al对Cu-Ni-Cr合金氧化行为的影响.结果表明：合金氧化动力学偏离抛物线规律,800℃时的氧化增重明显低于700℃,两种温度下的氧化增重与前面研究的Cu-40Ni-20Cr合金相比明显降低;合金表面形成的氧化膜外层主要是不连续Cu的氧化物层,紧接着是Cu、Ni、Cr和Al的混合氧化物层,而在合金内部形成了连续且具有保护性的Cr2O3膜.可见,添加第4组元Al到Cu-Ni-Cr合金后,活泼组元Cr由合金内部向外扩散的速度加快,因此在较低Cr含量下合金能形成连续的Cr2O3膜.

钙铁离子对Cu-Ni-Cr复合镀层耐蚀性影响的研究

针对某汽车供应商提供的Cu-Ni-Cr镀层试样,采用电化学阻抗、动电位极化曲线等方法,研究了不同钙铁离子浓度以及在特定温度下铁离子对Cu-Ni-Cr镀层耐蚀性的影响。结果表明,在浸泡初期Ca2+对Cu-Ni-Cr镀层起钝化作用对镀层具有一定防护作用,在浸泡中后期,主要以Cl^-的腐蚀作用为主;Fe^(3+)对Cr为加速腐蚀作用,而且随着温度升高会加速Cr的腐蚀,Fe^(3+)对Cu-Ni-Cr镀层的腐蚀反应主要发生在Ni-Cr层。

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。

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。

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。

复杂多组元Cu-Cr-Zr-Ni-Si-Co-Zn合金时效析出动力学研究

Cu-Cr-Zr及Cu-Ni-Si合金均为性能优异的引线框架材料,但二者性能均存在局限性。Cu-Cr-Zr合金具有优异的导电性能,但其强度偏低;Cu-Ni-Si合金具有极高的强度,但其导电性能一般。如果结合二者的优点,并通过后续工艺对其组织进行调控,则是制备高强高导铜合金的一条新路径。实验通过真空感应熔炼的方法制备了复杂多组元Cu-0.746Cr-0.217Zr-0.605Ni-0.109Si-0.177Co-0.085Zn(质量分数)合金,对其进行了不同工艺条件的固溶处理,并研究了不同固溶工艺条件下,合金时效过程中电导率及硬度的演化规律。结果表明:合金经1010℃×1.5 h固溶处理后,时效过程在500℃×3 h时,可获得较优异的综合性能,此时合金的硬度为HV 142.83,电导率为60.00%IACS。此外,根据Avrami经验方程描述了合金的时效析出过程,发现不同固溶工艺的合金在时效过程中,析出速率均随时效温度的提高而提高。

晶粒细化对Cu-20Ni-20Cr合金氧化行为的影响

为探讨晶粒尺寸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-20Ni-20Cr合金,并对比研究了该合金与同成分的铸态合金在700℃～800℃,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Cr2O3保护膜,而是形成了含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构。纳米晶Cu-20Ni-20Cr合金在700℃时合金表面形成了连续的Cr2O3氧化膜,而800°C时虽没有形成Cr2O3外氧化膜,但氧化膜规则平坦,外层是CuO,中间层是Cu2O,NiO和Cr2O3组成的混合氧化物区,内层则形成了一薄但不连续的Cr2O3层。晶粒细化降低了合金表面形成Cr2O3氧化膜所需活泼组元Cr的临界浓度。

四元Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0.1MPa纯氧中氧化行为研究

研究了Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明:合金由三相组成,氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低。与前面研究的三相Cu-20Ni-20Cr合金形成含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构不同,目前研究的Cu-20Ni-20Cr-2Si合金内部形成了连续的Cr2O3层,这是由于向Cu-20Ni-20Cr合金中加入了第四组元Si后,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,使合金表面易于形成活泼组元氧化物膜。

Cu-20Ni-20Cr合金在700℃纯氧气中的氧化

研究了Cu - 2 0Ni- 2 0Cr合金在 70 0℃纯氧气中的氧化行为。结果表明 :Cu - 2 0Ni- 2 0Cr合金在 70 0℃ ,2 4h的氧化动力学偏离抛物线规律 ,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低 ,其降低的幅度要比相应的按抛物线规律变化要大。合金表面或内部均没有形成连续的Cr2 O3 保护膜而是形成了含有所有组元氧化物及它们的复合氧化物的复杂氧化膜结构。这主要归因于合金中含有三相且Cr的分布不均匀 ,它阻止了Cr由合金向合金

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。

显微组织对Cu-Cr-Ni合金高温氧化行为的影响

研究了两种单 /双相Cu Cr Ni合金的高温氧化行为。结果表明 ,合金氧化动力学偏离抛物线规律 ,其瞬时抛物线速率常数随时间延长而降低。两种合金表面氧化膜的结构差别较大 ,单相合金表面形成一连续的Cr2 O3 层 ,双相合金表面氧化膜外层是一连续的CuO层 ,Ni和Cr的氧化发生在合金内部。这种合金与氧化物共存的混合内氧化与经典的内氧化明显不同 ,氧化层最里面形成了一连续的Cr2 O3 膜 ,抑制了合金的进一步氧化。

高压微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定多产地红枣样品中铜铅锌镉铬镍砷

准确测定红枣中的重金属对控制和提高食品安全具有非常重要的意义。采用高压微波消解法用HF-H_(2)O_(2)体系处理样品,选择^(63)Cu、^(66)Zn、^(75)As、^(60)Ni、^(111)Cd、^(208)Pb、^(52)Cr为测量的同位素,采用仪器自带干扰公式校对Cd的测定结果进行校正,采用He气模式的碰撞反应池技术测定红枣样品中Cr和As,建立了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定红枣样品中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As的方法。通过前处理条件进行了优化,结果表明在本实验条件下,校准曲线的相关系数均不小于0.9995,检出限为0.0025~0.013μg/g,测定下限为0.012~0.42μg/g。按照本实验方法对红枣成分分析标准物质中Zn、Cr、Cu、Pb、Ni、Cd、As平行测定12次,各元素测定值与认定值基本保持一致,相对标准偏差(RSD)均在7.8%以内。采用实验方法对多产地红枣样品进行分析,结果表明本实验方法灵敏度高、结果稳定、测定量准确,可用于大批量红枣样品的测定。

不同晶粒尺寸的三元Cu_(40)Ni_(40)Cr_(20)合金的制备及其显微组织研究

采用电弧熔炼和机械合金化,随后在750℃,58MPa下热压制备了晶粒尺寸差别较大的Cu40Ni40Cr20合金,用X射线衍射仪、扫描电镜等分析手段对比研究了显微组织结构。结果表明:电弧熔炼制备的晶粒尺寸较大的Cu40Ni40Cr20合金为二相,组织极其不均匀;采用机械合金化,通过控制热压条件制备的纳米晶Cu40Ni40Cr20合金仍为双相,但显微组织均匀,稳定。随着球磨时间的延长,由于晶粒细化和应变的结果,衍射峰偏移并有明显的宽化产生,Cu在Cr或Cr在Cu中的固溶度明显增加,当球磨60h后,合金已由双相变成亚稳态的单相。由于机械合金化的粉末处于非平衡态,其超固溶度溶质随热压和真空退火过程的进行会慢慢脱溶分解出来,合金已由单相变为两相,两相颗粒均成倍长大,但仍然保持纳米级尺度;机械合金化、热压和退火后样品中Cu,Ni和Cr的晶格均未发生崎变;讨论了晶粒细化对合金显微组织的影响。