过冷Cu_(80)Ni_(20)合金熔体凝固组织的两次细化机制

在大气条件下,采用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,在44K-176K过冷度范围内,研究了Cu80Ni20合金凝固组织的两次细化机制。第一类粒状晶的形成为熔断-再结晶机制.枝晶形成过程为:首先,快速凝固过程中的树枝晶发生严重重熔,形成树枝晶段;然后,树枝晶段通过外延生长后形成不稳定晶界,并在界面能驱动下与高温发生晶界移动和晶粒合并,形成再结晶晶粒。第二类粒状晶的形成为碎断-再结晶机制,在大过冷度下,快速凝固过程中液固相体积转变速率的提高,不仅使枝晶内部缺陷骤然增加,而且会导致固相内极高的应力和应变能,在应力作用下枝晶全面碎断,形成"网状枝晶块",枝晶块通过内部缺陷和应变能的作用,发生界面的移动和合并即再结晶过程,形成第二类粒状晶。

影响Cr20Ni80电热合金使用寿命因素的研究现状

综述对Cr20Ni80使用寿命影响因素的研究进展。Cr20Ni80的表面氧化膜是影响其使用寿命的重要因素,氧化膜越致密,与基体粘结力越强,其使用寿命越长。Cr20Ni80合金中存在的其他元素如氮、氧、碳、硅和稀土等对其力学性能和抗氧化性能的影响是复杂的。同时也不可忽视环境介质对合金的作用。

激光3D打印80Ni20Cr合金的显微组织及力学性能

研究激光3D打印80Ni20Cr合金的层-层正交和层-层同向两种不同层激光加工路径打印的合金样件微结构和力学性能。结果表明:合金样件具有细小的等轴晶组织和柱状晶组织,柱状晶粒沿着激光加工路径生长。合金样件成分为Cr溶质溶于Ni溶剂的固溶体,打印样件密度与理论密度接近。层-层正交工艺打印合金样件的孔隙率要低于层-层同向工艺打印合金样件的,微观硬度和拉伸性能也要优于采用层-层同向工艺打印合金样件的,其抗拉强度可达410 MPa,硬度可达406 HV0.2。

Cr20Ni80合金棒材闪光对焊特性

对电热合金Cr20Ni80进行连续闪光对焊研究,讨论其焊接接头的力学性能、微观组织和接头硬度.结果表明:在选定的工艺参数条件下,焊缝结合良好,接头平均抗拉强度达到555MPa,延伸率为18.7%,断面收缩率为20.8%;接头结合致密,无明显焊接缺陷;在焊缝处硬度最低,两侧的热影响区硬度明显增大,与母材相比没有出现软化现象.闪光对焊对Cr20Ni80合金的焊接具有良好的适应性,可得到性能优良的焊接接头.

三元Cu_(60)Ni_(20)Cr_(20)合金的制备及其显微组织

采用机械合金化,随后在750℃、58MPa下热压制备了致密的块体纳米晶Cu60Ni20Cr20合金,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段对比研究了不同晶粒尺寸的Cu60Ni20Cr20合金的显微组织。结果表明:随着球磨时间的延长,由于晶粒的细化和应变的结果,衍射峰偏移并有明显的宽化产生,Cr在Cu中的固溶度明显增加,在球磨40h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,其过饱和固溶体随热压和真空退火过程的进行会慢慢分解,合金由单相变成两相,α Cu和γ Cr两相颗粒均成倍长大,但仍保持纳米级尺度。扫描电子显微镜(SEM/EDX)观察表明,合金致密度很高且显微组织均匀。讨论了晶粒细化对合金显微组织的影响。

Ni_(80)Fe_(20)/Cu多层膜界面原子结构的分析

近来 ,超薄层的Ni80 Fe2 0 /Cu多层膜因其在巨磁电阻 (GMR)器件上的潜在应用而引起了极大的研究兴趣。众所周知 ,薄膜的电学和磁学性质明显地依赖于薄膜的微结构 ,如膜层的结晶性、应变分布、界面粗糙度以及原子互扩散等。由于巨磁电阻主要起源于界面自旋相关散射 ,有必要对Ni80 Fe2 0 /Cu多层膜的界面结构进行表征。但是 ,由于Ni80 Fe2 0 /Cu的原子散射因子差别非常小 ,用常规的X射线和电子衍射技术无法分析Ni80 Fe2 0 /Cu多层膜的界面结构。为克服这一困难 ,我们利用小角DAFS(衍射异常精细结构 )技术成功地分析了Ni80 Fe2 0 /Cu界面的原子密度和结晶性。所有样品都是用直流磁控溅射法在Si( 0 0 1 )衬底上制备的 ,其名义结构为 :Si( 0 0 1 ) /Fe( 80nm) / [Ni80 Fe2 0 ( 1 .8nm) /Cu(t) ]3 0 。其中 ,Fe为缓冲层 ,Cu层厚度分别为 0 .96nm和 0 .7nm。样品在优于 1 0 -3 Pa的真空中 ,1 5 0℃和 2 5 0℃的温度下分别进行了 1h的退火处理。用同步辐射X射线测量了样品特定衍射峰的强度随入射X射线能量的变化 ,即小角DAFS谱。结果分析表明 ,相对于Ni80 Fe2 0 和Cu体材料的原子密度差 (Δ0 )而言 ,多层膜中Ni80Fe2 0 和Cu的原子密度差别 (Δ)在退火之后明显减小 ,同时伴随着局域结晶性的改善。我们的结构还表?

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Cr_(20)Ni_(80)镍铬合金溅射靶材中多种元素

提出了一种用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法直接测定Cr20Ni80镍铬合金溅射靶材中主量元素Cr和次量元素Si、Mn、P、Cu、Fe、Ti、Ce的分析方法。在低温加热下用硝酸-盐酸混合酸(V硝酸∶V盐酸∶V水=65∶200∶735)溶解试样,选择Si 251.612nm、Mn257.611nm、P 178.287nm、Cr 284.984nm、Cu 324.754nm、Fe 259.941nm、Ti 334.941nm和Ce 418.660nm的光谱线作为分析线,大量基体元素如镍、铬、钇产生的基体效应影响可以通过基体匹配方法消除,谱线的重叠干扰和非光谱干扰不明显。测定主量元素Cr时,由于检测信号的短时漂移和波动对测定有影响,可以通过加入内标元素Y克服。对4种Cr20Ni80镍铬合金溅射靶材试样中上述8种元素进行测定,结果的相对标准偏差均小于2%,对Cr20Ni80镍铬合金标样中Si、Mn、P、Cr、Cu、Fe、Ti进行测定,测定值与认定值相符。

Cr20Ni80电热合金电渣重熔微观组织研究

采用ANSYS软件研究了冷却系数对Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭温度分布的影响,采用Pro CAST软件中的CAF模块研究了冷却系数以及形核过冷度对Cr20Ni80电热合金铸锭微观组织的影响,并将模拟结果与实际生产的铸锭微观组织进行了比较分析。结果表明,Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭的温度随冷却系数以及形核过冷度的增加而降低,柱状晶比例逐渐增大,铸锭底部的三角形晶区域也随着扩大。实际生产的Cr20Ni80电热合金电渣重熔的铸锭组织形貌与模拟结果比较接近。

氮含量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等仪器研究了不同氮含量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金显微组织中存在一些非金属夹杂物,主要为氮化物。随着氮含量增加,夹杂物的析出开始增多,且晶粒尺寸得到细化;合金的硬度和抗拉强度都随氮含量的上升先增加后减少;当氮含量为0.0331%时,室温力学性能最佳,硬度和抗拉强度达到最大值,分别为224.9 HV和868.6 MPa。

(Fe_(0.5)Ni_(0.5))_(80-x)Mo_xB_(20)非晶态合金的玻璃形成能力与热稳定性

采用XRD,TEM,DSC研究了(Fe0.5Ni0.5)80-xMoxB20(x=0,2,4,6,8)非晶态合金的玻璃形成能力和热稳定性,讨论了非晶态合金玻璃形成能力的表征,探讨了Mo对玻璃形成能力和热稳定性的作用机理。结果表明:Mo的加入可提高(Fe0.5Ni0.5)80B20合金的玻璃形成能力和热稳定性;Tx/Tm可用于表征(Fe0.5Ni0.5)80-xMoxB20非晶态合金的玻璃形成能力;合金组元数目增多、原子尺寸比增大及负混合热是Mo提高玻璃形成能力的主要原因。

Cr20Ni80电热合金丝的加热失效分析

采用20A恒流直流电源对长30 mm、直径0.8 mm的Cr20Ni80电热合金丝持续通电加热氧化。研究了Cr20Ni80合金丝氧化失效过程中电阻和晶粒大小的变化。通过SEM和EDS对该合金丝的组织及氧化膜进行研究。结果表明:该合金丝烧断后,小晶粒变成大晶粒,电阻增大,并产生磁性;横断面基体表面产生坑洞,边缘坑洞多,中心坑洞少;合金丝周围产生一层致密的氧化膜,氧化膜最外层是NiO层,氧化膜最内层是Cr_2O_3层;Si元素存在于氧化膜的两侧,阻碍氧的扩散,提高了合金的高温抗氧化性能,同时提高了镍基合金的塑性。

机械合金化对微波烧结Cu_(20)Fe_(80)合金组织性能的影响

采用机械合金化、冷压和微波烧结法制备了Cu_(20)Fe_(80)合金,通过X射线和SEM扫描电镜分析Cu_(20)Fe_(80)合金组织和相组成,并测定合金的致密度和硬度,研究了制备过程中Cu_(20)Fe_(80)合金组织的演变规律。结果表明:Cu_(20)Fe_(80)合金粉体呈层片状,随球磨时间增加,合金粉体得到细化,机械合金化程度增强;Cu_(20)Fe_(80)合金粉体的冷压坯组织呈层片状,随冷压压力提高,合金压坯由疏松逐渐密实,致密程度逐渐提高,成形性提高;微波烧结后合金组织呈层片状,随冷压压力和球磨时间增加,晶界逐渐明显,孔隙减少,致密度增加,硬度提高,最佳球磨时间为4 h。

铸态Cu20Ni35Mn合金的直接时效强化研究

制备成分为Cu20Ni35Mn的合金试样,对铸态锰白铜合金直接进行时效处理,研究了不同的时效工艺对锰白铜合金的强化效果,分析了时效强化机理.实验结果表明,锰白铜合金在铸态下可以直接进行时效处理,最佳时效工艺为:时效温度400～470℃,时效时间为60～72h,硬度可达到HV400以上.并发现MnNi相的析出是合金时效强化的主要原因.

Cr20Ni80电热合金电渣重熔数值模拟

采用ANSYS软件中的热电耦合单元,研究了电渣重熔过程中熔铸电流、冷却系数及渣池深度对金属熔池温度分布的影响。采用ProCAST软件中的CAFE模块模拟了铸锭的微观组织,并将模拟结果与实际实验的微观组织进行了对比。结果表明:随着电流的增加整体温度逐渐上升;随着冷却系数以及渣池深度的增加,熔池温度逐渐降低,熔池深度逐渐变浅。实际生产与软件模拟的Cr20Ni80电热合金组织都由表层细晶区、柱状晶区以及等轴晶区3部分组成,且晶粒大小相近,说明模拟结果与实验结果具有一定的吻合性。

Al和Fe对Cr20Ni80电热合金性能影响的第一性原理研究

采用第一性原理和实验相结合的方法探究了Al和Fe掺杂对Cr20Ni80电热合金弹性性能和电性能的影响。构建了Cr20Ni80超晶胞模型,确定了Al和Fe在超晶胞中的占位,并对模型的准确性进行了验证,计算了体系掺杂前后的形成热、结合能及能带结构,预测了Al和Fe掺杂对合金性能的影响趋势,并采用拉伸试验、X射线衍射以及电阻率测试等方法进行了验证。结果表明,Al和Fe的掺杂没有改变合金的物相,但导致合金的晶格发生了畸变,原子之间电子云的重新分布降低了合金的强度但提高了其塑性;掺杂使合金导带的能量范围变窄,合金的电阻增大。实验结果与第一性原理计算预测结果一致。

变形量对电热合金Cr20Ni80组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸试验机和电子探针分析仪(EPMA)等研究了不同变形量对Cr20Ni80电热合金组织和力学性能的影响。结果表明:合金经热轧后显微组织中析出的主要夹杂物为氮化物和碳化物;随着变形量的增大即试样直径的减小,夹杂物的析出开始增多,且分布不均匀,试样的抗腐蚀能力逐渐增强,合金的硬度和抗拉强度都先降后升;当变形后直径为3.2 mm时,试样的室温力学性能最差。

渗铝涂层对Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能的影响

为提高电热合金丝的抗高温氧化性能,采用固体粉末包埋法在Cr20Ni80电热合金丝表面制备渗铝涂层,通过高电阻电热合金快速寿命装置对渗铝试样在恒温1 000℃下进行高温氧化试验、在恒温1 200℃下进行快速寿命测试并拟合电阻随时间的变化曲线,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和热重分析仪(TGA)研究了渗铝涂层结构、氧化膜形貌、氧化膜相组成以及渗铝试样氧化动力学。结果表明:渗铝试样快速寿命相较于未渗铝试样提高了7.62%。渗铝涂层为双层结构,内外层厚度约为5μm和40μm。渗铝试样氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。氧化膜分为3层:最外层为Al2O3与微量NiO;次外层为Ni Al及少量Al2O3、NiO;最内层是富Cr层和Cr2O3,并存在少量不连续分布的Si O2。氧化初期,渗铝试样迅速在表面形成了一层均匀致密的Al2O3保护性氧化膜,有效地改善了Cr20Ni80电热合金丝抗氧化性能。

冷轧Cu80Fe20合金的显微组织及性能

研究了室温低应变速率下大变形冷轧Cu80Fe20合金的显微组织和性能。结果表明,Cu80Fe20合金经过冷轧变形后富Fe相的显微组织呈现出明显的纤维状,显微硬度刚开始变形时上升很快,随着变形的增加,增加的幅度逐步降低;电导率随着轧制变形的增加而降低,当达到一定量的大变形后,电导率又有上升。

制备方法对Ti_(50.2)Ni_(29.8)Cu_(20)合金显微组织和相变行为的影响

采用常规铸造和快速凝固两种合金制备方法,分别制备出化学成分为Ti50.2Ni29.8Cu20的合金体材料和合金薄带,利用XRD(X射线衍射仪)、TEM(透射电子显微镜)、DSC(差示扫描量热仪)等手段研究这两种制备方法对Ti50.2Ni29.8Cu20合金的马氏体相变行为和显微组织方面的影响。实验结果表明,经500℃退火1h处理后,Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带中出现大量B19马氏体和少量Ti2Ni析出相,而固溶后的Ti50.2Ni29.8Cu20合金体材料只存在B19马氏体,同时相比于体材料,薄带的B19马氏体衍射峰强度减小及B19晶格常数a、b增大,而c减小;Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的马氏体相变温度Ms比体材料的马氏体相变温度Ms低,且薄带的热滞△T也比体材料小。

退火工艺对Ti_(50.2)Ni_(29.8)Cu_(20)合金薄带中马氏体相变的影响

通过快速凝固法制备Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带,并利用XRD(X射线衍射仪)、DSC(差示扫描量热仪)、TEM(透射电子显微镜)等手段研究退火温度和退火时间对Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带马氏体相变的影响。结果表明,退火处理后Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的室温相主要是B19马氏体和少量的Ti2Ni析出相,在冷却和加热过程中只发生B2-B19单步马氏体相变;Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的马氏体相变温度随退火温度的升高先升高,但当退火温度升高到700℃时又略有降低,薄带的相变热滞随退火温度的升高而减小,从13.4℃减小到8.7℃;Ti50.2Ni29.8Cu20合金薄带的马氏体相变温度随退火时间的增加而增加,而薄带的相变热滞对退火时间不敏感。