Fe、Ni元素微合金化对Al-11Si铝合金微观组织及力学性能的影响

本研究利用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射X射线光谱(EDS)和拉伸试验机,研究了Ni(1.2及1.6wt.%)和Fe(0.6及0.8wt.%)含量对Al-11Si铝合金的微观组织及不同温度下的力学性能的影响。实验结果表明,适量的Ni元素对于Al-11Si合金中富含Fe相的类型、形态和分布具有积极作用。在Al-11Si铝合金中添加1.2wt.%Ni和0.6wt.%Fe可以生成一种类似“汉字状”的富Fe强化相。当进一步增加到1.6wt.%Ni和0.8wt.%Fe后,富Fe相变为了长针状,对Al基体产生严重的割裂作用,降低了合金力学性能。由于含有1.2wt.%Ni和0.6wt.%Fe的Al-11Si铝合金中生成了“汉字状”富Fe强化相,合金的高温拉伸性能得到了显著改善。在350℃的测试温度下,Al-11Si铝合金的抗拉强度(UTS)达到了139 MPa。

气雾化工艺对Fe-Si-Ni-Al-Ti软磁合金粉末物理性能的影响

采用惰性气体雾化法制备Fe-3％Si-2％Ni-0．5％Al-1％Ti软磁合金粉末，通过化学分析、激光粒度分析仪、电子探针等手段分别对粉末的成分、粒度分布和表面形貌进行表征，研究雾化压力、雾化温度和漏嘴直径对粉末粒径和形貌的影响。结果表明：雾化粉末中的Si、Ni、Al、Tj微量元素的成分偏差可控制在±0．2％以内，粉末碳含量可低至0．011％，氧含量低至0．10％。随着雾化压力由4．5MPa增大到6．5MPa，粉末的中值粒径减小，粉末粒度分布由双峰变为单峰，粉末球形度增大；随着雾化温度由1550℃升高至1650℃，粉末的中值粒径显著减小，粉末球形度先增大后降低；随着漏嘴直径由4mm增加至6mm，粉末的中值粒径增加，粉末球形度先增大后降低。实验得到的较优工艺参数为：雾化压力5．5MPa、雾化温度1600℃、漏嘴直径5mm，粉末粒度在14．45～71．35μm范围内，中值粒径D50为39．75μm，粉末球形度高，表面光洁。

退火工艺对Fe-Si-Ni-Al-Ti磁粉芯性能的影响

采用气雾化技术并结合模压成形方法制备Fe-3Si-2Ni-0.5Al-2Ti磁粉芯,通过热分析仪、X射线衍射仪、电子探针以及软磁交流测量装置表征和分析了绝缘包覆剂的热稳定性、磁粉芯的相组成、碳氧含量及磁性能,并探讨退火温度、升温速率、保温时间对磁粉芯性能的影响。结果表明:随退火温度由180℃升高至280℃,磁粉芯的矫顽力下降,磁导率增大,损耗降低;但进一步升高至380℃时,磁粉芯性能下降。升温速率过快(3℃/min)或过慢(1℃/min),均不利于磁粉芯性能的提高,较佳升温速率为2℃/min。当保温时间由60 min延长至90 min时,磁粉芯的矫顽力下降、有效磁导率增大、损耗降低;但进一步延长保温时间(150 min)对磁粉芯性能的改善并不明显。

激光熔覆和重熔制备Fe-Ni-B-Si-Nb系非晶纳米晶复合涂层

采用激光熔覆和重熔的方法在低碳钢CCS-B上制备Fe-Ni-Si-B-Nb系非晶纳米晶复合涂层。利用X射线衍射、扫描电镜、EDAX能谱及透射电镜分析涂层的物相、组织结构,运用显微硬度计、纳米压痕仪及摩擦磨损试验机研究涂层的显微硬度分布、微观力学性能及摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的组织由表面至基体分为非晶纳米晶复合区、熔覆层与基体,其中,复合区为Fe2B、γ-(Fe,Ni)多晶和非晶相的混合组织;涂层的最高显微硬度达到了1 369 HV;涂层的平均摩擦因数为0.275;涂层的主要磨损形式是磨粒磨损和粘着磨损,具有良好的摩擦磨损性能。

Cu-Ni-Si-Cr-Fe合金时效强化特性的研究

研究了Cu Ni Si Cr Fe合金的时效强化特性。结果表明 ,该合金在时效温度为 45 0～ 5 0 0℃ ,时效时间 3～ 4h的条件下可获得最佳强化效果 ,经 6 0 0～ 70 0℃的高温时效处理 ,该合金仍能保持较高的硬度。

Ni－Fe－Cr－B－Si涂层超塑扩散焊接的强化效应及耐磨性

研究了Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｂ－Ｓｉ合金涂层超塑性扩散焊接及焊接后的强化效应。通过对涂层的组织结构分析、硬度及耐磨性能的测试表明，当基材（５ＣｒＭｎＭｏ钢）与涂层产生协调超塑变形时，涂层原颗粒间、涂层与基材结合界面完全焊合。超塑焊合后的涂层比高频重熔及火焰重熔涂层硬度（ＨＶ）提高１００－１５０，耐摩擦磨损性能提高３０％。指出，沉淀强化、细晶强化及晶内位错密度增加是引起涂层强化效应和提高耐磨性的主要因素。

Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金管接头形状记忆效应和耐腐蚀性能的研究

研究了Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金管接头形状记忆效应和耐腐蚀性能。结果表明,随着预变形量的增加,管接头的形状记忆效应下降,而恢复应变呈上升趋势,当预变形超过5.3%左右时,上升幅度不大;连接状态的管接头在模拟油田介质中的耐腐蚀性能比3.5%的NaCl溶液中的抗蚀性差;在模拟油田介质中,连接状态和未连接的管接头相比,由于回复应力使表面产生拉应力以及应力诱发ε马氏体的存在,使连接状态的管接头耐腐蚀性能下降;随着预变形的增大,由于回复应力、管接头裂纹以及晶体缺陷密度增加的共同作用,使连接状态的管接头耐腐蚀性能降低。

非晶软磁合金CO_65Fe_4Ni_2Si_15B_14的纳米晶化动力学研究

采用差示扫描量热分析(DSC)和X射线衍射技术(XRD)研究了非晶态合金Co_(65)Fe_4Ni_2Si_(15)B_(14)的非等温晶化动力学。结果表明,初始晶化的晶化峰值温度T_p与升温速率β呈线性关系:T_p=11.49lnβ+795.43。采用Kissinger和Doylle-Ozawa方法计算了表观晶化激活能E_a,分别为471.68kJ/mol和461.50kJ/mol。进一步研究发现,该非晶合金的晶化为多阶段的连续形核直至饱和的过程;当进入稳定晶化阶段时,剩余非晶的局域晶化激活能逐渐下降,非晶基体的热稳定性降低,这是由B原子的高温扩散导致的。同时,局域Avrami指数n(α)也反映了不同晶化阶段的形核长大机制。

Mn和Ce对Fe-Ni-Mn-C-Si-Ce系合金组织和性能的影响

采用熔炼法制备出新型高耐磨的Fe-20Ni-xMn-3.5C-2.5Si系固体自润滑材料,研究稀土元素Ce对Fe-20Ni-xMn-3.5C-2.5Si系合金中石墨的球化作用及Mn含量对力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着Mn含量的增加,合金凝固组织中奥氏体的硬度逐渐增大,特别是Fe-20Ni-xMn-3.5C-2.5Si-0.75Ce系合金在摩擦过程中的表面硬度大幅度提高,呈现出高锰钢特有的表面加工硬化性质,通过TEM可以观察到磨损表面生成孪晶型马氏体;添加0.75%(质量分数)的稀土Ce可以使结晶的石墨球化,使抗拉强度和抗弯强度大幅度提高,大约比未经球化处理的提高3～5.8倍;稀土Ce的加入可以促进Fe1.1Mn3.9C2型碳化物的生成,使材料的耐磨性进一步提高,其中Fe-20Ni-16Mn-3.5C-2.5Si-0.75Ce合金的磨损率最低,大约是QT500球墨铸铁的1/13。

复合稀土对Fe-Mn-Si-Ni-C合金形状记忆效应的影响

通过弯曲法测量、热循环训练、扫描电镜、X射线衍射等方法,研究了复合稀土对Fe Mn Si Ni C合金形状记忆效应的影响。研究结果表明,Fe Mn Si Ni C合金中加入复合稀土,能够明显细化合金的金相组织,显著提高合金的形状记忆效应,并使合金表现出微弱的双程记忆效应。试验结果还表明,第一种训练途径以及加入微量复合稀土是降低应力诱发ε马氏体稳定化行之有效的方法,X射线衍射结果表明,该训练方法有助于提高合金中ε→γ转变的ε逆转变率,对提高合金的记忆性能起积极的作用。

C-Fe-X(X=Mn,Si,Cr,Ni)熔体中组元活度的解析

将过剩自由能表达为组元的多项式函数。以该体系液相区边界条条件为基础,用拟合法确定碳偏mole自由能表达式中的参数,然后,用“I—D”法给出组元X的活度系数,此法可以确定各C—Fe—X系整个液相区中任一组元的活度,解析结果与文献上的试验结果吻合得很好。

新型Ni55Fe35Si10钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊

采用新型三元不含B元素的Ni55Fe35Si10钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行润湿试验及搭接钎焊试验研究.试验在真空钎焊炉中进行,保温温度分别为1 180℃和1 220℃,保温时间为10 min.对所得润湿试样进行润湿角测量,并用扫描电镜和能谱对钎焊试样微观组织和元素分布行为进行观察和分析.最后,采用显微硬度计测量搭接试样界面硬度的分布趋势.研究结果表明:钎料在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面具有良好的润湿能力,在1 180℃和1 220℃时润湿角分别为14.8°和13.1°.钎焊温度增加时,界面金属间化合物数量减少,改善了接头组织,金属间化合物表现出较高的显微硬度值.

等离子束表面冶金Fe-Cr-Ni-B-Si-C涂层耐海水腐蚀性研究

用等离子束表面冶金方法在低碳钢表面制备Fe-Cr-Ni-B-Si-C涂层,借助光学显微镜、X射线衍射仪和能谱仪研究了冶金层的组织形态、物相组成。用静态浸渍法检测该涂层在海水中的耐腐蚀性能。结果表明:该涂层与基体呈冶金结合,内部组织均匀细密无缺陷,是固溶了大量Cr的-γFe相与高硬度析出相的共晶组织;其在海水中的耐蚀性远高于0Cr18Ni9Ti不锈钢,两者在海水中均表现为点蚀。

Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金ε→γ转变热分析

用差示扫描量热仪（ＤＳＣ－７）测量试样的转变焓（ΔＨ）和转变温度（Ｍｓ，Ａｓ，Ａｆ）。试验预变形量分别为０％、６％和８％，加热和冷却速度分别为１００Ｋ／ｍｉｎ和２０Ｋ／ｍｉｎ。结果表明，合金在１０００Ｋ下退火ε→γ转变没有全部进行。热循环不仅降低Ａｓ点也降低Ａｆ点。随着预应变量增加，转变焓增加，Ａｓ点降低。

淬火对Fe-Mn-Si-Cr-Ni记忆合金回复率的影响

研究淬火加热温度对（ｗ％）Ｆｅ－１４．９Ｍｎ－６．３Ｓｉ－８．８Ｃｒ－５．２Ｎｉ形状记忆合金形状回复率的影响。试验结果表明，形状回复率随淬火加热温度升高而提高，７００℃～８００℃淬火，达到最大值，随后回复率随淬火加热温度进一步升高而降低。淬火加热温度越高，热诱发ε马氏体数量越多。热诱发ε马氏体对形状记忆效应具有双重作用。适量的热诱发ε马氏体有利于提高形状回复率。

电脉冲时效对Fe14Mn6Si8Cr5Ni合金微观组织及形状记忆效应的影响

研究了电脉冲时效对Fe14Mn6Si8Cr5Ni合金微观组织及形状记忆效应的影响。研究结果表明预变形后的合金经电脉冲时效其形状记忆效应提高幅度比不预变形合金电脉冲时效幅度大。10%拉伸预变形合金经电脉冲时效1s,其形状回复率便提高到(70.3±1.0)%;时效300s,其形状回复率提高到(87.5±1.0)%,比固溶态合金提高了82.3%,而不预变形直接电脉冲时效合金只比固溶态合金提高了22.3%。经金相和TEM分析,预变形后电脉冲时效的合金中已无热诱发ε马氏体出现,这使得基体奥氏体增多;同时电脉冲能促使预变形时引入的空位和位错迅速崩塌形成层错。正是这两方面的原因使得预变形后电脉冲时效能迅速地提高合金的形状记忆效应。

Ni、Cr对Fe-Ni-Mn-C-Si系合金组织和摩擦磨损性能的影响

采用熔炼法制备出新型高耐磨Fe-xNi-10Mn-4C-4Si系固体自滑润材料,研究了元素Ni和Cr对合金凝固组织及摩擦磨损性能的影响。结果表明,几种合金的凝固组织均由奥氏体基体、石墨、碳化物组成;随着Ni含量的增加,合金中石墨面密度逐渐增大,碳化物形成数量逐渐减少,材料的摩擦系数有所下降;w(Ni)<12%时,3%的Cr加入量使凝固组织中碳化物的数量大幅度增加,合金的耐磨性能大幅度提高。其中Fe-8Ni-10Mn-3Cr-4C-4Si合金的摩擦系数最小(0.18),磨损率仅为QT500球墨铸铁的1/10。

一种新型Fe-Mn-Si-Ni系形状记忆合金的研究

本文采用电镜和X射线衍射分析研究了Fe-25.38Mn-3.47Si-2.98Ni合金的fcc(γ)→hcp(ε)马氏体相变;系统考察了形变温度,形变量等参数对形状记忆效应的影响。结果表明,试验合金在热轧状态于77-300K温度范围内变形,均能呈现良好的形状记忆效应。其微观机制与应力诱发γ→ε马氏体相变有关。

淬火温度对Fe-Mn-Si-Cr-Ni记忆合金形状记忆效应的影响

本文研究淬火温度对Fe Mn Si Cr Ni记忆合金形状记忆效应的影响 ,并从合金层错能和显微组织两方面讨论了对其产生影响的原因。结果表明 :合金的回复率随着淬火加热温度的升高而升高 ,70 0℃时达到最大值 ,随后又随温度的进一步升高而降低 ;淬火温度越高 ,热诱发ε马氏体数量越多 ,热诱发ε马氏体对形状记忆具有双重作用 ,适量的热诱发ε马氏体有利于提高形状回复率 ;随着淬火温度的升高 ,合金的层错几率有着和回复率相似的变化规律 ;层错几率越大 ,层错能越低 。

粉末冶金法制备Fe-Si-Ni磁粉芯及其磁性能

采用熔炼-铸锭-球磨的方法制备了Fe-Si-Ni粉末,经过预退火热处理、绝缘包覆后将粉末压制成磁粉芯,并对成型后的磁粉芯进行去应力退火处理。对Fe-Si-Ni粉末及磁粉芯的性能系统地进行了检测分析。结果显示:经过预退火处理后的Fe-Si-Ni粉末具有较高的饱和磁化强度(Ms)。Fe-Si-Ni磁粉芯的有效磁导率(μe)在10~1000kHz的频率范围内变化很小,且随着Ni含量和退火温度的升高而增大。Fe-Si-Ni磁粉芯有着良好的直流叠加特性(dc-bias),当Ni≥5wt.%时,尽管磁导率百分比随着退火温度的升高逐渐减小,然而在外加直流磁场强度为50Oe时,磁粉芯的磁导率百分比均在70%以上。品质因数(Q)随着Ni含量和退火温度的升高逐渐增大,磁芯损耗随着Ni含量和退火温度的升高而减小。当Ni=8wt.%,退火温度为750℃时,磁粉芯在50kHz,50mT下的磁芯损耗有最小值312mW/cm3。