细晶Nb-16Si难熔合金的制备及其烧结-锻造短流程成形

以高纯Nb和Si粉末为原料,通过机械球磨+真空热压烧结制备了高致密度的Nb-16Si难熔合金.利用SEM和XRD分析了球磨后复合粉末的形貌变化以及热压烧结后材料的显微组织和相组成.机械球磨后粉末颗粒获得细化,Si固溶于Nb形成间隙固溶体,烧结后材料由铌基固溶体(Nb_(ss)),Nb_5Si_3,Nb_3Si及少量高Si含量的铌基固溶体(Nb_(ssI))组成,平均晶粒尺寸约为2μm,呈等轴状.烧结材料呈现典型的穿晶断裂模式及韧性相增韧.测定了材料的Vickers硬度及各相的纳米硬度,利用单边切口直通梁法(SENB)测定其室温断裂韧性.利用烧结-锻造技术成形了Nb-16Si难熔合金推力室模拟件,其微观组织与热压烧结材料相似,力学性能较烧结材料有所降低,与金属间化合物的大小有关.

激光熔化沉积工艺对Nb-16Si二元合金显微组织的影响

以纯Nb粉末、纯Si粉末或Nb_5Si_3粉末为原料,采用预置粉末法和双通道同轴送粉法,通过激光熔化沉积(LMD)技术制备3种Nb-16Si二元合金。使用SEM,EDS和XRD等手段分析合金的显微组织特征。结果表明:LMD制备的Nb-16Si合金均由NbSS和Nb_3Si两相组成。原料粉末的堆叠方式和化学状态强烈影响合金的显微组织。以纯元素粉末为原料,预置粉末法制备的Nb-16Si合金,由尺寸约1~5μm的枝晶状初生NbSS和NbSS/Nb_3Si共晶组织组成,合金显微硬度约773HV;双通道同轴送粉法促使显微组织细小均匀化,合金中初生NbSS相呈近等轴状均匀分布,平均尺寸仅约2μm,合金硬度提高至817HV;以Nb+Nb_5Si_3粉末为原料,双通道同轴送粉法制备的Nb-16Si合金呈伪共晶组织,其显微硬度高达907HV。

电弧熔炼Nb-16Si-2Fe合金铸态组织及高温压缩行为

目的了解Nb-16Si-2Fe合金热变形的高温力学行为,并掌握其变形过程中的组织演变。方法采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-16Si-2Fe合金,利用Gleeble-1500热模拟机对合金进行高温压缩实验,并通过XRD对合金相结构进行分析。结果合金由白色树枝晶状Nbss固溶体相、灰色连续基体Nb3Si相及黑色块状Nb4Fe Si相组成。试样在较低温度、较大变形速率压缩时,产生脆性断裂。在1200~1400℃范围内,随着变形温度的升高及变形速率的降低,试样开裂倾向减小,应力峰值降低。脆性Nb3Si相由连续分布变成孤岛状分布,并发生共析反应分解生成细小两相组织。结论高温压缩过程使硬脆相Nb3Si含量降低,韧性相Nbss相含量增加,合金高温强度下降,一定程度上降低了该合金的塑性加工难度。

TEMPERATURE DEPENDENCE OF PERMEABILITY OF Co_(66)Fe_4Mo_2Si_(16)B_(12) ALLOY

At different annealing temperatures, the saturation magnetostrictions and the correlation between the permeability μi and the temperature T （μi-T curves） of the Co66Fe4Mo2Si16B12 alloy were investigated using a small-angle magnetization tester and core tester. The experimental results showed that the μi-T curves had different shapes at different ranges of annealing temperature; the permeability μi of the alloy improved with the increase of the annealing temperatures below 460℃; when the alloy was annealed above 480℃, the poor magnetic properties were considered to be caused by larger saturation magnetostriction.

Effect of pressure on the feeding characteristics of ZCuZn16Si4 alloy

The experimental and numerical simulation methods were employed to study the effect of pressure on the feeding characteristics of ZCuZn16Si4 alloy castings. The results proved that different pressures would lead to different feeding distance of riser over a suitable pressure range, and the pressure can be used to greatly improve the feeding characteristics compared with gravity casting. It should be pointed out that current porosity criteria in the numerical simulation codes cannot yet be applied well enough to predict the porosity defects of low-pressure copper alloy castings.

Ce对过共晶Al-Si合金熔体粘滞性和结构的影响

研究了Ce对Al-16%Si合金熔体粘滞性的影响。结果表明:Ce的加入增加了合金熔体的粘度,且随着Ce含量的增加粘度值也增加。结合加入Ce的Al-16%Si合金氢含量的变化、凝固组织和DSC曲线研究了熔体结构的变化,分析了粘度与液态结构变化之间的关系。

激光功率对原位反应增材制造Nb-16Si二元合金显微组织的影响

以平均粒径约80μm的纯Nb和纯Si粉末为原料,采用500W、750W、1000W和1500W功率的激光束为热源,通过双通道同轴送粉激光熔化沉积(Laser melting deposition,LMD)技术制备了四种Nb-16Si二元合金。利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、X射线能量色散谱仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)以及X射线衍射仪(X-raydiffraction,XRD)等手段分析了沉积态合金的宏微观组织演变与维氏硬度。结果表明,随LMD激光功率由500W增至1500W,沉积试样表面形貌逐渐趋于光滑,相对密度由91.1%增至98.5%。激光功率对沉积态Nb-16Si合金相组成无明显影响,在高能激光束的作用下,纯Nb粉末与纯Si粉末发生原位反应,直接合成了室温亚稳态的Nb3Si相和NbSS(Niobium solid solution,NbSS)相。激光功率强烈影响Nb-16Si合金的显微组织形貌,随激光功率的增加,合金中先共晶NbSS相由枝晶状逐渐转变为细小等轴状,其平均尺寸由约50μm细化至1μm左右,合金中NbSS+Nb3Si共晶组织形态由细小的层片状共晶,逐渐转变为纳米级的NbSS相弥散分布在Nb3Si基体上的不规则共晶。随激光功率增加,合金的维氏硬度由605HV逐渐增加至898HV。

高硅Fe-Si-Ni熔体还原脱磷反应动力学

基于电硅热法生产300系列不锈钢镍、铬铁合金基料工艺开发,着重研究高硅Fe-Si-Ni熔体的还原脱磷问题。试验证明,Fe-Si-Ni熔体的脱磷率主要取决于熔体中的硅含量,固态脱磷渣的物相结构检测表明,磷元素在渣中的存在形式不仅有Ca_(3)P_(2)简单组分,还存在Ca_(4)SiP_(4)和Ca_(10+x)Si_(12-2x)P_(16)等复杂组分。提出了Fe-Si-Ni熔体还原脱磷过程发生"回磷"现象的反应机理,根据试验数据给出了10 kg感应炉的脱磷宏观反应动力学公式通式为dw([P])/dt=-Aw([P])+Bt(A、B为经验常数)。对于沉淀脱磷(SiCa合金作为脱磷剂,CaO-CaF_(2)为吸附渣),其宏观反应动力学公式为[%P]=0.101e^(-0.101t)+1.06×10^(-4)t^(2)-0.0301([%P]表示合金中磷的质量分数w([P])乘以100,t表示脱磷时间)。对于界面脱磷(CaO_((饱和))-CaF_(2)为脱磷渣),其宏观反应动力学公式为[%P]=0.113e^(-0.113t)+7.76×10^(-5)t^(2)+0.001 43。