晶粒细化对Fe-Cr、Ni-Cr合金氧化行为的影响

采用机械合金化法制备块体纳米晶Fe-20Cr、Ni-20Cr合金,并研究其在1000℃空气中的氧化行为.结果表明:由于晶粒细化,加快了Cr向合金表面的扩散速度,增加了活泼组元Cr氧化物的形核位置,降低了Fe-Cr、Ni-Cr合金形成单一连续Cr2O3氧化膜所需的临界Cr浓度,故机械合金化Fe-20Cr、Ni-20Cr合金氧化后形成了单一的Cr2O3外氧化膜,且氧化速率明显小于普通晶粒大小的熔炼Fe-20Cr、Ni-20Cr合金.

高Cr铸造Ni基高温合金K4648的显微组织

真空感应熔炼高Cr铸造Ni基高温合金K4648,重熔浇注成等轴晶成形试棒。对薄截面试棒和厚截面中柱管浇道进行(1180℃,4h)固溶处理和(1180℃,4h)+(900℃,16h)标准热处理。铸态和热处理态试样通过光学金相、定量金相、扫描电镜及能谱分析和X射线衍射分析确定合金中相的种类、形貌和成分。结果表明:K4648合金铸态组织中主要存在γ基体、初生α相和MC碳化物;初生α相是Ni、Mo和W在Cr中的过饱和固溶体,其中Ni含量(摩尔分数)可达30%以上,本研究中的α相可命名为α-(Cr,Ni);在0.2N载荷下,该α相的维氏显微硬度值为6.3GPa,是一种硬而脆的相;经(1180℃,4h)固溶处理,初生α相和MC碳化物都会回溶,并且转变为M23C6碳化物,M23C6碳化物比初生α相具有更高的Cr含量和更低的Ni含量。固溶处理后特别是在厚截面试样中还残存未转变的α相和MC碳化物。(1180℃,4h)+(900℃,16h)标准热处理后,合金内部广泛析出片状次生α相和γ′-Ni3(Al,Ti,Nb)相,且在晶界区补充析出粒状M23C6碳化物,起到强化合金的作用。

西藏罗布莎Fe-Cr-Ni合金的X射线晶体学研究

在西藏罗布莎蛇绿岩块的铬铁矿中 ,存在一种Fe -Cr -Ni合金 ,电子探针分析确定其化学分子式为Ni0 .4 5Cr0 .2 9Fe0 .2 6 。其X射线粉晶衍射数据 (括号内为I/Io ,hkl)为 :2 .0 60 (1 0 0 ,1 1 1 )、1 .775(70 ,2 0 0 )、1 .2 61 (60 ,2 2 0 )、1 .0 76(50 ,31 1 )、1 .0 2 7(50 ,2 2 2 ) ,晶体结构应属于金属元素的γ_Fe物相。按其所属空间群金属元素的排列方式 ,确定其原子坐标并计算了理论粉晶衍射图 ,结果表明 ,理论粉晶图谱与实测粉晶衍射数据基本一致。该Fe -Cr -Ni合金晶体学参数可归纳为 :a =3 .562 2 ,空间群Fm3m ,单位晶胞中的分子数Z =4,Dc=8.2 1 2 g/cm3。

配位剂对电沉积Fe-Ni-Cr合金电化学行为的影响

利用线性电势扫描法和循环伏安法分别讨论了配位剂对Fe2+、Ni2+、Cr3+单独电沉积和Fe-Ni-Cr合金共沉积电化学行为的影响,并采用SEM和XRD技术对合金镀层表面形貌和结构进行了表征。实验结果表明,有配位剂存在时,Fe2+单独沉积电势向正方向移动,Ni2+单独沉积电势向负方向移动,且两者析出电势均在-0.85V附近;在简单铬离子水溶液中,不能沉积出金属铬,有配位剂存在时,Cr3+溶液可以得到金属铬;在合金镀液中,没有配位剂存在时,不能得到Fe-Ni-Cr合金镀层,有配位剂存在时,可以得到晶粒平均尺寸为87nm的光亮致密的Fe-Ni-Cr合金镀层,说明配位剂能与Cr3+在电极表面形成电活性配合物,使Cr3+容易在电极上放电,另一方面说明Ni、Fe的析出对Cr的沉积有诱导的作用,使铬在合金镀液中沉积电势正移,实现Fe-Ni-Cr合金共沉积。

电沉积仿不锈钢Fe-Ni-Cr合金镀层的工艺研究

通过对电沉积仿不锈钢Fe-Ni-Cr合金镀层的工艺研究,优化并确定的镀液组成及工艺条件为:Cr2(SO4)3.6H2O 200 g/L、FeSO4.7H2O 9 g/L、NiSO4.6H2O 6 g/L、柠檬酸铵60 g/L、抗坏血酸10 g/L、H3BO325 g/L、(NH4)2SO4100 g/L、NaF 4 g/L、十二烷基硫酸钠0.06 g/L、温度50℃、pH1.5、阴极电流密度16 A/dm2。在该条件下所得镀层的外观、组成、硬度和耐蚀性能等都基本上与304不锈钢相近。

铈对Fe-Ni-Cr合金耐磨耐蚀性能的影响

根据磨蚀理论,设计了一种含Ce耐磨耐蚀合金,用SEM、X ray对磨损形貌进行了观察分析。结果表明,加入Ce可以获得致密化程度较高、分布均匀的组织,明显增加了合金碳化物中铬的含量,使碳化物的显微硬度提高,表面有CeFe7新相产生,并引起奥氏体、铁素体含量的增加,改变了试样表面的微观结构,从而提高了Fe Ni Cr合金的耐磨耐蚀性能。

Ni-Fe-Cr合金在铁基体上的电沉积

以柠檬酸为配合剂,在氯化物–硫酸盐体系中,通过电沉积的方法在铁基体上获得了含42.2%～63.4%Ni、30%～57.3%Fe和0.5%～6.6%Cr的Ni–Fe–Cr合金镀层。采用能量色散X射线谱分析了合金镀层的成分,研究了电流密度、温度、pH对合金镀层成分的影响。确定了最佳工艺条件为:电流密度12～18A/dm2,pH1.6～2.7,温度20～30°C。X射线衍射分析表明,Ni–Fe–Cr合金镀层为面心立方晶体结构。扫描电镜观察表明,镀层表面由密集的球形小颗粒组成。镀层光亮,与基体结合良好,在w=5%的NaCl溶液中具有良好的耐蚀性。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定哈氏合金中Cr、Fe、Mn、Mo、Ni的含量

哈氏合金（Hastelloy alloy）由Ni、Cr、Mo、Fe等元素组成,属于高等镍基合金,镍为面心立方结构,晶体学上的稳定性使得它能够比铁基合金容纳更多的合金元素[1]。哈氏合金作为高级镍基合金,在湿氧、亚硫酸、强氧化盐介质中都有优异的抗腐蚀性能[1],同时具有优良的强度、塑性、韧性、冶金稳定性、可加工性及可焊接性,已广泛应用于航空航天、核电及船舶等领域[2]。

固溶温度对Fe-Ni-Cr合金力学性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜 (SEM)、X射线能谱仪 (EDS)、X射线衍射 (XRD)及透射电镜 (TEM)研究了固溶处理温度对Fe Ni Cr合金的组织和力学性能的影响。 1 0 0 0℃固溶处理及时效条件下 ,Fe Ni Cr合金的强韧性较好 ,σb、σ0 2 高达 1 2 77MPa及 985MPa,δ、Ψ值分别达到 2 5 %、43% ;随着固溶温度的提高 ,强度及韧度指标明显下降 ;固溶温度超过 1 1 0 0℃后 ,合金中TiC相逐渐溶解 ,奥氏体晶粒明显粗化 ;固溶温度较高时 ,沿晶界析出的薄片状M3 B2 间隙相 ,导致Fe Ni Cr合金强韧性不同程度的下降。

铁基形状记忆合金0Cr12Ni6Mn16Si5的研制

探讨了 0Cr12Ni6Mn16Si5形状记忆合金的工业化生产工艺 ,0Cr12Ni6Mn16Si5可以采用EF1+AOD +EF2进行冶炼。合金具有强的热敏感性和高温变形抗力 ,高温可加工热塑性温度区间比较窄 ,温度超过 110 0℃ ,塑性直线下降。铸锭的开锻温度为 10 80℃ ,终锻温度为 90 0℃ ;锻造管坯只有采用挤压方法实施管材成型。

电沉积制备Fe-Cr-Ni泡沫合金工艺研究

以聚氨酯泡沫为基体,通过化学镀镍、电沉积Fe-Cr合金和烧结处理等工艺制备了Fe-Cr-Ni三元泡沫合金,研究了其制备工艺条件,尤其是电流密度、Cr3+浓度与Fe2+浓度的比值和镀液pH值等对镀层质量和三元泡沫合金中铬元素含量的影响,得到在聚氨酯泡沫上电沉积Fe-Cr合金的最佳工艺为:pH=2～3,c(Cr3+)/c(Fe2+)=10～12,电流密度15～22A/dm2,搅拌。用X射线荧光探针(XRF)对用最佳工艺下制备的三元泡沫合金的化学成分进行了测试,测得其中Cr在18%～20%之间,Ni在8%～10%之间,Fe在70%～74%之间,其成分与18-8不锈钢很接近。

铁基形状记忆合金0Cr9Ni6Mn16Si5的生产工艺

研究了0Cr9Ni6Mn16Si5形状记忆合金的生产工艺和性能。研究结果表明,0Cr9Ni6Mn16Si5合金可以采用EF+VOD+VHD工艺冶炼。该合金具有强的热敏感性和高温变形抗力,高温可加工热塑性温度区间比较窄,温度超过1100℃时塑性直线下降。铸锭的开锻温度为1080℃,终锻温度为900℃;锻造管坯只有采用挤压方法实施管材成形。挤压成形的毛坯管可以采用冷轧与冷拔相结合的方法进一步加工成薄壁管。

形变时效温度对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响

研究了直接时效和形变时效温度对Fe-13Mn-5Si-8Cr-4Ni-0.2C合金形状记忆效应和微观组织的影响。结果表明,直接时效后Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金在奥氏体晶界和晶内只有少量Cr23C6第二相弥散析出,而形变后再时效有大量的Cr23C6在奥氏体晶内沿某些特定的方向析出,显著强化基体的同时提高了ε马氏体的可逆逆转变性。形变时效温度影响第二相的析出数量和方向性,从而影响合金的形状记忆效应,存在一个最佳的时效温度。当形变后在1073 K时效300 min时,不仅第二相数量多且在晶内析出的方向性好,合金的形状记忆效应达到89%。

Ga,In对Fe_(40)Ni_(40)P_(14)B_6共晶合金非晶形成能力的影响

采用助熔剂净化和铜模铸造相结合的工艺 ,用工业纯原料制备出块体非晶合金 (Fe4 0 Ni4 0 P1 4B6 ) 1 0 0 -xGax(x =4～ 6 )和 (Fe4 0 Ni4 0 P1 4B6 ) 1 0 0 -x -yGaxIny(x =2 ,4 ;y =6 -x)。样品为直径 3mm的圆柱体和宽 6mm、厚1mm的片材 ,长度都在 2 0mm左右。研究了Ga ,In对Fe4 0 Ni4 0 P1 4B6 共晶合金非晶形成能力的影响。XRD、DSC等分析表明 ,当x =4～ 6时 ,(Fe4 0 Ni4 0 P1 4B6 ) 1 0 0 -x(Ga ,In) x 合金具有强的非晶形成能力。

MIM Fe-Ni-Cr低合金钢的性能和组织

研究了以Fe-2Ni为基体,向其中分别加入0.5%、1%和3%的Cr时,合金烧结态和热处理态的力学性能和微观组织变化。结果表明,随着Cr含量的增加,合金密度降低,孔隙增多且变大;烧结态强度和硬度增加,伸长率和冲击吸收功下降。Fe-2Ni-3Cr合金的强度和硬度最高分别为975 MPa和73.3 HRB;Fe-2Ni合金的伸长率和冲击吸收功最高分别为12%和7.6 J;热处理态合金强度相差不大,Fe-2Ni-0.5Cr的强度最高达到1 240 MPa;伸长率和冲击功下降;硬度增加。烧结态合金的微观组织为珠光体+很少量的铁素体,Fe-2Ni-3Cr合金中出现Ni的富集区;热处理态合金的微观组织加入Cr后变为回火马氏体,且在Fe-2Ni-3Cr合金中出现网状的二次渗碳体。

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。

热处理对添加少量Cr、Fe的Ti-Ni合金组织和力学性能的影响

采用真空熔炼法制备Ti_(45)Ni_(55)Cr_(0.3)和Ti_(45)Ni_(52)Fe_3合金(元素含量为摩尔分数)铸锭,对其进行均匀化处理以及850℃/1 h固溶和水淬后,分别采用3种不同的工艺进行热处理:1)850℃/1 h固溶,2)375℃/1 h时效,3)25%冷轧+375℃/1 h退火,研究热处理工艺对合金的相变特性、力学性能、内耗性能和微观组织的影响。结果表明,Ti_(45)Ni_(55)Cr_(0.3)和Ti_(45)Ni_(52)Fe_3合金的基体均由B2与R相组成;Ti_(45)Ni_(55)Cr_(0.3)合金经过375℃/1 h时效或25%冷轧+375℃/1 h退火处理后,析出Cr3Ni2粒子,时效后抗拉强度为1 385 MPa,时效升温过程的峰值内耗达到0.53;Ti_(45)Ni_(52)Fe_3合金经过25%冷轧+375℃/1 h退火后析出Ti3Ni4相,抗拉强度为770 MPa;与其它热处理工艺的升温过程相比,Ti_(45)Ni_(52)Fe_3合金的时效升温过程峰值内耗最高,达到0.158;降温过程中,Ti_(45)Ni_(55)Cr_(0.3)合金在时效降温过程中发生B2→R→M相变,退火的降温过程中发生B2?R相变,而Ti_(45)Ni_(52)Fe_3合金在退火的降温过程中发生B2→R→M相变。

Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金结构与力学性质的第一性原理研究

运用以密度泛函理论为基础的投影缀加波方法,研究Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金不同相结构的总能、磁性和力学性质.结果表明,Fe_(14)T_2(T=Cr,Mn,Co,Ni)二元合金的体心立方相(bcc相)的铁磁态能量最低,应为体系的基态.铁磁性的面心立方相(fcc相)具有高自旋和低自旋的特性,而反铁磁性的fcc相具有更低的能量,相对铁磁态更为稳定.弹性常数的计算表明,铁磁性fcc相的HS态和铁磁Fe_(14)Ni_2fcc相LS态在力学上不稳定,其他相均在力学上稳定.

Ti和/或Nb对高温合金25Cr37Ni0.6Nb组织和力学性能的影响

研究了150 kg真空感应炉冶炼并轧成30 mm板的0.05C-25Cr-37Ni-0.6Nb （0.6Nb）,0.05C-25Cr-37Ni-0.6Nb-0.6Ti（0.6Nb-0.6Ti）和0.05C-25Cr-37Ni-1.8Nb（1.8Nb）3组合金1 160～1 220℃1h空冷固溶处理的组织和性能.结果表明,与0.6Nb合金相比加Ti的（0.6Nb-0.6Ti）合金的晶粒明显粗化,析出相主要为微米级Ti（CN）,室温强度降低,760℃蠕变性能降低;增加Nb含量的1.8Nb合金的晶粒细化,析出相主要为纳米级Nb（CN）,室温强度和蠕变性能没有明显变化.

制备冷速对Fe40Ni40P14B6非晶态合金晶化动力学的影响

通过J-quenching和melt-spinning技术制备Fe40Ni40P14B6块体非晶态合金和非晶薄带样品。利用差示扫描量热法对这两个不同制备冷速下获得的非晶态合金样品的热力学行为以及晶化过程的非等温晶化动力学行为进行研究。结果表明：两种样品的玻璃转变温度和初始晶化温度没有明显的差别,但非晶薄带总的晶化放热焓要大于块体非晶态合金的。随着制备冷速的降低,样品的表观激活能增加,两种制备技术获得的非晶态合金的局域Avrami指数（n）大部分处于1.5～2.5之间,表明晶化机制为受扩散控制的共晶型长大,且小尺寸晶粒长大的同时还伴有形核,形核率随时间减小。样品的n指数同样随着制备冷速的降低而减小,低制备冷速下获得的样品具有较高程度的短程有序。