基于Thermo--Calc的中锰中铝Fe--Mn--Al--C低密度钢类Schaeffler相图绘制与评估

含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注。本文利用Thermo-Calc热力学计算软件结合TCFE 7数据库，计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态，总结其两相区相比例的变化规律，通过平移和修正等处理方法，绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图。结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能，并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性。绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息，可用于新型含铝低密度钢的合金设计。     

“双线法”在杠杆规则中的数学表达

杠杆规则是相图复相区中计算共轭平衡相物质相对数量的一个公式.以杠杆规则为依据,利用相似三角形证实了“双线法”是两次运用杠杆规则的结果,是杠杆规则的特例.     

定压二元系T—X液固相图特征

每一种定压二元系T-X液固相图都可分为虚、实两部。吉布斯相律只适用于图中的实部。若从相图中与每一虚点相对应的两共轭点之物相状态来看,在众多的二元系相图中,只有熔离作用、完全互溶的固溶体两种基本相图,其他任何一种二元系相图均可归结为这两种相图的变型和组合。以定压二元系T-X液固相图探讨岩浆结晶、熔融过程时,最重要的是掌握等浓度线法则,虚、实部概念,并应用杠杆规则、平衡反应原理,这样,对任何一种复杂的定压二元系T-X液固相图,便可一目了然。     

一种TRIP/TWIP型双相不锈钢的相图及其亚稳奥氏体组织稳定性计算

利用热力学软件Thermo-calc计算了一种具有相变诱导塑性(TRIP)和/或孪晶诱导塑性(TWIP)功能的双相不锈钢的相图及其中亚稳奥氏体(相)组织的稳定性,得到了其M-N的伪二元平衡相图、平衡条件下的相比例变化、两相中合金元素的配分规律以及层错能SFE与马氏体转变温度M_(d30)的变化规律。计算结果表明,试验钢中相组成、相比例等均对温度敏感,特别是在不同加热温度下(800~1 200℃),由于两相中合金元素含量变化,使得亚稳奥氏体相稳定性(SFE和M_(d30))发生改变,进而将导致试验钢的变形机制变化。     

Zn—Al—Cu系合金的冶金学分析

本文采用扫描电镜能谱分析,扫描、透射电镜和光学显微镜形貌分析,对照相图对Zn-Al-Cu系合金的组织形成规律及相的成分进行了定性及定量研究工作,系统地阐明了Zn-10～60％Al-2～5％Cu等各种合金在不同疑固条件下的显微组织及其疑固过程以及主要相的物理参数。     

粉末冶金法合成Gd-Sn-Te体系合金

用粉末冶金方法合成了系列Gd-Sn-Te体系合金,并利用X射线衍射仪和差热分析仪分析试样的相组成和相变.结果表明,该工艺制备的试样成分和组织均匀,元素Gd可以比较均匀地固溶到合金体系中,达到了所需的平衡态.此制备方法满足相图和相结构研究的要求.     

辐照条件下Zr-Nb二元合金的相图计算

通过考虑辐照引起的弹道混合效应,应用热力学模型和辐照条件下的有效自由能模型,研究了辐照诱发产生的缺陷对Zr-Nb二元合金相稳定性的影响.基于Zr-Nb二元合金的扩散参数和已优化的热力学参数,计算了不同辐照条件下Zr-Nb二元合金的稳态相图.计算结果表明,Zr-Nb二元合金的稳态相图与热力学平衡相图在低温下存在显著的差异:在辐照条件下,原本在高温时稳定存在的(βZr,Nb)相延伸至低温区域,同时出现了一个低温包析反应(Nb)+(αZr)(βZr,Nb),包析反应的温度随着辐照强度的增大而升高,从而使得(βZr,Nb)相的范围也随之增大.     

二元合金超微粉末中化合物相生成规律的研究

采用感应加热式的气相蒸发法制备了 Mg- Sb,Bi- Mg,Pb- Mg,Mg- Zn和 Sb- Zn五种合金的超微粉末 ,研究了超微粉末中的相生成规律及粉末粒子的形貌和组织特征 .在 5种合金的超微粉末中均未出现在其合金相图上不存在的化合物相或固溶体相 .在 Mg- Sb合金超微粉末中生成了β-Mg3Sb2 高温相 ,在 Bi- Mg合金超微粉末中生成了 γ- Mg3Bi相 ,在 Mg- Zn合金超微粉末中生成了ε- Mg Zn2相 ,在 Sb- Zn合金超微粉末中生成了 Sb Zn,Sb3Zn4 和 Zn3Sb2 化合物相 ;对于在相图上同时存在固溶体相和化合物相的 Pb- Mg合金 ,超微粉末中只生成了β- Mg2 Pb相 ,未发现固溶体相 .各种合金超微粉末粒子的形貌与相应的纯金属超微粉末的形貌不同 ,形状不规则 ,表面粗糙 ,含有化合物相的粒子衬度不均匀 ,为复相混合组织     

铪对FGH97合金平衡相影响的评估

利用材料相图计算和材料性能模拟软件JMatPro,计算了粉末高温合金FGH97热力学平衡相及相组成,研究了不同Hf含量对平衡相和相组成的影响,并结合物理化学相分析实验和显微组织观察进行了验证分析,进而揭示FGH97合金在750℃下各相析出和Hf在相间分配的规律,认清Hf在FGH97合金的作用.结果表明:FGH97合金在750℃下的平衡相包括γ、γ’、MC、M23C6、M3B2和μ相,Hf主要存在于γ’和MC相中,并且随着Hf含量的增大,Hf在γ’和MC相中分配不同.     

准晶对AZ91微观组织及摩擦磨损性能的影响

采用普通铸造法制备含高体积分数准晶相的Mg-Zn-Y(MZY)准晶中间合金。经SEM,EDS、XRD检测和摩擦磨损试验,研究MZY准晶颗粒加入量对AZ91基体合金微观组织及耐磨性能的影响。结果表明:MZY准晶颗粒可以明显细化AZ91合金的铸态组织,且骨骼状连续网状分布的β-Mg17Al12相断裂为弥散的岛状,合金的铸态组织中除α-Mg相、β-Mg17Al12相外还出现弥散分布在晶界处的高温稳定的Mg3Zn6Y准晶相;在不同载荷条件下,添加质量分数为6%的MZY准晶合金试样的摩擦因数由0.68减小至0.26,在100 N载荷下干摩擦30 min,其质量磨损量仅为基体合金质量的46.2%,磨损机理由基体的黏着摩擦转变为磨粒摩擦。     

Excel绘制化学实验中的二元合金相图步冷曲线

为了加快物理化学实验数据的处理速度，实现“二元合金相图”的自动化绘制，避免人为误差，提高相图绘制的准确性和重现性，发展了利用Excel绘制步冷曲线的方法．详细探讨了Excel绘制步冷曲线的过程和原理．结果表明：该方法操作简单，能够快速绘制二元合金相图步冷曲线，可以推广到其他实验数据处理过程．     

乙腈-硫酸铵-水三元体系相平衡的研究

测定了常压、25℃条件下的乙腈-硫酸铵-水双节点组成数据,并绘制了相图.实验证明,乙腈-硫酸铵-水能形成稳定的双水相体系,成相的质量分数范围为硫酸铵（0.001～0.420）、水（0.293～0.556）、乙腈（0.024～0.706）.双节点曲线符合经验方程,相关系数R2〉0.999 9.根据离子色谱法和称重法所得数据,结合经验方程和杠杆规则,得到了一系列乙腈-硫酸铵-水双水相体系液液相平衡数据,并绘制了连结线,且线性相关度良好.     

二元合金相图与黄金分割律

Fe-石墨相图中有若干特性值很接近黄金分割点,有人认为该相图与黄金分割律可能存在着内在联系.文章计算了包括Fe-石墨相图在内的6个二元合金相图中主要特性值的所有组合的分割比数值,并通过图表直观地反映出它们的分布情况,证明了二元合金相图与黄金分割律不存在内在联系.某些相图上有些特性值组合的分割比接近黄金分割点的现象仅是一种巧合.     

Atomic phase diagram

Based on the Thomas-Fermi-Dirac-Cheng model, atomic phase diagram or electron density versus atomic radius diagram describing the interaction properties of atoms of different kinds in equilibrium state is developed. Atomic phase diagram is established based on the two-atoms model. Besides atomic radius, electron density and continuity condition for electron density on interfaces between atoms, the lever law of atomic phase diagram involving other physical parameters is taken into account, such as the binding energy, for the sake of simplicity.     

Al-Cu-Fe-Mn,Al-Cu-Fe-Cr和Al-Cu-Fe-Cr-Mn多元系准晶的制备

著者提出了一项配制新型准晶系列的成分加和原则,根据这个原则配制合金,并且采用快速冷凝制得了Al-Cu-Fe-Mn,Al-Cu-Fe-Cr和Al-Cu-Fe-Cr-Mn系合金粉末。通过对所得合金粉末进行XRD,DTA,HXRD和TEM等仪器的测试结果表明,Al-Cu-Fe-Mn,Al-Cu-Fe-Cr和Al-Cu-Fe-Cr-Mn均为新的多元素准晶。文章还对三种准晶系的热稳定性及准晶相加热时相结构转变进行了研究。     

双边约束下形状记忆合金梁的混沌运动

基于非光滑系统的Melnikov方法, 研究谐和激励下双边约束形状记忆合金梁的混沌运动, 得到了系统出现Smale马蹄混沌的必要条件, 并通过数值仿真研究系统的相图、 Poincaré截面图以及最大Lyapunov指数. 结果表明: 数值仿真结果与Melnikov准则下的解析结果相符； 当参数取特定值时, 较大的碰撞恢复系数可抑制混沌, 较大的谐和激励幅值可促进混沌产生.     

Al-V系二元相图的计算、评估及其活度

利用最新版本的Pandat热力学计算软件,采用最新的Ti合金数据库和合理的热力学模型,计算出了Al-V系二元相图.研究发现：从相率和相图的特殊点对其进行了详细的热力学评估,最大误差为1.14%,说明计算相图与试验相图吻合较好;在Al-V二元相图的基础上,提取了Al和V在不同物质的成分和温度下的活度;拟合了恒温下其活度的计算公式,其线性相关度R趋近于1;作出了V的活度-成分-温度关系曲线,有效地解决了"试验测活度难"的问题.     

活化极化控制下合金表观与真实腐蚀极化图

提出了描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化图:(1)合金的表观腐蚀极化图——以电极电位相对单位合金面积上的阳极电流和阴极电流为坐标系;(2)合金的真实腐蚀极化图——以电极电位相对合金中各相的真实阳极电流密度和阴极电流密度为坐标系.研究了在活化极化控制下,阴阳极面积比对合金腐蚀动力学的影响,获得了在两种坐标系中合金腐蚀动力学的定量关系式,由此建立了表观腐蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系.将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来,既可以直观地表示出合金的腐蚀速率,又可以清楚地分析控制腐蚀电池过程的机理.     

Cu-14Al-4.2Ni合金的热弹性马氏体相变特性

本文采用高温X-射线衍射线形分析和电阻测量研究Cu-14 Nl-4.2Ni合金的形相变,发现其转变特性和马氏体亚结构与热处理条件密切相关。马氏体的X-射线衍射形峰线宽化值与黑色金属中马氏体的这一数值很接近;相变引起母相中位错的产生。反复相变及时效可使马氏体稳定化;室温下,时效应可以恢复,而累积的循环效应不能得到恢复。