Al对Cu-20Ni-19Fe合金微观组织和高温抗氧化性能的影响

为了解决Cu-Ni-Fe惰性阳极在铝电解过程中高温抗氧化性能差的问题,采用真空熔炼法制备不同Al含量的Cu-20Ni-19Fe-xAl(x=0%,6%,8%,10%,质量分数,下同)合金,于850℃和1.013×10~5 Pa氧分压下进行高温氧化实验,氧化时间为100 h,研究Al添加量对合金微观组织结构及高温氧化性能的影响。结果表明:铸造Cu-20Ni-19Fe合金由富Ni/Fe的枝晶相(γ_1)和富Cu, Ni的基体相(γ_2)组成;添加6%Al的Cu-20Ni-19Fe合金,Al固溶在合金基体中;添加8%和10%Al的Cu-20Ni-19Fe合金,微观组织中形成了针状或块状NiAl相,且NiAl相随Al含量的增加而增多;Cu-20Ni-19Fe合金在850℃和1.013×10~5 Pa氧分压下氧化动力学呈直线规律;添加Al元素后,合金的高温氧化动力学曲线由直线转变为指数规律,Al含量越高,合金氧化速率指数越小。Al元素的加入提高了Cu-20Ni-19Fe合金的高温抗氧化性能,使其有望成为惰性阳极铝电解中的备选阳极材料。     

Al与FeNiCoCrMn系高熵合金扩散焊界面研究

采用放电等离子烧结（SPS）对Al与FeNiCoCrMn高熵合金（HEA）及其六种子集（Ni、NiCo、FeNi、FeNiCo、NiCoCr、FeNiCoCr）进行固相扩散焊，探究了其扩散焊界面层微观组织、元素分布、相组成与显微硬度.结果表明，FeNiCoCrMn HEA对Al具有更好的扩散阻挡作用，其扩散焊界面层厚度最薄，仅为14.5 μm.Ni、NiCo、FeNi的扩散焊界面生成金属间化合物（IMCs）以Al3Ni-类型IMC为主，而FeNiCo、NiCoCr、FeNiCoCr、FeNiCoCrMn的扩散焊界面以Al13Fe4-类型IMC为主，且当Al13Fe4-类型IMC在界面IMC扩散层的占比越大，界面的软化效果越显著.FeNiCo合金与Al扩散焊界面软化效果最明显，界面硬度最低，仅为424 HV.     

冷变形及退火对Ti_(50)Ni_(45)Cu_5合金组织性能的影响

研究冷变形与退火对Ti50Ni45Cu5(原子数分数,%)合金组织及性能的影响。研究结果表明:冷变形使片状马氏体变细,合金强度增加,使合金的马氏体相变温度和逆马氏体相变温度降低,且冷变形越大,相变温度降低越多;马氏体转变开始温度Ms随着母相B2晶粒尺寸减小而降低,利用热力学推导得出了Ms与母相B2晶粒尺寸关系式。经35%冷变形400℃退火1 h后,合金具有优良的综合性能,其马氏体转变开始温度Ms为45.2℃,马氏体转变终了温度Mf为10.3℃,逆转变开始温度As为49.0℃,逆转变终了温度Af为80.0℃,抗拉强度为1 198.29MPa,伸长率为7.9%。冷变形+400℃/1 h退火Ti50Ni45Cu5合金的马氏体片细小,马氏体孪晶亚结构增多,内耗峰增高。合金在变温过程中发生B2-B19′相变,在应变振幅为2×10-5,振动频率为0.5~4.0 Hz,变温速率为2 K/min时产生内耗峰,内耗峰位置与振动频率无关,峰高随着测量频率的增加而降低,为热诱导相变内耗机制。相变温度降低,内耗峰位降低。     

γ-MnFe合金内耗的振幅效应

采用低频内耗仪研究原子分数分别为86.4%Mn和80.8%Mn的γ-MnFe合金在相变过程中内耗和模量的变化情况。结果表明，从高温到低温，γ-MnFe合金经历了反铁磁转变和马氏体相变，依次出现了反铁磁转变、马氏体相变和孪晶3个内耗峰，且均出现了振幅效应。这是由于反铁磁转变和马氏体相变所产生孪晶的结果。     

B2 Fe-Al合金中由碳原子扩散引起的内耗峰

对B2结构Fe-Al合金的内耗特征进行了研究。对于900℃空冷并在400℃时效24h的Fe47Al53和Fe57Al43合金，分别在410℃和390℃左右观察到一个弛豫型内耗峰。根据该内耗峰的激活能，认为该峰产生于“碳-空位”对中间隙碳原子的扩散。     

阳极极化法分析合金的耐蚀性能

本文通过测定Fe3Al合金、0Cr25Al5和Ni80Cr20合金在1NHCl溶液中的阳极极化曲线,结果发现随阳极电位的升高,三种合金的阳极极化曲线有着相同的变化规律．Ni80Cr20的电流密度最小,钝化电位最低,发生点蚀的电位也最高,耐盐酸腐蚀性能最好．而Fe3Al和0Cr25Al5合金的耐蚀性相当．     

热弹性马氏体相变中的低温内耗峰

采用不完全相变内耗测量法,在Cu-Al-Ni-Mn-Ti合金马氏体相变中获得双内耗峰,即低温内耗峰和高温内耗峰.低温内耗峰位置对应于相对动力学模量的最小值,因此可以认为这个峰起因于模量软化效应;低温内耗峰的最大值与变温速率间呈现出很强的非线性关系,并随着变温速率增大逐渐趋于稳定,说明它的形成与时间有关.     

Fe_(57)Al_(43)合金中的Zener弛豫

考察了Fe57Al43合金的内耗特征。对于空冷和炉冷的样品,在520℃左右观察到一个弛豫型内耗峰,该峰在升降温测量过程中都能出现。根据该内耗峰的激活能,该峰可归因为Zener弛豫,产生于Fe-Al合金中Al原子对的重新取向。     

热弹性马氏体相变的内耗双峰现象

采用不完全马氏体相变法在0.01～10Hz范围内对CuAlNiMnTi多晶合金原位测量了内耗(IF)和相对动力学模量(RDM)。首次发现在完全马氏体相变中产生的单一相变内耗峰实质上是由两个不同的相变内耗峰叠加而成的,其中高温内耗峰(PH)对应于RDM的快速上升处(拐点),而低温内耗峰(PL)对应于RDM的最小值,峰位均与频率无关,因此属于相变内耗峰。     

CoMn合金中的马氏体相奕和形状记忆效应

研究了CoMn合金中的γγ(fcc)-ε(hcp)马氏体相关,并测量了合金的形状记忆效应（SME）,结果表明,该合金的马氏体相变具有典型的γ→ε马氏体相变体相变特征,它在发生马氏体相变时,内耗峰并不对应于母相模量的下降,其形核无需籍软模或区域软模,通过训练可以改善CoMn合金的SME,对改善的原因进行了初步的探讨。     

喷射沉积Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金的微观组织与力学性能

利用喷射沉积技术制备了Al－20Si－5Fe－3Cu-1Mg合金,借助扫描电镜（SEM）,X-射线衍射和拉伸试验等手段研究了喷射沉积合金的微观组织和力学性能,分析了Fe对合金挤压和热处理后的组织变化．拉伸试验结果表明,喷射沉积Al－20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金具有比粉末冶金Al-20Si-3Cu-1Mg合金更高的高温（300℃）强度．     

Zr对Al-Ni-Y-(Zr,Cu)合金系非晶形成能力及热稳定性的影响

通过Zr部分取代Al80Ni10YsCu5中的Y,获得了Al80Ni10Y5-xZrxCus（x=0、1、2、3、4）铝基非晶合金．用XRD和DSC等测试手段1分析了单辊旋淬法制备的该合金非晶条带,研究了Zr对合金体系非晶形成能力和热稳定性的影响．结果表明,x=2或x=3的合金的衍射峰较为宽化;当x从0增加到2时,合金的晶化温度增加,此后,随x的进一步增加,合金的晶化温度先降低后又有所回升．Al80Ni10Y3Zr2Cu5合金既具有相对较好的非晶形成能力,又具有较高的热稳定性．     

Cu-Al-Ni合金热弹性马氏体转变与冷却速度的关系

本文采用电阻法和X射线衍射法研究了不同冷却速度对Cu-14Al-4.2Ni合金热弹性马氏体转变的影响。发现该合金在很宽的冷却速度范围内都会发生热弹性马氏体转变,其M_s点随冷速增加而下降。并且马氏体的数量和母相数量的比值也随冷速变化而变化,在适当冷速下可获得最大的马氏体相对量,而冷速过小或过大都导致马氏体相对量的下降。     

Au-Cu-Al合金相变的内耗

利用内耗方法分别对淬火态和时效态Au7Cu5Al4合金的相变过程进行了研究,分析了2种状态马氏体相变的差异.结果表明：淬火态与时效态Au7Cu5Al4合金的马氏体相变开始温度分别为-2.7和13.8 °C;根据驰豫内耗峰信息得出其晶界驰豫激活能分别为131.5和93.0 kJ/mol,反映了时效前后Au7Cu5Al4合金有序度的差异,即淬火态Au7Cu5Al4合金母相在室温下主要为B2结构,而时效态合金为L21有序结构.     

CuZnAl形状记忆合金马氏体相变内耗

研究了从高温淬火的ＣｕＺｎＡｌ合金的马氏体相变内耗；提出了新的内耗表达式： 认为马氏体相变内耗与整体模量 Ｇ 相对于发生马氏体相变的局部区域的模量Ｇ′的 比值有关，淬火缺陷影响局部模量软化；并研究了不完全转变对正、逆马氏体相变内 耗的影响。     

硼对有序态Ni_3Fe合金氢气环境中氢脆敏感性的影响

硼含量（0.01～0.06wt.%B）对有序态Ni-24at.%Fe合金在真空和氢气环境中的力学性能有较大的影响,对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆敏感性也有较大的作用.研究结果表明,加硼后有序Ni3Fe合金的晶粒尺寸得到细化,材料的强韧性提高 硼有效抑制了有序态Ni-24at.%Fe合金在氢气环境中的氢脆.当合金中硼含量为0.06wt.%时,有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆因子（IH2）为1%,与无硼Ni3Fe合金相比,合金氢脆因子的下降幅度达到98.7%.在氢气环境中拉伸时,无硼有序态Ni3Fe合金的断口形貌为完全的沿晶断口 随着Ni3Fe合金中硼含量的增加,合金断口形貌中的沿晶断口所占比例逐渐减少 当合金中的硼含量大于0.03wt.%后,断口形貌变为全部塑性的韧窝状断口.合金的断口形貌变化表明,有序态Ni3Fe合金中的硼提高了合金的晶界强度.硼对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中力学性能和氢脆因子的作用变化表明,硼对有序态Ni3Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆有较强的抑制作用.     

宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料阻尼行为的研究

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料,运用内耗手段和热分析技术研究了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金的阻尼行为及其阻尼机制,宏观石墨颗粒的加入大大提高了材料的阻尼性能．复合材料中宏观石墨颗粒的平均直径约0．5和1．0mm、宏观石墨颗粒体积分数为51％和63％．在多功能内耗仪上采用受迫振动方式测量了宏观石墨颗粒增强的锌铝共析合金复合材料的内耗和相对动力学模量．在温度-内耗谱上发现了两个内耗峰,低温内耗峰是晶界峰,其机制为铝／铝晶界的黏性滑移,该内耗峰的平均表观激活能为（1．13±0．03）eV、指数前因子τ0为10^-14s;高温峰是相变内耗峰,其机制为锌铝共析合金中的相转变,依据内耗测量和热分析实验可得该相变峰的激活能为（2．36±0．08）eV．     

固液反应球磨制备Al-Cu-Fe与Al-Si-Fe三元合金

利用固液反应球磨技术,采用Fe球球磨液态Al-Cu和A1-Si三元合金,研究了Al-Cu-Fe和Al-Si-Fe三元合金相形成规律.在923 K球磨液态的Al-33.2%Cu共晶合金,球磨48 h后,得到Al13Cu4Fe3的固相粉末;在943 K球磨Al-54%Cu(Al2Cu)合金熔体,球磨24 h后,Al2Cu的液相消失,得到了固相的Al65Cu20Fe15和Al13Cu4Fe3混合粉末;在963 K球磨Al-7%Si亚共晶合金熔体,球磨48 h后,Al-Si液相消失,得到固态的Al8Fe2Si合金粉末;在963 K球磨Al-12.6%Si共晶合金熔体,球磨48 h后,Al-Si的液相消失,得到固态的Al8Fe2Si粉末;在1133 K球磨Al-30%Si过共晶合金熔体,球磨24 h后,Al-Si的液相消失,得到固态的Al3FeSi合金粉末.在上述球磨中,若加入一定量的Fe粉,将加速反应进程.固液反应球磨产物是在打击剥离的过程中制得的.     

化学沉积Ni—Cu—P合金镀层的组织结构

利用DSC和XRD研究了化学沉积Ni-Cu-P合金镀层的组织结构和晶化过程。结果表明：随着镀层中Cu含量的升高,Ni-Cu-P合金镀层向亚稳中间相Ni5P2及Ni12P5转变和亚稳中间相Ni5P2及Ni12P5向热力学稳定的Ni3P相转变的温度均逐渐升高;非晶态结构的合金镀层（质量分数）Ni-8.47%Cu-15.39%P、Ni-15.35%Cu-13.90%P及Ni-19.71%Cu-12.83%P在300℃加热后仍保持非晶态,而在363.39℃、363.69℃及370.04℃,这3种合金镀层分别转变为亚稳中间相Ni5P2及Ni12P5,随着温度的升高在428.20℃、442.54℃及453.96℃,合金镀层中的亚稳中间相Ni5P2及Ni12P5又进而转变为稳定相Ni3P;对于晶态结构（质量分数）Ni-56.49%Cu-6.01%P合金镀层,在170-330℃,镀层中Ni-Cu晶粒粗化、磷元素向晶界偏聚,在397.80℃镀层中的非晶相转变为亚稳中间相Ni5P2,在464.89℃亚稳中间相Ni5P2转变为稳定相Ni3P。     

聚醋酸乙烯酯熔体的力学谱

利用液态内耗仪研究了聚醋酸乙烯酯(PVAc)在其玻璃化转变温度（Tg）及其以上温度区域的力学弛豫行为.结果表明：PVAc内耗与温度的关系曲线上存在α和α′ 2个弛豫型内耗峰，α峰与PVAc的玻璃化转变有关，α′峰则对应于一种液/液转变，且两者的弛豫时间均满足Vogel Fulcher Tamman关系；在PVAc熔体内耗与频率的关系曲线上，交叉温度TB≈387 K处的α′峰的弛豫时间、弛豫强度和分布参数均出现了一个转折，这是由于降温过程中TB至Tg之间分子耦合作用显著增强的结果.