四元Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0 1MPa纯氧中氧化行为研究

研究了Cu-20Ni-20Cr-2Si合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明：合金由三相组成,氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低。与前面研究的三相Cu-20Ni-20Cr合金形成含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构不同,目前研究的Cu-20Ni-20Cr-2Si合金内部形成了连续的Cr2O3层,这是由于向Cu-20Ni-20Cr合金中加入了第四组元Si后,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,使合金表面易于形成活泼组元氧化物膜。     

三元Cu-20Ni-25Co合金在800℃、0.1MPa纯氧气中氧化行为研究

研究了三元Cu-20Ni-25Co合金在800℃、0.1 MPa纯氧气中的氧化行为.结果表明:合金由二相组成,合金基体由富Cu贫Co的α相组成,而Co含量较高的β相则以孤立的岛状物形式分散在基体中.与前面研究的3种不同Co含量的双相Cu-Co合金在600~800℃空气中的氧化行为即所有合金均形成由Cu和Co氧化物组成的混合氧化膜不同,目前研究的Cu-20Ni-25Co合金表面形成了连续的Co2O3层.这主要归因于向Cu-Co合金加入了第三组元Ni,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,促使合金表面由混合氧化物膜向单一活泼组元氧化物膜的转化.     

晶粒细化对Cu-20Co-20Cr合金高温化学稳定性影响

研究了机械合金化(MA)制备的Cu-20Co-20Cr合金在800℃,0.1 MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明合金由两相组成,合金基体为富Cu的α相,富Cr的β相则以网状形式分散在α相中。合金的氧化动力学曲线不规则且偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而升高。合金表面形成的氧化膜为最多层结构,外层是一连续的CuO层,相邻的内层是以Co2O3,Cu2O为主及岛状黑色尖晶氧化物Cu2Cr2O4和Co2Cr2O6组成的混合氧化区,且越靠近合金内部氧化物的Cr含量越高,但最终未能形成连续的Cr2O3外氧化膜。MACu-20Co-20Cr合金的氧化速率明显高于PMCu-20Co-20Cr合金。可见,晶粒尺寸降低后Cu-20Co-20Cr合金组元间的扩散速度大大加快了,但其表面未能发生活泼组元Cr的选择性外氧化。     

三相Cu-30Ni-20Cr合金在纯氧气中氧化行为研究

研究了Cu-30Ni-20Cr合金在700~900℃、0.1 MPa纯氧气中氧化行为.结果表明:合金由三相组成,合金基体由富Cu贫Cr的α相组成,β相以网状物的形式分散在α相中,而γ相以孤立的较小颗粒形式出现,有些分散在β相中,有些则分散在α相中.合金的氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间而降低,降低幅度大于相应的按抛物线规律变化幅度.合金内部形成了合金和氧化物共存的混合内氧化,β相周围被一薄的Cr2O3层包围,Cr2O3不断扩展,最终形成了网状连续的Cr2O3层,阻止了合金进一步氧化.     

表面粗糙度对Ni-20Cr合金高温氧化行为的影响

表面粗糙度作为重要的参数,对合金高温氧化膜剥落有重要影响.为此,研究表面粗糙度对Ni-20Cr合金氧化20 h内的氧化动力学及氧化膜剥落行为的影响.通过热重法绘制动力学曲线,可以看出2.5 μm砂纸磨痕的合金氧化速率明显低于90 μm砂纸磨痕的氧化速率.利用扫描电镜观察氧化膜表面形貌,显示粒状的氧化物在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成,而刻面状的氧化物在90 μm砂纸磨痕合金表面形成.XRD分析表面,在2.5 μm砂纸磨痕合金表面生成的氧化物为Cr2O3,在90 μm砂纸磨痕表面形成的氧化物为NiO.结果表明：平滑的Ni-20Cr合金表面有利于生成保护性的Cr2O3而不发生脱落,具有优良的抗氧化性能.     

晶粒细化对Fe-5Cr-5Al合金高温化学稳定性的影响

采用粉末冶金(PM)和机械合金化(MA)方法通过热压制备了常规尺寸和纳米尺寸的Fe-5Cr-5Al合金,研究了2种合金在900℃,0.1 MPa纯氧中的氧化行为。结果表明,2种合金的氧化动力学曲线均偏离抛物线规律,大体上由三段抛物线所组成,且瞬时抛物线速率常数随时间不规则变化。MAFe-5Cr-5Al合金的氧化速率明显大于PMFe-5Cr-5Al合金,这是由于晶粒细化导致大量晶界的增加,使合金中的活泼组元以更快的速度向外扩散。2种合金表面均未形成保护性的Al2O3膜,其氧化膜组成主要是是Fe的氧化物。     

几种钴基合金在Na2SO4—K2SO4混合盐中高温腐蚀行为

本文对Co-30Cr、Co-30Cr-4Al、Co-25Cr-10Ni-4Al-5Ta-0.5Y3种合金在900℃与Na_2SO_4-K_2SO_4混合盐接触条件下的腐蚀进行了研究。结果表明,内硫化-内氧化是主要的破坏形式。Co-30Cr合金腐蚀程度最严重,富铬的内硫化物深入合金基体很深的部位。Co-30Cr-4Al合金中观察到一层细小的富铝内氧化物,通过35S放射性同位素示踪技术探测到了硫对合金基体的侵入。Co-25Cr-10Ni-4Al-5Ta-0.5Y合金中观察到少量富铝的内氧化物,且同时出现钽的富集。     

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。     

Y含量对Ni-20 Cr合金高温抗氧化性能的影响

为了揭示稀土元素Y对Ni-20Cr合金高温抗氧性能的影响,利用非自耗真空电弧炉熔炼4种不同Y含量的Ni-20Cr合金,并对合金进行循环氧化实验。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对获得的合金氧化膜进行观察分析。结果表明,Y能提高Ni-20Cr合金的高温抗氧化性能,并且温度越高,作用越明显;添加0.6%Y的Ni-20Cr合金的高温抗氧化性能提升最为明显;添加Y有利于合金选择性氧化膜Cr2 O3的生成,提高氧化膜同基体金属的附着力,降低氧化速率,从而提高合金的高温抗氧化性能。     

Cu-Ni-Si基引线框架合金的组织和性能

设计了4种不同成分的引线框架铜合金,通过对比其硬度、强度、导电性以及软化温度等,分析了合金中P,Ni,Si,Cr合金元素对合金各性能的影响.研究结果表明:采用合理的热处理工艺可以使Cu-3Ni-0.6Si基合金在时效过程中析出尺寸在20～40 nm之间的δ-Ni2Si颗粒,使合金的强度和导电率达到良好的匹配;微量的P能有效地提高合金的强度、硬度和弹性模量,同时使Ni2Si析出颗粒的弥散度提高,尺寸减小,但会降低合金的导电率;少量的Cr能有效提高合金的强度和软化温度.     

可伐合金在模拟现场N2/H2O二元气氛下的氧化行为

采用称重法、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了可伐合金(Fe-29Ni-17Co)在模拟现场N2/H2O二元气氛下的氧化行为. 可伐合金在1000℃不同露点的N2中氧化的增重曲线表明其氧化动力学遵循抛物线规律. XRD和SEM分析显示了在上述条件下表面氧化物的组成和形貌. 通过热力学计算说明可伐合金在现场的N2/H2O二元气氛下氧化时,外界空气会渗入炉内增加氧分压,导致表面氧化物中不可避免存在α-Fe2O3. 在露点温度较高和氧化时间较长时,生成α-Fe2O3的数量会超过Fe3O4.     

电脉冲时效对 Cu-Ni-Si合金组织和性能的影响

采用微秒级高密度脉冲电流对Cu-3．2Ni-0．75Si合金进行时效处理，系统研究了不同的电脉冲工艺对合金的显微硬度、电导率及微观组织的影响。结果表明，电脉冲可以实现Cu-3．2Ni-0．75Si合金的快速时效；并且在一定的电脉冲时效工艺下，合金形成类调幅组织，使合金的硬度有很大程度的提高；同时，合金元素沿电脉冲冲击方向的有序偏聚，使其电导率恢复，从而实现二者较理想的配合。     

Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理的第一原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一原理方法,研究了Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理。研究结果表明,Al,Cr不在Ni表面发生偏聚,Y却发生偏聚。氧吸附促使含Al,Cr镍合金表面偏聚反转,这对发生择优氧化起到了决定性的作用。合金元素向表面偏聚强弱的顺序为Y>Cr>Al。Cr,Al,Y存在使O于Ni合金表面化学吸附更稳定,尤其是Cr,这可以解释Ni合金氧化皮外层一般是Cr2O3,内层是Al2O3的事实。稀土促进Ni-Cr-Al合金选择性氧化是因为稀土氧化物Y2O3有助于Cr2O3,Al2O3成核。合金元素Al,Cr,Y使Ni合金表面活性增强,有助于表面Al,Cr,Y氧化物形成,产生择优氧化。O与Al,Cr,Y形成较强的共价键,与Ni形成较弱的共价键,因此Ni-Cr-Al合金表面容易生成Al2O3或Cr2O3氧化膜。O吸附使Ni,Cr,Y的d电子转移到氧原子上,因此形成的化学键兼有共价键和离子键的特性。     

Ni-Cr-Co基高温合金在含有水蒸汽的空气中的高温腐蚀行为

利用热重分析法、SEM(EDX)和X射线衍射研究了一种Ni-Cr-o基高温合金在两种不同水蒸汽含量的空气中的高温腐蚀行为.结果表明:合金在750℃含有10%H2O的空气中的腐蚀动力学规律为先遵从抛物线后遵从直线规律,试样表面形成Cr2O3层,并且有内氧化物生成.合金在775℃含有5%H2O的空气中腐蚀时,试样表面致密的氧化层由Cr2O3,TiO2和CoCr2O4组成,同时也发生了内氧化现象.水蒸汽加速了合金的腐蚀速度.整个腐蚀过程由元素通过氧化膜的传输控制.     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A.cm-2,电解时间为10 h.结果表明：随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe（Al,Cr）2O4,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm.a-1.     

Si含量对Fe-20Ni-3.5C自润滑材料组织与性能的影响

采用熔炼法制备不同Si含量的Fe-20Ni-3.5C固体自润滑合金,研究了Si含量对Fe-20Ni-3.5C合金机械性能和摩擦磨损性能的影响.研究表明,随着硅含量的增加,固溶于奥氏体基体中的碳含量逐渐降低,结晶中的片状石墨逐渐短粗化和球化.当硅含量为2.5%时,合金的硬度与抗拉强度最高而相对应的冲击韧性则较低.材料的干摩擦因数和磨损率随着合金硬度的提高而降低,其中Fe-20Ni-3.5C-2.5Si合金硬度高,摩擦因数最低,干摩擦因数保持在0.23,其磨损形式为疲劳磨损.     

时效前冷变形对Cu-3.0Ni-0.64Si合金性能的影响研究

探讨了时效前冷变形对Cu-3.0Ni-0.64Si合金抗拉强度及导电率的影响规律,并分析了时效后合金的显微组织。结果表明,Cu-3.0Ni-0.64Si合金时效前最佳冷变形量为80%,经过时效处理温度480℃,保温时间3.5 h后,合金电导率最高达到50.8%IACS,抗拉强度达到603.18 MPa。     

高速铁路接触线用高强高导Cu-Cr-Co/Ti合金的组织性能研究

采用真空熔炼制备了Cu-0.50Cr-xCo合金和Cu-0.50Cr-0.07Ti合金,研究了Co含量、变形量、时效温度和合金元素Co、Ti对合金的组织性能的影响。结果表明：随着Co含量的增加,Cu基体中的晶界处逐渐出现未固溶的Cr颗粒;随着变形量的增加,Cu-0.50Cr-xCo合金的显微硬度、抗拉强度分别从129.1 HV和379 MPa增加到146.2 HV和440 MPa,分别增加了13%和16%。而电导率仅从66.8 %IACS下降到65.1 %IACS;提高Cu-0.50Cr-0.10Co合金的时效温度并不能提高合金的综合性能。在实际生产中,Cu-0.50Cr-0.10Co合金的时效温度要控制在450 ℃以下;Cu-0.50Cr-0.07Ti合金的抗拉强度和电导率分别达到450 MPa和73.1 %IACS,Ti元素的强化效果明显优于Co元素的,且对Cu-0.50Cr合金的导电性能影响更小。     

稀土-Cu—Ni—Si引线框架铜合金的加工工艺与性能研究

主要对添加了不同量稀土Co的Cu-3．0Ni-0．64Si合金进行加工工艺和性能研究．最佳加工工艺为：Cu-3．0Ni-0．64Si合金热轧时,铸锭热轧开坯温度为930℃,保温时间60min;固溶处理温度为900℃,保温时间60min;然后经过约80％的冷变形再进行时效处理,时效处理温度480℃,保温时间210min．研究结果表明：添加0．06wt％Ce的Cu-3．0Ni-0．64Si合金具有最佳综合性能;电导率最高达到48．9％IACS,抗拉强度达到733．17MPa．     

Cu-Ni-Si-Cr合金时效处理后的组织与性能

研究了时效与时效前的冷变形对Cu-2．37Ni-0．58Si-0．39Cr合金时效后硬度及导电率的影响，结果表明：合金经920℃固溶处理后，在500℃时效时可获得较高的硬度，而在550℃时效可得到较高的导电率；合金时效前的冷变形可加速时效析出，试样经80％变形后，在500℃时效1h，显微硬度可达HV271，而固溶态直接时效仅为HV239。合金在时效析出过程中有两种类型的析出相，分别为Cr3Si和Ni2Si。