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。     

碳对Cu-14Fe合金组织和性能的影响研究

采用真空熔炼制备了不同含碳量的Cu-14Fe-C合金,研究了碳对合金显微组织、力学性能和导电性能的影响规律,发现Cu-14Fe合金中添加C使第二相产生球化趋势,添加量达到0.7%时球化十分显著且尺寸明显增大;扫描电镜分析表明铸态Cu-14Fe-C合金中铁元素和碳元素主要分布在第二相中,基体中含量很少;随着碳含量逐渐增加,合金硬度不断提高,含量增加至0.7%时硬度开始略有下降;合金中碳含量为0.2%时,由于形成碳铁化合物,降低了铁元素在铜基体中的固溶度,使基体对电子的散射作用减弱,导电率提高到21.08IACS%,碳含量继续增加到0.7%,导电率又下降为16.74 IACS%。     

磁场对过共晶Al-Fe合金中Al3Fe相形态和分布的影响

研究了交流磁场(0.3 T)和直流强磁场(12 T)作用下Al-2.89%Fe合金中初生Al3Fe相的形态与分布的变化.结果表明,Al-2.89%Fe合金在无磁场和交流磁场下凝固时,大部分初生Al3Fe相沉积在试样下部.在交流磁场下凝固时,Al3Fe相变得细碎且向试样中心聚集,呈近金字塔状分布.在强磁场下凝固时,Al3Fe相所受磁力作用和重力作用相平衡,因而在整个试样中均匀分布,且沿着易磁化方向[121]发生定向排列.对磁场的作用机理进行了初步分析.     

Cu-Ag合金中析出相界面结构及其对合金性能的影响

采用真空感应熔炼法制备Cu-6%Ag和Cu-24%Ag,并进行退火和时效处理,观察了合金中析出相与基体的位向关系及界面结构,分析了析出相对合金强化和导电特性的影响. 析出相与Cu基体之间具有(100)Cu∥(100)Ag及〈110〉Cu∥〈110〉Ag位向关系,存在半共格界面,在(111)面上平均每隔9个晶面间距出现一个刃型位错以协调点阵错配. 析出相与Cu基体这种特定的位向关系及界面结构能有效地阻碍基体中位错的运动,在产生析出相强化作用的同时几乎不影响合金的电传导行为. 随Cu-6%Ag时效时间的延长,析出相数量增多,合金硬度显著上升而电阻率持续下降. 时效过程中析出相数量、形态及界面结构是导致合金力学和电学性能变化的主要原因.     

热处理对挤压铸造2024铝合金组织与性能的影响

采用挤压铸造技术制备了2024铝合金管件,研究了固溶处理对析出相溶解过程的影响.结果表明:固溶处理初期,组织中θ和S相的数量逐渐减少,但在晶界的共晶相中还有一定的Cu含量;随固溶时间增加,合金基体中Cu和Mg的含量逐渐增多,晶界处的共晶相大部分固溶进入基体,合金的固溶强化作用主要来源于富Cu,Mg相的溶解.合金经过495℃固溶处理16 h+190℃时效12 h后,抗拉强度达到435 MPa,延伸率6.9%.     

Al-Cu-Mn合金铸锭均匀化工艺及组织性能分析

采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、电导率等检测手段,对铸态和均匀化态的2219合金微观组织、第二相分布及电导率进行研究分析。结果表明,2219合金铸态组织存在着枝晶偏析,在晶界上聚集大量的Al₂Cu相,并有长条状的脆性相Al₇Cu₂（Fe、Mn）穿插在晶界上。经525 ℃均匀化处理22 h后,晶界上Al₂Cu相回溶到基体中,枝晶网络被破坏,枝晶偏析消除,Cu元素从晶界到晶内的分布趋于平稳;处于亚稳态的溶质原子从过饱和固溶体中析出,在晶内呈细小、弥散地分布,基体溶质原子固溶度降低,电子散射作用减弱,电导率提高10 %IACS。     

喷射沉积Al-Si-Fe-Mn-Cu-Mg合金的析出强化行为

利用热分析（DSC）,显微硬度测定和透射电子显微分析等手段研究了喷射沉积Al-20Si-5Fe-3Cu-1Mg合金的时效过程,结果表明,两种沉淀强化相S－Al2CuMg和σ-Al5Cu6Mg2从合金基体中析出,有效地提高了合金的室温强度和高温（300度）强度。     

固溶淬火钨镍铁合金力学性能与镍铁比关系

研究了固溶淬火条件下Ni/Fe比(质量分数)对W€朜i€朏e高密度钨合金力学性能的影响规律.拉伸测试表明,固溶淬火条件下W€朜i€朏e合金的最佳Ni/Fe比发生偏移,随Ni/Fe比增加,钨合金的强度和韧性同步提高,当镍铁比达到9/1时强度和韧性都达到最大值,其后合金的强韧性随Ni/Fe比增加而同步降低.通过X射线和TEM分析发现,缓冷条件下W€朜i€朏e合金中有脆性相析出,固溶淬火工艺能有效抑制相析出.     

强磁场对半无限Al/Cu固液扩散偶凝固组织的影响

采用半无限Al/Cu扩散偶法,对磁场下Al-Cu合金凝固组织进行研究.结果表明:由于沿扩散方向Cu原子分数逐渐减小,凝固时,沿凝固方向依次生成α-Al胞/枝状晶等组织、Al-Al2Cu共晶组织和Al2Cu过共晶组织;在不同磁感应强度下(0～12 T),各组织发生了明显变化,胞状晶消失,枝晶粗化并发生偏转;共晶组织层间距与磁感应强度呈非线性关系,组织被扭曲;过共晶组织界面形貌变平整;Cu原子扩散距离缩短.利用XRD对α-Al枝晶区进行衍射分析,发现磁场下α-Al(100)晶面峰值强度变弱,(111)晶面变强.理论分析认为,强磁场对熔体流动的抑制作用和磁场下晶体的磁各向异性是导致上述现象的主要原因...     

交流磁场对Al-Fe合金凝固组织的影响

研究了交流磁场对Al-Fe合金中含铁相形态及分布的影响.近共晶Al-1.99%Fe(质量分数,下同)和亚共晶Al-0.90%Fe两种铝合金在3℃/min的冷却速率凝固过程中,施加强度为0.3 T,频率为20 Hz的交流磁场,并与未施加磁场的试样进行对比.实验结果表明,在这两种合金中,无论是先析出Al3Fe相还是先析出-αAl,施加交流磁场后,Al3Fe相均向试样的中心处富集.这是由于Al3Fe相的磁化率大于熔融铝基体的磁化率,使得Al3Fe相和铝基体相比受到指向样品轴线的更大的电磁力,从而导致其向试样中心处聚集.     

频率和磁场对非晶薄带的磁感应效应的影响

研究了频率、磁场对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响。结果表明：非晶薄带的磁感应效应随着频率的升高而增强,随着磁场的增强而减弱;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着磁场的增强而增大,当频率低于30 kHz时,非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着频率的升高而增大,当频率高于30 kHz时,非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着频率的升高而减小。     

不同Nb,Mo含量的Fe基微晶软磁合金磁性能的频谱特性

利用无磁场、纵向磁场和横向磁场３种热处理方式，制力求４种不同Ｎｂ、Ｍｏ含量的Ｆｅ７４．５Ｃｕ１Ｍ３Ｓｉ１２．５Ｂ９．５（Ｍ为Ｎｂ、Ｍｏ原子质量百分数之和）纳米晶试样，分别测量试样的复值磁导率｜μ｜Ｏ．３，矫顽力｜Ｈｃ｜和铁芯损耗Ｐｃｏ．２，分析试样的频谱特性和成分的影响．结果表明，不含Ｍｏ的Ｆｅ７４．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１２．５Ｂ９．５合金的｜μ｜０．３随频率增加而下降的趋势最小，需含Ｍｏ的Ｆｅ７４．５Ｃｕ１Ｎｂ２Ｍｏ１Ｓｉ１２．５Ｂ９．５合金的｜μ｜Ｏ．３值最大，且｜Ｈ｜和Ｐｃｏ．２的值最小．在３种磁场热处理中，无磁场热处理后的试样的｜μ｜０．３最大，且｜Ｈｃ｜和Ｐｃｏ．２的值最小；而纵向磁场热处理后的试样的｜μ｜０３最小，且｜Ｈｃ｜和Ｐｃ０２的值最大     

低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的磁致伸缩

用低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金试样,用透射电镜分析处理后样品的结构,用自制磁致伸缩测量仪测定处理前后样品的磁致伸缩系数。结果表明,低频脉冲磁场处理后的非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生了纳米晶化,处理后非晶合金的磁致伸缩系数比原始样品减小很多,使非晶合金的软磁性能得到改善。     

合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁性及磁致热力学性质

利用基于第一性原理的VASP软件计算钢中合金碳化物(Fe,Mo)_3C在0 K、0 Pa的磁矩和形成能,利用热力学平衡软件MTDATA计算合金碳化物(Fe,Mo)_3C的化学自由能改变量,利用Weiss分子场理论计算合金碳化物在12 T强磁场下的磁自由能改变量。结果表明,合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁矩主要来源于不同Wyckoff位置的Fe原子,8d位置的Fe原子对磁矩的影响比4c位置的Fe原子更大,而Mo原子会使合金碳化物的磁矩降低;合金碳化物Fe_2MoC、Mo_3C的形成能为负,表明这两种合金碳化物比Fe_3C和FeMo_2C更稳定;另外,Mo原子会降低合金碳化物(Fe,Mo)_3C化学自由能改变量,增大其磁自由能改变量。     

软磁Fe基纳米微晶的穆斯堡尔谱研究

对纳米软磁合金Ｆｅ７３Ｃｕ１Ｎｂ１．５Ｍｏ２ｓＩ１２．５Ｂ１０的制备态和各退火态的室温Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱研究,发现非晶相的超精细内场存在高场和低场两部分,     

限流电阻对FeCuNbSiB非晶薄带磁感应效应的影响

研究限流电阻对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9山非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响。结果表明：非晶薄带的磁感应效应随着限流电阻的增大而减弱;当限流电阻小于100Ω时,非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着限流电阻的增大而增大,当限流电阻大于100Ω时,非晶薄带的磁感应效应变化幅度随着限流电阻的增大而减小。     

不同强磁场条件对渣金界面反应速率的影响

为了考察强磁场对渣金界面反应各步骤及总体反应速率的影响,研究了Al-Cu合金与质量配比为w(MgF2):w(CaF2):w(LiF):w(ZrF4)=1.7:1:1.5:9.3的四元熔渣发生的置换反应在不同强磁场条件下的反应速率.研究发现施加无梯度强磁场时,渣金界面反应速率在micro-MHD效应影响下加快;在梯度磁场下,反应界面受到梯度强磁场引发的磁化力以及micro-MHD效应的影响,从而导致化学反应速率发生变化.研究表明通过强磁场可以对渣金界面反应速率进行有效控制.     

强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为

研究了强磁场对Cu-25%Ag(质量分数)合金凝固组织的影响,分析了不同磁场条件对合金凝固组织的作用机理.研究发现,均恒磁场和梯度磁场对合金的凝固组织有重要影响,改变了富Cu枝晶形貌和尺寸,无磁场条件下初生富Cu枝晶分布不均匀,一次枝晶比较长且粗大,枝晶主要以柱状枝晶为主;在12 T磁场条件下,富Cu枝晶分布比较均匀,一次枝晶变短、粗化,枝晶主要以胞状枝晶为主;在负梯度磁场条件下,富Cu枝晶分布不均匀,在试样下部,树枝晶减少,以小平面方式生长的粗大胞晶为主.通过实验研究表明,利用均恒强磁场控制Cu-Ag合金凝固组织,细化晶粒、减小偏析是具有可行性的.