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。     

Fe-Al-Cr合金的晶粒控制对合金抗高温氧化性的影响

Fe-Al-Cr合金具有良好的高温抗氧化性,有广泛的应用前景,具有晶粒粗大的特点。通过在Fe-Al-Cr合金中添加镍、碳、铜等奥氏体化元素,使合金在冷却过程中生成FeCr相,以阻碍晶粒长大的方式使合金晶粒尺寸可以控制在100μm以内。探讨了Fe-Al-Cr合金氧化物薄膜形成的机制以及晶粒控制对Fe-Al-Cr合金抗高温氧化性的影响。通过金相显微镜观察高温下经不同氧化时间氧化后的Fe-Al-Cr合金,发现Al_2O_3薄膜优先形成于晶界,晶界数量增多有利于Al_2O_3的形成和生长。通过扫描电镜观察和能谱分析,发现在Fe-Al-Cr合金中,(Al_(0.9)Cr_(0.1))_2O_3和Al_2O_3组成了多层氧化物。结合第一性原理计算,得出该多层氧化物是由于Cr的扩散而在合金表面形成的,有助于提高Fe-Al-Cr合金的抗高温氧化性。最后,证实晶粒直径较小的Fe-Al-Cr合金具有更好的抗高温氧化性。     

微量元素对CuZnAl形状记忆合金晶粒细化和晶粒生长的影响

研究了添加 Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂ和 Ｆｅ元素，对 ＣｕＡｎＡｌ形状记忆合金晶粒细化和 晶粒生长的影响；探讨了合金晶粒细化与晶粒生长的机制。试验结果表明：合 金中添加Ｚｒ，Ｔｉ，Ｂ，Ｆｅ元素，晶粒得到显著细化，晶粒生长受到抑制；晶粒 生长受到抑制最大的添加元素为 Ｚｒ，其余顺序为 Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ；添加 Ｚｒ，Ｔｉ的 合金，在９００℃上发生异常晶粒长大现象，这是由于晶界结构的变化，固溶 Ｚｒ，Ｔｉ原子对晶界的作用在高温时削弱及第二相粒子的溶解。添加 Ｂ的合 金，当ＣＢ＜０．０１（ｗｔ％）时，晶粒尺寸随含Ｂ量增多急剧减小；当ｃＢ＞０．０１ （Ｗｔ％）时，晶粒尺寸变化不大，该合金晶粒细化主要是固溶于基体中的硼的 作用。     

铝及其合金晶粒细化的探讨

对近年来所使用的晶粒细化剂进行了回顾和综述,从细化机理徼手论述了铝及其合金的细化效果以及常用的晶粒细化剂的优缺点。     

晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金组织性能的影响

采用Al-5Ti-1B合金细化剂对Al-3.2Si-0.8Mg合金进行晶粒细化,采用金相显微镜、激光导热仪和拉伸试验机等研究晶粒细化对Al-3.2Si-0.8Mg合金微观组织、铸造流动性、力学性能与导热系数的影响.结果表明：随着Al-5Ti-1B合金细化剂添加量的增加,Al-3.2Si-0.8Mg合金的α-Al晶粒逐渐细化,铸造流动性、抗拉强度和伸长率逐渐升高,但导热系数略有下降.当Al-5Ti-1B合金细化剂的质量分数增加到0.5%时,Al-3.2Si-0.8Mg合金的晶粒被细化至平均直径约为90.9 μm,铸造流动性试样长度为867 mm,抗拉强度为234 MPa,伸长率为10.1%,导热系数为182.7 W·m^-1·K^-1.     

Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响

用金相显微分析、扫描电镜分析及能谱分析等方法研究了Sr对ZK60镁合金晶粒细化的影响. 结果表明:添加少量的Sr对ZK60镁合金有很好的组织细化效果,但其细化效率受Sr加入量和熔体保温时间的影响较大. 在给定熔体保温时间的条件下,随着Sr质量分数从0.01%增加到0.1%,晶粒细化效率逐渐提高. 在给定Sr加入量的条件下,当熔体保温时间为20～80min时,晶粒细化效率随熔体保温时间的延长而提高;当熔体保温时间超过80min后,晶粒细化效率随熔体保温时间的延长而降低.     

微量Sc和Zr对Al-Mg合金晶粒细化作用的电子结构分析

运用固体经验电子理论（EET），对掺微量Sc和Zr的Al-Mg合金的介电子结构进行计算。结果表明：Zr,Sc与Al原子存在强烈的相互作用，形成Al-Zr,Al-Sc,Al-Zr-Sc偏聚区，Al-Zr-Sc原子的强烈偏聚易形成Al3(Zr,Sc1-x)复合相粒子，对基体晶粒起到强烈的晶粒细化作用。     

Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金热加工图及其组织演变

采用热模拟试验机对Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金进行等温压缩试验,获得变形温度为750~900℃和应变速率为0.001~1 s 1时的真应力真应变曲线,并运用修正后的试验数据建立真应变为0.7的热加工图。通过显微组织观察,分析合金的变形机理,确定热变形失稳区。研究结果表明:Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金加工温度范围较宽,当加工温度低于800℃且变形速率大于0.1 s 1时易发生绝热剪切,造成流变失稳;随着变形温度升高,功率耗散因子η有增大趋势,合金的流动软化机制由动态回复逐渐变为动态再结晶,显微组织也随之细化、均匀。     

形变量和冷却速度对低碳微合金管线钢晶粒细化的影响

以管线钢X52为研究对象,在Gleeble1500热模拟机上,主要进行了在奥氏体未再结晶区不同形变量和冷却速度对X52的相变行为及显微组织影响的研究·通过光学显微镜、扫描电镜分析技术可以发现,随形变量和冷却速度的增加,晶粒明显变细·实验结果表明,在奥氏体未再结晶区轧制可以大大地增加铁素体的形核位置,使晶粒细化;同时冷却速度的增大,使铁素体的形核驱动力加大,形核率增加,也使晶粒明显细化·另外,与低碳钢不同的是,在铁素体晶粒边界和铁素体晶粒内部可以观察到有第二相的析出,在奥氏体未再结晶区轧制时,第二相的析出可以抑制再结晶,并且,析出物的存在不仅阻碍位错的运...     

铁铬铝合金裂纹产生时的声发射

通过声发射及扫描电镜技术，了铁铬铝合金裂纹形成的条件，结果表明，合金中热应力可产生微裂纹，内应力的存在以及环境氢的渗入，通常使盘条产生纵向裂6纹；合金的失效过程是一个通过声发射释放能量的过程。     

晶界和晶粒取向对定向凝固Fe—6.5%Si合金弯曲性能的影响

制备了沿（100）生长的定向凝固Fe-6.5%Si合金,以研究昌界和晶粒取向对定向凝固Fe6.5%Si弯曲性能的影响,结果表明,晶界并非定向凝固Fe-6.5Si最薄弱的部分,裂纹可以直接或转向后穿过晶界,但不能持续地沿晶界扩展,所有试样都是以解理方式断裂的,解理面是100,晶粒取向对定向凝固Fe-6.5%Si合金的弯曲性能具有决定性的影响。（100）是其中较弱的取向之一,长度方向平行于（100）的弯曲试样无室温塑性,而垂直于（100）的麻样具有一定的室温塑性。     

V-5Cr-5Ti合金的动态压缩力学性能及本构关系

利用Hopkinson压杆技术对V-5Cr-5Ti合金动态压缩力学性能进行了实验测试,获得了不同应变率下V-5Cr-5Ti合金的压缩应力—应变曲线,结果显示V-5Cr-5Ti合金具有较强的应变率敏感性。根据实验结果,确定了描述V-5Cr-5Ti合金常温动态性能本构参数,并将实验结果与计算结果进行了比较,两者吻合较好。     

Cr含量对高锰奥氏体TWIP钢高温氧化行为的影响

通过恒温氧化增重实验和扫描电镜观察及XRD分析,研究了Cr含量对高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢在700℃氧化8 h的高温氧化动力学过程及氧化产物的影响.结果表明:随着Cr含量的提高,高锰奥氏体TWIP钢的抗氧化能力增强;当Cr的质量分数为1.13%时,经过在700℃下8 h的高温氧化,样品单位面积的氧化增重为30μg/mm2;而当Cr的质量分数增加到3.95%时,单位面积的氧化增重降低至3μg/mm2.随着Cr含量的增加,高锰奥氏体TWIP钢氧化层的致密度提高,氧化产物的构成也具有明显的差异.     

X80管线钢的高温氧化行为

利用热重法对X80管线钢高温氧化行为进行系统研究,分析不同温度下氧化增重和氧化铁皮形貌演变规律及合金元素在氧化层与钢基体界面处的分布规律.实验结果表明:700~1200℃范围内,X80钢氧化增重曲线呈现抛物线规律.此外,氧化铁皮厚度随温度升高而增加,特别是当温度高于800℃时,由于金属基体存在相变,氧化铁皮厚度急剧增加.高温条件下X80钢氧化铁皮为典型三层结构,外层为极薄的Fe₂O₃,中间层为Fe₃O₄,内层为粗大柱状晶FeO,并在靠近钢基体处形成一层晶粒细小的内氧化层,内氧化层阻碍了铁氧离子的相互扩散,提高了X80管线钢的高温耐蚀性.     

医用Ti6Al7Nb合金氧化行为及其磨损性能

为提高生物医用Ti6Al7Nb合金表面的耐磨损性能,研究了在500~800℃空气中的热氧化行为以及其改善的磨损性能.研究结果表明:500~600℃氧化速率低,表面硬度较基体变化不大.在750℃以上,氧化速度增加,氧化动力学遵从抛物线规律,氧化物主要由TiO2和少量Al2O3组成.在800℃时,氧化物颗粒长大,氧化层疏松,极易剥落.综合考虑硬化层深度和氧化时间,得出最佳热氧化工艺参数为750℃氧化8 h.在此工艺下处理的钛合金表面硬度达到1 047 HV,耐磨性是原合金材料的280倍.分析了合金氧化后耐磨损性能的提高机制.     

Fe-1.5C-1.5Cr-2.0Al超高碳钢的等温组织及力学性能

利用XRD、SEM、TEM、维氏硬度计和拉伸试验机对Fe-1．5C-1．5Cr-2．0Al超高碳钢经300℃等温淬火后的组织及力学性能进行了研究．组织观察与分析表明，等温淬火组织为超细下贝氏体铁素体、残余奥氏体和未溶渗碳体，并随等温时间延长，残余奥氏体体积分数减少，组织细化程度增加．研究发现：等温淬火2—10h，屈服强度为1411—1568MPa，抗拉强度为1632—1744MPa，总延伸率为6．9％～8．5％，硬度为515—532HV。随等温时间的延长，强度和硬度升高，塑性下降．     

有序度和晶粒度及预变形度对CuZnAl合金形状记忆效应的影响

综合研究了母相的有序度ξ、晶粒尺寸d和在马氏体状态的变形度ε对CuZnAl合金中形状记忆效应的影响。从热力学出发,导出了形状回复率η与上述三种参数之间的统一的数学表达式。理论分析与实验测试结果吻合较好。     

High Temperature Corrosion of Fe-25Cr and Fe-17Cr-1.5Si-0.5Al Alloys in Oxidizing and Sulfidizing Enviornments

The simultaneous oxidation and sulfidation of Fe 25Cr and Fe-17Cr-l.5Si-0.5Al alloys was studied at 1023K and 1223K in H2-H2O-H2S gas mixtures. The kinetic boundary which indicates the transition from oxide to sulfide has heen found in these two alloys. The critical oxygen partial pressures of Fel7Crl.5SiO.5Al alloys were systematically lower than those of Fe-25Cr alloy. The reaction kinetics were measured by the stainless steel spring balance, and the reaction products were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The reaction rate usually decreased with the increase of the oxygen partial pressure at the constant sulfur partial pressure. The exista-nce of silicon plays an important role to suppress the sulfidation of Fel7Cr alloy.