Zn对5083合金显微组织和力学性能的影响

研究了5083合金添加1.5%~5%Zn(质量分数)对合金显微组织和力学性能的影响.通过SEM和EDS对铸态、均匀化处理后和轧制态合金的微观组织进行了表征并测试轧制态合金的拉伸性能.结果表明:铸态合金随Zn含量的增加偏析程度增加,金属间化合物主要为富Mg和富Zn相.均匀化处理后的合金具有良好的轧制性能,均匀化处理后合金金属间化合物量明显减少,部分未溶金属间化合物是Mg_2Si和Al_3Fe相.轧制显著降低晶粒尺寸,轧制试样的晶粒尺寸约150 nm.随着Zn含量增加轧制态合金的屈服强度和抗拉强度增加,延伸率有所下降.     

金属Sc对Ti-6Al-4V合金组织演变与性能的影响

采用真空电弧熔炼技术制备了含Sc(质量分数)为0,0.1%,0.3%,0.5%的4种Ti-6Al-4V合金,并利用X射线衍射技术、光学金相显微镜和SHIMADZU HMV硬度计对铸态合金的相组成、等温退火后进行淬火的合金的显微组织和显微硬度进行研究.研究结果表明:在合金的铸态组织中存在大量的类魏氏组织,添加金属Sc减小了魏氏组织的含量与尺寸;经过等温退火及淬火处理后,在合金组织中存在细针状的马氏体组织和少量的类魏氏体组织,同时,随着退火温度的降低,组织中针状马氏体尺寸减小,金属Sc对合金组织起明显的细化作用;在铸态合金中存在的相为Ti3Al,添加金属Sc使α-Ti在低角度的衍射峰强度变弱,在高角度的衍射峰强度变强;添加金属Sc导致Ti-6Al-4V合金片层组织的显微硬度大幅度提高,当Sc含量在0.1%～0.3%时,其显微硬度最适宜;退火态合金的显微硬度比铸态合金的显微硬度提高了很多;金属Sc对α-Ti的固溶强化效果最明显.     

非晶态Fe-B系合金晶化过程的微观机理探讨

根据新近从统计热力学的观点出发所提出的由液态淬火制备的非晶态金属—类金属合金的结构缺陷形成机制,并用"双层单元结构模型"具体描述了其中类金属原子的分布及其扩散机制.讨论了提高晶化温度的途径.     

Si-Cu合金精炼与造渣精炼去除冶金级硅中金属杂质

采用Si-Cu合金精炼与CaO-SiO_2-CaCl_2造渣精炼相结合的方法对冶金级硅进行精炼,通过多种分析方法考察了合金造渣过程、渣剂添加剂和合金成分对金属杂质Fe、Al和Ca去除效果的影响.结果表明,提高Si-Cu合金中Cu的质量分数可以有效增加Cu_3Si相在Si中的含量,造渣精炼过程会影响Si-Cu合金的相转变,造渣后金属杂质Fe和Ca聚集在Si-Cu合金的Cu_3Si相中.在渣剂中添加CaCl_2助溶剂可降低渣剂黏度以促进传质过程,从而有效提高金属杂质Fe、Al和Ca的去除率.此外,随着Si-Cu合金中Cu质量分数的增加,造渣后合金相中Cu的析出现象明显,Fe的去除率上升,Ca的去除率下降,而Al的去除率不变.当Si-30%Cu合金与CaO-SiO_2-CaCl_2(质量比9∶9∶2)渣剂进行精炼后,Fe、Al和Ca的去除率分别为68%,94%和86%.     

非晶态合金的双层单元结构模型与类金属成分范围

本文提出在液态淬火形成的非晶态合金中,其微观结构是由短程有序的双层四面体和八面体以及它们的组合单元无序堆积而成.并由这种双层单元结构模型导出非晶态合金中类金属成分范围及其上限约为30.47at%.就目前所收集的80种上述合金的实验数据来看,其成分范围的上限近于100%都在计算结果以内.这可为今后制备液态淬火非晶态合金的类金属成分范围提供一个重要的参考判据.同时,双层单元结构模型也为今后深人研究非晶态合金的结构与物理性能的关系提供一个较好的理论模型.     

一氧化钛表面的润湿性能

采用高温座滴法测定了一系列金属及合金在TiO上的接触角.研究结果表明:金属Cu,Fe,Co,Ni及Fe-Cr合金与TiO的润湿性均较差,在熔点温度时其接触角为48°～120°.Cu与TiO属非反应型润湿;Fe,Co,Ni及Fe-Cr合金与TiO属反应型润湿.添加某些表面活性剂能提高其润湿性,向Cu中添加2%以上的Mo2C可明显提高Cu在TiO上的润湿性,由非反应型润湿转变为反应型润湿;向Fe-Cr合金中添加1.5%以上的Mn或Si,可显著提高Fe-Cr合金在TiO上的润湿性,添加Mn不改变润湿类型,而添加Si使反应型润湿转变为非反应型润湿.     

金属阳极恒电位溶解的动力学模型(英文)

本文根据电极过程动力学的基本理论和金属阳极恒电位溶解的实验结果,提出了有效电流的概念,导出了金属阳极恒电位溶解的动力学模型。此模型也适用于受固相扩散传质控制的合金或类合金(如某些金属硫化物)阳极的恒电位溶解过程。在液相扩散传质控制条件下,金属阳极恒电位溶解的动力学模型为:i(t)=i_x+[i(0)-i_x]e~(-pt)Q(t)=i_xt+[(i(0)-i_x)/p](1-e~(-pt))利用此模型对锡阳极在氟硅酸-硫酸溶液中恒电位溶解的实验结果进行了模拟计算,计算结果与实验数据十分吻合。     

SiC对C19400铸态合金摩擦磨损性能的影响

试验以SiC含量对C19400铸态合金摩擦磨损性能的影响为研究目的,将SiC(质量分数w_SiC,分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)添加到C19400铸态合金中,然后对其成分、组织、硬度和摩擦系数进行测试.试验结果表明:在C19400铸态合金中加入SiC能使合金晶粒尺寸减小;合金的硬度随SiC含量增加而提高;C19400铸态合金的摩擦系数随着SiC添加量的增加逐渐降低,当w_SiC为0.8%时,合金摩擦系数降低到1.48,比未添加SiC的C19400铸态合金摩擦系数(5.44)降低了72.8%,有效提高了合金的耐磨性能.     

稀土对硬质合金结构稳定性的影响

采用动态热模拟技术，研究稀土元素添加方式对硬质合金粘结相结构稳定性的影响，发现以金属态方式添加稀土元素能改善合金性能，其主要作用是抑制Ｃｏ相向六方结构的马氏体转变，且在长期热循环效应下保持稳定；而以氧化物方式添加稀土元素，抑制Ｃｏ相向六方结构转变的能力差，在热循环效应下不稳定，随着热循环次数的增加，六方结构相含量增加，影响合金性能。     

类金属对(Fe_(80)Ni_(20))_(78)Si_xB_(22-x)系非晶磁性合金居里温度和晶化温度的影响

研究了类金属 Si 和 B对(Fe_(80)Ni_(20))_(78)Si_2B_(22-x) 系非晶磁性合金居里温度T_c 和晶化温度T_x 的影啊。实验发现,随Si 含量的增加(或随 B 含量的减少),T_c 降低,T_x 增加。T_c 的这一变化规律可用本文提出的有效 Fe 原子数的变化来解释;T_x 的变化规律可用类金属价电子密度 e/a 的变化来解释。     

金属间化合物的环境氢脆

总结金属间化合物两类室温环境氢脆的研究成果.金属间化合物的环境氢脆涉及两个主要过程,即氢原子的产生和氢原子在合金中的扩散.实验结果证实,在空气中氢原子的产生途径是合金中的活性元素与水汽发生表面反应,而在氢气中则是合金表面的过渡族元素催化裂解氢气分子成为氢原子.抑制金属间化合物发生环境氢脆的有效途径是合金化.硼可以完全抑制Ni₃Al合金中由水汽诱发的环境氢脆,其主要机理是硼原子强烈降低了氢原子的沿晶扩散系数.铁可以有效抑制Co₃Ti合金中由水汽诱发的环境氢脆,其机理是铁原子抑制了合金与水汽的表面反应.硼可以完全抑制有序态Ni₃Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆,其机理是硼原子偏聚在晶界上,降低了合金的晶粒尺寸,提高了合金的晶界强度,显著降低了氢原子的沿晶扩散系数.     

非晶态Fe-Si-B系合金的临界厚度极大值与类金属成分关系的研究

本文根据作者新近提出的非晶态合金中的"双层单元结构模型",对于由液态淬火制备的非晶态Fe-Si-B系合金的临界厚度在类金属总成分约为25at%左右、B含量在14at%左右时出现极大值这一具有重要实际意义的结果,作出了相当合理的解释,并对非晶态合金的结构层次和形成机理进行了较为详细的分析和讨论.     

添加锰对TiAl金属间化合物孪生变形的影响

本文研究了L1_0型TiAl和TiAl Mn金属间化合物的室温力学特性和变形亚结构。实验结果表明:添加合金元素Mn可以促进TiAl合金中的孪生变形,从而使其室温延性得以明显改善。建立了TiAl有序结构中孪生变形的位错模型,根据该模型,阐述了TiAl合金的孪生过程及其晶体学特征,重点讨论了合金元素Mn对TiAl合金孪生变形影响的机制,指出了超位错可动性增强和层错能降低是促进孪生变形的两个重要因素。     

Al-Mg-Zn三元合金表面张力的估算

运用Butler方程,结合CALPHAD优化后的过剩吉布斯自由能,计算了973 K温度下, Al-Mg, Mg-Zn, Al-Zn二元合金的表面张力.结果表明,在Al熔体中加入金属Mg和Zn,可降低该液态合金的表面张力.在此基础上,利用Chou模型计算了Al-Mg-Zn三元合金的表面张力.结果表明, Al-Mg-Zn三元合金表面张力计算值范围为0.575～0.864 N/m,且随着Mg含量的增加,表面张力减小.对比了二元及三元合金表面张力的计算值与实验值,误差在5%以内.     

铁磁性非晶合金中受磁化调制的局域流变

本文研究了铁磁性非晶合金的磁化和不均匀结构的动态弛豫过程的相互作用.研究发现,铁磁性非晶合金的磁化态可以通过表面磨损来被改变.伴随磁化态的改变,非晶合金在纳米压痕实验下的局域动态力学行为发生变化.结合三参量黏弹性模型和态转变理论分析发现,通过磁化,非晶合金的微观结构可以被明显改变,其类液区的有效体积、黏度和弛豫时间可以增加3倍以上.与上述现象相反,通过在弹性极限下的纳米压痕循环加载试验,非晶合金的类液区在纳米尺度上的局域流变可以擦除其磁化效应.非晶合金的磁化和局域流变过程的相互作用与其中的自旋-轨道耦合有关;其磁化态和类液区的变化并不影响其与理想玻璃态相关的瞬时剪切模量.该研究有助于理解非晶态磁性材料的动态磁-力学性能,对其应用有着重要的意义.     

Sc与Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及力学性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-9.0Zn-2.8Mg-2.5Cu合金,在该合金的基础上,分别添加不同剂量的Sc,Zr和Sc+Zr得到了一系列合金,利用光学显微镜、万能试验机等设备观察分析其金相组织与力学性能.结果表明:分别添加Sc与Zr时,随着Sc与Zr添加量的升高,所得合金的抗拉强度逐渐升高,延伸率逐渐下降,当Sc与Zr的分别添加量增加到0.15%与0.25%时,合金抗拉强度分别为775 MPa与785 MPa,延伸率分别为9.95%与7.1%;复合添加Sc与Zr时,若Sc含量小于Zr时,随着Sc与Zr添加量的增加,所得合金的抗拉强度先上升后下降,延伸率逐渐下降,当添加量为0.04%Sc和0.1...     

合金元素对SHS伴生金属涂层基本性能的影响

 为探究合金元素对伴生金属涂层基本性能的影响,选用Ф78 mm×8 mm×550 mm的无缝钢管,在管内壁距离管端200~350 mm处提前开设150 mm×10 mm×4 mm的长形槽,采用自蔓延高温合成技术制备添加不同含量合金元素的伴生金属涂层。通过维氏硬度测量、电子显微扫描、酸液浸泡腐蚀试验,分别探究不同合金元素对伴生金属涂层孔隙、裂纹、硬度以及耐蚀性能的影响。结果显示,添加 Nb、Cr 元素后伴生金属层硬度提高,孔隙与裂纹明显减少,金相组织趋于均匀化。伴生金属层的耐蚀性能与Cr、Nb元素添加量成正比,ZrO₂的添加量影响不大。耐蚀性最好的伴生金属涂层腐蚀仅失重0.271 g,失重率为2.71%,失重率仅为纯铁层的21.22%。结果表明,Nb、Cr元素的加入能有效改善伴生金属涂层的基本性能,而Zr元素对涂层性能影响较小。     

稀土Y对Al-8%Mn合金微观组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针和X射线衍射仪,研究了Al-8%Mn合金熔体中添加稀土Y质量分数对合金微观组织的作用机制,并分析了稀土Y添加量对合金力学性能和耐蚀性能的影响规律.结果表明:稀土Y能有效细化Al-8%Mn合金中的Al₆Mn化合物相和α-Al相.当Y的添加质量分数为3%时,细化效果最佳,使Al₆Mn相的形貌由粗大板条状和块状转变为细小块状,平均尺寸由未细化前的67.4 μm减小到36.5 μm,α-Al由粗大的柱状晶细化成等轴晶,其平均尺寸减小至48 μm.稀土Y添加后Al-8%Mn合金的抗拉强度和延伸率分别由组织未细化前的126 MPa和1.47%增加到141 MPa和2.26%,分别提高了12.0%和76.9%.此外,在30 g NaCl+10 mL HCl+1 L H₂O溶液中的腐蚀研究表明,随着Al-8%Mn合金中稀土Y添加量的增加,合金的抗蚀性能逐渐变差.     

(Fe-Al)-TM三元合金热力学性质的Miedema理论计算

为了改善金属间化合物的性能通常采用合金化方法,而合金元素能否添加取决于合金化后体系能量是否降低。文中采用Miedema理论与几何外推模型相结合,综合考虑原子尺寸差异引起的弹性畸变能,计算了(Fe-Al)-TM(TM=Transition Metals)体系中Fe Al-TM和Fe3Al-TM金属间化合物的形成焓。结果表明:计算值与文献结果符合较好。其中,第1B、4B、5B、7B和8B族过渡元素都较容易替代Fe添加进(Fe-Al)-TM合金中,而替代Al则比较困难,Sc、Y、La添加较容易形成合金化。计算结果可为设计制备(Fe-Al)-TM合金体系和改善金属间化合物的脆性提供重要的热力学依据。     

铈对AZ31镁合金铸态组织的影响

研究了Ce对AZ31镁合金铸态组织的影响.研究结果表明:添加0.5～1.5 wt%Ce到AZ31镁合金中不但不能细化舍金的晶粒,反而使合金的晶粒变得粗大,并且粗化趋势受Ce加入量的影响较大.当添加0.5 wt%Ce到AZ31镁合金中后,合金的平均晶粒尺寸从最初的60靘增大到164靘.此后,随着Ce加入量从0.5 wt%增加到1.5 wt%,合金的平均晶粒尺寸又开始逐渐减小,但仍大于未添加Ce合金的平均晶粒尺寸.