Fe含量对Zr60Cu40-xFex相分离非晶合金组织结构、电阻性能和纳米压痕行为的影响

在Zr60Cu40单相非晶合金中引入与合金次要组元Cu具有正混合焓的Fe元素,设计了Zr60Cu40-xFex相分离非晶合金,研究了 Zr60Cu40-xFex三元合金的液-液相分离行为.结果表明,二元Cu-Fe合金的液态组元不混溶区域可以延伸至三元Zr60Cu40-xFex合金中;在快速凝固条件下,该合金在冷却过程中...     

原位富Pb粒子/铝基金属玻璃基体复合材料的设计与制备

在Al-Pb二元难混溶合金的基础上添加其它的合金元素Ni,Y和Co,优化设计了新的Al_(82.87)Pb_(2.5)Ni_(4.88)Y_(7.8)Co_(1.95)多元难混溶合金。开展了该多元难混溶合金的快速凝固实验,对制备的薄带样品进行了结构表征、热稳定性分析以及显微组织形成的研究。结果表明,合金熔体在快速冷却过程中发生了液-液相分离,生成富Al和富Pb两液相;随后,富Al基体液相发生玻璃转变,形成铝基非晶合金基体,而富Pb液相凝固结晶后以球形晶态粒子形式均匀分布于铝基非晶基体中。研究表明,利用难混溶合金液-液相变原理,通过快速凝固技术可以设计和制备原位球晶粒子/非晶合金基复合材料。     

Zr-Ce-Co-Cu难混溶合金的液-液相分离和双非晶相形成

在Zr-Ce二元稳态难混溶合金的基础上添加Co-Cu二元亚稳态难混溶合金,设计了四元(Zr_aCe_b)_(1-x)(Co_cCu_d)_x复合难混溶合金.通过热力学计算了Cu和Co在两分离液相中的分配系数,并利用OM,SEM,EDS,XRD和DTA等方法研究了相形成和组织演变的机制.结果表明,单一均匀的(Zr_aCe_b)_(1-x)(Co_cCu_d)_x合金熔体在凝固过程中发生液相分离,Co和Cu元素分别分布在富Zr和富Ce液相中,最终形成富Zr-Co和富Ce-Cu两液相.在快速凝固条件下,四元合金液-液分离形成的富Zr-Co和富Ce-Cu两液相分别发生玻璃转变,形成锆基和铈基两非晶相.实验研究与热力学分析相结合,揭示了Co与Cu原子比例和Co-Cu合金添加量以及冷却速率对双非晶相形成的影响,探索了由难混溶合金制备相分离非晶合金的方法.当Co与Cu原子比及添加量分别为4∶1和38.5%时,在熔体旋甩快速冷却条件下可以获得双相非晶合金.     

不同凝固条件下Cu80Fe20合金凝固组织以及磁性能研究

通过制备不同凝固条件下亚稳难混溶Cu80Fe20合金,系统的研究了不同凝固条件下合金凝固组织以及软磁性能的差异。结果表明:铜板模具冷却得到的Cu80Fe20合金凝固组织由细小的胞状富Fe枝晶以及基体组成,说明该凝固条件下合金凝固过程中仅仅发生平衡液-固相转变;然而石墨模具冷却得到的Cu80Fe20合金凝固组织由球状的富Fe相、发达的富Fe枝晶以及基体组成,说明该凝固条件下合金凝固过程中不仅发生平衡液-固相转变,而且发生了液-液相分离,并发现相分离形成的少量相富Fe液滴内部结构存在富Fe层的存在,且在迁移发生聚合、凝并以及碰撞;同时研究发现,不同的凝固条件下得到Cu80Fe20合金的饱和磁化强度和矫顽力存在差异,但综合来看制备的合金均呈现良好的软磁性能。     

深过冷三元Fe_(35)Cu_(35)Si_(30)合金的液相分离与枝晶生长特征（英文）

采用熔融玻璃净化技术研究了三元Fe_(35)Cu_(35)Si_(30)合金的液相分离与枝晶生长特征。实验获得的最大过冷度为328 K(0.24T L)。结果表明,合金在深过冷条件下具有三重凝固机制。当过冷度小于24 K时,α-Fe相为初生相,凝固组织为均匀分布的枝晶。过冷度超过24 K之后,合金熔体分离为富Fe区和富Cu区。在过冷度低于230K的范围内,Fe Si金属间化合物为富Fe区的初生相;当过冷度高于230 K时,Fe_5Si_3金属间化合物取代Fe Si相成为富Fe区的初生相。随着合金过冷度的增加,Fe Si相的生长速率逐渐升高,而Fe_5Si_3相的生长速率将逐渐降低。在富Cu区,初生相始终为Fe Si金属间化合物。能谱分析表明,富Fe区和富Cu区的平均成分均已严重偏离初始合金成分。     

三元Fe62.5Cu27.5Sn10合金的快速凝固组织演变机制

在自由落体条件下研究三元Fe62.5Cu27.5Sn10合金的亚稳相分离和凝固组织形成规律。结果表明:液相分离使得合金液滴在快速凝固过程中形成2~3层壳核组织和均匀弥散组织,其相组成为α-Fe固溶体和Cu3Sn金属间化合物相。分析液滴内部L2(富Cu)液相的运动特征发现,温度梯度和浓度梯度所引起的Marangoni运动促进壳核组织的形成,合金液滴的最终凝固组织由冷却速率、过冷度和Marangoni运动共同决定。如果液滴直径足够小,快速冷却能够抑制液相分离,凝固组织演变为等轴枝晶形态,其相组成为α-Fe固溶体和Cu2FeSn化合物。EDS分析显示,初生α-Fe相在快速凝固过程中发生了显著的溶质截留效应。     

快速凝固Cu83Fe17合金的显微组织

通过采用扫描电镜(SEM)研究了真空感应熔炼和单辊旋铸Cu83Fe17合金的显微组织和凝固行为.结果表明,真空感应熔炼Cu83Fe17合金的显微组织主要以初生的富Fe枝晶形式存在于Cu基体中,单辊旋铸Cu83Fe17合金的显微组织呈现富Fe枝晶和富Fe球状并存的两种形貌.富Fe相的形貌和大小随着条带厚度的变化而变化.富Fe球的大小分布不均,靠近自由面的富Fe球直径比接触面要大.分析表明,合金快速凝固过程中发生了亚稳态的液相分离.此外,采用一维热传导方程对Cu83Fe17合金的冷却速度进行模拟,计算得到合金条带自由侧在凝固时的冷却速度为1.5×106 K/s.     

Zr-Cu-Fe-Al合金的非晶形成能力、热稳定性及组织结构特征

采用铜模铸造法制备了Zr-Cu-Fe-Al非晶合金,利用X射线衍射仪、差热分析仪及高分辨透射电镜,系统研究了Al含量和Cu与Fe摩尔比对Zr59(Cu0.5Fe0.5)33Al8合金的非晶形成能力、热稳定性及组织结构的影响。结果表明,随着Al含量增加,Zr59(Cu0.5Fe0.5)41-xAlx和Zr67-x(Cu0.5Fe0.5)33Alx合金的非晶形成能力均呈现先增加后降低的趋势。对于Zr59(Cu1-xFex)33Al8合金,当Cu与Fe摩尔比在5∶5~8∶2之间时,合金非晶形成能力较好。γ参数及晶化温度研究表明,Zr59(Cu0.7Fe0.3)33Al8合金具有大的非晶形成能力及高的热稳定性。此外,Zr59(Cu0.5Fe0.5)33Al8合金的HRTEM结果表明,由于Cu与Fe混合焓为正,在快速冷却条件下,合金将会发生液-液相分离,形成富Fe和富Cu两液相,之后两液相分别发生玻璃转变,最终形成高数量密度的纳米富Fe非晶粒子分布在富Cu非晶基体上的组织结构。     

DESIGN AND PREPARATION OF IN SITU Pb-RICH PARTICLES/Al BASE METALLIC GLASS MATRIX COMPOSITE

在Al--Pb二元难混溶合金的基础上添加其它的合金元素Ni, Y和Co, 优化设计了新的 Al_82.87Pb_2.5Ni_4.88Y_7.8Co_1.95多元难混溶合金. 开展了该多元难混溶合金的快速凝固实验, 对制备的薄带样品进行了结构表征、热稳定性分析以及显微组织形成的研究. 结果表明, 合金熔体在快速冷却过程中发生了液-液相分离, 生成富Al和富Pb两液相; 随后, 富Al基体液相发生玻璃转变, 形成铝基非晶合金基体, 而富 Pb液相凝固结晶后以球形晶态粒子形式均匀分布于铝基非晶基体中. 研究表明, 利用难混溶合金液-液相变原理, 通过快速凝固技术可以设计和制备原位球晶粒子/非晶合金基复合材料.     

快速凝固Cu-Fe难混溶合金的显微组织

采用高压气体雾化技术制备了Cu—Fe合金粉末，并对粉末的组织进行了观察分析．结果表明，雾化液滴的尺寸与合金成分影响凝固组织的演变过程．雾化液滴尺寸越小，其内部富Fe相越弥散；Fe含量越接近亚稳液态组元不混溶区域的临界成分，越容易发生液-液相变．分析表明，富Fe液滴的Marangoni迁移和富Fe粒子与固-液界面之间的相互作用是导致粉末外部形成贫Fe层的主要原因．     

深过冷Cu40Co40Ti20合金的亚稳相分离与快速凝固

利用电磁悬浮技术和熔体快淬使Cu40Co40Ti20合金熔体达到深过冷,发生亚稳相分离.经悬浮冷却凝固的Cu40Co40Ti20发生液相分离,富Cu相中出现富(Co,Ti)相枝晶,富(Co,Ti)相中形成二次析出的富Cu相;经纯铜快淬处理的合金形成外层为富(Co,Ti)相,内部为富Cu相的双层球状结构.两种方法得到的组织中,富(Co,Ti)相内部均出现了二次析出的富Cu相小球.对样品进行X射线衍射分析,相组成主要有(Cu)和Co2 Ti相.     

不同冷却条件下Cu60Co30Cr10合金的快速凝固（英文）

利用电磁悬浮和快淬实验研究Cu60Co30Cr10合金在亚稳不混溶区的液相分离和快速凝固特征。结果表明,合金的显微组织为富(Co,Cr)相分布在富Cu相基体中,且富(Co,Cr)相颗粒的形状和大小随着冷却速率的变化而有明显的区别。在悬浮凝固条件下冷却速率较低,富(Co,Cr)相较粗大,有明显的聚集粗化趋势,富(Cu)相中有大量富(Co,Cr)相枝晶。而在快淬凝固条件下富(Co,Cr)相明显细化,富(Cu)相中未发现富(Co,Cr)相枝晶形成,这可能与较高的冷却速率、较大的过冷度和较高的界面张力有关。     

Pb26Sn42Bi32可逆性液-液结构转变对快速凝固组织和性能的影响

Pb26Sn42Bi32合金在液相线以上数百度温度范围内发生液-液结构转变,而且具有可逆性。液-液结构转变后的 Pb26Sn42Bi32合金在空气中凝固时的组织和性能较转变前基本不变,而在铜模中快速凝固,由于冷却速度非常大,抑制了可逆性原子团簇的回复,初生相β-Sn明显细化,维氏硬度降低。     

溶质含量对快速凝固Co-Cu不混溶合金晶粒细化组织的影响

采用熔融玻璃净化与循环过热相结合手段,研究Co70Cu30和Co50Cu50亚稳不混溶合金的非平衡凝固组织细化规律。结果表明:随着过冷度的增加,不混溶合金的初生枝晶主干不断细化,枝晶碎断现象更加明显。在未发生液相分离条件下,Co50Cu50合金由于具有更高的溶质含量,溶质过冷度增加,动力学过冷度降低,枝晶细化更加明显而易发生碎断。在大过冷度条件下,合金不混溶效应不断增强,液相分离现象发生,凝固组织中分别出现富Co和富Cu区。对于Co70Cu30(ΔT=237 K)和Co50Cu50(ΔT=188 K)合金,溶质含量对快速凝固过程中初生枝晶的影响程度减弱,非平衡凝固组织的晶粒尺寸及成分未发生明显变化。Co50Cu50合金由于具有更低的临界分离过冷度,不混溶阶段经历的时间更长,液相分离进行得更彻底。     

自由落体条件下三元Ni-Pb-Cu偏晶合金的快速凝固

在自由落体条件下研究三元Ni62Pb30Cu8偏晶合金的相分离与快速凝固.XRD分析结果表明;凝固组织由固溶体(Ni)和(Pb)两相构成;随液滴直径减小,三元Ni62Pb30Cu8偏晶合金从壳核组织演变为(Pb)相颗粒分布在 (Ni)枝晶间的组织;在形成的壳核组织中,表面张力较小的(Pb)相始终占据最外层,有利于降低表面相和体系总吉布斯自由能.能谱测定发现,在固溶体(Ni)和(Pb)相中,溶质截留效应十分显著.采用传热模型计算了不同直径液滴的冷却速率与过冷度,二者均随液滴直径的增大而减小.理论分析了合金液滴的内部温度梯度与第二相L(Pb)液滴的Maragoni迁移,发现第二相L(Pb)液滴充分实现二次相分离.在自由落体条件下,合金液滴的最终凝固组织由冷却速率、表面偏析、Marangoni迁移和(Ni)枝晶生长共同决定.     

深过冷条件下Cu—Co合金的二次液相分解与合金的凝固

采用熔融玻璃深过冷技术和金相分析法,对Cu-(10%-30%)Co合金液态深过冷条件下的二次液相分解和合金的凝固行为进行了分析,研究表明,由于液相分解后富C液相的溶解度随温度下降而降低,使Cu原子不断从富Cu原子不断从富C液相中分解出来,如果分解出的Cu原子不能扩散到富Cu原子不能扩散到富Cu液相中,会在富Co液相内形成富Cu液滴。但合金凝固后富Co相中富Cu相并非都来自于干净人液相分解,一部分是来自于富Co液相长大和富Co相选分结晶,冷却曲线的测定结果和分析显示,Cu-Co合金液相分解后,富Co液相的结晶温度与合金成分和实验条件有关,富Co液滴结晶完成后发生了包晶转变。     

磁场对Cu-Pb-La过偏晶合金液-液分离的作用

本实验在Cu-80%Pb过偏晶合金凝固过程中添加稀土元素La,研究不同冷却速度下稀土元素在过偏晶合金凝固制备中的作用,并研究施加磁场对Cu-Pb过偏晶合金液-液分离区凝固组织的影响,探讨了磁场下第二相的迁移和分布规律,为均质偏晶合金制备技术的改进提供参考。结果表明,添加La元素可显著降低Cu-80%Pb凝固组织中的宏观偏析,促进第二相颗粒的均匀分布和细化。较快的冷却速度下添加La元素的作用更加明显,偏析程度显著降低,在此冷速下进一步施加1 T水平方向磁场,Cu-Pb-La合金凝固过程中宏观偏析得到了抑制,富Cu相颗粒弥散,组织分布均匀。     

Pb_(26)Sn_(42)Bi_(32)可逆性液-液结构转变对快速凝固组织和性能的影响

Pb26Sn42Bi32合金在液相线以上数百度温度范围内发生液-液结构转变,而且具有可逆性。液-液结构转变后的Pb26Sn42Bi32合金在空气中凝固时的组织和性能较转变前基本不变,而在铜模中快速凝固,由于冷却速度非常大,抑制了可逆性原子团簇的回复,初生相β-Sn明显细化,维氏硬度降低。     

Pb36.32Sn58.68Bi5合金不可逆液-液结构转变对耐腐蚀性能的影响

Pb36.32Sn58.68Bi5合金在液相线以上数百度温度范围内发生液-液结构转变,而且具有不可逆性,液-液结构转变后的Pb36.32Sn58.68Bi5合金在空气中凝固时的组织明显细化.通过电化学腐蚀试验测得的极化曲线以及自腐蚀电位、极化电阻、自腐蚀电流等电化学参数,可以看出结构转变后的试样在酸、碱和盐中的耐腐蚀性能增强.     

高含Pb量Cu—Pb过偏晶合金的快速凝固研究

采用急冷快速凝固实验装置研究Cu-75%Pb和Cu-86%Pb过偏晶合金的快速凝固过程及其组织特征,探索冷却速率和固液相共存温度区间宽度与合金相分离之间的相关规律.在急冷快速凝固条件下,大的冷却速率使合金凝固时间大幅度缩短,过冷L2液相粘度增大,Stokes运动被消弱,液相分离在很大程度上受到抑制,实验条件下,宽的固液共存区间对合金的相分离并不产生显著影响.高含Pb量Cu-Pb过偏晶合金均可获得均匀弥散的微观组织.随着冷却速率的增大,凝固组织显著细化,均匀性明显提高.