(Zr0.55Cu0.3Al0.1Ni0.05)98Er2非晶合金制备及其晶化动力学行为

为了研究SAF2507双相不锈钢（SAF2507 DSS）螺旋桨叶片在含硫酸盐还原菌( SRB)和铁氧化菌(IOB)海水中的耐腐蚀性能,提出一种二次急冷淬火成形技术来成形SAF2507 DSS螺旋桨叶片。同时根据螺旋桨叶片在不同二次急冷淬火成形温度下析出相的类型和析出规律,研究螺旋桨叶片在含SRB和IOB海水中的腐蚀性能。结果表明,当二次急冷淬火成形温度在700℃时,螺旋桨叶片表面析出少量的χ相;达到850℃时,χ相停止析出并完全转化成σ相,析出的σ相达到最大值;超过850℃时,析出的σ相开始急剧减少,到950℃时仅有少量的σ相析出。螺旋桨叶片在不同二次急冷淬火成形温度下,腐蚀电流密度、交流阻抗等电化学性能变化规律与螺旋桨叶片表层χ相和σ相的析出规律、以及χ相和σ相自身的耐腐蚀特征相吻合。二次急冷淬火成形温度在750℃-1050℃之间,螺旋桨叶片的耐腐蚀性能随热成形温度的升高呈增强—降低—增强规律变化,850℃时螺旋桨叶片的耐腐蚀性能最差。螺旋桨叶片二次急冷淬火成形后富Fe的表面特征,在SRB+IOB的作用下,螺旋桨叶片表面钝化膜被破坏,导致耐腐蚀性能降低。     

热成形SAF2507双相不锈钢析出相与耐腐蚀性能

采用XRD、SEM、EDS以及电化学测试等手段,研究不同热冲压成形温度下冲压成形SAF2507双相不锈钢析出相的析出规律,探讨热冲压成形温度、析出相对材料耐蚀性能的影响。研究表明:SAF2507双相不锈钢中χ相和σ相的析出温度范围为600~1000℃:温度850℃以χ相析出为主,温度≥850℃时以σ相析出为主,温度≥950℃时α相逐渐消失,温度≥1050℃没有析出相。热冲压成形后的腐蚀电流密度和腐蚀速率随热冲压成形温度的变化呈增大—减小—增大规律,容抗弧呈减小—增大—减小规律变化,这与析出相随热冲压成形温度的变化规律相吻合。当热冲压成形温度为850~900℃时析出σ相数量最多,钝化膜稳定性最差。     

固溶处理对粉末注射成形SAF 2507双相不锈钢组织和性能的影响

采用粉末注射成形制备了SAF 2507双相不锈钢,研究了固溶温度对烧结件显微组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响。结果表明:在随炉缓冷过程中烧结件会有σ相析出,σ相的溶解温度为1000℃;随着固溶温度的升高,α含量逐渐增加,γ含量逐渐减少,1100℃固溶处理时,α、γ两相含量比例接近1∶1,SAF 2507钢的抗拉强度600 MPa,伸长率24.79%,自腐蚀电位值最大、自腐蚀电流密度值最小,分别为-0.241V_(SCE)、1.474×10~(-5)A·cm~(-2),此时,SAF 2507钢耐腐蚀性能最好。     

热处理对Stellite12堆焊层-2507双相不锈钢基体组织和硬度的影响

采用等离子堆焊技术在SAF2507双相不锈钢(DSS)表面堆焊Stellite 12 Co基合金熔覆层。通过光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计研究了不同热处理方式对Stellite 12堆焊层-2507 DSS基体体系微观组织和硬度的影响。结果表明,在2507双相钢表面堆焊Stellite 12 Co基合金,热影响区(HAZ)有大量氮化物析出。经1100℃保温1 h水冷,堆焊层热影响区氮化物溶解消失。经空冷和炉冷后,堆焊层热影响区有σ相析出。堆焊层热处理后显微组织变细,且硬度有小幅度增加。     

焊后热处理对双相钢SAF2507带极堆焊层组织与性能的影响

通过试验对比分析了超级双相钢SAF2507带极堆焊层焊态和焊后热处理试样的力学性能和耐点腐蚀性能,探讨了经焊后热处理后堆焊层中σ相的析出行为。结果表明,经焊后热处理的堆焊层铁素体相上析出了弥散分布的有害相σ相,σ相硬而脆,严重降低堆焊试样的低温(-40℃)冲击性能,同时σ相周围的贫铬贫钼区容易发生点蚀从而导致带极堆焊层耐腐蚀性能变差。因此SAF2507钢带极堆焊层应避免在600~900℃进行焊后热处理。     

时效温度对SAF 2507双相不锈钢性能及组织的影响

研究了时效温度对SAF 2507双相不锈钢力学性能及显微组织的影响。结果表明,SAF2507双相不锈钢在进行300℃和350℃时效后组织为均匀、等轴的两相组织;在500℃时效后,有析出相产生,但是含量较少,冲击功略有下降;在400、800和850℃时效后,有大量析出相产生,造成冲击功很低,硬度范围非常离散。因此,鉴于SAF 2507双相不锈钢有很强的晶间析出物的倾向,应该严格控制时效温度。     

2507超级双相不锈钢中第二相的析出行为

利用OM、SEM和EBSD等研究了经1100 ℃保温30 min固溶的热轧超级双相不锈钢(SDSS)2507在不同时效温度(750~1000 ℃)及时间(1~240 min)下的第二相析出行为。结果表明,固溶态SDSS 2507的微观组织主要是铁素体和奥氏体。在750～1000 ℃时效处理后有σ相和χ相析出。时效温度较低时,χ相从铁素体相析出且稳定存在。随着时效温度的升高,σ相主要通过α→σ+γ₂共析反应生成,随着时效时间的延长,组织中亚稳态χ相溶解并促进σ相析出。另外,时效温度也会影响第二相形貌:高温时效时(＞950 ℃),析出相形貌主要为片状σ相和γ₂相,低温时效时析出物主要呈颗粒状。由第二相析出行为及第二相的TTT曲线可知,热轧变形使SDSS 2507第二相形核的孕育期缩短,析出速度提高,析出敏感温度约为950 ℃。     

2507超级双相不锈钢中σ相的析出行为

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等试验及手段,研究了2507(S32750)超级双相不锈钢经700～1000 ℃时效不同时间后σ相的析出规律及其对冲击性能和腐蚀性能的影响规律。结果表明:σ相析出速度很快,析出量随时效时间的延长先增加后逐步减少,在850~900 ℃时效后σ相的析出量最大。σ相的析出严重降低材料的冲击及腐蚀性能,建议时效温度不低于950 ℃。     

SAF2906双相不锈钢σ相析出行为及对超塑性影响

对高温固溶后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1 200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,采用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。结果表明,在本实验条件下σ相的析出量随时效温度的升高先增大后减小,在约850℃达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢相比有相似之处,形核位置大部分出现在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,但有部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间达到5min时,σ相比例5%,此时伸长率可达1 000%。     

SAF2906双相不锈钢σ析出行为及对超塑性影响

对高温固溶之后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃和950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。实验结果表明,在本实验条件下,σ相的析出量随时效温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在850℃左右达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢有相似之处,形核位置大部分在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间长于5min,σ相比例下降到5%以下,此时伸长率可达1000%。     

快速压铸法制备(Zr_(0.55)Al_(0.10)Ni_(0.05)Cu_(0.30))_98Er_2多孔非晶合金

采用快速压铸法制备了多孔非晶合金。利用NaCl颗粒作为预制型,将熔融的合金倒入卧式压铸机的容杯中进行快速压铸,然后去除盐型,得到直径达40mm、长度大于10mm、孔隙率大于50%、孔隙直径可控制在0.3～3mm之间的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)98Er2多孔非晶合金。XRD分析表明所制备的多孔试样组织为非晶结构。采用SEM观察到孔隙之间具有良好的连通性,孔壁厚度小于1mm。热分析结果表明该泡沫的玻璃转变温度、晶化温度和晶化放热量分别为388℃、476℃和-37J/g,与实体非晶合金一致。     

Nd对Zr基非晶合金形成能力、热稳定性及耐腐蚀性的影响

利用铜模吸铸法在水冷坩埚中制备了4种(Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.3)100-xNdx(x=0,1,2,3)块体非晶合金。采用XRD和DSC检测了所获合金相组成、非晶形成能力及热稳定性,并采用盐酸溶液浸泡腐蚀试验评价了不同合金的腐蚀速率。结果表明,适量添加Nd可提高Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.3非晶合金的形成能力和热稳定性,但非晶合金在2mol/L HCl溶液中的耐蚀性随Nd含量的增加而降低。该结果对进一步改善和提高非晶合金的性能具有重要的参考价值。     

等温热处理对Zr57Cu15．4Ni12．6Al10Nb5块体非晶合金的组织结构与压缩性能的影响

对Zr57Cu15．4Ni12．6Al10Nb5块体非晶合金进行了等温热处理，用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计与压缩试验机研究了不同温度下的等温热处理后合金的组织结构变化、硬度变化与压缩性能变化。该非晶合金出现晶化的温度随热处理时间的增长而降低。在热处理时间相同的条件下，随热处理温度升高，合金的显微硬度有增大趋势。当非晶合金出现相分离或晶化时，其抗压缩强度将急剧下降，断裂方式由非晶态的断裂方式向晶态的断裂方式转变。     

Microstructure and thermal expansion of copper-based amorphous alloys during structural relaxation

(Cu43Zr48Al9)98Y2 amorphous alloy bar was prepared by the arc melting copper mold absorption casting method,and then,the amorphous alloy was annealed at different temperatures for different times.The influence of heating rate on thermal expansion and thermal stability was studied by thermomechanical analysis(TMA),and the microstructure evolution of the amorphous alloy during structural relaxation and crystallization was studied by XRD and TEM.Results show that the structural evolution behavior of the(Cu43Zr48Al9)98Y2 amorphous alloy can be divided into five different stages(structural relaxation preparation stage,structural relaxation stage,first crystallization stage,second crystallization stage,and grain growth stage).When the heating rate is 20 K/min,the amorphous alloy has the smallest thermal expansion coefficient and the best thermal stability.The width of the supercooled liquid region is 66.42 K.Samples with different relaxation states were prepared by annealing at the heating rate of 20 K/min.The structural evolution of amorphous alloys with different relaxation states is as follows:amorphous→CuZr2+AlCu2Zr7→CuZr2+AlCu2Zr7+CuZr(B2)+CuZr(M)+Cu10Zr7→CuZr2+AlCu2Zr7+CuZr(B2)+CuZr(M).After annealing at 706 K and 726 K(in the supercooled liquid region)for 1.5 h,the amorphous-nanocrystalline composites were obtained.When the annealing temperature is 706 K,the crystallization process of the sample is as follows:amorphous→Cu10Zr7→Cu10Zr7+CuZr,and for the sample at 726 K,it is as follows:amorphous→CuZr2+AlCu2Zr7+Cu10Zr7→Cu10Zr7+CuZr2→CuZr2+CuZr(B2)+Cu10Zr7.     

熔盐电解制备低成本Ti12LC钛合金的研究

利用覆盖渣技术在非真空条件下成功制备出了直径为3 mm的Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金.采用差示扫描量热法(DSC),将Johnson-Mehl-Avrami理论拓展应用于非晶合金的非等温晶化过程研究.结果表明,Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的连续升温晶化过程Avrami指数及形核率随升温速率的升高而呈下降趋势,同时随晶化过程进行呈先增加后减小的规律.Avrami指数最大值出现在晶化体积分数0.3～0.4之间,在低升温速率下Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金部分晶化过程出现三维形核界面控制长大的形式.     

Thermal stability of Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)bulk amorphous alloy during continuous heating and isothermal annealing

1　INTRODUCTIONBulkamorphousalloyspossessalongrangedis orderbutshortrangeorderstructure ,whichresem blesthestructureofliquid .Andthereisasupercooledliquidregionbeforecrystallizationofabulkamor phousalloy .Thisuniquestructureresultsinexcellentpropertiessuchashightensilestrength ,highhard ness,highimpactfractureenergy ,highelasticener gy ,highcorrosionresistance ,highviscousflowabilityandgoodsoftmagnetism[13] .Thesynthesisofmetallicglassesinabulkform (withthickness >1mm )wassuccessfullyachi…     

Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的高温压缩断裂

利用Gleeble1500热模拟试验机研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的高温压缩断裂，在室温情况下，在块状非晶合金断面的脉纹壁上出现了带有锯齿形边缘的裂口，在高温情况下，Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金的宏观断面变得粗糙不平并出现了台阶，随着实验温度的不断上升，断面粘性流动特性变得更加明显，断面出现了大面积类似流动熔体凝固后的特征结构，塑性形变产生的最大剪切面的绝热温升或熔比是块状非晶合金中部粘性流动的原因。     

Microstructure and mechanical properties of Cu/Al joints brazed using (Cu,Ni, Zr,Er)-modified Al—Si filler alloys

To design a promising Al—Si filler alloy with a relatively low melting-point, good strength and plasticity for the Cu/Al joint, the Cu, Ni, Zr and Er elements were innovatively added to modify the traditional Al—Si eutectic filler. The microstructure and mechanical properties of filler alloys and Cu/Al joints were investigated. The result indicated that the Al—Si—Ni—Cu filler alloys mainly consisted of Al(s,s), Al₂(Cu,Ni) and Si(s,s). The Al—10Si—2Ni—6Cu filler alloy exhibited relatively low solidus (521 °C) and liquidus (577 °C) temperature, good tensile strength (305.8 MPa) and fracture elongation (8.5%). The corresponding Cu/Al joint brazed using Al—10Si—2Ni—6Cu filler was mainly composed of Al₈(Mn,Fe)₂Si, Al₂(Cu,Ni)₃, Al(Cu,Ni), Al₂(Cu,Ni) and Al(s,s), yielding a shear strength of (90.3±10.7) MPa. The joint strength was further improved to (94.6±2.5) MPa when the joint was brazed using the Al—10Si—2Ni—6Cu—0.2Er—0.2Zr filler alloy. Consequently, the (Cu, Ni, Zr, Er)-modified Al—Si filler alloy was suitable for obtaining high-quality Cu/Al brazed joints.     

Zr-Ti-Cu-Ni-Be大块非晶合金等温晶化过程相分离研究

利用差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(at％)大块非晶合金的等温晶化过程和析出相进行了研究。结果表明，大块非晶合金在等温晶化过程中表现出多阶段相析出行为，并且在不同的晶化阶段，析出相也有所不同。在第1个晶化阶段，析出相主要是体心四方(b.c．t)结构的Zr2Cu相；而在晶化的第2个阶段，晶化相主要为简单六方结构的ZrBe2相。从一定程度上证实了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金在发生晶化时会形成富Zr区和富Be区，即有相分离的趋势。XRD测试的结果也证实了非晶合金在发生完全晶化时，主要的晶化产物为Zr2Cu和ZrBe2相。