X射线衍射法测定Fe-Mn-Si形状记忆合金层错几率的研究

Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金的形状记忆效应来源于马氏体相变,而马氏体相变则通过奥氏体内形成每隔一层｛１１１｝面上的堆垛层错来完成。与层错能相关的层错几率可能控制马氏体的相变机制。本文根据Ｗａｒｅｎ的衍射理论,用Ｘ射线衍射峰位移和峰宽化两种方法测定了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金的层错几率,其结果表明随锰含量增加,层错几率降低。本文着重对提高衍射峰位移和峰宽化两种测定方法的精度及其影响因素进行详细的研究,并认为峰位移法更简便     

C、N元素对Fe—Mn—Si合金层错能的影响

通过X射线实验测出Fe-Mn-Si-N-C形状记忆合金中的层错几率，并讨论了N、C元素的添加对层错几率和层错能的影响。通过电子衍射斑点位移的方法测得Fe-29．9Mn-6.0Si形状记忆合金局部区域的层错几率，发现比X射线衍射测得的层错几率大两个数量级，分析差异来自于电子衍射测量的是局部的高密度层错区域。     

Si 含量对 Fe-Mn-Si 合金层错能的影响

根据层错能的热力学模型,计算了三种 Fe-Mn-Si 合金的内禀层错能。计算结果表明,随着 Si 含量增加 Fe-Mn-Si 合金的层错能降低。在此基础上讨论了 Si 含量对 Fe-Mn-Si 合金形状记忆效应的影响。     

Fe20Mo合金在1kPa硫蒸汽中的高温硫化

本文用石英弹簧热重分析法测定了Ｆｅ２０Ｍｏ合金在不同温度的１ｋＰａ硫蒸汽中的硫化动力学曲线，计算了硫化速度常数，用扫描电镜观察分析了硫化产物层的结构。结果表明，加入Ｍｏ使合金的硫化速度比纯铁的降低了一个数量级，合金硫化遵从初期线性加后期抛物线的规律。温度升高使硫化加快且ＦｅＳ晶体生长趋于完善。硫化产物主要分两层，外层为ＦｅＳ，内层为富Ｍｏ的复杂硫化物且包含未完全硫化的ＦｅＭｏ金属间化合物相。应用热力学理论和以上结果探讨了合金的硫化机理     

非晶合金的应用

非晶合金又称金属玻璃,是一种长程无序的金属固体,通常是通过快速冷却金属熔体而获得,最早是由美国的Duwez教授于1960年发明。非晶态合金的原子呈无序排列,因而不存在晶态合金中的空位、位错、晶界及层错等缺陷,这一特性使其不仅具有优异的耐腐蚀性、高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳     

双相奥氏体堆焊合金综合性能的研究

针对几种新研制的堆焊材料Fc-Cr-Mo-C,Fe-Cr-Mn-C,Fe-Cr-Mn-Ni-C系列双相奥氏体合金的堆焊金属抗裂性，加工硬化性和抗磨性进行了对比试验研究，采用光镜，SEM，TEM及X射线衍射分析等手段观察了分析了合金的硬化机理及其磨损特性，研究认为，这类合金加工硬化机理主要是近表层组织的形变高位错密度和应变时效碳化物析出相结合的结果；调节合金中的碳等合金元素可适应不同工况条件的使用要求。     

运用位错运动理论分析Fe-Mn合金的减振机理

针对Fe-Mn阻尼合金减振机理不很明了的问题，运用Shockley不全位错运动理论，分析了4种阻尼源界面（ε／ε界面、ε中的层错界面、γ中的层错界面、体界面）如何运动进而产生高阻尼。实验结果表明：Fe-Mn合金阻尼性能随应变振幅的变化关系符合Shockley不全位错的脱钉理论模型，并且当合金的杂质含量偏高时，杂质原子作为弱钉扎点会阻碍Shockley不全位错的运动，造成合金阻尼性能下降。     

高锰奥氏体低温钢的组织与性能

本文简要介绍了铁锰合金的组织与性能，并就各种合金元素对铁锰合金的组织和性能的影响作了详细讨论。初步探讨了品粒尺寸、马氏体相变及夹杂物等对性能的影响。显示了低温下晶界在铁素体钢和奥氏体钢中的不同力学行为，￡马氏体的形成机理及合金元素对奥氏体堆垛层错能和变形机制的影响。     

高类金属含量Ni基非晶合金总有效传导电子数的估算与应用

在考虑了类金属原子外壳层ｓ，ｐ电子向过渡金属原子ｄ空位的迁移后，提出了一种估算金属含量Ｎｉ基非晶合金总有效传导电子数的方法。应用在推广的液态金属Ｚｉｍａｎ理论中，重新考察了高类金属含量对Ｎｉ基非晶态合金室温电阻率ρ０和室温以上温区电阻率温度系数ＣＴ的影响。     

Fe-15Mn-5Si-9Cr-SNi形状记忆合金回复性能及微观结构演变

制备了含不同Al量的2种Fe-15Mn-5Si-9Cr-SNi形状记忆合金,测定了多次训练之后的记忆效应,并用金相显微镜和透射电镜对材料的微观组织结构进行了观察,结果表明,训练之后的合金记忆效应明显提高,尤其是第二次训练会产生显著效果。含过量的铝对形状记忆效应不利。训练后的合金内存在宽大的层错,层错增多,有利于形状记忆效应的提高。     

Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni形状记忆合金回复性能及微观结构演变

制备了含不同Al量的2种Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni形状记忆合金,测定了多次训练之后的记忆效应,并用金相显微镜和透射电镜对材料的微观组织结构进行了观察,结果表明,训练之后的合金记忆效应明显提高,尤其是第二次训练会产生显著效果.含过量的铝对形状记忆效应不利.训练后的合金内存在宽大的层错,层错增多,有利于形状记忆效应的提高.     

循环温度场作用下时效态TC4合金的拉伸性能及组织

对时效状态不同的ＴＣ４合金在７７￣６２３Ｋ间进行了热循环试验，测定了热循环前后的拉伸性能。结果表明：热循环１０００次后，近峰时效态合金的强度下降，过时效态合金的强度变化最小，而塑性均显著下降。合金中的位错密度、层错和形变孪晶的数量增多。在热循环过程中α相内激活的位错以｛０１１０｝〈２１１０〉型为主，激活的孪晶以｛１０１１｝型为主。     

合金元素对铁锰硅系形状记忆合金层错能的影响

根据规则固溶体的热力学模型,分别计算铁锰硅、铁锰硅铬、铁锰硅铬镍形状记忆合金的层错能,研究硅、锰、铬、镍合金元素对铁基形状记忆合金层错能的影响。结果表明,锰、铬、镍元素均提高铁锰硅系合金层错能,而硅则降低合金的层错能,其中每１％（原子分数）元素变化对合金层错能影响比例,硅∶锰∶铬∶镍为：－０．２７∶１∶１．１∶１．７。为了获得较佳的形状记忆效应,加入铬、镍元素的同时,降低锰含量以使合金具有低的层错能     

合金元素对铁锰硅系形状记忆合金导错能的影响

根据规则固熔体的热力学模型,分别计算铁锰硅、铁锰硅铬、铁锰硅铬镍形状记忆合金的层错能,研究硅、锰、铬、镍、合金元素对铁基形状记忆合金层错能的影响。结果表明,锰、铬、镍元素均提高铁锰硅系合金层错能,而硅则降低合金的层错能,其中每１％（原子分数）元素变化对合金层错能的影响比例,硅：锰：铬：镍为：－０．２７：１：１：１：：１．７。为了获得较较佳的形状记忆效应,加入铬、镍元素的同时,降低锰含量以使合金具有     

Ni-Al-Re/Ru合金的层错能

使用置换原子计算层错能的热力学模型计算了Ni-Al-Re(Ru)合金的层错能,研究了合金元素和温度对层错能的影响.结果表明:随着温度的提高,Ni-Al-Re(Ru)合金的层错能增加.Ni-6?-4%Re合金的层错能随着温度的提高线性增加.Ni-6%Al-4%Ru合金的层错能,在温度低于500℃时随着温度的提高呈抛物线规律增加,高于500℃时随着温度的提高呈线性规律增加.Al原子可明显降低Ni-6%Al-4%Re(Ru)合金的层错能.随着Al含量的提高,原子偏聚自由能(ΔGγ→εs)降低,使Al原子自发偏聚,并促进γ'有序相的形成和数量的增加,是合金层错能降低的主要原因.而Ru原子降低合金的偏聚自由能,可提高γ'有序相的稳定性.随着温度的升高,原子偏聚引起的自由能(ΔGγ→εs)增加可抑制原子偏聚;当温度高于500℃时,含Ru合金有比Ni-Al-Re合金高的原子偏聚自由能(ΔGγ→εs),故元素Ru能抑制原子的偏聚和TCP相的析出.     

急冷铜合金中几种晶体缺陷的观察与讨论

用ＴＥＭ考察了急冷Ｃｕ－Ｃｒ－０．０５Ｚｒ合金中的晶体缺陷，结果表明，该合金中除了存在与高浓度空位有关的空位盘与蜷线位错这外，还存在与堆垛层错有关的层错四面体，扩展位错与孪晶，其中，空位盘与孪晶是在急冷结晶过程中产生的缺陷，蜷线位错，层错四面体与扩展位错是在是效过程中产生的缺陷，它们分别是该合金急冷哟化与时效强化的重要因素。     

SiGe／Si和SGOI材料的Li离子束RBS分析

SiGe合金薄膜中的Ge含量度分布对材料的禁带宽度和制作器件的性能有十分重要的影响。本文用Li离子束卢瑟福背散射分析法对SiGe／Si和SiGe-OI材料样品进行了分析。与TEM，SEM、Raman等分析结果进行比较表明，Li离子束RBS分析可同时测量SiGe层厚度，Ge含量度其深度分布，Si过渡层和SiO2层厚度，并有较好的测量精度。     

加热温度与保温时间对铝-硅镀层组织演变的影响

采用扫描电镜观察了钢板表面铝-硅镀层的微观组织,利用热模拟机研究了铝-硅镀层在不同加热温度和保温时间下镀层中合金层厚度的变化规律,利用辉光光谱仪测定了铁元素向合金层中的扩散规律。结果表明:热处理前镀层合金层组织由Fe₂Al₅二元金属间化合物和Fe₂SiAl₇三元金属间化合物组成,热处理后镀层合金层组织由Fe₂SiAl₂,Fe₂Si₂Al₅等金属间化合物组成,镀层表面生成致密的Al₂O₃膜;硅元素在合金层与镀层的交界处富集,抑制了铁元素由钢基体向镀层表面的扩散,可以有效阻止合金层厚度的进一步增加;随着加热温度升高、保温时间延长,铁元素溶出量增多,镀层表面铁质量分数达到45%~55%,导致合金层的厚度逐渐增大。     

晶粒尺寸对Cu-30%Zn合金形变孪晶厚度的影响

对于面心立方结构的纳米金属,晶粒尺寸对孪生厚度(孪生核)的影响虽已有研究,但仍有待深入。本论文以Cu-30%Zn合金为模型材料,通过高压扭转变形技术、等径角挤压连同轧制技术变形得到晶粒尺寸在5~500nm的样品。透射电子显微镜观察发现:变形孪晶的片层厚度随晶粒尺寸的减小而减小,当晶粒尺寸小于20nm以后,孪晶厚度为(111)晶面间距(层错);另外,层错存在于各个不同尺寸范围的晶粒内,表明层错不受晶粒尺寸影响。研究结果表明在低层错能超细晶材料中,孪生变形是通过从晶界连续发射不全位错(层错)形成的。     

高性能结构材料技术：提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术

提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术是由太原理工大学和北京科技大学联合研制开发的基于提高合金表面耐磨耐蚀的一种新型的表面改型技术。该技术于1985年获得美国专利，而后技术发明人又对该项技术进行了系统的研究和进一步完善。双层辉光渗金属技术是等离子表面冶金新技术，其基本原理是利用低真空条件下的气体辉光放电所产生的等离子体，使普通材料表面形成具有特殊物理化学性质的合金层，合金层中合金元素含量可以在百分之几到百分之九十以上的范围内变化，合金层厚度可以达到数百微米，如在普通钢表面形成高速钢、不锈钢和镍基超合金等。由于双层辉光渗金属技术是低温等离子技术与传统渗金属技术的有机结合，渗层是依靠扩散方法形成的，合金元素在表面与基体之间成梯度分布，渗层与基体之间是靠形成合金结合起来的，因此结合非常牢固，渗层不易脱落，这是金属涂镀技术所不及的突出优点。由此，该项技术开创了表面冶金新领域，具有广阔的市场应用前景。本项目属于国家“863”计划。