冷拉变形铜-铬双相合金的组织形态演变

通过冷拉变形结合中间退火的方法把Cu-Cr双相合金制备成纤维增强原位复合材料,用扫描电镜和高分辨透射电镜观察Cu-Cr双相合金在不同应变量下的组织形态变化.结果表明,随着应变量的增大,在垂直于拉拔方向上等轴状Cu相晶粒逐步细化,粒状Cr相晶粒逐步变薄,成为弯曲、扭折的薄片状;在平行于拉拔方向上Cu相与Cr相均逐渐伸长成纤维状.纵、横截面综合来看,Cu-Cr双相合金经冷拉变形后转变为丝状Cu纤维和丝带状Cr纤维的复合材料.Cu-Cr两相界面匹配关系为(111)Cu//(011)Cr,为共格或半共格界面;当应变量η=6.4时,纤维的长轴方向//[111]Cu//[011]Cr//拉拔轴.变形过程中Cu纤维形成了<111>织构,Cr纤维形成了<011>织构.     

纤维增强Cu-15Cr-0.24Zr合金组织演变及抗拉强度

采用真空中频感应熔炼技术制备组织均匀的Cu-15Cr-0.24Zr合金铸锭,采用冷拔与冷轧相结合的变形工艺获得超高强度的薄板材料。利用扫描电镜、能谱仪、透射电镜和万能试验机研究合金枝晶Cr到纤维Cr的演变过程、铸态组织组成相的成分、冷轧变形量为95%时的Cu/Cr界面关系和合金不同变形阶段的抗拉强度。结果表明:随着变形量的增大,Cr枝晶演变为分布均匀、平行排列的Cr纤维,且Cr纤维的横截面经历了"V"形向"一"形的转变;Cu/Cr界面呈半共格关系排列,错配度为0.041,表明Cu/Cr界面结合良好;增大冷拔变形量,可以显著提高冷拔结合冷轧变形工艺制备的薄板材料的抗拉强度,当冷拔变形量从2.41增大到3.79时,冷轧变形量为95%时,薄板材料的抗拉强度从749 MPa升高到1011 MPa。     

双相层状复合Cu-24%Ag合金的组织与性能

采用冷轧和时效工艺制备了Cu-24%Ag(质量分数)合金板材,研究了轧制过程中合金组织与性能的演变规律,讨论了合金强化和电导率与组织变化的关系。剧烈的轧制变形后,合金组织演变成Cu基体和Ag相交替排列的纳米层状结构,Cu基体中包含大量细小的Ag析出相纤维,一些Ag层区域分布着(Cu+Ag)共晶体。当变形至94%左右时,纵截面组织出现剪切带。随变形量增大,Cu基体和Ag层之间的相界面间距、Ag析出相纤维间距和共晶体片层间距均逐渐减小至几十纳米,强化效应显著增强,使合金的硬度在变形量大于96%时急剧增大。建立了Cu/Ag界面引起的电阻率增幅与变形量的关系,可以反映轧制变形引起的组织细化对合金电导率的影响规律。     

应变程度对Cu-12%Ag合金纤维相形成及导电性能的影响

通过冷拉拔制备了纤维相增强的Cu—12％Ag合金(质量分数),研究了纤维组织形成过程及变形程度对合金电导率的影响,讨论了影响电导率的机制并建立了分析模型．随着变形程度的增加,共晶体演变成细密的纤维束结构,电导率降低．合金导电主要依赖于Cu基体而非共晶体,共晶纤维束与Cu基体界面间距随应变率增大而减小是合金导电性能下降的主要因素．根据界面散射模型建立了电阻率与变形程度之间的函数关系,可预测不同应变条件下合金的导电性能．     

Cu-Cr原位复合材料中Cu/Cu、Cu/Cr界面HRTEM分析

对大变形制备的Cu-Cr原位复合材料的相界面进行HRTEM分析.结果表明:在Cu/Cu界面观察到两种界面衬度,即完全共格和错配位错衬度;Cu/Cr界面观察到完全共格和波纹图衬度.且发现在应变量η=6.43时,Cu/Cr界面中的Cr侧通过晶内畸变位错调节与基体的应变差异,保持界面的共格状态.     

应变过程中Cu-6%Ag合金的组织纤维化及导电特性

通过冷拉拔应变制备了纤维相强化的Cu-6%Ag(质量分数,下同)合金,研究了不同应变条件下合金的显微组织和电阻率变化规律,讨论了应变对Cu-6%Ag合金导电性能的影响机制.随应变程度的增加,原始组织中的Cu基体晶粒、不平衡共晶体及次生相粒子最终演变成细密的纤维结构,合金电阻率上升.次生相界面、共晶体与Cu基体界面及位错对电子散射作用程度的变化导致了合金电阻率在不同变形程度范围内有不同的变化规律.当变形超过一定程度后,电阻率升高规律与来自较高Ag含量合金中纤维相尺度进入纳米数量级的界面散射模型相符.     

应变过程中Cu-6%Ag合金的组织纤维化及导电特性

通过冷拉拔应变制备了纤维相强化的Cu-6%Ag(质量分数,下同)合金,研究了不同应变条件下合金的显微组织和电阻率变化规律,讨论了应变对Cu-6%Ag合金导电性能的影响机制.随应变程度的增加,原始组织中的Cu基体晶粒、不平衡共晶体及次生相粒子最终演变成细密的纤维结构,合金电阻率上升.次生相界面、共晶体与Cu基体界面及位错对电子散射作用程度的变化导致了合金电阻率在不同变形程度范围内有不同的变化规律.当变形超过一定程度后,电阻率升高规律与来自较高Ag含量合金中纤维相尺度进入纳米数量级的界面散射模型相符.     

变形量对Ag-20Cu形变宏观复合材料力学性能的影响

采用包覆-挤压-拉拔法制备了Ag-20Cu(质量分数,下同)形变宏观复合材料丝材.测试了不同变形量下Ag-20Cu复合丝材的极限抗拉强度、各相的显微硬度,扫描电镜测量了各相的尺寸,研究了变形过程中Ag-20Cu复合丝材力学性能的变化规律.结果表明,由于形变引起复合材料内部各相发生不同程度的加工硬化和回复,复合材料的力学性能随变形量的增加表现出不同的变化趋势,低应变阶段,由于各相的加工硬化和位错在复合界面处塞积,其力学性能随变形量的增大而增大;高应变阶段,主要由于基体Ag相的回复效应,其力学性能随变形量的增加而减小.     

Cu-Cr-Zr-Mg合金早期时效析出贯序

通过透射电镜和高分辨透射电镜研究Cu-0.69Cr-0.10Zr-0.02Mg合金在450℃早期时效的析出贯序。研究表明:合金在450℃早期时效的析出贯序为过饱和固溶体→溶质偏聚→FCC富Cr的GP区(Ⅰ)→FCC有序富Cr的GP区(Ⅱ)→BCC有序富Cr相。在脱溶演变过程中,析出相和基体之间的界面由完全共格界面向共格半共格界面转变,位向关系由立方立方向Nishiyama-Wassermann位向关系转变。共格界面的形成有利于FCC富Cr相的形成。富Cr析出相的有序化加速析出进程,并有利于BCC相的形成,促进了Nishiyama-Wassermann位向关系的发展。     

纤维相强化Cu-12%Ag合金的组织和力学性能

通过冷变形拉拔结合中间热处理制备了纤维相增强的Cu-12%Ag(质量分数)合金,研究了变形过程对组织形态和力学性能的影响.随着变形程度的增加,不连续分布的原始共晶体演变成细密的纤维束结构,合金强度和硬度升高.在一定变形程度范围内或当共晶纤维束间距约大于150 nm时,抗拉强度随共晶纤维束间距的变化类似于Hall-Petch关系,强化效应与位错塞积机制有关;当拉拔变形超过一定程度或共晶纤维束间距小于约150 nm后,合金强化速率降低并偏离Hall-Pecth关系,强化效应可认为与界面障碍机制有关.     

AgCuZnNi合金的显微组织与性能研究

对Ag Cu Zn Ni合金的物相以及变形过程中合金的显微组织、力学、电学性能进行了研究。研究结果表明:合金主要由富Ag固溶体以及富Cu相组成,Zn与Ni主要存在于富Cu相中。变形量较小时,基体中的富Cu相发生位移、转动和破碎,随着变形量的继续增加,大颗粒的富Cu相先产生变形,最后全部转变为纤维组织。抗拉强度和硬度随变形量的增加而增加,是形变强化、晶界强化和纤维强化共同作用的结果。电阻率随变形量的增加而增加,晶体缺陷及界面增多是电阻率增加的主要原因。     

Cu-Ag合金强度与弹性模量在组织纤维化过程中的变化

采用冷拉拔制备了Cu-6％Ag及Cu-12％Ag纤维相复合强化合金线材，研究了组织纤维化对Cu—Ag合金强度与弹性模量的影响。随变形程度的增加，合金抗拉强度和弹性模量在明显升高后趋于饱和。Cu-12％Ag合金比Cu-6％Ag合金有更高的应变硬化速率和抗拉强度。在较低变形程度范围内，Cu-6％Ag合金的弹性模量高于Cu-12％Ag合金。在较高变形程度范围内，Cu-6％Ag合金的弹性模量低于Cu-12％Ag合金。纤维化组织中的高密度晶体缺陷使得两种Ag含量的合金弹性模量均低于理论预测值。合金的强度和弹性模量主要取决于共晶体数量、相界面密度、变形抗力及两相之间的变形协调行为。     

VFe合金取代TiCr1.8合金中部分Cr对其结构和储氢性能的影响

采用XRD、PCT和TG-DSC方法研究了VFe合金取代TiCr1.8合金中部分Cr对其结构与吸放氢性能的影响.结果表明:随VFe取代Cr的量的增加,合金的相组成逐步由Laves相转变为BCC相,而且BCC相的晶胞参数随合金中VFe含量的增加而增大;合金的最大储氢量随VFe含量的增加而升高,合金的最大储氢量可达到5.2/结构单元,质量比约3.4%;但合金的可逆储氢量却随合金中VFe含量的增加先升高后降低;氢在BCC相的TiCr1.2(VFe)0.6合金中有两种具有不同结合能的储存位置.     

深度冷拉珠光体钢丝的显微组织与力学性能

采用 SEM、XRD和材料试验机研究了不同拉拔变形量下珠光体钢丝的微观组织演变以及力学性能.实验结果表明,随着拉拔应变量的增大,珠光体团发生转向,片层组织趋于拉拔方向排列,片层间距逐渐减小,渗碳体片发生明显的扭曲或塑性变形.随着应变量的增大,铁素体的{110}α{200}α和{211}α晶面的衍射峰都发生不同程度的宽化,衍射强度降低,并出现峰位的左移.钢丝的强度和屈强比均随拉拔应变量的增大而增大,而塑性则随拉拔应变量的增大而减小.     

Cu-Cr-Zr-Sn合金的时效析出行为与性能

采用TEM对Cu-0.22Cr-0.05Zr-0.05Sn合金不同形变热处理状态微观组织的演变以及时效过程中析出相的状态进行研究,并以此解释形变热处理过程中合金力学性能和导电性能的变化.结果表明,合金中存在2种析出相,分别是Cr相和Cu4Zr相.其中Cr相在时效过程中分别经历了固溶体、GP区、脱溶并与基体共格以及长大;而Cu4Zr相则以早期Cr析出相为核伴随析出,与基体半共格.由于析出相尺寸很小,且分布较为均匀,使合金具有很强的时效强化效果,经940℃固溶1h后冷加工至变形率为96％并在400℃时效4h,合金的抗拉强度和电导率可分别达到400 MPa和84％IACS.对于该合金,时效温度是决定合金综合性能的关键,而时效时间对综合性能的影响并不显著.     

钛合金表面直接激光熔覆Al2O3-13%TiO2涂层互熔稀释特性

运用固体与分子经验电子理论(EET),对Nb、Ti、V3种不同Fe-M-C合金系fcc铁基体(α)、析出的B1型碳化物(ξ)和α/ξ共格界面区(σ)各晶胞价电子结构进行了计算;在此基础上,通过共价键能将EET与离散点阵平面/最近邻断键(DLP/NNBB)模型结合,对以上3种不同合金系的B1型碳化物与bcc铁基体共格界面能进行了理论计算与分析.计算结果表明,合金元素在α/ξ界面区产生偏聚作用,增强了共价键络,产生了固溶强化作用;随着含碳量的增加,C-M偏聚作用增强,界面能逐渐增大;α/ξ共格界面能随温度增加而略有下降,变化范围为1.10～1.45 J/m2,与相关文献所得结果一致,Fe-Nb-C合金系α/ξ共格界面能随温度下降最快;Fe-Nb-C合金系α/ξ共格界面能最大,故Nb 元素对相变过程晶粒细化效果最好;随着合金元素含量的增加,固溶于铁基体和界面区的含碳量减少,偏聚作用减小,α/ξ共格界面能缓慢下降.     

C——Cr合金在3.5％NaCl＋H2SO4溶液中脱铬腐蚀行为

通过金相、扫描电镜(SEM/EXD)，结合X射线衍射(XRD)研究了Cu—Cr合金在3．5％NaCl H2SO4溶液中脱铬腐蚀行为。结果表明，Cu—Cr合金脱铬腐蚀首先发生在Cr相的界面处，并向Cr相内继续扩展，随H2SO4浓度增大及温度升高，其脱铬腐蚀倾向加大。     

应变对Cu-12%Ag合金织构强度及分布的影响

冷拉拔制备了Cu-12%Ag(质量分数)合金线材,研究了Cu-12%Ag合金在不同变形程度下Cu,Ag两相的形变织构.铸态组织演变成纤维组织过程中,两相中优先形成〈111〉织构,此外Cu相中还可形成〈100〉和〈211〉织构.织构强度随变形程度的升高而增大,并在一定变形程度下达到最大值.变形程度再继续升高时,两相中的〈111〉织构强度下降,而Cu相的〈100〉和〈211〉织构强度基本保持不变.在应变前期,引起织构分布变化的主要原因是位错滑移造成的晶体取向改变.当应变超过一定程度后,界面切变导致晶体取向改变也成为引起织构分布变化的重要影响因素.     

拉拔变形量对Al-Mg-Si合金线微观组织和强度的影响

研究了 Al-Mg-Si合金线的强度和微观组织结构与拉拔变形量的关系,分析了 Al-Mg-Si合金线的强化机制.结果表明:Al-Mg-Si合金线强度随变形量的增大呈现两阶段特征,第一阶段为变形量小于55.3％时,Al-Mg-Si合金线强度随着变形量的增大而缓慢增加,第二阶段为变形量超过55.3％时,Al-Mg-Si合金线强度随着变形量的增大大幅增加;随着拉拔变形量增大,Al-Mg-Si合金线内位错密度逐渐增大,横截面<001>织构逐渐向<111>织构转变,变形初期Al-Mg-Si合金线内存在大量的小角度晶界,变形后期小角度晶界逐渐演化为大角度晶界;Al-Mg-Si合金线强度随变形量的增大而增加的机制为位错强化、织构强化和细晶强化,导致Al-Mg-Si合金线强度与变形量呈现两阶段关系的原因是不同取向差晶界的强化作用差异.     

热循环对CuW/CuCr界面强度及CuCr合金性能的影响

采用立式烧结熔渗法制备的CuW/Cu0.89wt%Cr整体材料经固溶时效处理后,对其在不同热循环条件下的结合面强度进行了研究。结果表明,在室温～500℃温度范围内,随着热循环次数的增加,整体材料的结合面强度和CrCu端合金显微硬度略有提高。而在室温至600℃热循环温度区间内,结合强度和CuCr合金显微硬度随热循环次数的增加而下降。对不同热循环条件下CuCr端合金组织的研究表明,上限温度为500℃时,晶粒没有发生再结晶现象,析出相面心立方的Cr相非常细小、分散,且与Cu基体保持良好的共格关系;而当热循环上限温度为600℃时,晶粒发生了再结晶长大,析出相明显粗化,此时析出的体心立方的Cr相已与Cu基体失去完全共格关系。