成分比对Cu-Zr二元合金GFA及力学性能的影响

为寻找Cu-Zr二元合金中具有较强非晶形成能力(GFA)的成分比和探索不同成分Cu-Zr二元合金的GFA与其力学性能的关系,采用单辊旋淬法制备了3种不同成分比的Cu-Zr二元合金试样。采用X射线衍射分析试样的物相、差示扫描量热法(DSC)测定试样的热力学参数、扫描电镜(SEM)观察试样的显微形貌、纳米压痕实验测定试样弹性模量及纳米硬度。结果表明:随着合金成分从深共晶点Cu_(61.8)Zr_(38.2)向共晶点Cu_(56)Zr_(44)再向非共晶点Cu_(50)Zr_(50)转变,试样的T_(rg)和ΔT_x都不同程度地减小,即其GFA和热稳定性逐渐减弱。3种试样均具有较高的弹性模量和纳米硬度,但其数值都随T_(rg)和ΔT_x的减小而降低,即合金的GFA和热稳定性越强,对应试样的力学性能越好。     

模具温度和保护气体对Zr_(50)Cu_(50)非晶态形成的影响

利用铜模铸造法制备Zr_(50)Cu_(50)二元非晶合金,并研究铜模温度、保护气体对Zr_(50)Cu_(50)合金非晶形成的影响。熔液的冷却速率是由铜模温度以及保护气性质共同决定的,相比于氩、氦作为保护性气体不但有效提高熔液的冷却速率,而且在超低温制备环境下仍能保持样品表面光滑。在此研究基础上,利用氦作为保护气,在液氮作为铜模冷却介质的超低温环境下(79 K),制备出表面光滑、直径为2.5 mm的Zr_(50)Cu_(50)大块非晶合金,该尺寸超越了之前所报道的Zr_(50)Cu_(50)非晶合金的最大尺寸(2 mm)。     

Cu-Zr-Al-Y块体非晶合金复相材料的力学性能

利用铜模喷铸法和等温退火热处理,制备具有不同晶化程度的(Cu_(47)Zr_(45)Al)8)_(98.5)Y_(1.5)块体非晶基复相材料(BMGCs),研究了其显微组织与力学性能的关系。结果表明,随着退火温度增加,(Cu_(47)Zr_(45)Al)8)_(98.5)Y_(1.5)非晶基复相材料的晶化分数(V_f)上升,相转变进程为:非晶→非晶+Cu_(10)Zr_7→非晶+Cu_(10)Zr_7+AlCu_2Zr+Al_2Zr。晶化过程中结晶相的析出强化作用能明显提高合金的显微硬度,760K退火20min后合金最大硬度(HV)可达691。合金断裂强度随退火温度升高先增加后减小。680K等温退火后合金断裂强度达到最高,为1 950MPa。断口SEM显示随着热处理温度提高,非晶基复相材料断裂模式由韧-脆混合断裂模式向解理脆性断裂模式转变。试验结果表明,可以通过控制退火温度、退火时间等参数对Cu基块体非晶基复相材料的力学性能进行调控。     

Al-Y包晶合金非平衡凝固过程及组织特征

包晶凝固过程中小平面-小平面两相复相生长方式是凝固领域研究的一个热点。以初生相和包晶相都是严格计量比金属间化合物的Al-Y包晶合金作为研究对象,利用DSC热分析技术,严格控制冷却速度,获得不同凝固条件的非平衡凝固试样,研究了两相为小平面相的Al-Y包晶合金的凝固行为。发现小平面-小平面包晶系合金包晶凝固过程中,非平衡凝固特性及宏观偏析特点比非小平面包晶系更加明显。凝固特征温度与平衡相图偏差明显,包晶反应温度和包晶相直接凝固温度都远高于平衡相图给定的值,相对于相图是在“过热”条件下发生的,而固溶体型包晶合金一般是在“过冷”条件下发生的。包晶转变过程非常微弱,致使初生相残留量远高于平衡相图。即使对于过包晶成分的合金,其凝固组织中仍存在大量的共晶凝固组织,最终得到的凝固组织与平衡相图存在显著差异。     

落管技术与急冷方法制备Cu60Zr40非晶合金晶化行为的比较

本文用X射线衍射和DSC热分析技术研究了由落管技术制备的非晶Cu_(60)Zr_(40)的晶化行为,并且与急冷条带进行了比较,研究结果表明:落管技术制备的Cu—Zr非晶合金与同成分的急冷非晶样品有明显不同的晶化行为,急冷条带样品的晶化析出相为Cu_(10)Zr_7,晶化属于多形型转变,而落管样品的晶化析出相为Cu_(51)Zr_(14)和未知的富Zr相,晶化属于初晶型转变。     

非平衡凝固与固态相变的一体化研究

无论从相变,还是从材料热加工或材料设计而言,非平衡凝固与固态相变的一体化研究均具有深远的科学意义和极大的工程应用前景。本综述系统阐述了单相固溶体合金、共晶合金、包晶合金、多组元高温合金和铝合金的非平衡凝固及其包晶反应、块体转变、亚稳-稳定相转变、沉淀析出、再结晶和晶粒长大等固态转变行为。进而从非平衡凝固影响后续固态相变、非平衡凝固导致固态相变新机制、非平衡凝固与固态相变的一体化组织调控3个层次,探讨了非平衡凝固与随后固态相变的物理关联,实现了非平衡凝固和固态相变共同作用下的微观组织控制。本综述旨在为非平衡凝固效应的定量表征以及非平衡凝固与固态相变共同作用下的组织预测提供理论支撑。     

非平衡凝固AZ91+0.75%Er镁合金及其热处理

采用铜模喷铸技术制备出AZ91+0.75%Er(质量分数)稀土镁合金非平衡凝固试棒,研究了低温时效及高温固溶对合金组织和显微硬度的影响规律。结果表明,稀土元素的添加及冷却速率的提高均有利于细化AZ91镁合金组织,其中后者影响效果更加明显。急冷条件下的溶质截留效应还可以消除铸态稀土镁合金中的Al-Er针状化合物相。非平衡凝固合金经200℃时效处理后,β相从过饱和固溶体中析出。时效16 h后,Mg-Er稀土化合物相以颗粒团聚状从基体中形成。420℃固溶处理时,非平衡凝固合金中β相发生溶解,晶粒形貌转变为多边形等轴晶组织,平均晶粒尺寸随固溶时间的延长而不断增加。非平衡凝固及后续时效处理可有效提高稀土镁合金的显微硬度,而固溶条件下合金硬度值有所降低。     

合金成分和冷却速率对Al-Cu合金凝固过程中初生Al_2Cu相生长形貌的影响

对Al-x Cu(x=30,40,45,50,质量分数,%)合金凝固组织进行了系统的观察.结果表明,随合金中Cu含量由30%(质量分数,下同)增加到50%,合金中初生Al_2Cu相形貌由枝晶状逐渐转变为棱面状,表明Al_2Cu相的生长方式由非小平面生长转变为小平面生长.冷却速率对初生Al_2Cu相生长形貌具有重要影响,冷却速率较低时,初生Al_2Cu相为规则的棱面状;随着冷却速率增大,初生Al_2Cu相逐渐转变为不规则的非棱面状,表明Al_2Cu相的生长方式由小平面生长转变为非小平面生长.对凝固过程中初生Al_2Cu相形貌转变研究发现,Cu含量为45%时,初生Al_2Cu相形貌由枝晶状向方形转变;Cu含量增加到50%时,初生Al_2Cu相形貌由枝晶状转变为网状.     

共析Al-Zn合金非平衡扩散型相变内耗和模量特征

研究了淬火Al-Zn共析合金中非平衡Spinodal预相变和后继的不连续转变低频内耗特征和模量效应。在非平衡Spinodal预相变中,观察到存在着与大幅度长波长的静态浓度波相联系的Spinodal失稳并没有引起局部模量软化效应。Spinodal预转变共格性的出现与消失和不连续转变中相界面面积的最大值,引起各自相应的时效内耗峰,但与峰相应的模量软化效应并未发生。     

时效温度对非平衡凝固K424合金析出相及硬度的影响

采用铜模喷铸与等温时效相结合的方法,研究了快冷K424高温合金的非平衡凝固组织及其沉淀相析出行为。结果表明,铜模喷铸合金组织发生了显著细化,二次枝晶间距相比铸态大幅降低,溶质偏析的减弱有利于抑制粗大碳化物及共晶组织形成。随铜模内径下降,枝晶形貌由无方向性等轴晶逐渐转变为择优生长的定向枝晶。经800~1000℃等温时效30min后,快冷合金的过饱和固溶体组织中开始析出γ′相。随时效温度提高,沉淀相尺寸及体积分数同时增加。900℃×30min时效后可获得大量细小均匀的球形γ′相,快冷合金的显微硬度(HV)高达478,相比原始非平衡态合金提高了13%。     

TRANSFORMATION BEHAVIOR OF Ti_(50-x/2)Ni_(50-x/2)Cu_x ALLOYS

1.IntroductionIt is known that transformation behavior of Ti50Ni50-xCux shape memory alloys depends on the Cucontent[1-3].When the substitution of Cu for Ni is less than5at.%,the alloy transforms similar to that ofthe equiatomic Ti-Ni alloy,i.e.,from cubic(B2)to monoclinic(B19′).When the substitution of Cureaches10at.%,the alloy transforms in two stages,i.e.,from cubic(B2)to orthorhombic(B19),and thenfrom orthorhombic to monoclinic(B19′).By further substitution exceeding20at.%,the allo…     

Transformation Behavior of Ti50-x/2Ni50-x/2Cux alloys

Phase transformation behavior of Ti50-x/2Ni50-x/2Cux (x=2, 5, 15) alloys was investigated using differential scanning calorimetry (DSC). The results show that Ti50-x/2Ni50-x/2Cux alloys undergo a two-stage martensitic transformation on cooling and transform reversely in one stage on heating when treated at 823K for 5 hours. Heat treatment has no effect on the transformation behavior of Ti49Ni49Cu2 alloy but does influence that of Ti47.5Ni47.5Cu5 alloy and Ti42.5Ni42.5Cu15 alloy. Effect of heat treatment is related with precipitation of CuNiTi phase. The maximum recoverable elongation of Ti49Ni49Cu2 wire is about 6%.     

Effect of Cooling Rates on γ → α Transformation and Metastable States in Fe–Cu Alloys with Addition of Ni

α/γ phase transformations occurring in Fe–10Cu–xNi alloys (0?≤?x?≤?15 in mass%) were studied using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron back scattered diffraction, transmission electron microscopy and chemical analysis, combining X-ray microanalysis with energy dispersive spectrometry in the scanning electron microscope and electron microprobe analysis with wavelength dispersive spectrometry. The influence of cooling rate on the microstructure was investigated using ice-brine quenching and 2 °C/min slow cooling rate performed with dilatometry. Ni addition induces metastable transformations on cooling: massive and bainitic ferrite are formed depending on the alloy composition and cooling rate. Moreover, most of the Cu phase precipitates on cooling giving rise to a fine distribution of Cu particles in the ferrite grains. For both cooling conditions, the hardness increases with increasing Ni content and a higher hardness is obtained in the quenched alloy for each composition. The change in hardness is correlated to the effect of Ni solid solution, transformation structure and size of Cu particles.     

Liquid phase separation of Cu-Cr alloys during rapid cooling

1 Introduction Cu-Cr alloys containing 20%- 50%Cr have been widely investigated because they are the most important contact materials used in high voltage vacuum switches. It has been well known that the smaller the Cr particles in Cu-Cr alloys are, the b…     

Martensitic transformation of Ti-18Nb(at.%) alloy with zirconium

The addition of 3%～9% Zr on the martensitic transformation of Ti-18Nb(at.%) alloy was investigated. The results of microstructure and X-ray diffraction (XRD) analysis show that the phase constitution of as-quenched Ti-18Nb-9Zr(at.%) alloy consists of the retained matrix and martensite, while that of the other three alloys is single martensite. No trace of athermal phase was found in any of the as-quenched alloys. Unlike the effect of Nb addition on the martensitic transformation start temperature Ms of Ti-1...     

添加合金元素对改善快速凝固铝锂合金性能的作用

通过研制Al 2 .5Li,Al 2 5Li 0 2Zr,Al 2 5Li 1 2Mg 0 2Zr,Al 2 5Li 1 6Cu 1 2Mg 0 2Zr4种成分的快速凝固铝锂合金 ,研究了逐步添加合金元素Zr,Mg ,Cu对合金力学性能的影响。结果表明 :在快速凝固铝锂合金中逐步加入少量合金元素Zr,Mg ,Cu后 ,合金强度逐步增加 ,而延伸率无明显变化 ,这有助于强化合金基体和阻碍合金基体的剪切型断裂 ,有助于改善合金的综合力学性能 ,其中Al 2 5Li 1 6Cu 1 2Mg 0 2Zr合金综合力学性能最优 ,其密度、强度、塑性等都全面达到了国家高技术项目的技术指标。     

Sn-6Bi-2Ag(Cu, Sb)无铅钎料合金微观组织分析

利用差示扫描量热计 (DSC)测定了Sn 6Bi 2Ag ,Sn 6Bi 2Ag 0 .5Cu ,Sn 6Bi 2Ag 2 .5Sb三种新无铅钎料合金的熔化温度。结果表明 ,少量Cu的加入能降低Sn Bi Ag系无铅钎料合金的熔化温度 ,而Sb的加入使合金的熔化温度升高。利用光学显微镜 (OM )、扫描电子显微镜 (SEM )、能谱分析 (EDX)对合金的微观组织进行了分析与比较 ,钎料合金的微观组织与冷却条件和合金元素的含量有关 ,Sb的加入使析出相的尺寸细化。硬度测定表明Sn Bi Ag(Cu ,Sb)无铅钎料合金的硬度远大于纯Sn的硬度 ,加入少量的Cu(0 .5 % ) ,Sb(2 .5 % )对Sn Bi Ag系钎料合金的硬度影响较小     

Microstructure and mechanical properties of Zr-Cu-Al bulk metallic glasses

Zr49Cu46Al5 and Zr48.5Cu46.5Al5 bulk metallic glasses（BMGs） with diameter of 5 mm were prepared through water-cooled copper mold casting. The phase structures of the two alloys were identified by X-ray diffractometry（XRD）. The thermal stability was examined by differential scanning calorimetry（DSC）. Zr49Cu46Al5 alloy shows a glass transition temperature, Tg, of about 689 K, an crystallization temperature, Tx, of about 736 K. The Zr48.5Cu46.5Al5 alloy shows no obvious exothermic peak. The microstructure of the as-cast alloys was analyzed by transmission electron microscopy（TEM）. The aggregations of CuZr and CuZr2 nanocrystals with grain size of about 20 nm are observed in Zr49Cu46Al5 nanocrystalline composite, while the Zr48.5Cu46,5Al5 alloy containing many CuZr martensite plates is crystallized seriously. Mechanical properties of bulk Zr49Cu46Al5 nanocrystalline composite and Zr48.5Cu46.5Al5 alloy measured by compression tests at room temperature show that the work hardening ability of Zr48.5Cu46.5A15 alloy is larger than that of Zr49Cu46Al5 alloy.     

冷却速度对Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金组织和性能的影响

采用快速凝固技术制备Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金,用XRD、SEM、HRTEM、显微硬度测量等分析方法研究其凝固组织和性能.结果表明,合金由α-Mg固溶体、晶界处不连续分布的I(Mg3Zn6Y)准晶相和非晶相组成.根据热传导理论,采用一维傅立叶热传导方程计算了合金的冷却速度.冷却速度的提高使得晶粒细化、成分均匀、非晶相含量增多.硬度(HV)随冷速的提高显著增大,最大值为167.23,是普通凝固合金的2.2倍.