等温时效中稀土Er对Sn-3.8Ag-0.7Cu无铅钎料显微组织演化的影响

系统研究了等温时效中添加微量稀土Er对Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料合金显微组织演化规律的影响.结果表明,Er对Sn-3.8Ag-0.7Cu钎料显微组织及等温时效过程中显微组织的演化产生了重要影响.在钎焊过程中,Er有效地细化了钎料组织,改变了钎料内部Cu-Sn金属间化合物的形态、尺寸及分布情况.在等温时效过程中,钎料内部生成的ErSn3金属间化合物为组织的再结晶过程提供了大量的形核质点,有效避免了再结晶组织的粗化及裂纹的产生和扩展.     

等温时效对颗粒增强复合钎料组织性能的影响

等温时效过程中,复合钎料内部颗粒周围金属间化合物层的变化会影响其钎焊接头的力学性能。本研究选用比较有前途的Sn-3.5Ag共晶钎料作为基体,微米级Cu或Ni颗粒作为增强相外加到基体中制成复合钎料。对复合钎料钎焊接头在不同温度(125,150,175℃)下进行时效,研究了等温时效过程中增强颗粒周围金属间化合物的层厚增长系数和生长激活能,以及层厚增长对复合钎料钎焊接头力学性能的影响。结果表明,等温时效下,复合钎料内部Cu颗粒周围金属间化合物层增长速率明显大于Ni颗粒周围金属间化合物层的增长速率,且其层生长激活能低于Ni颗粒周围金属间化合物层。时效过程中,Cu颗粒增强复合钎料钎焊接头的剪切强度下降更快。此外,本研究还利用有限元模拟分析了时效过程中增强颗粒周围的应力分布情况。研究表明,经过时效后,随着颗粒周围金属间化合物的增长,颗粒周围的金属间化合物在受力的情况下会造成一定的应力集中而更易发生开裂。     

SnAgCu/Cu钎焊接头热循环时效组织与性能

对热循环条件下Sn3.0Ag0.5Cu/Cu焊接接头界面金属间化合物(IMC)进行观察及力学性能实验,研究界面金属间化合物生长及接头抗拉强度的演变规律。改变保温时间、最低极限温度等热循环参量来做对比试验,同时在热循环上限温度下做等温时效试验与热循环试验对比。结果表明:随着循环周次的增加,界面金属间化合物的等效厚度不断增加,且下限温度越低界面金属间化合物生长越快,接头抗拉强度先稍有增加后不断下降;当在上限温度保温相同时间时,等温时效条件下界面金属间化合物的生长速率比热循环条件下快,未经历低温过程,界面原子扩散一直保持相对较快的速度。     

铜合金时效处理温度对析出过程的影响

通过测试Cu-Cr-Zr合金在等温加热过程中电阻率的变化,提出了一种计算相对电阻率减小值△γ的方法,并以△γ作为描述时效过程的参数,对该合金等温加热时效动力学进行了研究.结果表明,Cu-Cr-Zr合金在等温时效开始阶段,相对电阻率的变化量△γ急速增加,随着时效时间的增加,△γ,上升幅度逐渐变小,时效结束时△γ趋于稳定,且相对电阻率的变化量△γ的增加速率随等温时效温度升高呈现增加趋势;随等温时效温度升高,孕育时间呈现缩短趋势.在此基础上,建立了等温加热时效动力学图,其形状并未呈现常见的"C"形.     

焊锡接点IMC层微结构演化与力学行为

研究了150℃等温时效过程中无Pb焊料Sn3.0Ag0.5Cu与Cu基体间金属间化合物(intermetallic compound,IMC)的生长速率及形貌演化,以及IMC的生长演化对焊锡接点力学性能的影响.结果表明,IMC厚度与等温时效时间的平方根呈线性增长关系,随着等温时效时间的增加,IMC与焊料界面由初始的凹凸不平的扇贝状形貌逐渐变得平坦.IMC厚度和界面粗糙度共同影响焊锡接点的拉伸强度和断裂模式,随着时效时间的增加,IMC变厚,同时焊料与IMC界面变平坦,断裂模式由焊料内部的韧性断裂逐渐转变为IMC层内部的脆性断裂.     

Sn-6.5Zn/Cu焊点时效过程中的界面特征与结构演变

研究150°C等温时效对Sn-6.5Zn/Cu焊点微观结构特征与显微硬度的影响,分析界面金属间化合物的形成与演变机制。结果表明：Sn-6.5Zn/Cu焊点界面化合物层由CuZn和Cu5Zn8组成;随着等温时效时间的延长,化合物层的厚度表现为先增大、后减小的趋势;长时间的高温时效会导致Cu-Zn金属间化合物的分解,并破坏界面连续致密的化合物层。在局部破坏的界面区Cu基体处形成不连续的Cu6Sn5化合物层;时效后界面粗化并形成明显的孔洞。时效导致界面显微硬度不同程度的增大。     

时效路径对Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金沉淀析出行为的影响

利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中表现出不同的时效硬化和组织演化行为,其中固溶淬火态合金时效硬化速率较快,但最终2种路径处理的合金峰值硬度和强度基本相同;但经预时效处理的合金,峰时效态延伸率和应变硬化速率以及过时效阶段硬度降低速率均较高。与此同时,预时效态合金还可析出大量复合溶质原子团簇,虽然在高温等温时效时会进一步长大,但使得欠时效、峰时效和过时效态合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等温时效的不同状态合金却无此特征。时效路径并未改变合金沉淀析出序列,但对沉淀相形核、长大速率影响显著,据此提出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。     

18Ni马氏体时效钢时效机理的研究

采用小角Ｘ射线散射、Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱、透射电镜等方法研究了１８Ｎｉ马氏体时效钢的时效过程。结果表明，１８Ｎｉ合金在固溶处理后５００℃等温时效过程中，首先发生调幅分解，然后在调幅组织的Ｎｉ－Ｍｏ－Ｔｉ富集区以原位形核方式析出含Ｆｅ的Ｎｉ３（Ｍｏ、Ｔｉ）型金属间化合物，随时效时间延长，Ｎｉ３Ｍｏ和Ｎｉ３Ｔｉ粒子聚集长大并部分溶解，同时析出球形Ｆｅ２Ｍｏ金属间化合物，并形成逆转变奥氏体。     

SnAgCu／Cu界面热循环及时效条件下化合物的生长行为

通过对等温时效与温度循环两种条件下钎料与基板间金属间化合物（IMC）生长的对比．研究了界面IMC生长的规律。采用了两条低温极限不同保温时间和循环周期相同的循环曲线,等温时效温度采用循环高温峰值温度。结果表明,随着循环周期的增加,界面IMC层的厚度增加,且低温极限温度越低时IMC生长越快。与时效条件下界面IMC生长的对比表明,在高温阶段保温时间相同时,时效条件下界面IMC的生长速率快于循环条件。     

TB17钛合金室温变形及时效析出行为

针对TB17钛合金,研究不同工艺参数下的室温变形及变形后的时效析出行为。通过组织观察及XRD分析,在应变量为0.22以下的室温变形状态以及经室温变形后在(350℃,0.5 h)的低温时效过程中均发生马氏体相变;变形过程中产生的形变诱导马氏体及低温时效过程中产生的等温马氏体都属于板条型马氏体,且均在晶界附近析出;不同点在于等温马氏体呈平行规则分布,而形变诱导马氏体呈现不规则分布;在500℃长时间时效的条件下马氏体相全部分解,细小的α相沿着变形带结构析出,形成大量交错分布的条状α相。在分步变形实验中,等温马氏体在二次变形中起到了降低变形抗力与减小弹性模量的作用。     

ISOTHERMAL PHASE TRANSFORMATION IN Au-Si AMORPHOUS ALLOY

Electric resistivity measurements and X-ray diffraction analysis were performed to study theisothermal phase transformation in amorphous Au-Si ribbons with eutectic composition pre-pared using melt-spinning technique.A series of phase transformations take placespontaneously at room temperature and accelerate at elevated temperatures.Four stages ofthe transformation from amorphous state to the equilibrium state can be distinguished.Dis-cussion on the structural character of the metastable phases indicates that Hume-Rotheryelectron compounds and size factor compounds could form during isothermal aging.     

高温变形对(Cu50Zr50)92Al8等温晶化行为及其力学性能的影响

研究了(Cu50Zr50)92Al8非晶合金在过冷液相区中,经过牛顿流变和非牛顿流变后的等温晶化行为及其对该合金力学性能的影响。结果表明,牛顿型流变对(Cu50Zr50)92Al8非晶合金的结构没有明显的影响;而非牛顿流变对该非晶的显微结构及其等温晶化行为有显著影响:非牛顿流变促进了(Cu50Zr50)92Al8非晶合金的晶化,其主要晶化相为体心立方结构的CuZr相(B2相)和CuZr马氏体相;经非牛顿流变及真空热处理试样,在室温压缩过程中,应力诱发了部分B2相的马氏体相变,从而使其在室温下表现出超弹性,当预塑性应变量为8%时,其总可回复应变为5%左右。     

STUDY ON THE SHOCK WAVE CRYSTALLIZATION OF AMORPHOUS ALLOYS BY DSC

Shock wave and annealing crystallization of amorphous alloys FeSiB, FeMoSiB and FeCuNbSiB were studied by isothermal and non-isothermal DSC technique. It was found that the shock wave crystallization is very perfect, the fraction crystallized is very close to 100%, though the period of crystallization is very short, only about 10-4-10-6s. Their produced phases differ from the parent phase in structure and composition. The high velocity of the transformation is very difficult to explain by the diffusion theory of solid state phase transition.     

Evaluation of the maximum transformation rate for analyzing solid-state phase transformation kinetics

An evaluation of the maximum in the transformation rate of a solid-state transformation is given for isothermal and isochronal transformations, on the basis of a general, flexible, analytical transformation model incorporating different combinations of nucleation, growth and impingement modes. For isothermal phase transformations, the position of the peak maximum is determined by the growth exponent and the impingement mode whereas, for isochronal phase transformations, only the impingement mode influences the position of the peak maximum. A straightforward method has been developed for determining the mode of impingement and the separate activation energies for nucleation and growth. The results obtained by application of the proposed transformation-rate maximum analysis to model systems are in good agreement with the values assigned to the kinetic parameters of the model systems. The proposed recipes have also been applied successfully to experimental data on the crystallization of an initially amorphous Mg–Cu–Y alloy.     

EXPERIMENTAL STUDY OF CONDITION FOR BINARY AMORPHOUS ALLOYS FORMATION BY LIQUID QUENCHING

本文从实验出发,着重对过渡金属二元合金系非晶态形成问题进行了探讨,发现在二元系中深共晶点附近存在着熔点T_m与深共晶温度接近的、由包晶(或包析)反应形成或固、液同组分Laves相、A_3B型等化合物的合金体系,非晶态形成倾向较大。由深共晶点与这种化合物(一个或多个)组分之间形成“深共晶峡谷”,其组分都有较大的非晶态形成倾向,非晶态新合金系应当扩展到平衡相具有上述特征的化合物,如包晶反应形成的化合物的合金体系中去寻找,而不应当被判据所约束。本文报道了Hf-Pd新非晶态合金系的制备。并在Sm-Fe二元系中获得了典型的非晶态结构。对上述类型化合物增大其非晶态形成倾向的原因进行了探讨。     

预变形及液固两相区等温处理对ZA27合金铸态组织的影响

研究了固液两相区等温处理对铸态ZA27合金初生相形貌的影响,结果表明：在固液两相区进行等温处理时,枝晶熔断受固液界面处原子的散控制,提高等温温度、延长等温时间因有利于Zn和Al原子的扩散而促进初生相由枝晶向颗粒状晶演变,预变形促进初生相形貌演变的根本原因在于等温处理时液相沿预变形产生的亚晶界的熔渗。     

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。     

Sb-Se系和Ge-Sb-Te系相变光盘记录介质的热力学参数、微观结构及光学性能

利用DSC，X射线衍射及分光光度计，对Sb—Se系和Ge—Sb—Te系记录介质的热力学参数，非晶态薄膜相变前后结构的变化及光学性能进行了系统的研究．结果表明：Sb—Se系非晶态的光稳定性很不理想，随着波长的改变，反射率变化太快．对于Ge-Sb-Te系的两种成分合金，在各种波段处都有较大的反衬度，其非晶态的光稳定性也比较理想，随着波长的改变，反射率变化不大．     

超音速微粒轰击对热障涂层高温氧化行为的影响(英文)

在传统的热障涂层(TBCs)制备工艺的基础上,在制备热障涂层陶瓷层前,采用超音速微粒轰击技术(SFPB)改变粘结层的表面状态。采用 X 射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和微区 Cr3+荧光光谱研究粘结层的表面结构及其 1000 °C时的高温氧化相变。粘结层表面位错密度大幅度增加,形成了大量的原子扩散通道;在高温氧化初期,粘结层中 Al 原子扩散速度的增快保证了优先形成一层稳定的α-Al2O3相;在高温氧化瞬态阶段,大量 Cr3+通过 SFPB 产生的扩散通道,形成过渡相(Al0.9Cr0.1)2O3,该过渡相间接促进了γ→θ→α相变。在高温氧化初期,热障涂层 TGO 中的残余应力先急剧增大然后减小;与高温氧化26 h 的 0.93 GPa 相比,高温氧化 310 h 的残余应力降低至 0.63 GPa。在热障涂层的 TGO 层中获得了单一、连续、致密的具有抗高温氧化能力的主相α-Al2O3,这利于进一步延长其使用寿命。     

Application of an analytical phase transformation model

Employing isothermal and isochronal differential scanning calorimetry, an analytical phase transformation model was used to study the kinetics of crystallization of amorphous Mg82.3Cu17.7 and Pd40Cu30P20Ni10 alloys. The analytical model comprised different combinations of various nucleation and growth mechanisms for a single transformation. Applying different combinations of nucleation and growth mechanisms, the nucleation and growth modes and the corresponding kinetic and thermodynamic parameters, have been determined. The influence of isothermal pre-annealing on subsequent isochronal crystallization kinetics with the increase of pre-annealing can be analyzed. The results show that the changes of the growth exponent, n, and the effective overall activation energy Q, occurring as function of the degree of transformation, do not necessarily imply a change of nucleation and growth mechanisms, i.e. such changes can occur while the transformation is isokinetic.