NiAl-31Cr-3Mo合金的微观组织与高温腐蚀研究

研究了NiAl-Cr(Mo)合金的微观组织和高温下(750、800、850、900 ℃)在75%Na₂SO₄+25%NaCl(质量分数)混合盐中的腐蚀行为。实验结果表明: NiAl合金由于添加了大量的Cr、Mo合金化元素, 其微观组织发生了明显的变化, 形成了由预共晶β-NiAl基体相和层片状Cr(Mo)相组成的共晶组织; NiAl-Cr(Mo)合金在热腐蚀后, 合金表面形成了一层致密的Cr₂O₃保护膜, 并含有少量的Al₂O₃, 随着温度的升高, 保护膜层加厚。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察合金微观组织和腐蚀后的表面形貌, 分析了NiAl-31Cr-3Mo合金高温腐蚀机理。     

Zr-Al 合金的时效过程与析出相研究

研究了含微量锆的铝合金时效过程中微观组织、析出相结构和合金性能的变化。结果表明:时效过程中先后析出与基体共格的χ相和非共格的Al₃Zr, χ相尺寸小, 时效硬化效果不明显, Al₃Zr 析出相是Zr-Al 合金的主要强化相。Al₃Zr 在合金中呈细小、弥散分布, 其析出与固溶处理“冻结”的空位有关。     

微量钪对低Cu/Mg 比Al-Cu-Mg-Li 合金微观组织及性能的影响

通过时效硬化曲线的测量、室温拉伸实验以及时效组织的电镜观察, 研究了微量钪对低Cu/Mg 比Al-Cu-Mg-Li 合金时效行为、显微组织和力学性能的影响。实验结果表明, 微量钪的添加能显著增强该合金的时效硬化和强化效果, 但延长了合金达到时效峰值所需的时间。微观组织分析结果表明, 微量钪的添加影响了合金的时效析出过程, 在不含钪的Al-4.0Mg-1.5Cu-1.0Li-0.12Zr合金中, 时效析出相为沿位错大量析出、分布不均匀的S 相和少量的δ′相(Al₃Li)及Al₃Zr 粒子;而在含钪的合金中主要析出相为弥散细小的Al₃Li/ Al₃(Sc, Zr)复合相与δ′相。     

微量元素铈对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和 断裂机制的影响

采用断裂性能测试、扫描电镜(SEM)断口分析、透射电镜(TEM)观察等手段研究了微量元素Ce对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和断裂机制的影响。实验结果表明: 添加微量元素Ce并不改变合金主要强化析出相(T₁、θ')的种类, 但是能够促进T1相细小均匀弥散分布, 提高合金强度以及断裂韧性。随着Ce含量的增加, T1相析出密度越大, 分布越均匀, 强化效果越好。添加0.3%Ce的合金强度明显高于添加0.15%Ce的合金, 添加Ce的合金断裂韧性明显高于不加Ce的合金, 并且Ce能够使合金组织分层薄化, 在一定程度上改变合金的断裂行为方式, 减少了沿晶断裂的趋势。断裂韧性断口扫描分析表明, 合金的断裂方式随Ce含量的增加逐渐由沿晶脆性断裂转变为穿晶-沿晶分层断裂方式。     

应变速率对Al0.4CoCrFeNi高熵合金绝热剪切敏感性的影响

在室温下利用分离式霍普金森压杆对Al_0.4CoCrFeNi高熵合金帽型试样进行动态加载，研究了不同应变速率下Al_0.4CoCrFeNi高熵合金的绝热剪切敏感性。结果表明，动态加载前后Al_0.4CoCrFeNi高熵合金的晶粒尺寸分别约为100 μm、100 nm，相差约3个数量级，动态加载后细小的晶粒尺寸使Al_0.4CoCrFeNi高熵合金具有更低的绝热剪切敏感性; Al_0.4CoCrFeNi高熵合金绝热剪切敏感性随应变速率增加而增加，在实验范围内，应变速率3 360 s^-1时绝热剪切敏感性最高，产生了与动态加载方向成45°、宽约2 μm的绝热剪切带，此时临界应变值和单位体积绝热剪切形成能也最小。Al_0.4CoCrFeNi 高熵合金在高应变率变形过程中晶粒发生明显细化。Al_0.4CoCrFeNi高熵合金在动态加载下的绝热剪切归结为材料的热-黏塑性本构失稳。     

分级淬火对7N65铝合金微观组织和断裂韧性的影响

通过分级淬火实验研究了7N65合金在不同保温温度与不同保温时间下的硬度(HV)和单位裂纹形核功(UIE)变化，绘制了合金的TTP-HV曲线及TTP-UIE曲线。结合扫描电镜、透射电镜等表征方法，对不同温度下的第二相析出行为进行了研究。结果表明，高温(390～450℃)保温时，晶界析出相以S(Al₂CuMg)相为主，随着保温时间延长，其尺寸与数量增大，合金断裂韧性下降，断裂方式为沿扁平晶粒断开的脆性断裂；低温(250～390℃)保温时，晶界析出相以η(MgZn₂)相为主，随着保温时间延长，晶界特征变化不大，晶内η相数量增加、尺寸增大，导致晶内强度降低，晶内-晶界强度差减小，合金断裂韧性上升，断裂方式为穿晶断裂。     

ZK60-xY合金的微观组织和力学性能研究

以ZK60为基础合金, 研究了不同钇添加量对其组织性能的影响。显微组织分析结果表明: 钇有明显细化晶粒的作用, 合金在热挤压过程中发生了动态再结晶。力学测试结果表明, 经过热挤压和T₅(人工时效)处理后, Y含量为0.9%的合金具有最优的综合力学性能, 其抗拉强度和延伸率分别为: σ_b=355.94 MPa, δ=15.86%。对该合金分别进行T₆(固溶+时效)和T₅ 2种热处理后进行力学性能测试, 结果表明:T₅处理制度更适用于该合金。     

微量钇、铒对2519合金组织性能的影响

用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、拉伸实验等研究了钇、铒对2519铝合金组织及力学性能的影响。结果表明, 在2519铝合金中分别加入质量分数为0.1%的钇 、质量分数为0.2%的铒后, 合金的强度、延伸率提高,合金的铸态组织及再结晶晶粒细化。当钇含量为0.1%,铒含量为0.4%时,合金的强度、延伸率下降。含0.1%Y、0.2%Er的2519合金的相组成为α(Al)+Al₂Cu+Al₆Cu₆Y;而含0.1%、0.4%Er的2519合金的相组成为α(Al)+Al₂Cu+Al₆Cu₆Y+Al₈Cu₄Er。     

微波强化铝改性膨润土对水中氨氮的吸附性能

采用Al₂(SO^₄)³溶液和微波炉制备了微波强化铝改性膨润土吸附剂,并研究了吸附剂对水中氨氮的吸附性能。试验验结果表明：制备微波强化铝改性膨润土吸附剂的适宜条件为Al₂(SO₄)₃浓度4%,微波辐照功率480 W,辐照时间10 min。在此条件下,微波强化铝改性膨润土的比表面积可达到180.69 m²/g。在溶液pH值为10,吸附剂用量为0.4 g/L,吸附时间为20 min条件下,用所制备的微波强化铝改性膨润土吸附剂处理浓度为100 mg/L的模拟氨氮废水,氨氮去除率可达96.8%。     

稀土Er对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和力学性能的影响

通过室温拉伸和高温拉伸实验以及金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和X射线衍射测试,研究了稀土Er对Al-Cu-Mg-Ag合金微观组织和力学性能的影响。结果表明: Al-Cu-Mg-Ag合金中添加微量Er元素后,合金晶粒尺寸明显减小;Er在Al-Cu-Mg-Ag合金中以Al₈Cu₄Er相存在,没有观察到Al₃Er相;随着Er含量升高,Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω相析出受到抑制,进而导致合金的室温和高温力学性能显著下降。     

微量Ca、Y元素对AZ91镁合金动态再结晶及力学性能的影响

为同步提升AZ91镁合金强度及延性,研究了微量Ca、Y元素对AZ91镁合金热变形过程中动态再结晶及力学性能的影响。结果表明: Ca、Y元素的引入减少了Al元素在AZ91镁合金中的偏聚,减少了Mg₁₇Al₁₂相的动态析出,从而抑制了低温热变形过程中的动态再结晶,同时细小弥散分布的Al₂Y相在高温时促进了动态再结晶的发生。Ca、Y元素复合添加,引入大量弥散分布的Al₂Y,使完全再结晶后的组织更加细小,提升了力学性能。AZ91+Ca+Y镁合金673 K热压后室温压缩延伸率和强度分别达到了16.5%和392.55 MPa,比AZ91镁合金分别提升了16.2%和8.56%。     

快速凝固Al-Cr-Zr-Fe 合金的微观组织和性能

采用单辊旋淬法制备Al-4Cr-4Zr-2Fe(质量分数, %)合金薄带。利用透射电镜、X射线衍射、能谱分析技术研究了合金急冷态和退火态的显微组织, 测定了合金的显微硬度。结果表明:在快凝Al-Cr-Zr合金中添加铁元素可增加合金的室温和高温性能, 快速凝固Al-4Cr-4Zr-2Fe合金所形成的过饱和固溶体α-Al在400 ℃左右形成Ll₂-Al₃Zr和Al₄(Cr, Fe)相, 产生明显的沉淀硬化效应, 其中, Ll₂-Al₃Zr相为主要强化相。在Al-4Cr-4Zr-2Fe快凝组织中, 发现一种方形Al-Zr相, 该相作为形核核心, 位于等轴晶α-Al中央。     

单道次大应变轧制对AZ31镁合金组织与耐腐蚀性能的影响

研究了单道次变形量对AZ31镁合金组织和耐腐蚀性能的影响。实验结果表明:随着单道次轧制变形量增加, 镁合金组织中动态再结晶数量逐渐增多, 晶粒逐步细化; 合金组织细化后晶界增多, 合金的耐腐蚀性能提高。单道次轧制变形量达到80%时, 合金在3.5%NaCl溶液的腐蚀情况较为均匀, 腐蚀速率为0.933 mm/a, 自腐蚀电流密度与自腐蚀电位分别为2.0546×10^-3 mA/cm²和-1.3346 V, 合金耐腐蚀性能最好。     

Cu含量对CoCrFeNiMnAlCux高熵合金微观组织及性能的影响

采用铝热反应法制备了CoCrFeNiMnAlCux（x=0.2、0.4、0.6和0.8）高熵合金,研究了不同Cu含量对CoCrFeNiMnAlCux高熵合金的微观结构、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。结果表明: CoCrFeNiMnAlCux高熵合金结构由体心立方结构（BCC）和面心立方结构（FCC）组成,且FCC相随着Cu含量的增加而增加。在Cu0.2合金中Cu元素分布均匀且未发生偏析,组织分布较为均匀;随着Cu进一步增加,富Cu相逐渐在Cu0.4和Cu0.6合金中偏析。当x=0.8时,Cu由于与合金中其他元素之间的正混合焓,而大量在晶界处析出。当Cu含量从0.2增加至0.8时,硬度、耐磨性和耐蚀性先升高后下降,磨损机制由最开始的磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损,最后又转变为磨粒磨损。其中CoCrFeNiMnAlCu0.6合金展示了最佳的性能,硬度、磨损率和腐蚀电流分别为564HV0.5、4.187×10-5 mm3/N·m和1.17×10-6A·cm2。     

MgO/Al2O3质量比对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响

为了提高红土镍矿烧结矿的产质量指标，基于热力学分析，查明了MgO/Al₂O₃质量比对高温烧结过程液相量及其黏度的影响；再通过微型烧结试验探讨了镁/铝质量比对烧结矿的物相组成、黏结相强度的影响，阐明其对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响；最后通过烧结杯烧结扩大试验进行了有效性验证。微型烧结试验结果表明，在烧结温度为1 300℃、烧结气氛为5%CO+95%N₂、二元碱度m(CaO)/m(SiO₂)=1.3的条件下，m(MgO)/m(Al₂O₃)=0.5～0.8范围内，黏结相主要由钙镁黄长石和钙镁橄榄石构成，强度超过4 000N/个。烧结杯验证试验表明，镁/铝质量比由0.5提高至0.7时，烧结矿的成品率无明显变化保持在70%左右，但是其转鼓强度由49.73%提高至56.67%，烧结矿的转鼓强度得到有效改善，适宜的镁/铝质量比为0.6～0.7。     

预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金时效组织与性能的影响

采用室温拉伸、透射电镜观察等手段, 研究了3%拉伸预变形对Al-4.28Cu-1.33Li-0.40Mg-0.30Ag-0.14Zr合金单级和双级时效组织与性能的影响。拉伸结果表明, 对于190 ℃/(3~7) h的单级时效处理, 3%拉伸预变形可以提高拉伸强度56~75 MPa, 时效时间延长, 预变形提高强度的效果大幅度降低。3%拉伸预变形可以使得190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效样品的强度提高81 MPa, 达到748 MPa。透射电镜观察结果表明, 190 ℃/7 h单级时效态样品对应的组织主要为T₁和θ'相, 还有少量S'相; 190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效态样品在190 ℃/7 h时效组织基础上析出了大量δ'相; 而在190 ℃/7 h+100 ℃/24 h双级时效前施加3%拉伸预变形则极大地促进了T₁相和θ'相的析出, 从而大幅度提高合金抗拉强度, 而δ'相的析出受到抑制。