快速凝固CuNiSiCrZn合金的组织与性能

采用喷铸法得到快凝态Cu-2.4Ni-0.46Si-0.22Cr-0.33Zn薄片,研究快凝态合金的显微组织、显微硬度和导电率。与常规固溶制备方法相比,快速凝固合金的晶粒变得细小均匀,溶质过饱和。由于细晶强化和固溶强化作用,合金的显微硬度得到明显提高,最高可达119 HV。经时效处理后,因为强化相的析出,合金显微硬度进一步提高,同时减小基体的晶格畸变,导电率也得到一定程度的恢复。厚度为2 mm的快凝合金经500 ℃,2.0 h时效处理后综合性能良好,显微硬度为255 HV,导电率为34% IACS。     

快速凝固制备Cu-2.0cr-0.3Zr(wt%)合金组织及性能研究

采用单辊旋铸快速凝固法制备了Cu-2.0Cr-0.3Zr(质量分数, %)合金微晶薄带,对快速凝固态合金的组织和性能进行了研究。实验结果表明,快凝态Cu-2.0Cr-0.3Zr合金的显微硬度达103 Hv,比常规固溶处理态(66 Hv)提高了56%。快凝态合金经900 ℃,1 h高温退火后,硬度值仍为84 HV,这一性能明显优于无氧铜,表明该合金具有良好的抗高温软化性能。此外,利用快速凝固制备的Cu-2.0Cr-0.3Zr合金固溶度可得到显著提高,且晶粒细小无偏析,组织得到明显改善。快凝态合金经900 ℃,1 h高温退火后,由于过饱和固溶于Cu基体的Cr析出,形成细小均匀弥散的Cr粒子,使得晶粒长大不明显,细晶强化仍起作用。     

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。     

快速凝固Al-Cr-Zr-X合金显微组织研究

采用透射电镜研究快速凝固Al-Cr-Zr-X(X=Ti,N,Fe,0)合金的急冷态和各种退火态组织。结果表明，在急冷态时，Al-Cr-Zr-X(X=Ti,Nb)组织为α-Al固溶体，而Al-Cr-Zr-X(X=Fe,0)组织为α-Al固溶体加Al13Cr2相，在300－400℃退火时，Al-Cr-Zr-X(X=Ti,Nb,Fe)中有亚稳L12－Al3Zr相和A13C2相从过饱和α-Al固溶体中析出；随着温度进一步升高，亚稳相L12－Al3Zr转变为稳定相DO23－Al3Zr。由此可见，Al-Cr-Zr-X(X=Ti,Nb,Fe)合金适用于300－400℃温度范围。     

快速凝固Al783Fe合金的显微组织特征

用透射电镜观察了快速凝固Ａｌ７８３Ｆｅ 合金的组织形貌和相结构。分析了组织形貌和析出相类型与凝固速度之间的关系,对显微组织结构的形成过程进行了探讨。     

时效处理对快速凝固Cu—Cr—Zr合金组织和性能的影响

采用单辊快速凝固方法制备出高强度高导电的Ｃｕ－Ｃｒ－Ｚｒ合金,对时效过程中电阻率和显微硬度的变化进行了研究,用扫描电镜和透射电镜对析出过程中晶粒与析出相的形态与大小及位错的组态进行分析。结果表明：时效初期电阻率的下降是溶质原子借高浓度的空位迅速偏聚和析出所致。在５００℃温度下,时效３０ｍｉｎ,合金的导电率可达８２％ＩＡＣＳ,显微硬度为Ｈｖ２０２,细小弥散分布的析出相是导致高工的主要原因。     

快速凝固技术的应用与发展

快速凝固技术得到的合金与常规合金有着不同的组织和结构特征。对材料科学和其它学科的理论研究以及开展实际生产应用起了重要的作用．介绍了快速凝固技术在实际中的应用和发展趋势。综述了最基本的和目前最新的快速凝固技术的原理和特点．     

快速凝固Al—783Fe合金的显微结构特征

用透射电镜观察了快速凝固Ａｌ－７．８３Ｆｅ合金的组织形貌和相结构。分析了组织形貌和析出相类型与凝固速度之间的关系，对显微组织结构的形成过程进行了探讨。     

形变对Cu-2.3Ni-0.7Si-0.7Co合金时效析出过程及性能的影响

通过SEM、XRD和力学性能等测试手段,研究了形变对固溶态Cu-Ni-Si-Co合金析出过程和性能的影响。研究表明:预变形可促进时效过程第二相的析出,尤其在时效初期表现更显著,但易导致过时效;经过60%冷变形+450℃×1h时效后,合金硬度比直接时效态高近44.5%;导电率随时效过程进行均呈先急升后缓的变化,两者最大仅相差4.7%。综合比较分析,经60%冷变形+450℃×1h时效,合金可获得较优异的综合性能。     

Effects of thermoelectric-magneto convection on the solidified microstructures of Al-4.5% Cu alloy

A magnetic field was used to directional solidification of dendritic Al-Cu alloys.The primary arm spacing of the dendrites is increased with increasing the external magnetic field strength. This microstructural coarsening is related to the thermoelectric current on the I/s interface, which is induced by difference of temperature on the interface. Within a magnetic field Lorentz force may be generated in front of the interface,causing a thermoelectric-magneto convection that makes the microstructure coarsened.This induced convection also leads to structural instability so that the secondary arms are well developed when grown in the external field.     

矿用高水材料的组分对其性能与微结构的影响

通过实验综合研究高水速凝材料各组分对其工作性能和固结体抗压强度的影响,并利用XRD与SEM研究了材料的微结构.研究证明:硫铝酸盐熟料浆(A组分)的悬浮性不如石膏与石灰(B组分)混合浆,所需悬浮剂也更多;B组分中石膏掺量在80%～85%范围内,高水速凝材料各龄期强度稳定在较高的平台.缓凝剂的加量为1.8%时A组分的凝结时间可达24h;速凝剂加量为A组分的0.050%～0.300%时,试块各龄期的同龄期强度比较稳定;水灰比为3.0时,掺入0.100%的速凝剂,试块7d的强度最高,达3.19MPa.高水材料由柱状钙矾石网络状连接而成,且含水量越高,钙矾石晶体越细小.     

纤维加筋固化淤泥力学特性影响研究

水泥固化淤泥虽然能够在强度上满足工程要求,但是其表现出明显的脆性。为了探讨纤维加筋对固化淤泥力学特性的影响,通过开展不同加筋率、不同纤维长度以及不同加筋纤维材料的一系列单轴抗压强度试验,对纤维加筋固化淤泥的力学特性进行分析和探讨。结果表明:纤维的掺入能够很好地改善固化淤泥土的力学特性;随着纤维掺量的增加,纤维固化淤泥土的强度逐渐提高,并且纤维的质量加筋率大于0.2%时,加固效果较好;在相同加筋率的情况下,纤维长度为12 mm时,纤维固化淤泥土的强度最大,利用纤维加筋时应该考虑最优的纤维长度;聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维的加筋效果相差不大,聚乙烯醇纤维的加固效果最好。     

Cu,Li含量对新型超高强铝锂合金力学性能及微观组织的影响

利用力学性能测试和TEM分析测试手段,计算出铝锂合金Al-(3.6%~4.15%)Cu-(1.1%~1.4%)Li中非固溶Cu,Li原子摩尔分数总和及Cu/Li原子摩尔分数比,分析了强度和微观组织之间的影响机理.结果表明,合金中的主要时效强化相为大量T1相(Al2CuLi)和少量θ′相(Al2Cu),Li含量较高的合金可能析出的极少量δ′相(Al3Li).在上述成分范围内,随Cu含量或Li含量增加,合金强度提高,且Li含量的增加幅度不同,对合金强度的提高幅度存在明显的差异.非固溶Cu,Li原子摩尔分数总和及其比例共同作用,通过影响析出相总量、类型及各析出相分数决定合金强度.要获得铝锂合金的超高强度,在提高Cu,Li原子摩尔分数总和的同时,还要提高其比例.     

酸性干湿循环下赤泥-石灰固化镉铅污染土性能

为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明：在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH为7干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。     

固废基材料固化铜污染土强度及浸出性研究

为研究工业固废“赤泥、碱渣、高炉矿渣”作为复合固化剂固化重金属污染土的强度及固化效果,本文通过无侧限抗压强度试验、冻融循环试验以及毒性浸出试验,研究了不同龄期、铜浓度、掺量比、冻融循环周期下固废基材料固化铜污染土的强度变化及固化效果。结果表明：固化土强度随龄期增长而增加,随铜浓度升高而降低;掺量比G5S3R2养护28 d后,强度为1279 kPa,整体优于G5S2R3、G2S1R1且强度特性变化稳定;强度随冻融循环次数增加而逐渐降低,冻融循环初期（4次）,强度折损最大,强度折损率高达40%;掺量G5S3R2固化铜离子浸出浓度值均低于G5S3R2和G2S1R1,铜浓度越高,差异越明显,浸出率均达到99%且远低于标准限值100 mg/kg。     

A356合金轮毂的微观组织及拉伸性能研究

研究了低压铸造A356合金轮毂重要部位微观组织及拉伸性能.结果表明:先凝固的部位微观结构细化,二次枝晶间距较小,后凝固的部位随着保温时间的延长,晶粒呈长大趋势,二次枝晶间距尺寸增大,因此最先凝固的内轮缘相较其他部位表现出最优的微观组织与力学性能;辐条处存在缩孔、缩松缺陷,在拉伸过程中,截面上缺陷的存在降低了承受外载荷的有效面积,试样在较小的载荷下发生断裂,因此辐条部位力学性能最差;在拉伸断口表面观察到较少的准解离平面和分布均匀的韧窝形貌,拉伸断裂方式为以韧性断裂为主的韧脆混合型断裂.     

新型矿用无机固化泡沫防灭火材料性能研究

矿井采空区煤自燃引起的火灾直接威胁着我国煤矿的安全开采和高效生产,而封堵采空区漏风通道是防治采空区煤自燃最有效的方法。探讨了无机发泡固化膏体充填材料组分速凝剂、发泡剂对其强度的影响,分析了增强剂的作用机理。结果表明:新型矿用无机固化泡沫材料的凝固速度与速凝剂的含量成正比;发泡倍数为10的充填材料连续固化7 d的抗压强度在1.7MPa以上;材料中存在的大量气泡形成无数均匀的缺陷,且增强剂使膏体浆液中的铝氧成分大规模快速地与水泥成分发生反应生成优良的水化矿物钙矾石,使材料受力时其总体结构不变化,中部不会产生裂隙而有效封堵火区裂隙,隔绝氧气。     

定向凝固MnNi合金的相变特征以及超高阻尼行为

MnNi阻尼合金因具有丰富的相变行为而极具开发潜力。本文通过定向凝固手段制备了超高阻尼MnNi合金。为了研究其相变行为,采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、动态力学分析(DMA))等实验方法,并将轧态合金进行对比研究。结果表明,定向凝固过程形成的由富Mn枝晶干与富Ni枝晶间构成的枝晶组织,在升温过程分别发生fco→fct以及fct→fcc的结构相变,继而使其具有优良的相变阻尼性能。电子背散射衍射(EBSD)揭示定向凝固MnNi合金晶粒粗大,且晶粒内部存在大量的小取向差孪晶,使其孪晶阻尼性能是轧态合金的7倍。     

高强高导Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金热处理前后组织性能变化

通过金相组织观察、SEM、室温单向拉伸实验及导电性能测试等手段,研究了室温拉拔态Cu-CrZr-Mg-Ce合金热处理前后组织性能的变化.结果表明:与室温拉拔态相比,经固溶时效热处理(950℃保温1h,水淬,500℃保温4h,随炉冷却)的Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金组织发生了再结晶及晶粒长大,其抗拉强度为395MPa、屈服强度为247MPa,分别降低了10%和43%;延伸率及导电率分别为30%和92%IACS,分别提高了114%和119%;经热处理后的Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金拉伸断口存在平均尺寸变大的延性韧窝,是典型的韧性断裂,表明合金具有优良的塑性加工性能.