Al元素对TiAl-6Nb合金铸态组织及硬度的影响

本文利用真空非自耗电弧熔炼设备制备了Ti-(44-54)Al-6Nb合金锭,并对其铸态组织和硬度进行了系统地研究。结果表明,随着Al含量的不断增加,TiAl-6Nb三元合金的枝晶形态由四重对称演化为六重对称,其凝固初生相由β相向α相转变。且随着Al含量的增加,B2相的分布形态由枝晶内的网络状分布转变为枝晶边缘的富集。通过对TiAl-6Nb合金的硬度研究发现,随着Al含量的增加其硬度变化呈现先降低再增加再减少的变化趋势,这主要是由于不同的相含量和B2相的分布形态变化所致。     

均匀化处理对铸态Mg-3.0Zn-0.5Zr镁合金组织与性能的影响

实验研究了均匀化处理对Mg-3.0Zn-0.5Zr镁合金组织和性能的影响.借助光学显微镜、扫描电镜等技术手段对铸态和均匀化退火后合金的微观组织和室温拉伸断口进行了观测.结果表明,铸态试样经400℃＆#215;16h均匀化处理后,铸态组织中的合金相发生了转变,枝晶偏析程度和粗大组织有所减小、明显改善合金的组织结构和性能.     

超重力对Al-6%Cu合金凝固组织的影响

利用离心旋转加热炉研究了超重力对Al-6%Cu合金凝固组织细化及析出相形貌的影响. 结果表明,超重力场可细化晶粒,在常重力条件下(重力系数G=1),初生铝相主要为粗大的等轴晶,晶粒直径为112 mm;在超重力条件下,当G分别为100, 300, 500和700时,晶粒直径分别减小为85, 77, 70和63 mm,晶粒细化,且超重力越大晶粒细化越明显. 超重力场可改善Al2Cu析出相的形貌,有效提高合金性能,G=1时Al2Cu相主要为粗大的不规则块状,合金硬度为59.9 MPa;当G分别为100, 300, 500和700时,Al2Cu相逐渐转变为细小的块状和球状,硬度分别增大为68.4, 73.2, 74.4和74.9 MPa,且超重力越大,Al2Cu相越细小、致密,合金的硬度也越高.     

镧-铈添加下A356铝合金组织性能及力学特性

本文研究了添加不同含量镧-铈混合稀土(0～0.5%)对A356工业铸造合金初生α-Al和共晶硅相的影响。通过光学显微镜、扫描电镜和电子探针显微分析对铸态样品进行了表征，同时利用万能试验机进行了力学性能测试。结果表明，镧-铈对A356铝合金的微观组织有多重细化作用，包括α-Al晶粒细化、二次枝晶臂间距细化和共晶硅颗粒细化。加入0.4%镧-铈混合稀土后，共晶硅颗粒的晶粒尺寸、二次枝晶臂间距分别减小55.76%和45.89%。同时，镧-铈的加入也影响了共晶硅颗粒的特性，使其形貌从针状结构转变为短棒状。混合稀土的加入有效提高了合金的拉伸性能，铸态下的最高拉伸强度、屈服强度和伸长率分别达到213.2MPa、159.5MPa和3.7%。     

Al含量对热镀锌—铝合金镀层组织结构的影响

在改良森吉米尔法热镀锌机组上采用Al质量分数分别为8%、10%、12%和15%的镀浴，制备了Zn–Al合金镀层，利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了它们的微观组织结构。结果表明，Zn–Al合金镀层由先共晶富Al相和Zn–Al二元共晶组织组成，其中二元共晶组织由富Al相和富Zn相组成。随着镀浴中Al质量分数增大，Zn–Al合金镀层的先共晶富Al相的含量增大，枝晶变粗、变多，逐渐转变为网络结构；Zn–Al二元共晶组织的占比则减少，逐渐由网格状变为细条状。     

新型Mg-Li-Mn合金的显微组织和力学性能

向Mg-9Li合金中添加0.5%~2%(w)Mn,并在室温下对合金板材进行拉伸测试. 结果表明,Mn能够细化a-Mg相,铸态显微组织由a-Mg, b-Li相及富Mn新相组成,合金板材具有较高的强度和良好的延伸率;随着Mn含量的增加,强度不断提高,延伸率有所下降. 通过金相观察、SEM和XRD分析可知,随着Mn含量的增加,其存在形式由固溶状态转变为以富Mn新相为主,对合金起到了强化作用,进而能够提高强度.     

AlBxCrCu0.5FeTi高熵合金的微观组织与硬度研究

研究AlBxCrCu0.5FeTi(x=0,0.2,0.4和0.6)高熵合金的组织,以及硬度与B含量的关系。利用真空电弧炉熔铸AlBxCrCu0.5FeTi高熵合金,使用金相显微镜、XRD、电化学工作站和显微硬度仪对合金进行表征分析。结果表明,该系合金的铸态组织是典型的树枝晶,AlBxCrCu0.5FeTi高熵合金铸态结构是简单的体心立方结构(BCC)和面心立方(FCC),高熵效应使AlBxCrCu 0.5FeTi合金具有简单的晶体结构;AlBxCrCu0.5FeTi(x=0,0.2,0.4和0.6)的硬度随含量B从0.2到0.6的增加而增加,其原因是B的加入使AlBxCrCu0.5FeTi合金晶格畸变加剧,发生固溶强化作用,合金硬度增加。合金AlB0.6CrCu0.5FeTi的腐蚀电流为3.024×10-6A/cm2,腐蚀电位为-0.369 V,显示出良好的耐腐蚀性能。     

含量对Mg-2Al—1Zn-4Y-3Nd合金铸态组织的影响

采用真空熔炼法制备Mg-2Al—1Zn-4Y-3Nd—xLi（质量分数，％）合金，利用金相显微镜、扫描电镜、x射线衍射仪等手段研究Li对Mg-2A1—1Zn-4Y-3Nd铸态组织的影响。结果表明：Li元素的加入可以净化晶界；随着Li元素含量的增加，合金硬度降低；出现β相时，富集的Nd3Zn11相消失。     

Li含量对Mg-2Al-1Zn-4Y-3Nd合金铸态组织的影响

采用真空熔炼法制备Mg-2A l-1Zn-4Y-3Nd-xL i(质量分数,%)合金,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段研究L i对Mg-2A l-1Zn-4Y-3Nd铸态组织的影响。结果表明:L i元素的加入可以净化晶界;随着L i元素含量的增加,合金硬度降低;出现β相时,富集的Nd3Zn11相消失。     

Al-Cu-Zn系非晶合金的制备及热力学研究

采用铜模浇铸法制备了Al63Cu27Zn10、Al56Cu24Zn20、Al49Cu21Zn30和Al42Cu18Zn40非晶合金.X射线衍射谱图表明Al56Cu24Zn20和Al49Cu21Zn30为完全金属玻璃,而Al63Cu27Zn10和Al42Cu18Zn40为部分非晶合金.得到了合金的玻璃化转变温度(Tg)、晶化温度(Tx)以及过冷液相区宽度(△Tx=Tx-Tg),推断出zn元素的加入降低了体系的非晶形成能力(GFA).从得到的硬度值可知,非晶合金的显微硬度值高于相同成分的结晶合金.     

热加工对钛基复合材料组织和性能的影响

通过原位自生制备了体积分数5%TiB增强钛基复合材料(TMCs)和基体合金,并对其进行了热加工和退火工艺。实验结果表明,热加工后TMCs和基体合金组织由板条α转变成等轴α和板条α混合晶粒,增强相TiB晶须显著促进了板条α的动态再结晶的过程;热加工后的增强相TiB晶须发生了转向和断裂;TMCs的室温拉伸断面表明增强体TiB起到了很好的承载应力的作用,提高了复合材料的力学性能;退火处理后TMCs的抗拉强度和硬度最高,达到1125 Mpa、457 HV。     

自蔓延高温合成TiB2+Al2O3/NiAl复合材料

Al2O3 TiB2复相陶瓷材料具有金属材料无法比拟的高硬度、高熔点、高导热、低膨胀系数、高耐磨性、高温化学稳定性等优良的性能,但由于两种材料都属于硬而脆的材料,复合后仍然存在脆性大、裂纹敏感性强、抗机械冲击性和温度急变形差等缺点。为了克服这些缺点,本文探索了在陶瓷相中添加金属间化合物(NiAl或FeAl)。X射线衍射结果表明合成产物的主要组成相分别为Al2O3 TiB2、Al2O3 TiB2 NiAl及Al2O3 TiB2 FeAl,反应按预期进行,且燃烧合成反应进行的较为彻底。通过对不同成分反应产物的致密度、强度、断裂韧性对比,可知产物的致密度在FeAl含量为15%时达到最高99.5%,Al2O3 TiB2 NiAl体系中NiAl含量为20%达到最高98.5%。随金属间化合物含量的增加,合成复合材料的硬度下降,而断裂韧性提高。     

稀土元素Nd对ZM6镁合金力学性能的影响

笔者主要研究稀土元素Nd对ZM6镁合金力学性能的影响,通过浇筑不同Nd含量的ZM6试棒及显微组织腐蚀试样来研究其显微组织、成分分析,找出镁合金在室温下最高抗拉强度时的Nd含量。Nd可在一定程度上细化ZM6合金组织,且热处理后的细化效果与铸态相近,但热处理后出现了富锌相颗粒,随Nd含量的增加,富锌相颗粒尺寸增大。试验结果表明,局部基体Nd、Zr、Zn的含量极低,Mg的含量几乎是百分之百,加入的合金元素主要集中在晶界上,从成分分析以及Mg的相图来看,晶界上的析出物为Mg、Nd、Zn组成的Mg_(12)(Nd,Zn)相。热处理能改善ZM6合金晶界状态,使Nd元素在组织内弥敞分布,从而提高晶界强度,使合金性能提高。ZM6合金的硬度随着Nd含量的增加而增加。随着Nd含量的增加,合金的室温抗拉强度增加。当Nd含量超过3.0%时,ZM6镁合金的室温拉伸强度有下降趋势。     

铸态Mg-3.0Zn-0.5Zr合金的制备与微观组织的研究

通过二元合金的熔铸工艺和特点,制备了Mg-3.0Zn-0.6Zr镁合金试样,实验研究了铸态Mg-3.0Zn-0.6Zr镁合金的微观组织特征。借助ICO-OES光谱仪、光学显微镜、X射线衍射仪和硬度分析仪等设备,结合试验合金的物相组成、微观结构特征和硬度情况,分析了各组分的配比对合金微观组织的影响。结果表明,制备的试验合金的成分未发现明显偏析现象,晶粒细小且比较均匀,其硬度平均值为55.2HV,研究显示该合金具有一定的可塑性和较高的强度,适合对其进行热挤压、热轧等变形工艺。     

激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶纳米晶复合涂层组织结构

在Ti基体上激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金粉末,得到含非晶、纳米晶复合涂层。分析表明涂层由金属间化合物和非晶、纳米晶构成。涂层按组织形貌分为3层:表面枝晶区、中部细晶区和结合区枝晶区。金属间化合物为Al2Zr3、CuZr2和Zr2Ni,纳米晶为简单四方Al2Zr3相,晶格常数为:a=b=7.618 nm,c=6.985 nm。     

Al—Cu—Zn系非晶合金的制备及热力学性质

采用铜模浇铸法制备了Al63Cu27Zn10、Al56Cu24Zn20、Al49Cu21Zn30和Al42Cu18Zn40非晶合金。x射线衍射谱图表明Al56Cu24Zn20和Al49Cu21Zn30为完全金属玻璃,而Al63Cu27Zn10和Al42Cu18Zn40为部分非晶合金。得到了合金的玻璃化转变温度（t）、晶化温度（t）以及过冷液相区宽度（△Tx=Tx-Tg）,推断出Zn元素的加入降低了体系的非晶形成能力（GFA）。从得到的硬度值可知,非晶合金的显微硬度值高于相同成分的结晶合金。     

TiFe基储氢合金的CaZrO3坩埚制备及储氢性能

针对石墨坩埚熔炼TiFe合金增碳的缺点,对三高石墨坩埚和CaZrO3坩埚真空感应熔炼TiFe基储氢合金进行了对比研究. 用ICP原子发射光谱仪分析合金的化学成分,并用Leca金相显微镜、SEM、XRD分析其金相组织、表面形貌、微区元素分布和物相结构,测定了合金的吸放氢PCT曲线. 结果表明,两种坩埚熔炼TiFe合金的氧含量相当且未见增碳,但三高石墨坩埚熔炼合金的碳含量为0.220%(w),超过0.1%(w)的技术要求;其次CaZrO3坩埚熔炼合金具有枝晶组织,而后者熔炼合金则由层片状结构的等轴晶组织和沿晶界或在晶粒内分布的球形TiC颗粒构成;经CaZrO3坩埚和三高石墨坩埚熔炼合金的最大吸氢量分别为1.823%(w)和1.832%(w),即CaZrO3坩埚可代替三高石墨坩埚熔炼制备TiFe储氢合金.     

快速凝固Ni-Al基合金的结构特征与十八腈加氢催化性能

利用旋铸法制备了快速凝固 Ni3 1.5Al68.5合金 ,结合常规 Ni- Al合金对其结构特征和十八腈加氢催化性能进行了研究。结果表明 ,快凝 Ni- Al合金中 Ni2 Al3 和Ni Al3 相的含量显著增加 ,α- Al相的含量大幅减小 ;与常规 Raney Ni催化剂相比 ,快凝 Ni- Al合金活化后制得的新型 Raney Ni催化剂中 Ni的晶格常数增大 ,晶粒细化 ,比表面积增加 ,孔径尺寸减小 ,在制备伯胺和仲胺两种选择性反应中均显示出较高的活性和选择性。     

双镀锌铝合金镀层的组织结构和耐蚀性

采用“双镀法”在钢板表面热浸镀不同铝含量的锌铝镀层(Zn-5Al、Zn-11Al、Zn-17Al和Zn-23Al),利用扫描电镜和能谱仪考察浸镀液中铝含量对镀层组织结构的影响,采用电化学测试、中性盐雾试验等手段评价镀层耐蚀性的变化。随着浸镀液中铝含量升高,镀层表面由片层状交替排布的富铝、富锌共晶组织向富铝枝晶网络结构转变,耐蚀性逐渐提高。但铝含量过高(质量分数大于17%)会导致大量脆性Fe-Al-Zn金属间化合物生成,合金层厚度明显增大。     

利用铝材厂污泥研制刚玉/莫来石/钛酸铝复相材料

本研究以铝型材厂煅烧污泥为主原料,研制刚玉/莫来石/钛酸铝复相材料。本实验主要探讨不同配方对复相材料结构与性能的影响,从而确定较佳的配方。用XRD和SEM分析确定各试样的晶相和结构,应用Rietveld quantification软件计算试样中各晶相的含量,测试各试样性能。实验结果,各试样形成3种晶相:α-Al2O3、Al4.59Si1.41O9.7和Al2TiO5,其中Al4.59Si1.41O9.7是主晶相。分析结果,确定NO.4为最佳的配方,其对应晶相含量:α-Al2O3为15.2%、Al4.59Si1.41O9.7为57.6%、Al2TiO5为27.2%;其对应的抗折强度107.63Mpa,一次热震强度抗折强度保持率为41.51%。