机械合金化应用的新领域

本文简述了机械合金过程和原理,着重介绍了机械合金化制备金属间化合物、非晶态合金、TiC的合成及非氧化物弥散强化的工艺、性能特点和机理。认为机械合金化技术有着广阔的前景。     

首饰用抗变色银合金研究进展

简要分析了银合金变色的原因.评述了表面处理以及贵金属合金化、贱金属合金化、稀土合金化等方法以提高银合金抗变色性能的特点.并着重介绍了当前研究最多的贱金属合金化法制备的典型银合金成分及其抗变色机理.     

Al-Zn-Mg系铝合金的微合金化研究进展EI北大核心CSCD

Al-Zn-Mg系铝合金作为一种轻质高强合金在航空航天和交通等领域有着重要的应用。获得更高的力学性能以及更优的耐腐蚀性能是Al-Zn-Mg系合金的发展方向,因此需要进一步优化其微观组织。在合金成分和热处理制度调控空间有限的情况下,微合金化成为该合金性能改善的一种重要手段。本文简要总结了微合金化元素对Al-Zn-Mg系铝合金力学性能、热加工行为及耐腐蚀性能的影响,重点关注了微合金化元素在不同工艺阶段下形成的第二相颗粒能有效细化晶粒并强烈阻碍位错运动;讨论了热加工变形过程中钉扎晶界及亚晶界、抑制回复再结晶的作用;阐述了提高合金耐腐蚀性能方法的内在机理。最后对Al-Zn-Mg系铝合金微合金化的研究方向进行展望,深入理解微合金化元素间、主微合金元素间的相互作用机理,实现微合金化元素的精准、精确投放将是未来主要的研究内容之一。明确微合金化元素在热加工过程中对变形组织及位错组态的调控作用将对提高合金耐腐蚀性能提供借鉴。     

W对Fe-Ni因瓦合金性能的影响

以具有细化晶粒作用的顺磁性W元素对Fe-Ni因瓦合金4J36进行合金化,制取具有低膨胀系数、高强度的膨胀合金,实验通过熔炼、锻打成型及热处理等试样制备工艺,在化学分析、金相和电镜扫描、晶粒度、显微硬度以及膨胀系数检测基础上,依据磁致伸缩理论和金属强化理论分析性能提升的机理。结果表明,W合金化后基体的膨胀系数符合标准的要求,并且提高了基体强度。     

电沉积法制备含钼合金的研究进展

含钼合金具有较高的硬度、优异的耐磨耐腐蚀性能和催化析氢性能,作为涂层和电极材料在金属防护、电解水制氢等领域得到了广泛的应用。电沉积法具有沉积速度快、沉积镀层致密及产物种类多等优点,是制备含钼合金的重要技术之一。早期电沉积法用于制备二元含钼合金,对其电沉积工艺及机理的研究较为深入,但通过调整工艺参数的方法对二元含钼合金性能的提高仍旧有限。为了改善二元含钼合金的性能,添加合金元素制备多元含钼合金以及添加粒子制备粒子掺杂含钼合金成为近年的研究热点和趋势。多元含钼合金中添加的元素主要包括C、Fe、P、W、Cr等,能有效改善其不同方面的性能。改善催化析氢性能的元素有C、Zn、Sn、S、Fe、P等,其机理在于它们与铁族元素和钼元素能产生协同作用;提高显微硬度和耐磨耐腐蚀性能的元素有W、Cr、P等,其机理在于它们能改变合金结构,造成晶格畸变。粒子掺杂含钼合金中添加的粒子主要有ZrO₂、TiO₂、SiC、TiN等,能显著改善合金的显微硬度和耐磨耐腐蚀性能,这是因为纳米颗粒能在合金基质中弥散分布,起到细化晶粒及阻碍位错运动的作用。近两年,磁场、超声波辅助电沉积...     

钛微合金化低碳钢的研究进展

工业水平的发展对低合金低碳钢的性能提出了更高的要求.较高的强度、良好的韧性和抗疲劳能力以及优异的耐蚀性等是低合金高强钢开发的主要方向.微合金化处理通过在钢中加入微量的合金元素可以明显地改善材料的性能.钛微合金化成本较低,能够明显细化奥氏体晶粒,提高材料的强度,具有广泛的应用价值.微合金化元素钛与钢中的碳元素、氮元素反应生成的TiN、TiC以及Ti(C,N)第二相粒子所产生的沉淀强化、细晶强化等作用能够明显改善材料的性能.TiN粒子析出温度较高,细小的TiN粒子可以抑制高温下晶粒的长大;而粗大的TiN粒子对材料的性能不利.TiC粒子可以在铁素体基体中随机沉淀析出,并与基体保持一定的位相关系,还可以钉扎位错、细化晶粒.Ti(C,N)粒子由TiC与TiN互溶形成,可以钉扎位错,产生析出强化.第二相粒子的尺寸受热处理工艺等影响,因此,需要严格调控材料的热处理工艺,避免粗大第二相粒子的形成.钛的微合金化作用还受到钢中其他合金元素的影响,钛与钼、锰、硼等元素可以产生协同作用,相互促进,有利于材料的强韧性匹配.将钛元素与铌元素、钒元素中的一种或两种同时引入合金钢中进行复合微合金化处理,钛铌复合可以在提高材料强度的同时避免塑性的大量损失,钛钒复合可以降低强度提高时对材料韧性的损害并有效提高材料的淬透性,铌钒钛复合可以结合三种元素的优点更好地改善材料的性能.但是,复合微合金化对合金元素含量具有较高的要求,含量控制不当会严重影响材料的性能.文中主要介绍了近年来国内外关于低碳钢的钛微合金化的研究现状,并针对微合金化的强韧化机理研究进展进行了分析和评述,以期为制备性能优良、适合实际生产的微合金化钢提供参考.     

一种新的变形高温合金强化方法——磷硼微合金复合强化

阐述了磷、硼的微合金强化作用。磷、硼微合金强化可成倍提高变形合金的持久寿命、降低蠕变速率一个数量级以上。利用磷、硼微合金化技术可发展长寿命高温合金，提高IN718合金的使用温度发展可在700℃长期使用并具有优良性能的涡轮盘合金。     

用机械合金化合成纳米Cu-W合金

Cu-W两相合金广泛应用于电子工业,利用机械合金化形成纳米Cu-W相有利于提高合金的热性能.实验主要探讨机械合金化过程中Cu-W合金纳米非平稳相的变化机理,从而研究无互溶性元素间产生固态反应的内在规律.     

钼及钼合金研究与应用进展

综述了钼单晶、钼铼合金、钼钛锆(TZM)合金、钼硅合金、稀土钼合金、钼铜合金的研究现状与应用进展,详细介绍了稀土钼合金的研究与应用,包括稀土钼的韧化作用机理、稀土掺杂钼粉的粒度控制、稀土钼合金力学性能和热发射性能研究.由于钼及钼合金具有高温性能好、热传导率高、膨胀系数低等特性,因此在航空航天、核能工业等诸多领域得到广泛应用.今后,发展新的制备工艺,提供更高性能的材料,开辟新的应用领域成为钼及钼合金发展的关键.     

复合微合金化对Al-Mg合金组织与性能的影响

研究了Sc和Ti复合微合金化对Al-Mg合金显微组织与拉伸性能的影响.结果表明:Sc和Ti复合微合金化可以显著提高Al-Mg合金的强度,并可细化铸态合金的晶粒组织.微量Sc和Ti的加入可使合金中形成大量细小弥散的球形Al3(Ti,Sc)粒子,这些Al3(Ti,Sc)粒子对位错和亚晶界具有强烈地钉扎作用,因而能强烈抑制合金的再结晶.Sc和Ti复合微合金化的Al-Mg合金的强化作用主要来源于Al3(Ti,Sc)粒子的析出强化和亚结构强化以及细晶强化.     

氮合金化堆焊硬面合金的抗冲蚀磨损性能研究

利用氮代替部分碳,通过铌、钒、钛固氮形成氮合金化堆焊硬面合金,进行了冲蚀角度30°抗冲蚀磨损性能实验,深入分析了冲蚀磨损机理。结果表明:高速含砂水流的冲击磨损,对硬面合金产生明显切削和犁沟剥落,其磨损机制主要为微切削磨损。氮合金化堆焊硬面合金中碳氮化物沿马氏体基体和晶界弥散析出,在强化基体金属提高硬度的同时能有效抵御冲蚀粒子的切削,增强抗冲蚀磨损性能,其磨损特征表现为冲蚀粒子冲击后留下的切削、犁沟以及碳氮化物处造成的块状剥离。     

掺杂方式对钼合金组织与力学性能影响的研究进展

钼是一种银白色金属,具有熔点高、强度大、蠕变速率低、膨胀系数小、导热导电及抗热震性能优、抗磨损和抗腐蚀性能强等特性,广泛应用于化学工业、石油工业、冶金工业、航天工业和核能技术等领域。纯钼在室温下塑性差但在高温下易产生晶界滑动导致较大变形,其在高温下的力学性能较室温下有大幅度衰减,且在高温下易产生较大的蠕变,强度和硬度下降明显。这些特性均限制了纯钼作为结构材料的广泛应用。为了提升钼金属的适用范围,改善钼金属在各种使用场景下的强度及韧性,人们通常在钼金属中加入少量的合金元素,通过微量元素的弥散强化及固溶强化作用清除晶界脆化相,以反应物作为弥散相对钼合金起到强化作用,从而达到提高其性能的目的。在国内外学者的共同探索下,目前已开发出的钼合金有Mo-Al_2O_3、Mo-La、TZM、TZC等。钼合金常用的制备方式是粉末冶金法,掺杂是钼合金制备过程中的第一步,不同掺杂方式的选取会对后续钼合金制品的组织与性能产生不同的影响。粉末冶金制备钼合金的过程中常用的掺杂方式有三种:(1)将钼粉与合金元素粉末混合的固-固(S-S)掺杂方式;(2)将合金元素溶解后混入钼(或氧化钼)粉中,干燥后进行还原的固-液(S-L)掺杂方式;(3)利用钼及合金元素的化合物溶液,经干燥、还原制备钼合金的液-液(LL)掺杂方式。近年来,国内外学者希望通过改进钼合金粉末冶金过程中的掺杂方式来改善钼合金的组织,提升钼合金的性能。研究表明,改进掺杂方式,首先要改进合金粉末的表面状态,使合金粉末的粒度更加细小且分散均匀;其次要使钼合金的烧结坯组织更为均匀,晶粒更加细小,第二相颗粒更加细小且分散;最终由于细晶强化及第二相强化机制使得钼合金的强韧性得到提升。本文综述了近年来国内外学者在掺杂方式对钼合金组织与性能影响方面的研究,分析了掺杂方式对多种钼合金的粉末状态、显微硬度、相对密度、微观结构、第二相分布以及力学性能等方面的影响,并在现有研究的基础上对未来掺杂方式的发展做了建设性展望,对钼合金的生产有重要的借鉴意义。     

机械合金化制备Mg-Ni合金氢化物电极材料的研究进展

Mg-Ni系合金作为一种重要的Ni/MH电池负极材料, 一直受到电池工作者的广泛重视. 本文对机械合金化方法制备Mg-Ni系合金作为Ni/MH电池氢化物电极材料的研究现状进行了全面介绍, 综述了Mg-Ni系合金的电化学性能、微观结构、吸放氢机理以及合金的制备方法, 如二元合金化、多元合金化、复合合金化、表面改性等, 并就机械合金化方法制备Mg-Ni系合金作为Ni/MH电池负极材料的研究前景进行了分析和展望.     

重点实验室研究进展

钼合金具有室温脆性以及强度低、延性差等本征特性,导致其深加工困难、产品性能低、应用领域受限。如何同步提高钼合金的强度与延、韧性,一直是本领域的挑战性难题。西安交通大学金属材料强度国家重点实验室孙军教授课题组经过多年努力,揭示了稀土氧化物掺杂钼合金中晶粒及晶内与晶界粒子强韧化尺寸效应特性和机理,建立了强韧化定量解析模型,证实了细化稀土氧化物及钼晶粒均可有效提高钼合金的强度和延、韧性,提出了纳米掺杂强韧化的新思路。并据此开发了分子级掺杂的液相混合制备含纳米稀土氧化物钼合金的关键技术,解决了稀土氧化物的纳米化与非团聚化、及其在钼晶粒内部和晶界均匀弥散分布、纳米超细晶结构的高温稳定性等制约该领域发展的3大“瓶颈”难题。所制备的合金中氧化物平均颗粒尺寸小于80 nm,钼晶粒尺寸可达亚微米级（图1）。这种具有纳米稀土氧化物粒子与超细晶微观结构的钼合金在获得显著强化的同时,其拉伸延性可成倍提高。该新型钼合金的强度与延、韧性均超过已报道的国际一流公司同类材料最好水平（图2）,同时明显降低了其塑脆转变温度,并显著提高了合金高温再结晶温度及高温强度与拉伸延性。     

机械合金化法制备镁基储氢合金的研究进展

机械合金化法是制备镁基储氢合金的较佳工艺。对近年来机械合金化法制备镁基储氢合金的研究开发,特别是在多元合金化、复合储氢合金等方面的发展进行了系统阐述。总结认为,机械合金化法可以显著改善镁基储氢合金的动力学性能和电化学性能,提高储氢量。未来镁基储氢合金应向复合材料、新方法与机械合金化法相结合、材料的计算机设计等方面发展。     

钼及钼合金改性硅化物高温抗氧化涂层研究现状

钼及钼合金因具有优异的高温力学性能而被广泛应用于电子工业、航空工业、核工业等领域,但这类材料在高温下易氧化的特性限制了其在工业生产中的应用。在钼及钼合金表面制备硅化物涂层是提高其抗氧化性能的主要措施,通过元素改性的方式可进一步提高硅化物涂层的抗氧化防护效果。本文结合近年来钼及钼合金改性硅化物高温抗氧化涂层的研究进展,详述了改性元素抑制涂层氧化损耗、阻止Si贫瘠区形成、提高涂层自愈性和降低涂层裂纹形成倾向四种抗氧化机理,介绍了常见的元素改性硅化物涂层体系及制备工艺,展望了今后钼及钼合金改性硅化物高温抗氧化涂层的研究方向。     

高聚物的机械合金化

机构合金化是一种新型的固相加工法,它能用于制备许多加工困难的高性能聚合物,高分子合金和复合材料。综述了机械合金化高聚物的形貌,结构,性能等特点,阐述了高聚物机械合金化的机理。     

氮合金化堆焊硬面合金的耐腐蚀性能研究

在马氏体不锈钢中加入氮合金,并通过铌、钒、钛固氮形成氮合金化堆焊硬面合金,进行了电化学腐蚀和化学侵蚀实验,研究了硬面合金的耐腐蚀性能。结果表明:堆焊硬面合金的氮合金化,抑制了铬的碳化物的析出,有效增强了钝化膜的稳定性,使硬面合金的自腐蚀电位从-345mV提高到-264mV,增强了堆焊硬面合金抗电化学腐蚀性能;氮合金化堆焊硬面合金均匀细小的组织形态,使得在FeCl3溶液中发生点蚀的蚀坑小且分散,提高了硬面合金的耐腐蚀性能。     

NiAl金属间化合物的研究进展

对NiAl金属间化合物的国内外研究现状进行了系统综述,包括为改善NiAl合金力学性能和高温抗氧化性能等所采用的合金化、制备多相合金、制备复合材料、定向凝固、机械合金化、热压及热等静压、燃烧合成、微晶涂层等工艺,以及NiAl合金的超塑性行为,着重介绍及论述了合金化及定向凝固等工艺.简单介绍了NiAl合金的固溶强化磁行为.     

机械合金化制备Cu-Nb纳米弥散强化铜合金的研究

介绍了机械合金化制备Cu-Nb纳米弥散强化铜合金的研究情况,重点论述了机械合金化的制备原理、过程参数和后续处理工艺对合金综合性能的影响,并简单介绍了材料的应用前景.