内氧化法制备Cu-Al_2O_3薄板复合材料及其重熔后的组织性能

采用不同Al含量(0.20%、0.35%和0.50%,质量分数)的Cu-Al合金薄板内氧化法制备Cu-Al_2O_3薄板复合材料。对比分析了相同内氧化温度和时间下,不同Al含量的Cu-Al合金薄板内氧化制备出的Cu-Al_2O_3薄板复合材料的组织性能。并尝试采用Cu-Al_2O_3薄板复合材料重熔法制备Al_2O_3颗粒弥散分布的Cu-Al_2O_3块体复合材料。结果表明,Cu-Al_2O_3薄板复合材料内氧化层外部晶粒比内部晶粒细小;随着Al质量分数的增加,在相同的内氧化时间下,内氧化层的深度逐渐减小,内氧化层的内部晶粒逐渐粗化;内氧化后所得复合材料的Cu基体中弥散分布着大量的γ-Al_2O_3,γ-Al_2O_3粒径为10~30 nm,粒子间距为20~70 nm;复合材料中的γ-Al_2O_3强化了Cu基体,与合金相比复合材料表面硬度显著增加,从复合材料表面到内部硬度逐渐减小;Cu-Al_2O_3薄板复合材料重熔后Al_2O_3颗粒团聚且上浮;薄板复合材料重熔法制备Al_2O_3颗粒弥散分布的Cu-Al_2O_3块体复合材料不可行。     

Cu-Al合金薄板内氧化析出相Al_2O_3晶型及分布

Al含量为0.50%(质量分数)的Cu-Al合金薄板在900℃下内氧化25 h制备Cu-Al_2O_3薄板复合材料,并用富集萃取法提取Cu-Al_2O_3复合材料中的Al_2O_3相。利用TEM分析了Cu-Al_2O_3薄板中的Al_2O_3相的种类、分布、与Cu基体的界面关系,用X射线衍射和TEM研究了萃取粉末的组成。结果表明,Cu-Al薄板内氧化法所得的Cu-Al_2O_3复合材料的析出相主要为γ-Al_2O_3,有少量的α-Al_2O_3和θ-Al_2O_3相存在。析出相Al_2O_3颗粒弥散分布在Cu基体上,且析出相γ-Al_2O_3与Cu基体完全共格;Cu-Al_2O_3薄板复合材料从表层至深约0.5 mm处,Al_2O_3颗粒粒径逐渐减小,从14 nm减小到5 nm,颗粒间距逐渐增大,从10 nm增加到15 nm。     

NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的高温氧化行为

本文采用恒温氧化实验方法,在900~1150℃下测试了NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的氧化性能,分析了合金的氧化动力学,SEM观测了合金表面以及横截面的形貌。研究表明,NiAl-28Cr-6Mo共晶合金在900~1100℃下合金表面生成了连续的Al_2O_3氧化膜,具有较好的抗氧化性能;900~1000℃氧化膜主要由θ-Al_2O_3和Cr_2O_3组成,随着恒温氧化温度的升高,θ-Al_2O_3和Cr_2O_3减少,α-Al_2O_3增多,1100℃下的氧化膜表面则主要由细小、致密的α-Al_2O_3组成;氧化过程中,表面氧化膜存在着θ-Al_2O_3→α-Al_2O_3的相变过程;θ-Al_2O_3较α-Al_2O_3的保护性差导致1000℃合金氧化增重大于1050℃和1100℃;1150℃下共晶合金氧化膜发生剥落,没有形成完整的Al_2O_3氧化膜导致合金的抗氧化性能恶化,氧化增重迅速增加。     

NiAl-31Cr-3Mo共晶合金的高温氧化行为

本文采用恒温氧化实验方法,在900~1150℃下测试了NiAl-31Cr-3Mo共晶合金的氧化性能,分析了合金的氧化动力学;SEM观测了合金表面以及横截面的形貌。研究表明,共晶合金表面在900~1100℃下形成了连续的Al_2O_3氧化膜,表现出一定的抗氧化性能;共晶合金表面在1150℃下未形成完整的Al_2O_3氧化膜,发生严重的内氧化现象,抗氧化性能严重降低。在1000~1050℃的氧化实验中,表面Al_2O_3氧化膜先产生针状θ-Al_2O_3,随着氧化时间的延长,针状θ-Al_2O_3转变成等轴状的α-Al_2O_3;1100℃下表面直接生成α-Al_2O_3氧化膜,抗氧化特性较好。     

氧化剂对Cu-Al2O3复合材料微观组织的影响

研究了一种新型简化内氧化工艺,并制备了不同氧源系数的Cu-Al2O3复合材料。用SEM、TEM等分析手段对所制备复合材料烧结态的微观组织进行了研究。结果表明,该简化工艺成功制备了Cu-Al2O3复合材料,在铜基体上弥散分布着大量细小的γ-Al2O3颗粒,其粒径为5~20nm,颗粒间距为25~60nm,当氧源系数(k)为1.20时,压制粉末经烧结(950℃,4h)后全部完成内氧化,此氧化剂含量为最佳的内氧化氧化剂添加量。     

内氧化法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料的研究

综述了内氧化法制备Al_2O_3弥散强化铜基复合材料的研究进展,总结了Cu-Al合金内氧化介质及热力学和动力学条件,对内氧化法制备Al_2O_3弥散强化铜基复合材料进行了详细的阐述。     

铁基合金中夹杂物的鉴定

在含氧纯铁中,分別并按组合方式加入Ni,Cr,W,Mo,Al,Ti,B和混合稀土金属,然后利用金相法、岩相法、X射线粉末法和夹杂物的组成定性分析等方法研究了这些脫氧产物的光学性质,化学性质和晶体结构. 试验结果肯定了脫氧产物的类型有:CeO_2,FeO(含Ni),FeO(含Mo),Cr_2O_3,Cr_3O_4,FeO·WO_3,α-Al_2O_3,α-Al_2O_3(含Ni),α-Al_2O_3(含Ti,Ni,Cr),TiN,α-Ti_2O_3及含硼夹杂物等. 上述结果肯定了脫氧产物的成份和性质,主要取决于所加合金元素与氧的亲和力.     

熔盐钎剂与铝氧化膜的相互作用

用X射线粉末衍射法研究了铝氧化膜与熔盐钎剂的作用行为。结论指出:铝钎焊过程中铝氧化膜的溶胀是由于钎剂中的Li~+挤入氧化膜γ-Al_2O_3氧骨架中八面体或四面体空隙,从而撑大了氧骨架所致;含F-钎剂作用γ-Al_2O_3后,显著提高了它的结晶度,导致膜强度的下降并易被破坏。     

钇在Fe-Cr-Al合金1200℃氧化中的作用

将含有0.51％Y和不含Y的两种Fe-Cr-Al合金,在1200℃空气中进行了500小时的氧化实验。用X-射线衍射仪、扫描电镜、电子探针及离子探针对不同氧化时间的试样进行了分析,结果表明,除了初期(约20小时)稍提高Fe-Cr-Al合金氧化速度外,总的说来,钇的添加降低了合金的氧化速度。同时,钇的氧化物分布在以α-Al_2O_3为主的氧化膜中,使得α-Al_2O_3氧化物成为柱状晶,这种构造的氧化膜可经受较大压应力作用,因此在冷热交变过程中氧化膜不易剥落。钇与扩散到基体中的氧优先反应生成Y_2O_3,对阻止合金基体的内氧化及力学性能变坏也起到一定的抑制作用。     

IDENTIFICATION OF NON-METALLIC INCLUSIONS IN IRON-BASE ALLOYS

在含氧纯铁中,分別并按组合方式加入Ni,Cr,W,Mo,Al,Ti,B和混合稀土金属,然后利用金相法、岩相法、X射线粉末法和夹杂物的组成定性分析等方法研究了这些脫氧产物的光学性质,化学性质和晶体结构. 试验结果肯定了脫氧产物的类型有:CeO_2,FeO(含Ni),FeO(含Mo),Cr_2O_3,Cr_3O_4,FeO·WO_3,α-Al_2O_3,α-Al_2O_3(含Ni),α-Al_2O_3(含Ti,Ni,Cr),TiN,α-Ti_2O_3及含硼夹杂物等. 上述结果肯定了脫氧产物的成份和性质,主要取决于所加合金元素与氧的亲和力.     

冷变形对简化工艺制备Cu-Al2O3复合材料组织和性能的影响

研究了一种新型简化的内氧化工艺,制备了不同氧源系数的Cu-Al2O3复合材料,对所制备复合材料的烧结态和经60%、70%、80%变形后的微观组织、硬度、导电率进行了分析.结果表明:该简化工艺成功制备了Cu-Al2O3复合材料,在铜基体上弥散分布着细小粒状Al2O3颗粒,其粒径约为5～20 nm,颗粒间距约为25～60 nm;复合材料变形后,其硬度明显提高,最大值达到144 HV,而导电率则随变形量的增大先升高后降低,但降幅很小;当氧源系数k为1.20 h,压制粉末烧结(950 ℃,4 h)后全部完成内氧化,且变形后综合性能最优,此时氧化剂含量为最佳的添加量.     

Y_2O_3含量对包埋渗制备Y-Cr-Al涂层组织和抗高温氧化性能的影响

在GH586表面通过粉末包埋渗法制备了Y-Cr-Al涂层。通过改变Y_2O_3含量来探究Y_2O_3对涂层组织和性能的影响,并进行了涂层的氧化试验。随后利用XRD、SEM和EDS对试样氧化前后的相组成、涂层形貌和氧化层形貌进行分析。结果表明:Y_2O_3含量对Al-Cr共渗具有催渗效果,有利于形成致密连续的涂层,且在Y_2O_3含量为2%时,能得到厚度和相组成较为理想的涂层。包埋渗粉末中加入Y_2O_3能使得涂层抗高温氧化性能提高,Y_2O_3含量为2%时,涂层具有最佳的抗高温氧化性能,表面由细小致密的α-Al_2O_3颗粒组成,但Y_2O_3含量为3%时,抗高温氧化性能有所下降。     

DZ406合金及其渗铝涂层1100℃氧化性能研究

研究DZ406合金及渗铝涂层在1100℃的氧化行为,利用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌和截面组织.结果表明,合金在氧化初期表面产物含有大量的晶须状θ-Al_2O_3,后期表面产物主要为α-Al_2O_3和由Ni、Co、Cr等元素组成的尖晶石相;渗铝涂层表面产物在氧化初期晶须状θ-Al_2O_3较少,一定时间后全部转变为α-Al_2O_3.     

Mn元素对铝合金门窗表面陶瓷层特性的影响

采用微弧氧化技术在不同Mn含量的铝合金门窗表面进行了改性处理,研究了基体合金元素Mn对表面陶瓷层膜厚、显微硬度、形貌和物相的影响,并分析了其作用机理。结果表明,随着微弧氧化时间的增加,含0.5%Mn和含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度和显微硬度都表现为逐渐增加的趋势,且在相同的微弧氧化时间内,含1.5%Mn的铝合金试样的表面陶瓷层厚度更大、显微硬度更低。Mn含量为0.5%的铝合金表面陶瓷层中有γ-Al_2O_3相和少量α-Al_2O_3相,而Mn含量为1.5%的铝合金表面陶瓷层中只有γ-Al_2O_3相。     

冷变形对简化工艺制备Cu—Al2O3复合材举组织和性能的影响

研究了一种新型简化的内氧化工艺，制备了不同氧源系数的Cu-Al2O3复合材料，对所制备复合材料的烧结态和经60％、70％、80％变形后的微观组织、硬度、导电率进行了分析。结果表明：该简化工艺成功制备了Cu-Al2O3复合材料，在铜基体上弥散分布着细小粒状Al2O3颗粒，其粒径约为5～20nm，颗粒间距约为25～60nm复合材料变形后，其硬度明显提高，最大值达到144HV，而导电率则随变形量的增大先升高后降低，但降幅很小；当氧源系数k为1．20h，压制粉末烧结（950℃，4h）后全部完成内氧化，且变形后综合性能最优，此时氧化剂含量为最佳的添加量。     

Ti_3AlC_2-Al_2O_3/TiAl_3复合材料700~1000℃的循环氧化行为

研究了Ti_3AlC_2-Al_2O_3/TiAl_3复合材料在700~1000℃温度区间内的循环氧化行为,探讨了多相条件下的循环氧化机理。结果表明,复合材料具有优异的高温循环氧化性能,在700~900℃温度区间只能生成单一的Al_2O_3膜,而在1000℃下氧化膜主要为Al_2O_3和金红石型Ti O_2的混合物。由于复合材料的多相贯穿结构及Ti_3Al C_2相的选择性氧化,最终的氧化产物具有明显的多孔特征。     

原位γ-Al_2O_(3(P))/A356复合材料的制备及性能研究

基于SiO_2/A356反应体系,采用熔体直接反应法原位合成了不同体积分数的γ-Al_2O_3颗粒增强A356基复合材料。借助X射线衍射(XRD)、配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)对复合材料的物相和微观组织进行分析,并对其硬度进行测试。结果表明:反应生成了γ-Al_2O_3增强相,γ-Al_2O_3颗粒使得初生α相得到细化,并且颗粒含量越多组织越细;随着原位γ-Al_2O_3颗粒含量的增加,复合材料的硬度提高,当γ-Al_2O_3含量为20vol%时,复合材料的硬度达到113 HV,比基体提高25.6%。     

γ-Al_2O_3颗粒和铝屑粉末对半固态A356合金初生α相形貌的影响

对比研究了亚微米γ-Al_2O_3颗粒和铝屑粉末对半固态A356合金初生α相的细化行为。结果表明:γ-Al_2O_3颗粒含量增大时,α相晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势,形状因子则呈先增大再减小的趋势。铝屑粉末含量增加时,晶粒尺寸呈减小趋势,减小幅度逐渐趋缓;形状因子则呈增大趋势,增大幅度也逐渐趋缓。     

氧化剂含量对Cu-Al2O3/Cr复合材料组织与性能的影响

采用简化内氧化真空热压烧结工艺制备了不同氧源(Cu2O)含量(4%、5%、6%)的Cu-Al2O3/Cr复合材料(以Al2O3弥散强化铜为基体的Cu-Cr复合材料).用SEM、TEM等分析手段对所制备复合材料烧结态的微观组织及性能进行了研究.结果表明,在铜基体上弥散分布着大量细小的γ-Al2O3颗粒,其粒径为5～20nm,颗粒间距为20～150hm,当氧源含量为5%时,经真空热压烧结(950℃,2h,22MPa)后全部完成内氧化,此氧化剂含量为最佳的内氧化氧化剂添加量.     

挤压铸造对α-Al_2O_3p/ZL109复合材料组织与性能的影响

采用半固态搅拌技术向铝熔体中加入SiO_2粉末,通过熔体原位反应成功制备了α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料,并在不同挤压力下对复合材料进行了成形试验。利用扫描电镜和X射线衍射仪对复合材料的微观组织和相组成进行了分析,并测试了其力学性能。结果表明,挤压铸造原位α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料铸件内部缺陷少、增强颗粒均匀分散;挤压铸造后,复合材料在铸态和热处理态的抗拉强度、硬度、伸长率均明显高于ZL109合金,且随挤压力增加而提高。