先导金属在镀锌合金化过程中作用机理的研究

主要通过观察试验,并借助于扫描电子显微镜,结合物理化学、电化学的基础理论知识,对机械镀锌合金化过程中先导金属的作用机理进行了研究.从金属粉的合金化、铁基表面的合金化、镀层的合金化及枝晶生长理论4个方面分析了先导金属对机械镀锌合金化过程的影响.结果表明,机械镀锌合金化过程中先导金属的确起着非常重要的作用,而且先导金属可以促进机械镀锌镀层的结合强度,可以用先导金属的作用机理解释机械镀Al、Zn时的各个过程.     

合金化热镀锌钢板的性能影响因素及研究进展

叙述了影响合金化热镀锌板性能的各种因素,包括镀锌原板(钢板品种、表面质量、微合金化元素)、热浸镀及合金化过程工艺参数、锌锅内化学元素、镀层相组成等对合金化热镀锌板最终质量的影响。分析了DP、TRIP钢等先进高强钢热镀锌及合金化过程中出现的问题,针对这些问题,给出了各钢种的最佳合金化工艺及适用冲压等使用条件要求的镀层相组成。     

高能束合金化技术的研究现状和发展趋势

综述了国内外以激光为代表的高能束表面合金化技术的研究现状，报道了当前表面合金化技术的研究问题，对高能束表面合金化技术的趋势进行了分析。指出激光合金化改性层的质量控制、合金化过程的自动化、合金化技术在工业生产中的推广应用是该技术的重要攻关方向。     

电火花表面合金化机理及其性能研究

本文研究了电火花合金化层增厚的过程,指出热疲劳应力和合金化层的化学成份变化是控制合金化层增厚的主要原因。同时研究了电极尺寸、化学成份及钢的含碳量,碳化物元素含量对合金化层厚度的影响。通过对电火花合金化层性能的试验,指出合金化层具有极高的硬度,优良的耐热疲劳性、抗氧化性及耐腐蚀性。     

机械合金化的反应机制研究进展

介绍了机械合金化技术的基本原理、工艺过程及特点，对目前机械合金化存在的两种机制进行了分析，指出通过原子扩散逐渐实现合金化反应机制和爆炸式反应机制实质上是相似的，导致效果的不同主要在于合金体系的形成热不同。另外对影响机械合金化过程的因素以及该工艺存在的缺陷进行了阐述。     

高能微弧火花作用下Al-Nd合金在AZ31镁合金表面沉积行为

使用高能微弧火花合金化技术在AZ31镁合金上用Al-Nd电极进行了合金化.研究了不同参数对合金化过程的影响以及合金化参数对电极材料的蚀除速率、质量转移规律的影响,并对电极和基材质量的变化进行了表征.结果表明,阳极和阴极的质量变化取决于工艺参数.不同参数下获得的沉积点具有相似的形貌特征,只是在尺寸上存在差别.合金化过程中同时存在电极材料向基材的转移和基材向电极材料的迁移过程.     

粉末冶金行业突破性创新技术——机械合金化技术

通过高能球磨使得粉末经受反复的变形、冷焊、破碎,从而实现元素间合金化的复杂物理化学过程——这就是机械合金化。机械合金化是一种非平衡加工技术,可以避开普通冶金方法的高温熔化、凝固过程,在室温下实现金属的合金化。机械合金化可以合成制备纳米晶材料、准晶材料、非晶材料、过饱和固溶体以及稳态或亚稳态金属间化合物。机械合金化制备的材料具有均匀细小的显微组织(可达到亚微米级别),在性能上优于普通方法制备的材料,已成为生产常规手段难以制备的合金及新材料的好方法。近年来,机械合金化经大力研究和拓展,已经成为粉末冶金行业取得突破性进展的新技术之一。     

Fe-Zn相图不同相区温度合金化锌镀层生长过程模拟

目的 优化GA镀层的成形性能，建立GA镀层物相生长模型，调控镀层物相组成，得出最佳合金化镀层物相组成对应的工艺参数，以指导生产。方法 依据最新的Fe-Zn相图，构建镀层合金化模型，模拟镀层物相η、ζ、δ和Γ生长过程及物相沿镀层截面分布、镀层合金化过程Fe含量变化。结果 成功模拟了Fe-Zn相图不同相区物相的生长过程，模拟530 ℃以下温度物相转变为η→ζ→δ→Γ，530 ℃以上温度物相转变为η→δ→Γ。模拟得到最佳镀层物相组成对应的合金化工艺为，510 ℃保温9.7 s，540 ℃保温6.8 s。研究得到了合金化过程中镀层Fe含量的变化规律，在合金化前期，Fe含量增加的速率较快，随着合金化程度的提高，镀层中Fe含量的增加速率减慢。结论 建立的GA镀层物相生长模型可以模拟得到不同合金化温度下最佳的工艺参数，为合金化热处理生产GA镀层提供了工艺参考。     

原位TiB2/Fe3Al基纳米复合材料的合成及其晶粒生长动力学(Ⅰ)--Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化

研究了机械合金化过程中Fe-Al-Ti-B四元粉体的结构演变,讨论了其合金化机制.研究表明,Fe-Al-Ti-B四元粉体的机械合金化通过Al、Ti、B原子向Fe晶格中扩散形成Fe（Al,Ti,B）过饱和固溶体.在机械合金化的早期（＜10h）,形成包覆结构的复合颗粒,合金化尚未进行.在机械合金化的中期（10-60h）,首先形成具有几个同心圆环结构的复合颗粒,然后环状结构消失,同时Fe（Al,Ti,B）晶格常数迅速增加,但成分均匀化过程缓慢.在机械合金化的后期（60-80h）,主要发生复合颗粒内部的成分均匀化过程,球磨80h后,复合颗粒内部各组元的成分已经非常均匀.Fe（Al,Ti,B）晶粒细小（6.8nm）,晶格畸变严重,具有近似非晶态的结构.由于Ti、B元素的添加,Fe-Al-Ti-B四元粉体晶粒细化速率更快,但合金化速率明显降低.     

二元互不固溶金属合金化的研究进展

基于二元互不固溶金属体系的材料在航天、核聚变工程、电子封装以及反装甲武器等领域中有着广泛的应用,但由于反应热为正、组元性质差异较大,其直接合金化以及相应的材料制备都十分困难。针对于此,国内外开发了多种用于二元互不固溶金属直接合金化的方法,并对合金化过程的热力学和扩散机制进行了研究。本文首先综述了机械合金化、物理气相沉积和离子束混合3种已有合金化方法的原理、热力学机制及其在二元互不固溶金属粉末合金和纳米多层膜等材料中的应用。然后,介绍了近些年来本研究组提出并发展的辐照损伤诱发合金化、高温结构诱发合金化等新型互不固溶金属合金化方法,详细阐述了这2种方法的原理、合金化界面显微结构、热力学机制、扩散机制和应用。最后,展望了二元互不固溶金属体系合金化研究的发展趋势。     

稀土钇对7055铝合金熔炼和凝固过程的作用机制

以Al-Y中间合金的形式,向7055铝合金基体中添加稀土元素钇,主要讨论了钇在7055铝合金熔炼过程中的热力学机制以及在凝固过程中的作用机制。结果表明:钇与熔体中氧、氢、氮、硫、铁等杂质元素有较强的结合作用,起到了熔体净化效果。加入钇后,基体晶粒的尺寸从60-70μm下降到40-50μm。原因是钇在铝中固溶度小,偏聚在固液边界层,阻碍了Zn、Mg、Cu等溶质原子的扩散,造成凝固前沿的成分过冷,促进了胞状枝晶生长。界面处共晶体数量增加,且尺寸较不加钇时减小。     

取消铝熔体“静置时间”及优化净化相关工艺操作的探讨

铝合金熔炼铸造工序是生产铝材的基础,缩短熔铸的工艺流程有利于节能,提高熔体的洁净度有利于生产出高品质的铝材。作者基于长期在生产第一线工作中积累的经验,就取消熔体静置时间来缩短熔铸工艺流程,以及优化与熔体净化相关的工艺操作来提高熔体的洁净度进行了论述。     

A Comparison of Chemistry and Inclusion Distribution and Morphology Versus Melting Method of NiTi Alloys

NiTi alloys are produced by three melting methods. The first method requires compaction of nickel and titanium raw material into sections that can be joined together for melting in a Vacuum Arc Remelt unit (VAR). This ingot is melted two or more times in a VAR. The second method utilizes a Vacuum Induction Melting (VIM) unit to alloy the nickel and titanium, with the use of a graphite crucible. The resulting ingot is prepared and remelted in a VAR. The third method begins with primary melting in a vacuum Induction Skull Melter (ISM). The ISM produces ingots that are assembled into an electrode for VAR melting. For each of the melting methods, the final product depends on the quality and handling of the raw materials, the control of the process at each unit, and the preparation of the intermediate ingots for further processing. The melting method influences the final chemistry as well as the type and number of inclusions present in the final product. This study compares the chemistry and microcleanliness of product manufactured by each method to determine the appropriate melting technique that produces NiTi with the lowest residual elements, such as carbon, as well as the lowest size, and number of inclusions.     

NiTi合金激光熔凝处理及其生物腐蚀性能研究

目的 通过对NiTi合金表面进行激光熔凝处理,从而提高NiTi合金的耐腐蚀性能。方法 利用紫外激光器对NiTi合金进行表面熔凝处理,借助扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射仪(XRD)等技术手段,研究了激光熔凝处理前后NiTi合金的表面显微组织、成分和相结构。测试了激光熔凝处理前后NiTi合金表面与模拟体液(SBF)的接触角、熔凝层的显微硬度等表面性能。通过全浸腐蚀试验和电化学测试,研究了熔凝层在SBF溶液中的生物腐蚀性能,并分析了腐蚀机理。结果 NiTi合金经过激光熔凝处理后,在合金的表层形成了厚度为90~150 μm的熔凝层,熔凝层主要由TiO2、β相以及少量的TiO相组成。合金表面的平均显微硬度提高了153~279HV,合金的表面接触角增大,由亲水性转为疏水性。相较于未处理的样品,熔凝处理后的样品在SBF溶液中的腐蚀电位分别正移了435 mV和413 mV,腐蚀电流密度分别下降了83%、62%左右。熔凝处理后的样品在SBF溶液浸泡168 h后,SBF溶液中的Ni²⁺浓度下降了约1/3。结论 以适当的激光加工参数对NiTi合金进行激光熔凝处理,可在NiTi合金表面形成致密的氧化膜,这层氧化膜和熔凝层可以有效地抑制NiTi合金在SBF溶液中的点腐蚀行为。     

TiC／2618复合材料熔铸工艺的研究

采用普通机械搅拌熔铸法和逆向熔铸法（先熔中间合金后加基体材料）对原位反应合成法（XD法）制备TiC/2618复合材料的熔铸工艺进行了研究。对熔铸后的铸态组织进行了X射线衍射、扫描电镜和光镜金相分析,结果表明：逆向 熔铸法可增加中间合金的溶解度,有效减少熔铸过程中TiC粒子的损失,得到较为理想的复合材料;TiC粒子的加入可以明显细化树枝晶组织,并使其铸态组织球化。     

Inclusions in melting process of titanium and titanium alloys

This paper summarizes melting methods of titanium and titanium alloy, such as vacuum arc melting(VAR) and electron beam cold hearth melting(EBCHM), and the related inclusions formed when using these melting methods. Low-density inclusions are resulted from contamination of air, and high-density inclusions are caused by refractory elements. The formation process of inclusions was analysed. The removal mechanism of different kinds of inclusions was specified. Low-density inclusions are removed mainly by resolving. This is a comprehensive process containing reaction diffusion. The resolving rate of high-density inclusions is so low that these inclusions are mainly removed by sedimentation. The experiments and physical models of inclusions are detailed. In various melting methods, vacuum arc melting is prominent. However, this method cannot remove inclusions effectively, which usually results in repeat melting. Electron beam cold hearth melting has the best ability of removing inclusions. These results can provide instructions to researchers of titanium and titanium alloys.     

钛合金熔炼技术及理论研究现状

钛合金具有比强度高、耐腐蚀等一系列优良特性,是新一代结构材料的代表,钛合金的性能很大程度上取决于合金的成分及组织,而钛合金的熔炼过程直接决定着合金的成分和组织,综述了钛合金的熔炼技术及相应的理论研究现状。     

TC4合金的电子束冷床熔炼热平衡计算

通过对TC4合金电子束冷床熔炼过程热平衡的计算和实验验证,为制定合理的熔炼工艺提供了理论依据。结果表明,对于100kg/h的熔炼速度,维持冷床液态熔池表面125℃过热和结晶坩埚内100℃过热的条件下,熔炼原料的功率为70kW,维持冷床内液态熔池的功率为122kW,维持结晶坩埚良好凝固温度的功率为62kW。在此功率熔炼时冷床内液态熔池表面温度和计算吻合。     

真空感应熔炼制备La-Mg-Ni型储氢合金工艺研究

研究并讨论了合金精炼工艺对La-Mg-Ni型La_(1.8)Mg_(0.2)Ni_(3.4)Co_(0.1)储氢合金中镁含量的影响。合金中Mg含量随着合金熔炼时间的增加而减少。研究发现,La_(1.8)Mg_(0.2)Ni_(3.4)Co_(0.1)储氢合金在1.5 min,1400℃条件下精炼后成分最符合设计要求。     

Al-Si合金熔炼过程中Sr烧损的研究

通过对Al-Si合金锭、熔炼炉中熔体、浇包中熔体的Sr含量进行对比分析,研究了Sr元素在Al-Si合金熔炼过程中的烧损情况.研究结果表明,Al-Si合金中Sr在熔炼过程中烧损程度较大.对此,进行了原因分析,并提出了有效的改进措施.