Cu-10%Pb亚偏晶合金的急冷快速凝固研究

采用急冷快速凝固试验装置研究了Cu-10wt%Pb亚偏晶合金的快速凝固和晶体生长特性,理论分析了合金的冷却速率与组织形态之间的相关规律.研究结果表明,在急冷快速凝固条件下,Cu-10%Pb亚偏晶合金中的(Cu)相以枝晶方式生长,富Pb相或以方块状弥散分布于枝晶内部,或呈网状分布于枝晶间隙.随冷却速率增大,形核率明显增大,凝固组织显著细化,其均匀性大幅度提高,组织形态由粗大枝晶向细小等轴晶转变.     

高含Pb量Cu—Pb过偏晶合金的快速凝固研究

采用急冷快速凝固实验装置研究Cu-75%Pb和Cu-86%Pb过偏晶合金的快速凝固过程及其组织特征,探索冷却速率和固液相共存温度区间宽度与合金相分离之间的相关规律.在急冷快速凝固条件下,大的冷却速率使合金凝固时间大幅度缩短,过冷L2液相粘度增大,Stokes运动被消弱,液相分离在很大程度上受到抑制,实验条件下,宽的固液共存区间对合金的相分离并不产生显著影响.高含Pb量Cu-Pb过偏晶合金均可获得均匀弥散的微观组织.随着冷却速率的增大,凝固组织显著细化,均匀性明显提高.     

急冷U-V合金的相组成与热稳定性研究

铀-钒合金在核工业领域具有潜在应用,为更充分地了解其合金化特性,需进一步确认这种合金在急冷条件下的相组成和热稳定性。在共晶点U_(82)V_(18)附近设计了系列成分的U-V合金,通过甩带技术制备急冷条带样品,采用X射线衍射和差式扫描量热方法研究了其相组成与热稳定性。结果表明,它们在急冷凝固条件下(冷却速率达10~6K/s量级)形成了α-U固溶体、V固溶体与非晶的组成,比平衡凝固条件下多生成了非晶相。这些急冷合金在升温过程中,除了非晶晶化过程外,其他相转变过程基本符合平衡态相图特征。相比于其它合金,U_(82)V_(18)合金中的非晶相具有最高的热稳定性,这应该归功于其共晶成分优势。本研究证实了熔体凝固速率对U-V合金的相组成存在影响。     

急冷条件下Cu-Sn合金的快速枝晶生长

研究快速凝固Cu-xSn（x=7％，13．5％，质量分数）合金的相结构、组织形态和枝晶生长特性，将金属熔体热传导方程与Navier-Stokes方程相耦合，从理论上计算液态合金的冷却速率。结果表明：在急冷快速凝固条件下，Cu-7％Sn合金形成过饱和的单相α-Cu固溶体组织：Cu-13．5％Sn合金形成以亚稳的Cu137Sn相为主相、α-Cu为第二相的快速凝固组织：随着冷却速率的增大，溶质截留效应增强，合金相结构由复相向单相转变；沿垂直于辊面方向上合金的组织形态依次为近辊面细小等轴晶、中部柱状晶及自由面粗大等轴晶：增大冷却速率，晶体形态由柱状晶向等轴晶转变：在急冷快速凝固过程中，α-Cu和Cu137Sn相均以枝晶方式生长；随温度梯度的增大，晶体生长速率呈线性增大。     

快速凝固Ni-Sn共晶合金的组织与力学性能

采用单辊实验技术研究了Ni-32.50%Sn共晶合金的急冷快速凝固组织,测试了合金的抗拉强度和伸长率,分析了冷却速率与合金组织及力学性能之间的关系.研究结果表明,在急冷快速凝固条件下,Ni-32.5% Sn共晶合金形成了全部的不规则共晶组织.随着冷却速率的增大,合金组织明显细化,均匀性提高,不规则共晶和等轴晶的数量增多,细晶强化作用增强,NiSn共晶合金的抗拉强度增大,伸长率降低.     

快速凝固制备La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金的相结构和电化学性能

采用感应熔铸+退火处理(常规冷速)及快速凝固方法制备了La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金.系统研究了快速凝固对合金的相结构、微观组织及电化学性能的影响.X射线衍射分析表明,冷却速率对合金的相组成影响不大,但对各相丰度影响明显.随着冷却速率的增加,合金中的LaNi5相(CaCu5型结构)丰度增加,LaNi3相(PuNi3型结构)丰度减少.EPMA分析表明,快速凝固方法制备的La0.83Mg0.17Ni3.25Al0.15Mn0.1储氢合金为扁平状晶粒组织.合金电极的电化学测试表明,冷却速率对合金的活化性能影响不大.随冷速的增加,合金的最大放电容量减小,合金电极的循环稳定性改善明显,铜辊线速度为15 m/s时容量保持率达到97.03%.     

急冷Cu-Sn合金的快速凝固焊接接头组织特征

应用微型电容储能焊机对厚度约40~60μm的急冷Cu-x%Sn(x=7,13.5,20)合金箔进行了快速凝固焊接.观察了接头的组织形貌,理论计算了微型熔核的冷却速率,分析了熔核中气孔的成因.结果表明,储能焊能够实现急冷Cu-Sn合金箔的快速凝固焊接,形成的焊接接头组织细小致密,具有典型的快速凝固特征.熔核的存在时间仅15.5μs,其平均冷速高达107K/s,接头组织与急冷箔材一致性好.气孔是急冷Cu-Sn合金快速凝固焊接过程中产生的主要缺陷,随着合金中Sn元素含量的增加,熔核中气孔的析出倾向增大.     

新型Y-Fe-Co-B大块非晶合金的制备与磁性能研究

用水冷铜模吸铸方法制备了最大截面直径为2mm的Y6Fe60.5Co11.5B22铁基大块非晶合金，研究了冷却速率对合金磁性能的影响，分析并计算了合金的临界冷却速率。大块Y6Fe6.5Co11.5B22非晶合金具有良好的软磁性能：其矫顽力Hc=2．53A／m，饱和磁化强度Ms=1．24T，初始磁化率明显高于相同成分的晶态合金。热稳定性分析表明，该合金具有较高的非晶形成能力，其形成非晶的临界冷却速率（Rc）约为119K／s。     

急冷条件下Ni-Pb偏晶合金的相分离研究

采用单辊法实现了Ni-Pb偏晶合金的快速凝固,分别制备出直径40～400μm的合金粒子和宽约4mm、厚30～50μm的合金条带.在急冷快速凝固条件下,Ni-8%Pb亚偏晶合金由Ni和富Pb相组成.Ni以枝晶方式生长,富Pb相分布于枝晶间隙.随着冷却速率的增大,凝固组织显著细化,晶体形态经历由粗大枝晶向细小等轴晶的转变.在快速凝固过程中,Ni-60%Pb过偏晶合金的液相分离在很大程度上被抑制,合金粒子和条带均可获得均匀弥散的快速凝固组织.在冷却速率相近的条件下,合金粒子和条带的凝固组织与晶粒尺寸具有相似相近性,冷却速率是决定合金凝固组织的本征物理参量.     

大块非晶态合金的开发和应用

大块非晶态合金的形成和特性 最近日本东北大学金属材料研究所所长井上明久教授就利用大过冷液相相变开发出的高性能非晶或大块非晶(亦称金属玻璃)材料进行了综合性介绍。金属或合金从液体急冷凝固或缓冷凝固制取了非晶或大块非晶材料已成为材料界瞩目的焦点。提高过冷液体的稳定性，在100K／s冷速下可获取二维以下的薄带、     

Calculation of cooling rate of amorphous aluminum alloy melt-spun ribbons

Based on the heat transfer theory and liquid solidification theory, the heat transfer during the rapid solidification process of amorphous ribbons prepared by melt spinning was approximately modeled by one-dimensional heat conduction equation. Besides, integration with the temperature gradient, the relationship between the ribbon thickness and solidification time was derived according to the boundary conditions of ribbon-copper wheel. A simply theoretical model was obtained to calculate the cooling rates of aluminum amorphous ribbons. According to the above theoretical model, the critical cooling rate of aluminum amorphous ribbons by melt spinning is above 10^6 K/s, which proves that the aluminum based alloys belong to the marginal glass forming ability of alloys. The calculated results are in good agreement with other estimated values reported previously.     

单辊法制备非晶合金中的传热与熔体流动数值模拟

基于耦合的二维Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ动量方程和热传导方程建立了单辊法制备非晶合金中的传热和熔体流体动力学模型。利用ＳＩＭＰＬＥ差分算法计算了熔池内的温度场和速度场,获得了不同辊速条件下熔体的平均冷却速度,与红外热像法测得的Ｆｅ７８Ｓｉ０Ｂ１２Ｍｏ非晶合金的冷却速度相比。     

高温合金旋压塑性变形稳定性试验研究

通过高温合金管材不同旋压变薄率的试验，探讨了常用高温合金的旋压工艺参数。在高温合金管材可旋性试验的基础上，有效控制塑性变形的稳定流动，可以旋压高精度薄壁管材。当坯料退火以后，经旋压工艺参数优化，可提高变形区金属三向塑性流动的稳定性，并有助于获取尺寸精良的管材。     

快淬对La-Mg-Ni系A_2B_7型电极合金循环稳定性的影响

用熔体快淬工艺制备了La-Mg-Ni系A2B7型La0.75-xZrxMg0.25Ni3.2Co0.2Al0.1（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）电极合金。用XRD、SEM、TEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,用程控电池测试设备测试了铸态及快淬态合金电极的电化学循环稳定性,研究了快淬工艺对合金结构及电化学循环稳定性的影响,探讨了电极合金的失效机理。结果表明,快淬态合金均具有多相结构,包括两个主相（La,Mg）Ni3及LaNi5和一个残余相LaNi2。快淬处理可以显著改善合金的电化学循环稳定性。导致合金失效的主要原因是电极表面被电解液剧烈腐蚀以及合金电极在电化学循环过程中的粉化。     

Formation, properties and microstructure of amorphous/crystalline composite Ag20Cu30Ti50 alloy using miscibility gap

The aim of the work was to produce the amorphous/crystalline composite with uniform distribution of fine crystalline soft phase. Silver–copper–titanium Ag₂₀Cu₃₀Ti₅₀ alloy was prepared using 99.95 wt% Ag, 99.95 wt% Cu, 99.95 wt% Ti that were arc-melted in argon atmosphere. Then the alloy was melt spun on a copper wheel with linear velocity of 33 m/s. Investigation of the microstructure for both arc-melt massive sample and melt-spun ribbons was performed with use of scanning electron microscope (SEM) with EDS, light microscope (LM) and X-ray diffraction. The thermal stability was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC). The properties such as Young modulus and Vickers hardness number before and after crystallization of the amorphous matrix were measured with use of nanoindenter. The microstructure was investigated by transmission electron microscope (TEM). It was found, that the alloy has a tendency for separation within the liquid state due to the miscibility gap which resulted in segregation into Ti–Cu–Ag matrix and Ag-base spherical particles after arc-melting. During rapid cooling through the melt spinning the Ag₂₀Cu₃₀Ti₅₀ alloy formed an amorphous/crystalline composite of fcc silver-rich spherical particles within the amorphous Ti–Cu–Ag matrix.     

316不锈钢和825镍基合金在超临界水氧化毒死蜱介质中的腐蚀

在连续式超临界水氧化试验装置中，测量了316不锈 钢和825镍基合金在150℃～450℃分解杀虫剂毒死蜱过程中的腐蚀速度.两种合金的均匀腐蚀 速度随温度升高而增加，825镍基合金的腐蚀速度比316不锈钢的腐蚀速度小，450℃下316不 锈钢和825镍基合金的均匀腐蚀速度分别达143 μm/h和125 μm/h；200℃以上发生孔蚀 ，在较高分解温度下，由于孔蚀和均匀腐蚀的同时进行，形成相互贯穿的敞口蚀坑腐蚀形貌 .热力学分析表明，Fe-Cr-Ni合金在高温氧化性介质中是不稳定的，并且低熔点金属氯化物 的产生也可能是合金在超临界条件下出现高腐蚀速度的原因之一.     

添加Cu-Nd的Mg2Ni型纳米晶和非晶合金的吸氢动力学性能（英文）

采用快淬方法制备添加Cu及Nd元素的具有纳米晶和非晶结构的(Mg24Ni10Cu2)100-x Nd x(x=0,5,10,15,20)合金。用X射线衍射(XRD)和高分辨率投射电镜(HRTEM)分析铸态及快淬态合金的相组成及结构,并研究Nd含量和快淬速率对合金相结构及吸氢性能的影响。结果表明,快淬态无Nd合金为纳米晶结构,而含Nd的快淬态合金则为纳米晶和非晶结构,表明添加Nd促进了合金的非晶形成能力。添加Nd及快淬处理均显著地促进了合金的气态及电化学动力学性能。添加Nd及快淬处理加快了氢原子在合金体内的扩散速率,但是均降低了合金电极表面的电荷传递性能,从而使得合金的高倍率放电性能(HRD)随着Nd含量和快淬速率的增加先上升而后下降。     

纳米晶和非晶Mg20-xLaxNi10(x=0-6)贮氢合金的贮氢行为

用快淬技术制备了Mg2Ni型贮氢合金,合金的名义成分为Mg20-xLaxNi10 (x = 0, 2, 4, 6)。用XRD、SEM、HRTEM分析了合金的微观结构。发现不含La的快淬合金中没有非晶相,但含La快淬合金中显示以非晶相为主。当La含量x≤2时,铸态合金的主相为Mg2Ni相,但随着La含量的进一步增加,铸态合金的主相改变为(La,Mg)Ni3+LaMg3相。应用Sieverts设备研究了铸态及快淬态合金的吸放氢量及动力学,结果表明,x=2的合金吸放氢量及动力学随淬速的增加而增加,但对于x=6的合金,结果是相反的。电化学测试结果表明,x=2合金的放电容量随淬速的增加而增加,而对于x=6合金,结果也是相反的。快淬显著地提高了x=2, 6合金的循环稳定性     

铸态及快淬态La0. 55 M0. 2 Mg0. 25 Ni3.2C00.2 Al0.1（M=Zr，Pr）合金的电化学贮氢动力学

为了改善La-Mg-Ni系A2B7型电极合金的动力学性能,用M（M=Zr,Pr）部分替代合金中的A侧元素La。用真空快淬技术制备了La0. 55 M0. 2 Mg0. 25 Ni3.2C00.2 Al0.1（M=Zr,Pr）电极合金,探索了快淬工艺参数对合金电化学贮氢动力学性能的影响。用XRD、SEM及TEM表征了铸态及快淬态合金的结构,结果发现,铸态及快淬态合金均由多相组成,包括两个主相（La,Mg）2Ni7和LaNi5以及残余相LaNi2。快淬Pr替代合金具有微晶、纳米晶结构,而在快淬Zr替代合金中发现明显的非晶相。电化学测试结果表明,合金的高倍率放电能力随淬速的增加先增加后减小。电化学交流阻抗（EIS）、Tafd极化曲线及电位阶跃测试的结果都表明,合金的电化学贮氢动力学性能随淬速的增加先上升后下降。     

快淬纳米晶和非晶Mg_(20)Ni_(10-x)Co_x(x=0～4)合金的贮氢性能(英文)EI北大核心CSCD

为了改善Mg2Ni型合金的贮氢性能,采用Co部分替代合金中的Ni以及快淬工艺制备了纳米晶和非晶态Mg20Ni10-xCox(x=0,1,2,3,4)贮氢合金。用XRD、SEM、HRTEM分析了铸态及快淬态合金的微观结构,并测试了合金的气态吸/放氢动力学及电化学贮氢性能。结果表明,在快淬无Co合金中没有形成非晶相,但快淬含Co合金中形成一定量的非晶相。Co替代Ni及快淬处理显著地改善了合金的气态吸放氢性能。同时,Co替代Ni也显著地提高了快淬态合金的放电容量和电化学循环稳定性。