Zr-Nb-Fe-Cu四元系富Zr角700℃的相平衡研究

通过X射线衍射(XRD)、电子探针显微镜(EPMA)和背散射电子显微分析(BSE)等方法测定了Zr-Nb-Fe-Cu四元系富Zr角700℃的相平衡关系。结果表明:在所研究的成分范围内,Zr-Nb-Fe-Cu四元系700℃富Zr角存在5种金属间化合物,即Zr_2Cu、τ_1、τ_2、λ_1和λ_2相,没有新的四元化合物生成。该等温截面包含2个双相区(τ_2+λ_1和λ2+λ_1),2个三相区(Zr_2Cu+λ_2+λ_1和τ_2+λ_2+λ_1)以及1个四相区(τ_1+τ_2+λ_2+λ_1)。根据试验结果,建立了Zr-Nb-Fe-Cu四元系700℃富Zr角相图。     

Cu含量对Zr-0.80Sn-0.34Nb-0.39Fe-0.10Cr-xCu合金在500℃过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响

采用静态高压釜腐蚀实验研究了Zr-0.80Sn-0.34Nb-0.39Fe-0.1Cr-xCu(x=0.05-0.5,质量分数,%)合金在500℃,10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能,利用TEM观察了合金的显微组织.结果表明:添加(0.05-0.5)Cu对合金在500℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能影响不大.当x≤0.2时,合金中的第二相主要为hcp结构的Zr(Fe,Cr,Nb)_2和含Cu的正交结构的Zr_3Fe;当x>0.2时,除了Zr(Fe,Cr,Nb)_2和含Cu的Zr_3Fe外,还有四方结构的Zr_2Cu析出.Zr(Fe.Cr.Nb)_2比较细小.而含Cu第二相的尺寸较大.即使在添加0.05Cu的合金中也有含Cu第二相析出,说明Cu在该合金α-Zr基体中的固溶量很低.因此,添加(0.05-0.5)Cu对该合金在500℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能影响不大的原因可能与固溶在α-Zr基体中的Cu含量低有关.     

Zr-Cr-Cu三元系700℃等温截面

利用X射线粉末衍射法(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)等方法测定了Zr-Cr-Cu三元系700℃等温截面。结果表明,此截面由10个单相区、18个两相区和9个三相区组成。第3组元Cr的加入,导致高温CuZr相共析分解温度下降,在700℃时形成稳定的三元相τ。研究确定体系中富锆角和富铜角不存在三元化合物。富锆区合金由ZrCr_2、(α-Zr)和CuZr_2 3相构成。富铜区合金由Cr、Cu和Cu_5Zr3相构成。     

含Fe或Sn的锆合金显微组织研究

研究了含少量Fe或Sn的锆合金显微组织,结果表明Zr-Fe二元合金中的Fe元素(≤1.0%,质量分数),除极少量固溶外,基本上是以Zr_3Fe第二相的形式析出,而且随着Fe含量的增加,第二相种类不变,尺寸变大。Zr-Sn二元合金中添加的Sn(≤5.0%)是以完全固溶的状态存在于锆基体中,不会参与形成第二相粒子;添加Sn元素会阻碍Zr合金回复及再结晶进程。在Zr-Sn-Fe合金中,Sn元素的添加可以提高Fe在α-Zr中的固溶含量,并且通过阻碍Zr合金β相快冷时板条晶晶粒长大及Fe元素的迁移,影响Zr_3Fe第二相的尺度及分布,可以使其细化并分布更均匀。     

落管技术与急冷方法制备Cu60Zr40非晶合金晶化行为的比较

本文用X射线衍射和DSC热分析技术研究了由落管技术制备的非晶Cu_(60)Zr_(40)的晶化行为,并且与急冷条带进行了比较,研究结果表明:落管技术制备的Cu—Zr非晶合金与同成分的急冷非晶样品有明显不同的晶化行为,急冷条带样品的晶化析出相为Cu_(10)Zr_7,晶化属于多形型转变,而落管样品的晶化析出相为Cu_(51)Zr_(14)和未知的富Zr相,晶化属于初晶型转变。     

Cu-Zr-Al-Y块体非晶合金复相材料的力学性能

利用铜模喷铸法和等温退火热处理,制备具有不同晶化程度的(Cu_(47)Zr_(45)Al)8)_(98.5)Y_(1.5)块体非晶基复相材料(BMGCs),研究了其显微组织与力学性能的关系。结果表明,随着退火温度增加,(Cu_(47)Zr_(45)Al)8)_(98.5)Y_(1.5)非晶基复相材料的晶化分数(V_f)上升,相转变进程为:非晶→非晶+Cu_(10)Zr_7→非晶+Cu_(10)Zr_7+AlCu_2Zr+Al_2Zr。晶化过程中结晶相的析出强化作用能明显提高合金的显微硬度,760K退火20min后合金最大硬度(HV)可达691。合金断裂强度随退火温度升高先增加后减小。680K等温退火后合金断裂强度达到最高,为1 950MPa。断口SEM显示随着热处理温度提高,非晶基复相材料断裂模式由韧-脆混合断裂模式向解理脆性断裂模式转变。试验结果表明,可以通过控制退火温度、退火时间等参数对Cu基块体非晶基复相材料的力学性能进行调控。     

Mn-Zr-Si三元系600℃等温截面

利用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱分析等手段建立了Mn-Zr-Si三元合金体系600℃等温截面。研究发现,Mn-Zr-Si三元合金系在600℃下存在一个成分为Mn_4Si_7Zr_4的新物相,其结构与Fe_4Si_7Zr_4结构相同,点阵常数为a=1.3027 nm,c=0.515 nm。研究还发现,高温相Zr_5Si_3在600℃是稳定的,未观察到Zr3Si的存在。此外,还确认了三元化合物MnSi_2Zr和MnSiZr在600℃下是稳定存在的,未发现前人提到的三元化合物Mn_4Si_6Zr_3。     

Cu—Co—Ge三元系室温相图

本文用X射线衍射法测定了Cu-Co-Ge三元系相图的室温截面。这个室温截面由九个单相区、十五个二相区和七个三相区所组成。九个单相区是:α(Cu),ζ(Cu_5Ge)、ε_1(Cu_3Ge)、β(Ge)、λ(CoGe_2)、δ(Co_5Ge_2)、τ(CoGe)、θ(Co_5Ge_3)和γ(Co);十五个二相区是:α ζ、ζ ε_1、 β、β λ、λ δ、δ τ、τ θ、θ γ、γ α、α θ、ζ θ、ε_1 θ、ε_1 δ、ε_1 λ和δ θ;七个三相区是:α γ θ、α θ ζ、ζ θ ε_1、ε_1 θ δ,ε_1 δ λ、ε_1 β λ和δ θ τ。截面中没有发现新相。     

铁元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响

利用铜模吸铸法制备了(Cu_(0.46)Zr_(0.44)Al_(0.08)Dy_(0.02))_(100-x)Fe_x(x=0,1,3,5,7)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC)、透射电镜(TEM)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Fe元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响。结果表明:Fe元素的适量添加有利于改善Cu_(46)Zr_(44)Al_8Dy_2块体非晶合金的结构,当添加原子分数为1%和3%Fe时,合金为完全非晶结构,并且出现富Fe相和富Cu相两相分离。Fe元素的适量添加有利于提高Cu_(46)Zr_(44)Al_8Dy_2合金的强度和塑性,当添加3%Fe时,块体非晶合金的抗压强度σ_f和塑性ε_p分别达到1835 MPa和0.5%。     

铜模喷铸Cu-Zr合金非平衡凝固组织演变行为

采用真空感应熔炼与铜模喷铸相结合,制备出不同成分的Cu_(100-x)Zr_x(x=5,30,50)合金。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及X射线衍射技术,对比研究了快冷合金的晶粒形貌、元素分布、相组成及类型等组织演化规律。结合差热分析技术研究了合金实时凝固过程。结果表明,随Zr含量增加,非平衡凝固Cu-Zr合金中初生相体积分数不断提高,分别呈现非小平面→小平面→非小平面的转变。由于铜模激冷效应,Cu_(70)Zr_(30)合金中Cu_(51)Zr_(14)+L→Cu_8Zr_3包晶转变与Cu_(50)Zr_(50)合金中CuZr→Cu_(10)Zr_7+CuZr_2共析转变均受到抑制。热分析曲线中未出现包晶相变峰和共析相变峰,合理解释了Cu-Zr合金非平衡组织的形成。     

固溶处理对7075铝合金第二相演变和力学性能的影响（英文）

利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、差示扫描量热仪(DSC)、硬度测试及拉伸测试研究固溶处理工艺对铸造7075铝合金第二相演变和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度和时间的增加,Mg(Zn,Cu,Al)_2相逐渐溶解到基体内,Al_7Cu_2Fe相由于熔点高,其形貌和尺寸基本没有发生变化。继续升高温度和延长时间,则开始出现粗大黑色Mg_2Si颗粒。合金经460°C固溶5 h处理,其显微硬度、抗拉强度和伸长率相比基体合金分别提高55.1%、40.91%和109.1%。这是因为此时共晶相Mg(Zn,Cu,Al)_2基本完全溶解,且基本没有粗大黑色Mg_2Si颗粒出现。     

Al-Zn-Zr三元系800℃等温截面的实验测定（英文）

利用扩散偶和平衡合金法,采用扫描电镜-能谱、X射线衍射和电子探针分析方法对Al-Zn-Zr三元系800℃等温截面进行实验测定。实验确定了13个三相区;三元化合物Zn_(50)Al_(25)Zr_(25)(T相)稳定存在于此等温截面,拥有比较大的成分区间(16.84%～55.1%Zn、18.02%～56.3%Al和26.0%～28.53%Zr,摩尔分数),并能与该体系中所有的二元化合物平衡共存。Zn在Zr-Al化合物Zr_3Al、Zr_2Al、Zr_3Al_2、Zr_4Al_3、ZrAl、Zr_2Al_3、Zr l_2和ZrAl_3中最大溶解度分别是7.5%、0.84%、0.33%、0.89%、0.91%、1.12%、0.64%和3.8%(摩尔分数);Al在Zn-Zr化合物Zn_3Zr、Zn_2Zr和ZnZr中最大溶解度分别是1.6%、1.3%和13.6%(摩尔分数)。     

含Nb或Cu的锆合金显微组织研究

用TEM和SEM研究了含少量Nb或Cu的锆合金显微组织,结果表明:在微量Fe元素存在时,添加适量Cu元素,会促使低于α-Zr中平衡固溶含量的Nb元素与Fe元素优先析出形成沉淀相,致使α-Zr中Nb的固溶含量更低;若增加Cu元素含量,因Zr_2Cu第二相富集消耗了Fe元素,反而使Nb元素不易析出。在Zr-1.0Cu合金中加入适量的Nb元素,可以细化Zr_2Cu第二相的尺寸,促使其分布更加均匀。在大量Nb稳定的β-Zr第二相存在的情况下,添加的少量Cu会富集在β-Zr第二相中,而不会以Zr_2Cu第二相形式析出。     

含Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)固溶体团簇模型与耐蚀性研究

提出了一个极限田溶体合金的团簇模型,在此基础上优化设计了添加Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)(原子分数,%)固溶体合金成分.在该模型中,固溶的Fe和Mn以Ni为第一近邻形成12配位立方八面体原子团簇(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)而分散到Cu基体中,因此极限固溶体合金成分为[M_1/_(13)Ni_(12)/_(13)]30Cu_(70)=[(Fe_(1-x)Mn_xNi_(12)]Cua_(30.3),M=(Fe_(1-x)Mn_x).采用X射线衍射和电化学腐蚀测试等方法,研究了[(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)]Cu_(30.3)合金的微观组织与耐腐蚀性能的关系.实验结果表明,对应于极限同溶体状念的[(Fe_(0.75)Mn_(0.25))Ni_(12)]Cua_(30.3)合金,在3.5%NaCl溶液中具有相对好的耐腐蚀性能.     

冷却速度对制备AlCuFe准晶的影响

采用常规铸造法制备了Al_(64)Cu_(24)Fe_(12)准晶,研究了不同冷却速度对准晶的组织和相变化的影响。结果表明:铸态时,试样中的主要组成相基本相同为λ((Al-Cu)_(13)Fe_4)、I(Al_(64)Cu_(24)Fe_(12))、β(τ)(Al(Fe,Cu))、η(AlCu)相。其中冷却速度越大准晶合金的微观组织晶粒越细小,对先析出相λ相的抑制越明显。经过820℃保温6 h热处理后所有试样中都得到成分趋于单一的I相。而与其他试样相比,冷却速度最快的试样表面组织形貌更加平整,I相更加均匀单一化。     

Zr-4+xCu+xGe合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的研究

对添加少量合金元素Cu和Ge的Zr-4+xCu+xGe(x=0、0.05、0.1、0.2,质量分数,%)合金在360℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中进行静态高压釜腐蚀试验。利用TEM和SEM研究了合金和氧化膜的显微组织。结果表明:添加适量Cu和Ge可以延缓氧化膜中微裂纹的形成,显著提高Zr-4合金在360℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能;在Zr-4+xCu+xGe合金中主要析出密排六方结构的Zr(Fe,Cr)_2和Zr(Fe,Cr,Cu,Ge)_2型第二相,随着Cu和Ge添加量的进一步提高,还会有粗大的四方结构的Zr_2Cu和Zr_3Ge第二相析出,第二相的氧化易导致应力集中并促进微裂纹形成,不利于Zr-4合金耐腐蚀性能的改善。     

机械合金化诱导Fe—Cu系固溶度的扩展

X射线衍射(XRD)表明室温下几乎不固溶的Fe—Cu系经5h球磨后可形成亚稳过饱和固溶体.对于Fe_(1-x)Cu_x,当0≤x≤0.10时形成单一的bcc相,x≥0.30时形成单一的fcc相,0.10相似文献   

Cu-0.35Zr合金热处理后的显微组织研究

用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和电子探针(EPMA)研究了在大气环境下采用普通中频感应炉制备的Cu-0.35Zr合金的显微组织.结果表明,铸态合金中的Zr以Cu3Zr形式存在;固溶时效处理后合金中的Zr元素以Cu5Zr及Cu51Zr14等形式析出,并弥散分布于铜基体上.     

Zr-Fe-Si体系580 ℃富锆端相关系研究

采用平衡合金法,通过X射线粉末衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析（EDX）等手段研究了Zr-Fe-Si体系富Zr端580 ℃下的相平衡关系,包括5个两相区和2个三相区,两相区为Zr2Si+Zr2Fe、Zr2Fe+ZrFe2、Zr2Fe +Zr3Fe、Zr2Si+Zr5Si3和α-Zr+Zr2Si,三相区为α-Zr+Zr2Fe+Zr3Fe和α-Zr+Zr2Si+Zr5Si3。观察到已有Zr-Fe和Zr-Si相图中在580 ℃下为不稳定相的Zr2Fe和Zr5Si3,没有观察到在Zr-Si相图中标记为稳定相的Zr3Si。相同晶体结构的Zr2Si和Zr2Fe部分固溶,Fe在Zr2Si中的固溶度达到5.95 at.%,Si在Zr2Fe中的固溶度达到6.38 at.%,立方结构ZrFe2能固溶3.11 at.% Si。     

Y掺杂对(Cu56Zr44)1-xYx合金非晶形成能力及摩擦学性能的影响

为开发远离Cu_(56)Zr_(44)共晶点的新型非晶合金,探索生物质燃油新能源汽车活塞新材料,采用单辊旋淬法制备了(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x (x=0, 1, 3, 5, 7, 9, at%)试样,表征了试样物相、热力学参数、纳米硬度,测试了试样在乙醇汽油稀释机油润滑下的摩擦学性能。结果表明:(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x试样为完全非晶结构。随着Y含量从1at%增至9at%,(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶试样的ΔT_x和T_(rg)分别从61K降至51K和从0.670降至0.658,但高于Cu_(56)Zr_(44)非晶试样的49K和0.644,即Y掺杂有效地增强了Cu_(56)Zr_(44)-基合金的非晶形成能力(glassformingability,GFA)和热稳定性。随着Y含量从1at%增至9at%,(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶试样纳米硬度从8.83 GPa降至7.33 GPa (但仍高于Cu_(56)Zr_(44)的6.82 GPa),在10和20 N 2种载荷下的摩擦系数和磨损率随之增加(但仍低于Cu_(56)Zr_(44)),即Y掺杂明显地提升了Cu_(56)Zr_(44)-基合金的力学和摩擦学性能,且掺杂1at%Y的试样具有最强的GFA和热稳定性,同时展现出最优的减摩抗磨性能。相同实验条件下,(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶试样的摩擦系数和磨损率均低于ZL109铝合金,2种载荷下磨损率最高降幅分别高达98.62%和97.79%,即(Cu_(56)Zr_(44))_(1-x)Y_x非晶合金在乙醇汽油稀释机油下比ZL109铝合金展现出更优异的减摩抗磨性能,这也为生物质燃油新能源汽车活塞材料的研发提供了一定的理论与实验参考。