过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形貌特征

采用着色腐蚀技术显示出过共晶球铁中的高温凝固组织，观察分析过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形持征。结果表明：在非平衡凝固条件下，过共晶球铁凝固时通常会析出初生枝晶和晕圈枝晶，其形成条件主要与冷却速率和熔体的过冷有关。随铸件模数Mc增大，枝晶数量减少，二次臂间距显著增大，形态趋于不发达，由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。当Mc≤0.3cm时，二次臂间距的实测值与理论预测值基本吻合。初生石墨球周围往往形成环状封闭奥氏体壳；共晶前期石墨球周围形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳；共晶后期石墨球往往被周边生长着的共晶奥氏体所包覆，最终成为共晶奥氏体的一部分。     

快速凝固Cu-Sn合金的组织形态及相结构

研究快速凝固Cu-20%Sn亚包晶合金的相结构、晶体生长行为和组织特征,分析冷却速率与组织形成之间的相关规律。结果表明:在急冷快速凝固条件下,合金的包晶转变和共析转变均受到抑制,形成了以亚稳的Cu5.6Sn金属间化合物为主相的快速凝固组织;随着冷却速率的增大,-αCu相含量减少,Cu5.6Sn相数量显著增多;晶体生长的方向性增强;Cu5.6Sn生长方式由小平面向非小平面生长转变,组织形态由粗大板条状向细密柱状转变。TEM分析表明:在Cu5.6Sn晶内存在大量的位错塞积及孪晶;孪晶之间相互平行,间距约25~80 nm;随冷却速率的增大,位错密度增大,孪晶数量增多。     

大体积非晶合金的制备技术

非晶态合金由于具有比晶态合金更优异的力学、磁学等性能得到了广泛的研究，从大体积非晶的玻璃形成能力、制备原理及工艺等方面出发，介绍非晶态舍金的结构特征及性能特点，分析非晶舍金形成的热力学和动力学条件，探讨非晶合金的玻璃形成能力及其影响因素，简述几种非晶舍金的制备方法、优缺点及适用范围。     

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.     

TLP焊用非晶态中间层合金的制备及焊接性能

研究了适于16Mn钢TLP焊用非晶态Ni-Si-B中间层合金的成分及相选择,在热力学模拟试验机上对16Mn钢进行了TLP焊接,分析了中间层合金的焊接性能、结合界面组织和接头力学性能.结果表明,非晶态镍基中间层合金在TLP焊16Mn钢的过程中具有良好的润湿性和铺展性.接头填充饱满,组织均匀,界面母材与原始组织相比未有粗化迹象.焊接工艺参数为轴向压力10 MPa、升温速度50℃/s、焊接温度1150℃和保温时间5min条件下,所得接头的弯曲角达90°.Ni基非晶态中间层实现了16Mn钢TLP焊高强度连接.     

RAPID SOLIDIFICATION WELDING OF ULTRA--THIN Zr55Cu50Al12Ni3 AMORPHOUS FOILS

应用微型储能焊机实现了厚度为25---35 μm的Zr₅₅Cu₃₀Al₁₂Ni₃非晶箔材的快速凝固连接. XRD测试表明, 接头仍为非晶结构. 计算的接头冷却速率高达10⁶ K/s, 远大于形成锆基非晶合金的临界冷却速率, 有效地抑制了接头区的晶化. 接头尺寸微小, 直径为60---90 μm, 未产生气孔、夹杂等焊接缺陷. 接头剪切强度高达1141 MPa. 高的电阻率特性使非晶合金的焊接能量明显低于晶态合金.     

Bi、Ti复合添加对灰铸铁焊补区组织与性能的影响

通过在灰铸铁气焊丝中复合添加合金元素Bi和Ti,研究了Bi、Ti元素对焊补区组织与性能的影响.结果表明,微量Bi、Ti元素的复合加入可有效提高焊缝金属的石墨化能力,促进石墨形核与生长,抑制渗碳体的形成.在焊丝中添加Bi约100 ×10-4%、Ti约0.3%条件下,焊缝和熔合区中石墨和铁素体析出数量显著增多,焊补区硬度趋于降低,机械加工性能明显改善.微合金化铸铁焊补区与灰铸铁母材在性能和色泽上具有良好的一致性.     

基于焊缝高熵化的TA2与0Cr18Ni9板材TIG焊分析

针对钛/钢焊接难,焊缝易产生金属间化合物导致接头力学性能不良等问题,依据焊缝金属高熵化技术思路,通过基于密度泛函理论的热力学第一性原理设计并制备出塑韧性良好的多主元Ti₁₀Fe₂₉Ni₃₂Cu₂₂V₇合金作为焊材,用于TA2/0Cr18Ni9薄板的TIG焊接. 结果表明,使用Ti₁₀Fe₂₉Ni₃₂Cu₂₂V₇焊材熔焊钛/钢,所得焊接接头形貌完整,无明显焊接缺陷,焊缝金属与母材结合性良好. 焊缝中心组织则由等轴晶组成,熔合区组织以柱状晶为特征,这些晶体均具有简单立方固溶体结构,有效避免了TiFe₂,TiFe金属间化合物的形成,接头抗拉强度达到205 MPa.     

高塑性高熵合金的设计与制备

高熵合金是一种新型合金,具有高强度、高塑性及高温稳定性特点,在航空航天、电子、医疗器械等领域有着巨大的应用潜力。本文设计高塑性高熵合金组分,采用高频感应熔炼技术制备出Cu25Al10Ni25Fe20Co20高熵合金,分析了合金组织与性能。研究结果表明,Cu25Al10Ni25Fe20Co20高熵合金具有简单面心立方晶格结构,为粗大发达的树枝晶组织,晶粒尺寸为400μm到1 000μm之间。合金具有较高的塑性,其伸长率达21%。合金硬度为HV210,抗拉强度421 MPa。     

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.