铁基块体非晶合金的形成规律与力学性能研究进展EI北大核心CSCD

非晶合金是一种新型亚稳金属材料,因其内部原子呈长程无序、短程有序的排列规律,使其展现出诸多优异的力学、物理和化学特性。自20世纪60年代诞生至今,一直备受材料学界和产业界的关注。在已开发的众多合金体系中,铁基非晶合金兼具高强度、高硬度、低成本、强耐蚀性以及良好软磁性能等特点,在结构材料和功能材料领域均具有广阔的应用前景。然而,相对较差的非晶形成能力和室温脆性严重制约了铁基非晶合金的广泛应用。为此,本文从铁基非晶合金形成规律(包括组元种类、制备工艺、原料纯度、成分设计等)和室温力学性能(主要涉及强度、塑韧性、成分与结构设计等)两方面进行了系统总结,重点分析了铁基非晶合金形成能力与室温力学性能的研究现状、影响因素以及改善方法,尤其是涵盖了本课题组在铁基非晶合金领域近10年来的最新研究成果,并对当前研究难点和未来发展进行了展望。     

INFLUENCE OF Co ON THE GLASS FORMING ABILITY AND SOFT MAGNETIC PROPERTY OF Fe–B–Y–Nb BULK AMORPHOUS ALLOY

采用吸铸法制备了直径为2---5 mm的[(Fe_1-xCo_x)_71.2B₂₄Y_4.8]₉₆Nb₄ (x=0, 0.1, 0.2, 0.3和0.4) 合金棒. XRD测试表明, 用适量的Co替换Fe可有效提高原始
合金 (Fe_71.2B₂₄Y_4.8)₉₆Nb₄ 的玻璃形成能力, 拓宽非晶形成范围. 热分析结果显示所有的非晶合金均具有高的玻璃转变温度(T_g≥850 K) 和宽广的过冷液态区 (Δ T_x≥97 K). 此外, Co的替换明显改善了原始非晶合金的软磁性能, 其中成分为[(Fe_0.9Co_0.1)_71.2B₂₄Y_4.8]₉₆Nb₄的非晶合金的饱和磁化强度M_s达到26.6 kA/m, 矫顽力H_c仅为59 A/m.热磁实验表明, 随着Co含量的增加, 非晶合金的Curie温度不断升高, 最大值达到577 K, 与初始合金相比提高了100 K, 显著改善了原体系的热磁性能.     

Co对Fe-B-Y-Nb块体非晶合金玻璃形成能力及软磁性能的影响

采用吸铸法制备了直径为2-5 mm的[(Fe1-xCox)71.2B24Y4.8]96Nb4(x=0,0.1,0.2,0.3和0.4)合金棒.XRD测试表明,用适量的Co替换Fe可有效提高原始合金(Fe71.2B24Y4.8)96Nb4的玻璃形成能力,拓宽非晶形成范围.热分析结果显示所有的非晶合金均具有高的玻璃转变温度(Fg≥2850 K)和宽广的过冷液态区(△Tx≥297 K).此外,Co的替换明显改善了原始非晶合金的软磁性能,其中成分为[(Fe0.9Co0.1)71.2B24Y4.8]96Nb4的非晶合金的饱和磁化强度Ms达到26.6 kA/m,矫顽力Hc仅为59 A/m.热磁实验表明,随着Co含量的增加,非晶合金的Curie温度不断升高,最大值达到577 K,与初始合金相比提高了100 K,显著改善了原体系的热磁性能.     

费兰德减速机异常振动分析

本文针对减速机运转中出现的异常振动提供了大量的监测数据,并对异常振动的处理经过作了详细介绍,从频率分析的角度对监测数据进行了比较分析。     

中国铝产业的发展现状及展望

铝产业属于朝阳产业,具有蓬勃的生命力,是国内材料产业的重要组成部分。新时代我国铝产业正由高速发展转向高质量发展,既面临增速放缓、效益下滑的严峻考验,也呈现出结构优化、创新能力增强等积极变化。铝企业要主动控制运营成本,重视人才培养和装备升级,正确应对国际贸易摩擦;政府应积极引导铝产业健康发展,通过调整产业结构和优化产业布局,推动铝企业齐头并进、合作共赢。     

高强度Fe-(P,C)基块体金属玻璃的形成(英文)

采用铜模吸铸法制备不同直径的Fe71Mo5-xNbxP12C10B2(x=1～5)合金棒。利用X射线衍射、差热分析和压缩测试等手段分别研究Nb替换Mo对Fe71Mo5P12C10B2合金的结构、热稳定性及室温力学性能的作用。结果表明:随着Nb含量的增加,合金的玻璃形成能力有所降低,而断裂强度逐步增加;Fe71Mo2Nb3P12C10B2金属玻璃的断裂强度高达4.0GPa,且具有1%的室温压缩塑性。Fe-P-C基块体金属玻璃断裂的强度提高的原因主要是由于Nb替换Mo有利于形成似网格状结构且增强原子间结合力。     

高熵合金功能特性研究进展

传统合金大多以一种主元为基础,通过添加少量或微量特定元素形成不同类型的合金来改善材料的综合性能,但这显然限制了它们新性能的发展.因此,必须开发非常规合金以满足日益增长的需求.高熵合金(High-entropy alloys,HEAs)是近年来发现的一种新型多组元金属材料,因具有独特的设计理念、组织结构以及优异的性能,其在短短数年内获得了大量科研工作者的关注.相较于传统合金注重于相图的边界(顶点、边缘)区域,HEAs则侧重于多组元相图靠近中心的区域,因此HEAs有着更加广阔的成分设计空间.与传统金属材料相比,高熵合金还展现出卓越的力学性能和良好的功能特性.当前关于HEAs的报道大都集中在成分设计规则以及材料的微观结构和力学性能方面,并在成分设计和变形机制等方面取得了显著进展,然而关于高熵合金功能性质的开发和理论的研究还十分有限.基于此,本文简要介绍了高熵合金的发展历程,系统总结了高熵合金的制备方法,分析了高熵合金耐蚀性能和耐磨性能的研究现状,并对其影响因素进行了重点讨论,还探讨了高熵合金在软磁、抗辐照、催化剂、生物医用材料等领域的发展现状,最后对高熵合金当前的研究难点和未来发展进行了探讨和展望,以期为研究人员开展功能HEAs的研究提供参考.     

微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

目的研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的Mg ZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律。方法采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响。结果添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10~(-4)A/cm~2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621MPa,塑性压缩应变为0.8%。添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10~(-4)数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6%。结论添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能。添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性。     

镁合金表面非晶涂层的构筑及其腐蚀行为

目的提高镁合金的耐腐蚀性能。方法采用超音速火焰喷涂技术,在AZ61镁合金表面引入Ni Cr Al作为中间层,最终在镁合金表面构筑一层铁基非晶涂层。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、差热分析仪、显微硬度测试仪、开路电位测试仪、动电位极化测试仪、X射线光电子能谱仪和接触角测量仪,分别评价了镁合金基体和铁基非晶涂层的形貌特征、微观结构、热稳定性、力学性能、腐蚀行为和表面性质。结果在AZ61镁合金表面成功构筑了一层厚度约200～240μm的铁基非晶涂层,该涂层在XRD有效分辨率内呈单一非晶结构。热分析结果表明,该非晶涂层的起始晶化温度可达657℃,具有极高的热稳定性。铁基非晶涂层和AZ61镁合金的显微硬度分别为892HV和71HV,合金表面显微硬度提高了10倍以上。在模拟海水中,AZ61镁合金和铁基非晶防护涂层的稳态开路电位分别为-0.59V和-1.58V,自腐蚀电流密度分别为80μA/cm~2和4μA/cm~2;在酸雨介质中,镁合金和非晶涂层的稳态开路电位分别为-0.45 V和-1.51 V,自腐蚀电流密度分别为7.27μA/cm~2和1.64μA/cm~2。去离子水在AZ61镁合金的表面润湿角为(59.8±1.5)°,而铁基非晶涂层的接触角为(74.4±0.6)°。结论在镁合金表面构筑铁基非晶涂层,可以显著提高镁合金的耐蚀性,同时非晶涂层高的热稳定性和显微硬度,意味着良好的耐热和耐磨性能。     

合金微结构的调整对铁基块体金属玻璃室温塑性的影响(英文)

报道一种新奇的现象,即随着Fe75Mo5P10C8.3B1.7块体金属玻璃的直径从1.5mm增加到2.0mm,其室温压缩塑性反而从0.5%增加到1.8%。这主要归因于随着铁基块体金属玻璃样品直径的增加,原位形成了零星的α-Fe枝晶相,这种在边缘化的块体金属玻璃中出现的异质结构是提高当前铁基块体金属玻璃室温塑性的主要原因。