金属Sn凝固过程Flash DSC研究

采用闪速差示扫描量热仪(Flash DSC)研究了纯金属Sn熔滴在不同过热度及冷却速率下凝固过冷度的变化,并进行了理论分析和讨论。结果表明,当冷速足够大时,熔体过热度便对形核过冷度没有影响;冷却速率越大,过冷度越大,但过冷度随冷却速率增大而提高的变化趋势减小。在1~1 000 k/s冷速范围内,冷速越大结晶所需时间越短。     

放电等离子烧结制备块体非晶合金研究进展

非晶合金又称“金属玻璃”,是由于超快速冷却凝固导致无法有序排列结晶，从而得到的一种长程无序结构。这种非晶合金与存在晶界和位错的普通合金相比，具有更加优异的力学及物化性能。由于粉末状或条状非晶合金在尺寸和性能等方面的限制，因而大尺寸、优异力学性能及软磁性能卓越的块体非晶合金的制备受到了大量关注与探究。放电等离子烧结技术以温度低、效率高、时间短及冷却速率快等优点,被认为是一种具有广阔发展前景的制备方法。对Fe基、Zr基、Al基及Ti基本身的特点，以及通过放电等离子烧结技术制备不同体系块体非晶合金的物理及化学性能的研究进行了较为全面的综述。概述了放电等离子烧结技术的原理及在制备块体非晶合金方面的优势;分析了放电等离子烧结技术和制备的块体非晶合金材料存在的问题，以及采用该技术制备块体非晶合金的发展前景。重点介绍了在采用该制备不同体系的块体非晶合金时，如何通过改变放电等离子烧结参数，或通过再加工、本身粉末添加元素等方法获得大尺寸、优异性能的块体非晶合金。     

铸造工艺参数对Zr基非晶合金充型能力的影响

液态金属的流动性是影响其充型能力的主要因素之一,采用U形铜模研究了不同工艺参数对Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅和Zr₆₁Ti₂Cu₂₅Al₁₂合金充型能力以及非晶形成能力的影响。结果表明:随吸铸功率和吸铸压力的升高,两种合金熔体的流动长度增加,充型能力逐渐增强。Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅在吸铸功率8 k W,吸铸压力0.02 MPa,Zr₆₁Ti₂Cu₂₅Al₁₂在吸铸功率7 k W、吸铸压力0.03 MPa时,充型能力强。采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)分析结果表明不同铸造参数下的试样均为非晶态结构,且适当提高吸铸功率,有助于提升铸造合金非晶形成能力(GFA)。     

浇注温度对锆基块体合金非晶形成能力和力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法以不同的浇注温度制备出四个一组直径3 mm的Zr55Al1ONi5Cu30合金试样,研究了浇注温度对锆基块体合金非晶形成能力、力学性能和组织的影响.研究结果表明,提高浇注温度可以增加锆基块体合金非晶形成能力和热稳定性;当铸造电压从7 kV提高至10 kV时,过冷液相区△Tx和参数γ分别从73 K增至89K,从0.413增至0.417;同时在一定温度范围内提高浇注温度可以提高错基块体非晶合金的压缩断裂强度和轻微的降低塑性.当铸造电压升高至10 kV时,不但可以提高Zr55Al10Ni5Cu30合金试样的压缩断裂强度,同时提高其塑性,并对此原因进行了分析.     

Ag和Fe元素添加对Cu-Zr-Al系非晶形成能力和力学性能的影响

以Cu-Zr-Al三元系为基础,研究Ag和Fe合金组元添加对块体金属玻璃(BMG)及BMG基复合材料的非晶形成能力和力学性能的影响.在Cu-Zr-Al三元合金体系中,Cu50Zr42Al8系BMG的△Tx=61 K,Trg=0.624,γ=0.416.适量添加Ag元素能显著地提高非晶形成能力:在Cu-Zr-Al-Ag四元合金体系中,Cu43Zr45Al8Ag4、Cu45Zr42Al8Ag5、Cu40Zr44Al10Ag6、Cu43Zr41Al8A98和Cu36Zr48Al8Ag8的Trg分别为0.618、0.625、0.618、0.628和0.598,γ值分别为0.424、0.427、0.424、0.432和0.433,△TX分别为77、76、78、84和108 K.在(Cu0.36Zr0.48-Al0.08Ag0.08)100-XFex(x-=0,3,5,10,15,20)五元体系中,Fe的添加明显影响合金的非晶形成能力;尽管△TX和Trg呈下降趋势,但(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)97Fe3块体非晶合金仍具有较高的非晶形成能力,其△TX=103 K,Trg=566,γ=0.424:Fe的适量加入可显著提高合金的力学性能,其中(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)95Fe5合金的强度和塑性应变分别提高至2 249 MPa和4.9%.Fe元素的存在导致Cu36Zr48Al8Ag8合金中产生明显的相分离,使(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)100-xFex合金得到增强增韧.     

冷却速度对快冷Ti合金组织与力学性能的影响

通过铜模铸造法制备出了阶梯形的Ti66.7Ni20Cu13.3合金圆柱棒,直径分别为φ2mm、φ3mm、φ4mm和φ6mm。利用x射线衍射（XRD）仪和扫描电子显微镜（SEM）等研究了不同冷却速度对Ti66.7Ni20Cu13.3（原子百分比）合金组织与力学性能的影响。结果表明：合金形成Ti基非晶复合材料,直径为西3mm时塑性应变量最大为4．8％,直径为西4mm时最大强度达到1774MPa;随着直径的增大析出较多脆性相,导致试样破坏性脆断。     

Si的添加对Zr-Fe-Ou合金系统的组织和力学性能的影响

在Zr-Fe—Cu合金中添加Si,利用铜模铸造法制备出直径为3mm的Zr基非晶／晶体复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和微机控制电子式万能试验机等技术手段,研究了Si元素的添加对Zr-Fe-Cu合金的微观结构、非晶形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响。结果表明：Si元素对非晶材料的性能与结构有很大的影响,能够提高合金的强度和塑性。     

钛合金表面激光熔覆钴基合金层的组织及力学性能

在TC4钛合金表面利用激光熔覆Co基合金粉末涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和洛氏硬度计研究涂层的微观组织及力学性能。结果表明:当扫描速度固定为400 mm/s,激光功率为1.3、1.5、1.7 k W熔覆时,涂层与基体之间都实现了冶金结合。其中,激光功率为1.5 k W时熔覆效果最好,熔覆层内组织均匀致密无气孔和裂纹等缺陷。激光功率为1.3 k W时,熔覆层内出现了裂纹。当激光功率固定为1.5 k W,扫描速度为300、350、400 mm/s时,熔覆层和基体的结合情况良好,熔覆层内组织均匀致密无缺陷。随着激光功率和扫描速度的增大,涂层表面硬度呈减小的趋势,但都高于TC4基体硬度的两倍左右,表明在TC4表面激光熔覆Co基合金粉末涂层可以显著提高其硬度。     

一种新型耐海水腐蚀不锈钢的研究

研制的新型耐海水腐蚀不锈钢,通过合金元素配方优化、合理的熔炼工艺以及选择最佳的热处理制度,解决了材料的强韧性配合,且效果良好.研究结果表明:不锈钢配方为20%Gr、6%Mo、18%Ni、0.5Si、0.5V其余为铁时,有优良的耐海水腐蚀性能.在1050℃保温0.5h,后油淬,实现固溶强化,在α相和σ相过渡区进行时效处理,即520℃保温4h后空冷的热处理制度试验钢的耐蚀效果最佳.     

Cu50Zr42Al8块状非晶合金的变温晶化行为研究

研究了Cu50Zr42Al8大块非晶合金在连续升温过程中的晶化行为.结果表明,随升温速度的加快,玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Tx、晶化峰值温度Tp都向高温区移动,过冷温度区△Tx扩大;运用Kissinger法分别计算出玻璃转变激活能Eg为417.19 kJ/mol、晶化起始激活能Ex为332.18kJ/mol、晶化峰的激活能Ep为327.70kJ/mol;并运用FWO法计算晶化阶段激活能Ex,随晶化量的增大,阶段激活能呈逐渐减小的趋势,且在最初的阶段(晶化量小于5%),激活能迅速减小.分析表明,Cu50Zr42Al8块体非晶合金具有良好的热稳定性.