激光表面处理CuCr50合金的显微组织及性能

目的：细化CuCr50合金的Cr相组织,提高组织均匀性。方法采用Nd：YAG脉冲激光器对CuCr50合金进行表面处理,并对激光处理后合金的显微组织（表面组织和截面组织）、导电性能、显微硬度、耐磨性等进行测试与分析。结果工艺优化后得到的实验参数为：激光功率500 W,峰值5.0 kW,扫描速度4 mm/s,激光频率6 Hz,激光脉宽5 ms,离焦量为+4 mm。在优化的工艺条件下,CuCr50合金经激光表面处理后,形成了致密的重熔层,Cr相的晶粒得到明显细化,合金的组织均匀性提高,表面孔洞减少。合金重熔层中的相组成未发生变化,合金的导电性略微降低,但仍保持了CuCr50合金优良的导电性能。重熔层显微硬度（425~540HV）明显提高,最高硬度为540HV,是基体显微硬度（约240HV）的2.25倍。重熔层的摩擦系数（0.3）远低于原始CuCr50合金（0.45）,重熔层的损失质量（0.15 mg）远小于原始CuCr50合金的损失质量（0.6 mg）,合金的耐磨性有明显的提高。结论 CuCr50合金在优化的工艺参数条件下进行激光表面处理,能够细化Cr相组织和提高整个合金的组织均匀性,提高合金的显微硬度与耐磨性能。     

Zr-sn-Nb新型锆合金板材加工过程中不均匀组织与织构演变

利用XRD,SEM-ECC,TEM和EBSD技术,研究了Zr-Sn-Nb系新型锆合金板材加工过程的微观组织及织构演变.结果表明,β相淬火得到的随机织构经热轧后形成沿横向倾斜的基面织构,随后的加工过程均保留该织构;热轧及两次冷轧后的基面织构都为(1010)方向平行于轧向((1010)∥RD),而退火后转变为(1210)方向平行于轧向((1210)∥RD).淬火形成的网状魏氏组织经热轧转变为不均匀形变组织,两次冷轧使组织的不均匀性更显著,最终退火得到完全再结晶组织;轧制形成的难变形晶粒多为晶粒C轴平行于轧板法向(C∥ND)的取向;最终退火板材的大晶粒多为(1210)∥RD的基面织构,小晶粒则以(1010)∥RD为主.结合锆合金的变形及再结晶机制对轧制时产生的不均匀组织及再结晶过程的织构转变进行了分析.     

激光表面处理Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织特征

通过4种不同功率的脉冲激光（150,250,350,450 W）对铸态Al_0.3CoCrFeNi高熵合金进行处理。按相对于激光源的位置,合金组织分为3个部分：内部具有细胞状结构的中心影响区,具有长条结构的边缘影响区,以及未受影响的原始晶粒区域。由于激光引起的快速熔化和凝固,经不同功率处理的样品截面中均观察到细胞结构;另外,在激光影响区边缘发现了长条细胞结构。之后,将激光处理的样品分别在660和800 ℃下退火2 h,可以观察到沿细胞结构边界有沉淀相析出。通过硬度测试,表明激光表面处理和后续热处理相结合的方法显著提升了合金的硬度。     

不同功率下脉冲激光表面处理Inconel 718合金的显微组织（英文）

对退火态的Inconel 718合金进行3种不同功率(100、50和25 W)的脉冲激光表面处理,并应用电子背散射衍射和电子通道称度成像技术对其表面显微组织特征进行研究。结果表明,激光表面处理导致所制备的样品中大量存在的退火孪晶和强化析出相消失;同时,激光重熔区中出现许多小角度晶界,且沿着这些晶界存在高密度的Laves相。随着激光功率的降低,样品重熔区的宽度和深度均逐渐变小。取向分析表明,100 W样品激光重熔区中的柱状晶可通过取向形核机制遗传初始组织的随机取向,而降低激光功率会促使重熔区中产生大量具有随机取向的晶核,它们最终长成等轴晶。硬度测试发现所有样品的激光重熔区均较基体软,这主要与强化相的溶解和晶粒的粗化有关。     

累积退火参数与含Nb锆合金耐腐蚀性能关系述评

累积退火参数(A)被广泛用于评价核反应堆用Zr-Sn系合金的耐水侧腐蚀性能。对于累积退火参数在新发展的含Nb锆合金中的应用,迄今未有一致意见,有学者认为传统的累积退火参数不再适用于含Nb锆合金的耐腐蚀性能的评价。本文综述了累积退火参数在常见牌号核用锆合金中的研究概况,并从A值的本质出发,解释了累积退火参数与锆合金微观组织之间的联系及其评价耐腐蚀性能的微观原因。提出合金元素的扩散速率(Fe、Cr扩散很快,Nb扩散极慢)是累积退火参数是否起作用的决定因素。指出累积退火参数可以直接用来评价低Nb锆合金的耐腐蚀性能,即A值越小,第二相粒子越细小弥散,合金的耐腐蚀性能越佳。     

锆合金第二相研究述评(Ⅱ):Zr-Sn-Nb-Fe系合金

对国内外关于Zr-Sn-Nb-Fe系新锆合金中第二相粒子的研究情况进行评述,并重点探讨不同种类Zr-Nb-Fe析出相的成分、晶体结构及其形成机制和条件。合金中的Zr-Nb-Fe析出相有两种:一种为六方结构的MgZn2型Zr(Nb,Fe)2Laves相,其形成与合金中作为杂质存在的Cr元素有关;另一种为立方结构的Ti2Ni型(Zr,Nb)2Fe相,与合金中普遍含有的O元素有关。对大量不同成分的Zr-Sn-Nb-Fe系合金的检测证实,可以用一个由合金中Nb和Fe含量确定的R*参数来分析其成分变化时合金中可能出现的析出相类型。     

预变形对Zr-Sn-Nb合金淬火时效晶粒及析出相的影响

采用SEM附带的背散射电子通道衬度（ECC）像、二次电子（SE）像及能谱（EDS）分析技术,研究了β相水淬后预变形处理对Zr-Sn-Nb合金在时效过程中再结晶和第二相析出的影响规律.结果表明,未引入预变形直接时效时所得组织中再结晶晶粒尺寸粗大且形状不规则,第二相粒子尺寸差异也较大,其中尺寸大的第二相粒子为含Cu的Zr₃Fe,主要沿原β晶界分布;预变形后再时效的组织中再结晶晶粒显著细化且尺寸均匀,第二相粒子尺寸差异减小,大尺寸的Zr₃Fe粒子主要沿α再结晶晶界分布.无论有无预变形或时效时间长短,晶粒内部析出相均为弥散分布的小尺寸Zr（Fe,Cr,Nb）₂粒子.引入预变形会减弱沉淀相沿晶界析出和急剧长大的倾向,使锆合金的微观组织和第二相分布特征改变.     

冷却速率及杂质元素对锆合金β→α转变组织的影响

锆合金β相冷却组织对于发展高性能燃料包壳具有至关重要的作用。本工作从冷却速率和杂质元素两个影响因素出发,对核反应堆用锆合金β → α转变组织的相关研究进行了综述。锆合金的马氏体转变为无扩散的切变过程,不产生表面浮凸,Ms不随冷却速率变化。成分相同时,随着β冷却速率的增加,锆合金微观结构按如下次序变化：Lenticular组织→Parallel-plate魏氏组织→Basketweave魏氏组织→马氏体。相同冷却速率下,当杂质元素参与形成难溶的第二相时,会促进Basketweave组织的形成,而当这些元素提高β转变温度时,则倾向于促进Parallel-plate组织的形成     

Zr-Sn-Nb新型锆合金板材加工过程中不均匀组织与织构演变

利用XRD,SEM-ECC,TEM和EBSD技术,研究了Zr-Sn-Nb系新型锆合金板材加工过程的微观组织及织构演变.结果表明,β相淬火得到的随机织构经热轧后形成沿横向倾斜的基面织构,随后的加工过程均保留该织构;热轧及两次冷轧后的基面织构都为〈1010〉方向平行于轧向(〈1010〉//RD),而退火后转变为〈1210〉方向平行于轧向(〈1210〉//RD).淬火形成的网状魏氏组织经热轧转变为不均匀形变组织,两次冷轧使组织的不均匀性更显著,最终退火得到完全再结晶组织;轧制形成的难变形晶粒多为晶粒C轴平行于轧板法向(C//ND)的取向;最终退火板材的大晶粒多为〈1210〉//RD的基面织构,小晶粒则以〈1010〉//RD为主.结合锆合金的变形及再结晶机制对轧制时产生的不均匀组织及再结晶过程的织构转变进行了分析.     

锆合金第二相研究述评(Ⅰ):Zircaloys合金

回顾了国内外近几十年来关于Zircaloys合金中第二相粒子本征特征(晶体结构、成分、形状、亚结构等)的相关研究工作。Zircaloys合金中的Zr-Fe-Ni粒子只有一种,即C16(BCT,Al2Cu)型Zr2(Fe,Ni)Zintl相。而Zr-Fe-Cr粒子主要有两种:一种是C14(HCP,MgZn2)型Zr(Fe,Cr)2Laves相,另一种是C15(FCC,MgCu2)型Zr(Fe,Cr)2Laves相,这些Laves相内部均可见层错结构。归纳总结出形成温度决定论、n(Fe)/n(Cr)决定论、价电子/原子比决定论3种理论,用于解释Zr(Fe,Cr)2粒子形成稳定结构的原因。常规加工工艺下,在Zircaloys合金成分范围内,Sn完全固溶于α-Zr基体,不会参与形成析出相,Fe、Cr、Ni一般也不会单独与Zr形成Zr-Fe、Zr-Cr、Zr-Ni粒子。