溶质元素(Ni,Sn)总量对Cu-Ni-Sn合金导电性能的影响

为提升Cu-Ni-Sn合金的导电率,系统研究了溶质元素(Ni,Sn)含量对导电Cu合金导电率和硬度的影响。通过对现有典型牌号Cu合金进行成分解析,发现在Ni、Sn原子比为3/1时合金具有高的导电率和强度,故本工作固定Ni、Sn原子比为3,改变Ni和Sn总量,设计了一系列三元成分合金;采用真空电弧熔炼工艺制备合金锭,随后进行1093K/1h固溶+65%~75%变形冷轧+673K/2h时效处理。实验结果表明,经过固溶+变形+时效处理后的Cu合金的导电率随溶质元素(Ni+Sn)含量增加而降低,而硬度变化则呈相反趋势;系列Cu合金的弹性模量随(Ni+Sn)含量基本保持不变。由此,为使Cu合金的导电率不低于15.0%IACS、且保持一定的强度,溶质元素(Ni+Sn)含量应为10.0%≤y(Ni+Sn)≤16.0%(质量百分比含量为12.0%≤w(Ni+Sn)≤18.0%)。     

DZ417G定向高温合金的熔炼工艺

对DZ417G定向高温合金的熔炼工艺进行了研究,研究了拉晶速率以及碳、硼和钒元素含量对合金组织和高温拉伸及持久性能的影响。结果表明:拉晶速率在5.9⁶.5 mm·min^-1时,合金具有较高的持久寿命及抗拉强度和屈服强度;硼含量增加,对合金抗拉强度、屈服强度、持久寿命及塑性整体影响不大;钒元素质量分数为0.8%时,合金的拉伸性能及持久寿命最佳;碳元素质量分数在0.18%⁰.19%时,合金性能最佳。     

HRB400钢筋中析出物的观察

水钢试制HRB400抗震钢筋中含有微合金元素V,因其与碳氮原子具有很强的亲和力,在热机械加工过程中会有碳氮化物在钢筋中析出.利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对含碳量各异的两种钢筋在不同加热温度下的析出物进行了观察分析,确认第二相为钒碳氮化物.实验结果表明,当钢筋加热温度为1100～1150 ℃时,基体中有大量碳氮化钒析出;当加热温度低于1100 ℃时,钒固溶于基体之中.     

退火温度对激光熔化沉积TC31高温钛合金组织与性能的影响

为改善激光熔化沉积TC31高温钛合金力学性能,本文通过光学显微镜、SEM、TEM和力学性能测试的方法研究了退火温度对合金中组织演化行为的影响,及其与合金室温和650 ℃高温力学性能的关系。结果表明:组织中初生α相含量随着退火温度升高而降低,其溶解主要发生在950 ℃以上,980 ℃退火后含量仅为29%。当退火温度超过930 ℃时,初生α相片层宽度明显增加。随着退火温度升高,α/β界面处析出的(Ti, Zr)₆Si₃相尺寸增加,且进入α相片层内部。合金在800~1 000 ℃退火时,合金室温拉伸屈服强度随退火温度升高趋于降低。受相界面析出的硅化物聚合长大及α相片层尺寸增加等因素影响,合金高温屈服强度随退火温度升高先降低后增加。合金经过1 000 ℃退火后,呈现良好的高温性能,其650 ℃下抗拉强度达657 MPa、屈服强度约为466 MPa、延伸率27%。     

C合金化对AlCrFeCoNi2.1共晶高熵合金微观组织和拉伸性能的影响

目的 为了显著提高AlCrFeCoNi2.1共晶高熵合金的室温力学性能,利用C合金化的方法研究不同碳含量对微观组织和室温拉伸性能的作用规律。方法 采用电弧熔炼–滴铸方法制备了不同C含量的(AlCrFeCoNi2.1)–x%C(x=0、1、2、3,原子数分数)共晶高熵合金,利用XRD、SEM和EDS等手段研究了不同C含量下微观组织、相结构和拉伸性能的变化规律。结果 添加C元素后,合金未形成新相,仍然由FCC相和B2相组成,但其微观组织呈现出由层片状向树枝晶转变的特征。随着C含量的增加,屈服强度和抗拉强度增大,但伸长率有一定的降低,其中(AlCrFeCoNi2.1)–3%C(原子数分数)合金的屈服强度可达到791 MPa,抗拉强度可达到1 332 MPa,同时伸长率仍有6.1%,与AlCrFeCoNi2.1合金相比,屈服强度和抗拉强度分别提高了99 MPa和296 MPa。结论 该强化效果主要来源于C原子的固溶强化作用和微观结构的改变。     

关于低碳钢屈服延伸现象的研究现状

低碳钢因其优良的塑性常被用于家电和汽车面板。在低碳钢工业生产中,节能、高效的连续退火工艺取代能耗高、效率低的罩式退火工艺后,低碳钢在使用过程中遇到了严重的质量问题——因时效而产生的屈服延伸现象。屈服延伸现象是指低碳钢经人工时效或长时间的自然时效后,钢板表面在变形过程产生不均匀塑性变形而出现褶皱的现象,又称吕德斯带,该现象对钢板的表面质量和性能造成严重的损害。屈服延伸现象受碳氮含量、晶粒尺寸、合金元素、工艺参数和应变等因素影响,在明确屈服延伸现象发生的微观机理前提下,选择适当的成分和工艺参数能够在一定程度上减少或消除屈服延伸现象。关于屈服延伸的出现一般认为与晶体内间隙原子(碳原子和氮原子)的偏聚有关:经典理论认为屈服延伸现象是由于间隙原子在晶体内位错周围偏聚(也称柯氏气团),柯氏气团对位错的反复钉扎和解钉扎过程导致了屈服延伸;但是部分学者认为屈服延伸现象是偏聚在晶界上的间隙原子对位错运动的反复钉扎和解钉扎引起;也有部分学者认为是两者共同作用的结果。因此,关于出现屈服延伸现象的原因的争议在于间隙原子偏聚的位置,即偏聚于位错周围形成柯氏气团或偏聚于晶界。为了有效消除屈服延伸现象带来的危害,近些年来除研究屈服延伸现象发生的微观机理,即探究屈服延伸发生过程间隙原子偏聚的位置外,研究者们也探索了屈服延伸现象发生的微观力学行为。针对屈服延伸现象的研究引入了内耗、三维原子探针、聚焦离子束等先进技术手段,可实现对基体、晶界和位错等位置上各元素含量的表征,为进一步明确屈服延伸现象产生机制奠定基础;纳米压痕和扫描电镜原位拉伸等技术可用来研究屈服延伸发生过程的微观形变机理。其中采用纳米压痕技术研究屈服延伸现象时所得载荷-位移曲线上出现的晶界pop-in现象已被证实与屈服延伸现象存在联系,否定了较早认为初始pop-in现象与屈服延伸现象存在联系的观点。本文对屈服延伸的影响因素、机理和研究方法等方面进行了系统的综述,以期为低碳钢连续退火工业生产工艺中消除屈服延伸现象提供一定的线索,在降低生产成本、提高低碳钢表面成形质量方面有重要意义。     

炭化条件对聚苯胺炭化产物元素组成和原子比的影响

测试分析了炭化条件对聚苯胺炭化产物元素组成和原子比的影响。实验结果发现：随着炭化处理温度升高，炭化产物碳含量在逐渐增加，氢含量则在逐渐降低；但炭化处理的样品中仍保留有元素氢。炭化气氛对炭化产物碳氢原子比的影响也十分显著，惰性气氛中处理的样品碳氢原子比远高于还原性气氛中处理的样品。实验结果还发现：炭化升温速度越快，炭化恒温时间越长，炭化产物的碳氢原子比就越大。碳氮原子比随化处理温度的升高呈线性增大，氢氮原子比则随炭化处理温度升高出现起伏波动。在相同炭化条件下，还原性气氛中处理的样品碳氮和氢氮原子比都高于惰性气氛中碳化处理的样品。     

低碳含V微合金钢析出物的双亚点阵模型热力学研究

钢中碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用.基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钒及碳氮化钛的热力学计算模型,用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分.经计算得V(CxN1-χ)、Ti(CxN1-χ)的析出温度分别是833℃、1343℃,最大的摩尔分数为7.8×10-4.     

X70管线钢的应变时效行为

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段研究了时效温度和预应变量对X70管线钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明,由于时效温度比较低(最高300℃),时效前后X70钢的组织都由粒状贝氏体+针状铁素体+M/A组成,没有明显的变化。时效前后抗拉强度的变化也不明显。随着时效温度的提高活化的间隙原子增多,钉扎的位错数量增加,屈服强度提高;当时效温度高于200℃时可供钉扎的位错开始大量回复,屈服强度逐渐降低。随着时效温度的提高柯氏气团及析出物的数量增加,使材料硬化,冲击韧性逐渐下降。随着预应变量的增大可被间隙原子钉扎的位错数量增加,屈服强度逐渐升高。随着预应变量的增大硬质相M/A边界处产生的应力集中不断增大,产生微裂纹的概率不断提高,使冲击韧性逐渐下降。     

溅射辅助微波等离子体化学气相沉积SiCN晶体

在微波等离子体化学气相沉积系统中,利用脉冲氮离子束溅射二氰二氨靶产生的碳氮粒子作为合成前驱物,在石英玻璃基片上研究了SiCN晶体的合成。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究了基片温度对薄膜的形貌、成分和结构的影响。结果表明:随着基片温度的降低,沉积物由截面为六方形的结晶良好的SiCN晶体(800℃)变成发育不完全的聚片状晶体(700℃),直到变成颗粒细小的无定形碳氮薄膜(550℃)。衍射峰的强度以及晶胞参数a和c的值随温度的降低而减小。薄膜为C原子部分取代Si3N4中的Si原子位置而形成的SiCN晶体,其中N原子主要与Si原子结合,C原子以sp3C—N、sp2CN和sp2CC键的形式存在。降低基片温度有利于提高薄膜中的C含量和sp3C—N键的含量。     

溶质原子之间的交互作用和偏聚形式

本文运用弹性理论和晶体学基本知识对固溶体中的溶质原子徧聚规律进行了分析,取得了以下结果。(一)在二元固溶体中大尺寸溶质原于易形成近程有序的球状气团,而尺寸较小的置换式溶质原子易沿一定结晶面偏聚成片状富集体。(二)在多元固溶体中各种置换式溶质原子易围绕大原子形成复杂球状气团。(三)置换式溶质原子在fcc和hcp固溶体中可降低间隙原子的溶解量,而在bcc固溶体中却能提高间隙原子的溶解量。这些结果与实际是相符的。     

碳热还原氮化法制备氮化钒合金的研究

以工业级V2O5和碳黑为原料，添加少量Fe粉为烧结助剂，经过混料，压制成块然后进行烧结，碳氮化同时反应最后制得高氮含量的致密化氮化钒合金。并利用XRD衍射仪，氧氮分析仪和密度测试等着重研究了反应温度对制备样品的相组成及其组成成分和块体密度的影响。结果表明：产品的氮含量在1100～1250℃温度范围内随着反应温度的升高而降低，而合金块体密度一直增大。     

振动荷载作用下冻结砂土强度及破坏特性试验研究

在寒区,工程建设不可避免地涉及到冻土开挖问题,且构筑物也常常受到振动荷载的影响,为保证工程安全运营,有必要开展冻土强度及破坏特性方面的研究。以冻结砂土为研究对象,进行了一系列不同温度、振动频率下的振动荷载试验,通过分析冻结砂土的强度特性、模量特性以及破坏特性,得出以下结论:(1)冻结砂土动强度和起始屈服强度均随温度降低而显著增大,且可用线性关系表示,振动频率对动强度和起始屈服强度影响较小;(2)在振动荷载作用下,温度和振动频率对冻结砂土起始屈服模量和切线模量影响较大,且振动频率的影响程度随温度降低而增大;(3)冻结砂土动弹性模量随温度降低和振动频率增大而增大,且温度对动弹性模量的影响可用线性关系表示;(4)冻结砂土破坏应变和破坏时间变化规律相同,随温度降低而减小,但随温度的降低,动强度逐渐增大,冻结砂土脆性增强。     

Yb_2O_3对Ti-1100铸态合金高温力学性能的影响

采用钨电极非自耗电弧炉制备不同Yb_2O_3含量的Ti-1100铸态合金,利用高温炉配合WDW-300型电子万能试验机在温度为25～800℃、应变速率为10~(-4)～10~(-2)s~(-1)下对合金进行压缩实验,研究了Yb_2O_3对Ti-1100合金力学性能的影响,并利用扫描电镜对合金微观组织的变化和压缩断口样貌进行观察。结果表明:在Ti-1100合金中加入Yb_2O_3可明显提升屈服强度,当温度为25～600℃时,Yb_2O_3含量为0.45%(质量分数,下同)的合金的压缩屈服强度提升最为理想;当温度达到800℃时,Yb_2O_3的含量为0.60%的合金的压缩屈服强度提升最为理想。Yb_2O_3可明显细化Ti-1100合金晶粒,并且使得合金α片层间距得到细化。当Yb_2O_3含量为0.45%时,合金的塑性变形能力明显增强。     

温度对6101铝合金导线拉伸性能的影响

研究了6101铝合金单股导线在-70℃到70℃温度区间的拉伸性能。结果表明,6101铝合金导线在-70℃低温下具有较高的强度和较好的变形均匀性,但是随着变形温度的提高其屈服强度和强度极限都呈下降趋势。与在-70℃的拉伸性能相比,在70℃合金的强度极限和屈服强度分别降低了10.9%和9.3%。对应变硬化率和屈服强度与温度的相关性分析发现,在拉伸变形过程中合金样品的应变硬化率随着流变应力的增大和温度的升高呈下降趋势。晶格摩擦阻力极大的影响了合金的屈服强度,对比不同温度下6101合金的屈服强度增量的拟合计算结果与实验结果,得到了这种导线屈服强度增量与温度的关系,据此可预测此类导线在不同温度下的服役可靠性。     

“相对高”碳化温度对PAN基碳纤维性能的影响

采用低纤度湿法纺丝原丝,开展"相对高"碳化温度实验,借助元素分析考察了碳纤维C、N含量的变化,通过力学性能和体密度的测试研究了高碳温度对力学性能和体密度的影响。结果表明:在1600℃前,碳含量、弹性模量的增长及氮元素的减少幅度较慢,1600～1900℃碳含量、弹性模量的增加和氮元素的减少大幅提高;在1480℃时拉伸强度出现了峰值,在1500～1700℃,随温度的提高拉伸强度小幅度降低,1900℃时,拉伸强度大幅下降;随碳化温度的提高,碳纤维的体密度逐步降低,1500℃前降低幅度小,之后快速增加。     

退火温度对Fe35Ni30Cr20Al10Nb5高熵合金的组织结构和性能的影响

系统地研究了退火处理温度对低熔点高熵合金Fe₃₅Ni₃₀Cr₂₀Al₁₀Nb₅(摩尔比)的组织结构和性能的影响。结果表明：随着退火温度的提高,铸态Fe₃₅Ni₃₀Cr₂₀Al₁₀Nb₅合金中富Fe-Cr元素的fcc相的体积分数逐渐减少,Laves相和B2-NiAl相的体积分数逐渐增大。准静态压缩实验结果表明,铸态样品的压缩塑性变形能力良好。随着退火处理温度的提高合金的屈服强度先提高后降低,在700℃退火的样品其屈服强度最高(为1247.7 MPa),但是塑性变形量比铸态有所降低。压缩屈服强度随退火处理温度降低,可归因于基体fcc相在高温下的分解。电化学测试结果表明,这种合金的耐腐蚀能力随退火处理温度的提高而单调提高,在900℃退火的样品其腐蚀电位为-72.02 mV。     

铌钒微合金化对风电法兰用Q345E钢析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对铌钒微合金化风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的平衡析出相以及铌、钒在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,并探讨了碳、氮、铌、钒元素含量变化对析出相的影响。结果表明:风电法兰用Q345E钢在400~1600℃存在的主要平衡析出相为MnS、AlN、MX#1(富含铌)、MX#2(富含钒)和M7C3相;MX#1相的主要组成元素为铌、碳、氮和少量的钒、铬,MX#2相的主要组成元素为钒、碳、铌、氮和少量的铬;MX#1相析出量和析出温度主要受钢中铌含量的影响,而受碳、氮、钒含量的影响不大。TEM分析表明,风电法兰用Q345E钢轧后析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米,大颗粒析出相为近似于立方形的富铌MX#1相,小颗粒析出相是球形或椭圆形的富钒MX#2相,这同热力学计算所得的MX#1相和MX#2相成分与析出温度基本吻合。     

C对CoFe2NiV0.5Mo0.2高熵合金结构和力学性能的影响

研究添加0％ ～10％(原子分数,下同)C对CoFe2NiV0.5Mo0.2高熵合金显微组织、相结构和室温力学性能的影响.研究结果表明,随着C含量的增加,合金的微观组织由单一面心立方结构(FCC)转变为FCC基体+V8 C7碳化物纤维的共晶组织,再转变为FCC基体+粗大V8 C7+针状MoC组织,在转变过程中合金的压缩屈服强度明显提升,并保持较高的塑性.其中添加6％C时,合金的屈服强度和硬度可达到900 MPa、270HV.研究结果显示,以C为代表的小原子半径元素可以作为间隙固溶元素或与金属元素相结合形成碳化物第二相来提高FCC结构高熵合金的强度,改善合金的综合力学性能.     

Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金的高温力学性能研究

以Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金为研究对象,分析了Sn含量、拉伸温度及断口形貌对高温力学性能的影响.结果表明:Sn含量对高温强度和塑性均有较大影响,随着Sn含量的增加,合金的高温强度和塑性均出现先升高后减小的趋势,Sn为5％时合金的强韧性达到较佳配合.合金的强度指标随温度升高而下降,200℃及以下条件下降低幅度不大,塑性指标随温度升高而增加,200℃及以上条件下变化显著.对于不同Sn含量的合金,高温拉伸断口形貌相似,都属于典型的韧性断裂,形貌特征与力学性能十分吻合.