偏晶合金凝固制备方法的研究进展

偏晶系合金具有独特的物理和力学性能,是一类具有重要工业应用前景的合金,长期以来受到了广泛关注.系统介绍了偏晶合金的各种凝固制备方法和研究手段,总结了近期国内外在这一领域的研究新进展,着重介绍了强磁场下均质偏晶合金的制备技术,展望了利用强物理场制备大体积均质偏晶合金的前景,并指出了今后的研究方向.     

深过冷Cu-Pb偏晶合金的快速凝固行为和凝固组织

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了亚偏晶Cu-25%Pb合金,Cu-37.4%Pb偏晶合金和过偏晶Cu-40%Pb(质量分数)合金过冷熔体凝固行为和凝固组织的演化规律,以及Cu-37.4%Pb偏晶合金的过冷度对磨损率的影响.研究表明:在过冷亚偏晶Cu 25%Pb合金熔体凝固过程中先形成α(Cu)初生相,随着过冷度的增大,凝固组织经历粗大枝晶重熔形成的细化枝晶向准球状晶粒演化的过程;在过冷Cu-37.4%Pb偏晶合金熔体凝固过程中初生相为L2相,当过冷度在20～150 K区间时,得到第二相S(Pb)弥散在α(Cu)枝晶间的凝固组织,并且在该过冷区间内随着过冷度的增加,材料的磨损率也逐渐降低;在过冷过偏晶Cu-40%Pb合金熔体凝固过程中初生相为L2相,在过冷度区间42～80 K时,得到以偏晶胞形式分布的凝固组织.     

微重力条件下偏晶合金的研究进展

介绍了重力对偏晶合金凝固过程的影响,综述了微重力环境下偏晶合金凝固研究中的新进展,总结了不同磁场模拟微重力环境下的实验研究成果,探讨了不同微重力条件制备偏晶合金的特点,指出了利用磁场制备偏晶合金的发展前景,最后提出了微重力条件下偏晶合金今后研究的方向和途径。     

激光熔覆技术制备高熵合金涂层的研究进展

高熵合金是由五种或五种以上元素按照等物质的量比或近等物质的量比进行混合形成的合金,具有杰出的力学性能、物理及化学性能,应用潜力巨大。作为一种新型的表面处理技术,激光熔覆与高熵合金相结合,为高熵合金的应用开辟出了又一空间。介绍了目前国内外采用激光熔覆技术制备高熵合金涂层的研究现状,并展望了其发展前景。     

快速凝固Cu－Pb亚偏晶合金的自生复合行为EI

应用单辊工艺研究了Ｃｕ－Ｐｂ亚偏晶合金在急冷条件下的凝固行为。发现急冷细化了共生相间距，拓宽了偏晶共生的成分范围，并对共生形态具有规整化作用。此外，首次观察到了高度规则的放射状共生现象。同时从传质控制角度推导了偏晶共生模型。     

偏晶合金液—液相变过程中第二相液滴的碰撞粗化

建立偏晶合金液－液两相区内第二相液滴碰撞粗化的数学模型。并对Ｚｎ－Ｐｂ合金作数值模拟计算。结果表明，当第二相液滴平均半径〈１μｍ时，布朗凝并起主要作用。当第二相液滴平均半径较大时。重力凝并起主要作用。     

过冷过偏晶Cu-40wt%Pb合金凝固组织的演化

用熔融玻璃净化与循环过热相结合的方法,研究了Cu-40wt%Pb过偏晶合金过冷熔体凝固组织的演化规律.在过冷度40～296K的范围内,其凝固组织的形态有3次变化过程:第1次是在40～75K过冷度范围,经过液-液分离和偏晶反应形成了偏晶胞组织;第2次发生在75～196K过冷度范围,因枝晶熟化被抑制,由粗大的枝晶重熔形成的粒状晶转变为高度细化的细枝晶;第3次发生在196～296K过冷度区间,组织因细枝晶再结晶转变为均匀的准球状晶粒.     

磁场作用下偏晶合金凝固组织演变的数值分析

建立偏晶合金难混溶区凝固过程的两相数学模型,模拟研究了有、无磁场Al-10%Bi过偏晶合金微观组织演变,研究了温度、速度、第二相体积分数等物性参数对凝固组织宏观偏析的影响。结果表明,在磁场作用下温度场为中心对称分布,更有利于第二相液滴的均匀分布;电磁力抵消了部分重力和Marangoni力,使无磁场时外环流的速度场变为有磁场时斜向下的速度场,且速度明显降低,从而减轻了强对流导致的重力偏析;在磁场的作用下,试样底部第二相的体积分数减小,凝固组织宏观偏析得到改善。     

激光制备金属陶瓷复合层技术的现状及展望

本文综述了近年来激光制备金属陶瓷复合层技术的发展状况，比较了各工艺的特点。     

快速凝固Cu－Pb亚偏晶合金的自生复合行为

应用单辊工艺研究了Ｃｕ－Ｐｂ亚偏晶合金在急冷条件下的凝固行为。发现急冷细化了共生相间距，拓宽了偏晶共生的成分范围，并对共生形态具有规整化作用。此外，首次观察到了高度规则的放射状共生现象。同时从传质控制角度推导了偏晶共生模型。     

偏晶合金微观组织模拟的研究进展

综述了国内外近年来对偏晶合金凝固过程微观组织模拟的研究进展,重点介绍了模拟研究中采用的计算方法及其计算结果,探讨了各种计算方法模拟微观组织演变的优点和局限性,最后指出了该领域目前所面临的问题,并展望了偏晶合金微观组织模拟的发展趋势。     

过偏晶Cu-40wt%Pb合金的均质化凝固

利用电磁模拟微重力和深过冷的方法,对过偏晶Cu-40wt%Pb合金的凝固组织进行了研究.比较了通过上述方法得到的凝固组织与常规凝固条件下的凝固组织,结果表明:采用电磁模拟微重力方法的凝固过程中没有出现Stocks沉积效应,得到的凝固组织中Pb颗粒均匀地分布在Cu基体上;而采用深过冷方法获得的凝固组织中,过冷度在40～80K区间内Pb以纤维和颗粒的形式均匀分布在Cu基体上,并随过冷度的增加其分布的不均匀性亦增加.当过冷度超过80K时,第二相的重力沉积明显增加,并随过冷度的增加凝固组织中出现了与常规条件凝固一样的分层现象.     

激光制备金属陶瓷复合层技术的现状及展望

本文综述了近年来激光制备金属陶瓷复合层技术的发展状况，比较了各工艺的特点。     

定向凝固A1-Bi偏晶合金中第二相的粗化行为

为了获得第二相弥散分布的偏晶合金,在定向凝固条件下,对Al-Bi偏晶合金的凝固行为进行了研究,考察了第二相体积分数对凝固组织的影响,并对第二相粒子的粗化因素进行了分析.研究结果表明:用定向凝固方法可以制得具有弥散第二相分布的偏晶系Al-Bi合金;在一定的生长条件下,第二相粒子的半径随体积分数的增大而增大;第二相体积分数以及熔体中存在的Stokes流和Marangoni对流是引起第二相粒子粗化的主要因素.     

熔覆技术的发展与展望

熔覆技术具有诸多优点,已经大量应用于工业生产中.近年来,在传统熔覆技术基础上发展而来的复合熔覆技术,可以显著提高涂层的综合性能,给表面强化技术注入了新的动力.本文在概述了激光熔覆、等离子熔覆和感应熔覆等传统熔覆技术的基础上,对近年来国内外不同热源间的复合熔覆技术、辅助技术复合熔覆技术及其应用现状进行了综述,总结了现有技...     

Fe90合金激光熔覆工艺优化及性能研究

针对以18Cr2Ni4WA渗碳钢为材质的车辆典型零件磨损面激光再制造问题,采用Fe90合金粉末进行了失效零件的激光熔覆再制造工艺研究;以熔覆层为分析对象,通过SN比和方差分析获得影响熔覆层稀释率的显著因素为激光功率和送粉量,并给出了工艺参数与稀释率关系的定量袁征关系范围,综合组织、相组成分析了熔覆层具有较高硬度的原因....     

激光熔覆制备高熵合金涂层耐磨性研究进展

机械零部件的摩擦磨损主要发生在材料表面,约有80%的零件工作失效是由表面磨损造成的。摩擦磨损增加了材料和能量的损耗,降低了可靠性和安全性。使用激光熔覆技术在基体表面制备高熵合金涂层的方法,能够使涂层与基体实现良好的冶金结合,以达到提升表面耐磨性能的目的。影响高熵合金涂层耐磨性的因素主要有涂层材料的力学性能,如硬度、塑性和韧性;熔覆过程中产生的缺陷,如表面粗糙不平、气孔和裂纹;摩擦工况,如高温环境和腐蚀环境。本文分析总结了激光熔覆高熵合金涂层的耐磨性影响因素及强化机制。首先,阐明了激光工艺参数(激光功率、激光扫描速度、光斑直径)和后处理工艺(热处理和轧制)对涂层质量及性能的影响;其次,概述了组元元素选择、高温环境和腐蚀环境对涂层耐磨性的影响;最后,对激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题进行归纳分析,并对未来的发展趋势进行了展望,如基于远平衡态的材料设计理论研发新材料、利用电场-磁场协同或激光-超声振动复合等新工艺提升涂层耐磨性等。     

基于工业合金激光熔覆制备Fe基非晶涂层

以FeCoCrMoCBY块体合金为熔覆材料,采用激光熔覆在低碳钢表面制备非晶涂层,探讨不同激光功率对涂层成形及组织的影响,通过显微硬度仪、电化学工作站测试涂层显微硬度及耐腐蚀性能。研究结果表明,其他参数不变,激光功率为17.6~20.8 W时,涂层成形良好,与基材呈典型冶金结合。随激光功率增加,涂层稀释率升高,裂纹倾向增大,非晶化程度降低。激光功率为17.6 W时,涂层主要由非晶组成,稀释率低于24.2%,结构致密,包括热影响区、熔合区和熔覆区;涂层平均显微硬度为1 330HV,约高于基材9倍,在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能明显优于316L不锈钢。     

激光熔覆制备高熵合金涂层耐磨性研究进展

机械零部件的摩擦磨损主要发生在材料表面,约有80%的零件工作失效是由表面磨损造成的。摩擦磨损增加了材料和能量的损耗,降低了可靠性和安全性。使用激光熔覆技术在基体表面制备高熵合金涂层的方法,能够使涂层与基体实现良好的冶金结合,以达到提升表面耐磨性能的目的。影响高熵合金涂层耐磨性的因素主要有涂层材料的力学性能,如硬度、塑性和韧性;熔覆过程中产生的缺陷,如表面粗糙不平、气孔和裂纹;摩擦工况,如高温环境和腐蚀环境。本文分析总结了激光熔覆高熵合金涂层的耐磨性影响因素及强化机制。首先,阐明了激光工艺参数(激光功率、激光扫描速度、光斑直径)和后处理工艺(热处理和轧制)对涂层质量及性能的影响;其次,概述了组元元素选择、高温环境和腐蚀环境对涂层耐磨性的影响;最后,对激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题进行归纳分析,并对未来的发展趋势进行了展望,如基于远平衡态的材料设计理论研发新材料、利用电场-磁场协同或激光-超声振动复合等新工艺提升涂层耐磨性等。