Ni对快速凝固Cu75Cr25合金相变及其凝固组织的影响

采用合金化的方法得到快速凝固Cu75-xCr25Nix(X=0.5,1和3) 合金的凝固组织.利用带有能谱(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)分析了富Cr相的形态、成分以及形成机制.结果显示,合金元素Ni扩大了Cu、Cr之间的固溶度; Cu75Cr25合金快速凝固过程中的液相分解得到抑制.Cu75-xCr25Nix合金富Cr液相分解组织的数量、尺寸、形貌较Cu75Cr25合金富Cr液相分解组织均有较大的变化.在Cu75-xCr25Nix组织中发现,除富Cr液相分解组织之间有聚集现象以外,还存在富Cr液相分解组织与富Cr枝晶间的聚集.     

添加Zr对快速凝固CuCr29合金液相分解微观组织的影响

使用限速熔体快淬技术研究了添加Zr对CuCr29合金液相分解微观组织的影响。研究结果表明，添加Zr可以有效地抑制快速凝固CuCr29合金的液相分解行为。当Zr元素的添加量大于1．0at％，快速凝固CuCr29合金的液相分解微观组织明显地得到细化。EDS分析和微观组织观察都表明，添加Zr元素后，在合金组织中只存在着富Cu基体和富Cr相，Zr元素以固溶形式影响着CuCr合金的凝固行为。由热力学分析可知，在CuCr29合金中添加Zr会降低过冷CuCr液体的混合自由能和液相分解的驱动力，从而增加液／固转变临界过冷度，使临界形核半径减小和形核速度增加，则快速凝固CuCr29合金的液相分解微观组织得到细化。     

Phase Evolution of Diffusion Bonding Interface between High Nb Containing TiAl Alloy and Ni-Cr-W Superalloy

在1000 ℃-50 MPa-60 min条件下对高Nb-TiAl和Ni-Cr-W高温合金进行了扩散连接,通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对扩散连接界面处显微组织及相组成进行了分析。研究结果表明,未添加中间层时,高Nb-TiAl合金/Ni-Cr-W高温合金扩散连接接头处的相组成为γ-TiAl、Ni2AlTi、Ni3Ti、(NiCr)ss 相、γ 相。而高Nb-TiAl合金/Ti/Cu/Ni-Cr-W高温合金扩散连接接头处的相组成为Ti3Al、Tiss、Ti2Ni、rich Cu-NiAlTi、α2-Wss、Ni2AlTi、(NiCr)ss 相、γ相。此外,由于Cr和W的扩散速度较慢,Cr和W原子主要偏聚在靠近Ni-Cr-W高温合金的区域。Ti/Cu箔的加入有利于界面处元素的扩散和反应,可以有效避免微裂纹的产生。     

偏析对DZ483镍基高温合金糊状区内液相密度的影响

为研究DZ483合金在凝固过程中的元素偏析行为对糊状区内液相密度的影响,采用等温凝固结合水淬法对合金进行不同温度下的凝固实验.利用OM和SEM观察试样的凝固组织,利用EDS测量固相和剩余液相的元素含量,并根据剩余液相的成分计算其密度.结果表明,DZ483合金的开始凝固温度略低于1335℃,在1325℃液相中开始析出富含Ta和Ti的MC;W和Co为负偏析元素,Mo,Ta和Ti为正偏析元素,而Al和Cr几乎不发生偏析;剩余液相的密度随温度降低基本呈下降趋势,但在1325至1315℃之间有所回升.计算结果表明,温度对液相密度的影响很小,合金元素的偏析对液相密度的影响占主要地位.其中,Mo和Ta的偏析导致液相密度增加,而Ti和W的偏析导致液相密度明显降低.备合金元素的偏析对密度变化的贡献由大到小顺序为:Ti>Ta>W>Cr>Mo>Al>Co.MC的形成消耗了大量的Ti和Ta,对合金元素的偏析造成一定的影响,从而导致液相密度在1325至1315℃之间有所增加.     

高Nb-TiAl合金/Ni-Cr-W高温合金扩散连接界面相演化（英文）

在1000℃-50 MPa-60 min条件下对高Nb-Ti Al和Ni-Cr-W高温合金进行了扩散连接,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对扩散连接界面处显微组织及相组成进行了分析。研究结果表明,未添加中间层时,高Nb-Ti Al合金/Ni-Cr-W高温合金扩散连接接头处的相组成为γ-Ti Al、Ni2Al Ti、Ni3Ti、(Ni Cr)ss相、γ相。而高Nb-Ti Al合金/Ti/Cu/Ni-Cr-W高温合金扩散连接接头处的相组成为Ti3Al、Tiss、Ti2Ni、rich Cu-Ni Al Ti、α2-Wss、Ni2Al Ti、(Ni Cr)ss相、γ相。此外,由于Cr和W的扩散速度较慢,Cr和W原子主要偏聚在靠近Ni-Cr-W高温合金的区域。Ti/Cu箔的加入有利于界面处元素的扩散和反应,可以有效避免微裂纹的产生。     

Cu元素对Ti-16.28Si合金在900℃下氧化机制的影响

采用高能球磨一冷压一真空烧结工艺制备了Ti-16．28Si、Ti-15．46Si-5Cu和Ti-14．65Si-10Cu3种合金，并在900℃下空气气氛中对其进行高温氧化实验。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）以及x射线衍射仪（XRD）对烧结和氧化后合金样品的形貌、微区成分及物相组成进行分析，研究Cu元素对Ti-16．28Si合金在900℃下氧化机制的影响。结果表明：烧结后3种样品中主要含有Ti、Ti，Si3、Ti，Si4相，含Cu元素的样品中则出现了Cu，Si相且致密度随Cu含量升高而升高。900℃下氧化80h后，合金样品表面的主要物相为TiO2，同时含有少量的SiO2、Ti3O5、CuO或Cu2O等相。3种合金中，Ti-16．28Si合金的氧化膜表层基本上都是TiO2，抗氧化性能最好；其余2种合金的抗氧化性能稍低，Cu元素的加入降低了合金在900℃下的抗氧化性能。     

Ti、Zr对铸态Al-Cu合金组织和性能影响

采用SEM、EDS、XRD考察了Ti、Zr元素单独或复合添加以及Cu含量对Al-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与未添加的Al-Cu合金相比,单独添加Ti、Zr元素的合金铸态组织得到了一定细化,且等量Ti的细化效果优于Zr。复合添加Ti、Zr时,Ti显著改善了Zr元素的晶粒细化效果。在添加孕育剂的合金中,增加Cu含量的合金强度均有所降低。     

冷却速度对CuCr25合金凝固过程的影响

研究了不同冷却速度下CuCr25合金的微观组织和凝固过程。随着冷却速度的增加，CuCr25合金的微观组织将变得越来越细。当冷却速度达到10^7K／s时，可获得纳米结构的微观组织。当冷却速度〈10^3K／s时，CuCr25合金的凝固过程为普通凝固过程：如果冷却速度〉10^4K／s，其凝固过程为液相分解凝固过程。在快速凝固过程中，CuCr25合金中没有新相形成。但是，Cu在富Cr相中和Cr在富Cu相中的溶解度有所增加。     

合金元素对典型阻燃钛合金燃烧行为的影响

阻燃钛合金是飞机发动机核心部件中的重要材料，由于钛合金燃烧过程难以控制，燃烧参数难以获得加大了研究难度。论文以典型阻燃钛合金Ti40和Ti14为研究对象，利用高速摄影在不同氧分压环境下通过直流点火研究其燃烧行为，探索其燃烧过程中的氧扩散过程，明确合金元素对阻燃行为的影响 。研究发现两种合金燃烧后均形成分层结构，Ti40合金中Cr和V元素向外扩散，和氧反应生成Cr2O3/V2O5，密度高于TiO2的密度，Ti原子很难通过Cr2O3向外扩散与氧反应，提高燃烧表面致密度，抑制氧的扩散；而对于Ti14合金，共析反应生成大量的液相，富Cu相包裹Ti相球化晶粒形成Cu元素富集层，隔离氧并减少钛与氧的接触，从而降低氧向基体的扩散速率，同时Cu相的包裹作用增加氧扩散的距离，氧需要更多的能量扩散与Ti接触并反应，从而抑制了反应的发生。     

镍基高温合金GH4282的凝固和偏析行为

采用差示扫描量热（DSC）分析、显微组织观察和热力学计算相结合的方法对镍基高温合金GH4282的凝固过程和元素偏析行为进行研究,得到了合金的凝固顺序以及元素偏析特征。结果表明,GH4282合金的凝固顺序为：γ基体、MC碳化物以及少量的硼化物。由DSC测得的合金GH4282合金的固-液相温度范围为1316~1367 ℃,MC、M6C型碳化物和γ′相的溶解温度分别为1338 ℃、1092 ℃和1003 ℃。热力学计算结果表明,GH4282合金在凝固过程C、B、Ti和Mo偏聚于枝晶间,Al偏析于枝晶干,Cr、Fe和Co几乎不发生偏析,这与铸态组织观察到的元素偏析特征是一致的。     

Liquid phase separation of Cu-Cr alloys during rapid cooling

1 Introduction Cu-Cr alloys containing 20%- 50%Cr have been widely investigated because they are the most important contact materials used in high voltage vacuum switches. It has been well known that the smaller the Cr particles in Cu-Cr alloys are, the b…     

Ti-ZrO2系金属陶瓷性能与显微结构

通过对Ｔｉ－Ｏ－Ｎ和Ｚｒ－Ｏ－Ｎ体系的热力学计算，绘制了Ｔｉ－Ｚｒ－Ｏ－Ｎ系的热力学参数状态图，根据Ｔｉ和ＺｒＯ２两相的稳定共存区确定了材料合成的热力学条件，采用常压烧结工艺制备了不同组分配比的Ｔｉ－ＺｒＯ２系金属陶瓷研究了组成配比的变化对材料性能和显微结构的影响。结果表明，随着Ｔｉ含量的增加，材料的相对密度和抗弯强度出现极小值，Ｔｉ含量在５０％～７５％（体积分数，下同）之间是材料的力学性能弱点区     

γ-TiAl合金表面辉光等离子Ni-Cr共渗层的组织与性能

采用双层辉光等离子表面冶金技术在γ-TiAl合金表面进行Ni-Cr共渗处理,形成均匀致密的Ni-Cr合金层,通过SEM、EDS、XRD等对其渗层显微组织、化学成分和相结构进行分析,并测试了合金层的显微硬度及耐磨性。结果表明,合金层有效渗层厚度为25μm,主要由Cr2 Ti、AlTi、Cr、NiTi2、Cr1.75 Ni0.25 Ti等相组成;合金层中合金元素Cr和Ni由表及里呈梯度分布,合金层与基体结合牢固;合金层的显微硬度、动态硬度及摩擦磨损性能显著高于基体。     

Liquid phase separation in transition element high entropy alloys

Non-consumable arc melting was used to produce buttons of transition metal (Co-Cu-Fe) high entropy alloys (HEAs) with additions of Al, Cr, Mn, Ni, V or Ti. High resolution scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy (EDS) capabilities were used for microstructural characterization. It was found that certain HEAs exhibit stable liquid miscibility gaps causing separation into two liquids, namely a Cu-lean liquid, L1, and a Cu-rich liquid, L2. Since, in stable liquid phase separation (LPS) involving Cu, the Cu-rich L2 has a higher density and a lower melting temperature, it sinks to the bottom of the casting. Secondary melt separation was also observed and resulted in small spheres of the minority liquid embedded in the matrix of the first liquid. Additions of Co, Al, Ti, and Ni were found to lower the miscibility gap temperature (T_MG), while additions of Cr, V, and Nb were observed to raise T_MG and enhance stable LPS. Thermodynamic calculations were used to support the experimental results.     

Formation process of liquid in interface of Ti／Cu contact reaction couple

By using the Ti/Cu contact reaction couples, the dissolution behavior of Ti and Cu in the eutectic reaction process was investigated under different conditions. The results show that the formation of eutectic liquid phase has a directional property, i.e. the eutectic liquid phase forms first at the Cu side and then spreads along the depth direction of Cu. The width of the eutectic liquid zone when Ti is placed on Cu is wider than that when Ti is placed under Cu. The shape of the upside liquid zone is wave-like. This phenomenon indicates that the formation process and spreading behavior in the upside are different from those in the underside, and there exists void effect in the Cu side of underside liquid zone, this will result in the delaying phenomenon of the contact reaction between Ti and Cu,and distinctly different shapes of the both liquid zones. The formation process of Ti/Cu eutectic liquid zone is similar to that of the traditional solid-state diffusion layer, and the relationship between the width of liquid zone and holding time obeys a square root law.     

Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢的润湿行为

用座滴法研究了Zr55Al10Ni5Cu30合金熔体与不锈钢基片在连续升温和不同温度下保温20 min的润湿动力学,用扫描电镜观察了润湿冷凝样品的界面形貌,用能谱分析、X射线衍射等研究了界面反应,分析了Zr55-Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的扩散和界面问题.结果表明:随着温度的升高,Zr55Al10Ni5Cu30与不锈钢基片之间的润湿角减小,润湿半径增大;1 223,1 273 K时等温润湿动力学分3个阶段:孕育阶段、准稳态减小阶段和趋于平衡阶段,温度高于1 323 K时润湿只有趋于平衡阶段;Zr55Al10Ni5Cu30合金与不锈钢之间的润湿为反应控制型润湿,界面处有明显的扩散层和界面反应层;合金熔体一侧含熔体与不锈钢反应生成的Cr2Zr,界面处含反应生成的Al5Cr;在制备Zr55Al10Ni5Cu30/不锈钢非晶复合材料时必须合理选择制备工艺,严格、控制界面反应.     

电场激活Ti/Ni扩散偶连接界面相变规律与力学性能的研究

本试验采用电场激活扩散连接技术(FADB)实现了Ti/Ni的扩散连接。研究了Ti/Ni两种材料发生界面扩散反应时新相的生成规律及其对连接强度的影响。利用扫描电子显微镜及能谱仪观察和分析了扩散层的显微组织、相组成和界面元素分布。采用万能试验机对扩散层的抗剪切性能进行了测试。研究结果表明,在电场作用下,Ti与Ni通过固相扩散形成了良好的冶金结合界面,界面处金属间化合物的生成次序依次为Ni3Ti、Ni Ti2、Ni Ti。当扩散温度≥750℃时,Ti表现出超塑性和良好的扩散性,促使扩散层中的Ni3Ti转变成富钛层,该富钛层的形成有利于接头强度的提高。界面的剪切强度随着电流的增大而增大,当电流为930~1200 A时,界面的剪切强度可达90.54 MPa。