稀土元素La对Zn-Cu-Ti-Mg合金组织和性能的影响

采用熔铸法制备了稀土La元素含量不同的Zn-Cu-Ti-Mg合金,研究了稀土元素La对Zn-Cu-Ti-Mg合金微观组织、断口形貌和力学性能的影响。结果表明:在稀土元素La含量小于1%(质量分数)时,随着La的加入,Zn-Cu-Ti-Mg合金的铸态组织中枝晶明显减少,枝晶臂缩短,晶粒细化;稀土元素与杂质形成化合物,能够清除晶界杂质,抑制杂质元素的有害影响。随着稀土元素含量的升高,Zn-Cu-Ti-Mg合金的硬度和塑性不断提高,强度先减小后增大,断裂机制也由解理断裂变为微孔聚集型断裂。     

电磁模拟微重力+电脉冲复合场作用下Cu-20Pb亚偏晶合金的组织与性能

在常规和电磁模拟微重力+电脉冲复合场作用下分别制备Cu-20Pb亚偏晶合金,对合金的显微组织、显微硬度、耐磨性能进行分析。结果表明,Cu-20Pb亚偏晶合金由基体α-Cu和基体间的组织β-Pb组成,常规条件下制备的亚偏晶合金基体上存在偏析组织,枝晶较粗,晶粒尺寸大,组织均匀性差;复合场下的亚偏晶合金基体上的偏析组织得到抑制,枝晶变得细小致密,晶粒尺寸减小了70.1%,组织均匀性好。显微硬度测试表明,经复合场处理后Cu-20Pb亚偏晶合金显微硬度得到提高,平均显微硬度提高了29.68%。摩擦磨损试验表明,复合场下制备的Cu-20Pb亚偏晶合金拥有更低的摩擦因数和磨损量,合金的耐磨性能得到提高。     

电化学沉积Ni-W合金纳米晶镀层的组织与硬度研究

采用电沉积制备Ni-W合金纳米晶镀层，研究了纳米晶的形成与镀层组织结构和硬度。随着镀液组分的变化，镀层的表面形貌发生变化；X射线衍射结果表明，Ni-W合金的晶粒尺寸在17-30m之间；镀液组成、pH值、电流密度、温度等因素对Ni-W合金纳米晶沉积层的硬度都有影响，最主要的影响因素是pH值及电流密度。     

纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀特性

利用脉冲电沉积技术制备纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层。用EDS、XRD、TEM和SEM等手段分析纳米晶镀层的成分、微观组织结构和表面形貌。用电化学极化方法研究镀层中Co含量和退火温度对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%（质量分数,下同）NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单一面心立方结构,其晶粒尺寸随镀层Co含量的增加而减小。镀层的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,并呈现强的（111）织构。纳米晶镀层的腐蚀速率随Co含量的增加先下降而后上升。退火可明显降低纳米晶镀层的腐蚀速率。纳米晶与粗晶Co-Ni-Fe合金镀层经电化学腐蚀后呈现出完全不同的腐蚀形貌。     

纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀特性

利用脉冲电沉积技术制备纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层。用EDS、XRD、TEM和SEM等手段分析纳米晶镀层的成分、微观组织结构和表面形貌。用电化学极化方法研究镀层中Co含量和退火温度对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单一面心立方结构,其晶粒尺寸随镀层Co含量的增加而减小。镀层的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,并呈现强的(111)织构。纳米晶镀层的腐蚀速率随Co含量的增加先下降而后上升。退火可明显降低纳米晶镀层的腐蚀速率。纳米晶与粗晶Co-Ni-Fe合金镀层经电化学腐蚀后呈现出完全不同的腐蚀形貌。     

电磁搅拌对Cu-Ag合金凝固组织及性能的影响

在有无电磁搅拌条件下制备了不同Ag含量的Cu-Ag合金,并对不同电磁搅拌条件下Cu-Ag合金的凝固组织和硬度进行测试。结果表明,电磁搅拌使Cu-Ag合金初生Cu枝晶变短、变粗,晶粒变细,且共晶组织细化;电磁搅拌使Cu-Ag合金初生Cu枝晶内Ag含量降低,合金横截面硬度降低。     

Ni、Fe含量对90Mo-Ni-Fe合金性能的影响

为改善95Mo-Ni-Fe合金烧结致密化过程中晶间脆性的现象，本文研究合金中Ni、Fe含量对90Mo-Ni-Fe合金的影响，同时在此基础上通过添加少量MoB进行性能强化。以Mo、Ni、Fe的金属氧化物为原料，制备了微米级的90Mo-Ni-Fe复合粉体，并采用粉末冶金法烧结，对比了不同Ni、Fe含量90Mo-Ni-Fe合金的致密化程度、显微组织及力学性能的差异。结果表明：Fe含量的增加可以抑制90Mo-Ni-Fe合金中Mo晶粒的长大，同时减少晶间脆性金属间化合物的形成；90Mo-5Ni-5Fe合金的硬度和弯曲强度最高可达到655HV和613 MPa。结合合金断口形貌分析，脆性金属间化合物的存在恶化了界面性能，导致材料的弯曲强度降低。另外，添加2%MoB后，90Mo-5Ni-5Fe合金的相对密度和硬度分别提高为98.00%和861HV。     

稀土Ce及热处理对锡青铜组织和硬度的影响

通过OM、SEM、EDS、硬度测试等分析手段,研究了Ce及热处理工艺对ZQSn10-2合金组织和性能的影响。结果表明,加入0.06%的Ce后,ZQSn10-2合金晶粒细化,二次枝晶间距减小,基体中Sn偏析程度减弱,硬度有所提高。随着热处理温度的升高,合金中δ相减少,α-Cu固溶体中Sn含量增大,ZQSn10-2合金晶粒转变为细小的等轴晶。合金硬度也随热处理温度的升高而提高。     

CeO_2对AlCoCuFeMnNi高熵合金涂层组织和硬度的影响

为探究稀土氧化物Ce O_2对高熵合金的影响,采用等离子熔覆技术,在Q235钢基体上制备了添加0%、0.5%、1%和1.5%(质量分数)Ce O_2的Al Co Cu Fe Mn Ni高熵合金涂层。利用SEM、EDS和XRD研究了Ce O_2对合金涂层组织和硬度的影响。结果表明:涂层组织呈枝晶成长特性,由BCC枝晶和FCC枝晶间组织构成。Ce O_2添加量越多,涂层组织越致密,晶粒越细小,细晶强化是涂层硬度提高的主要原因。     

Ti元素对Al_(1.2)FeCrCoNiTi_x高熵合金微观组织及硬度的影响

采用非自耗真空电弧熔炼制备了Al_(1.2)FeCrCoNiTi_x(x=0、0.25、0.5、0.75、1)高熵合金。研究了微观组织、相变规律以及Ti含量的变化对该合金微观应力、晶粒大小和硬度变化的影响。结果表明:随着Ti添加量的增大,该合金逐渐表现出典型的树枝晶结构,而且晶间体积逐渐扩大;合金逐渐表现出三相,而且在不断加强;合金微观应力逐渐增大;晶粒尺寸先减小后增大,其中Al_(1.2)FeCrCoNiTi_(0.5)合金最小;硬度先增大后减小,其中Al_(1.2)FeCrCoNiTi_(0.5)合金最大。     

铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层及其组织性能

目的 以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性.方法 在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0％、5％、10％、15％时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层.利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织.利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征.结果 不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10％时,出现FCC相.高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合.不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15％时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍.磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15％时,磨损率约为0.14 mg/mm2,耐磨性能最好.结论 在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性.     

Mg-12Zn-xCa合金T6处理后的组织与硬度

研究了铸态Mg-12Zn-xCa(x=0、1、2、3)合金T6处理后的组织与硬度。结果表明,铸态Mg-12Zn-xCa合金经T6处理后,组织中α-Mg相由枝晶变为等轴晶且细化,硬度提高。随着Ca含量增加,T6处理Mg-12Zn-xCa合金组织细化,硬度提高,但Ca含量超2%时,组织出现枝晶化,硬度降低。     

Si 含量对 FeCoCr0. 5 NiBSix 高熵合金涂层组织结构和耐磨性的影响

目的研究Si含量对激光熔覆FeCoCr_(0.5)NiBSi_x高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性的影响。方法采用激光熔覆技术,在45钢基体表面制备了不同Si含量的FeCoCr_(0.5)NiBSi_x(x取0,0.1,0.2,0.3,0.4)系列高熵合金涂层,分析涂层的宏观形貌、微观组织及相结构,测试涂层的硬度,通过摩擦磨损实验测试涂层的耐磨性。结果熔覆态高熵合金涂层均由FCC相和M2B相组成,显微组织包括先共晶组织和共晶组织。随着Si含量的增加,FCC相增多,M_2B相减少,共晶组织由蜂窝状到颗粒状,然后消失。高熵合金涂层的平均硬度随着Si含量的增加而先降低后增加,FeCoCr_(0.5)NiBSi0.3的硬度值最小(613HV),FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.4)的硬度值最高(820HV)。高熵合金涂层的磨损体积随着Si含量的增加而先增大后减小,FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.3)的磨损体积最大(0.00406mm3),FeCoCr_(0.5)NiBSi0.4的磨损体积最小(0.00233mm3)。结论随着Si含量增加,涂层的M2B相减少,共晶组织逐步消失,耐磨性则先降低后提高。耐磨性能最好的是FeCoCr_(0.5)NiBSi_(0.4)高熵合金涂层。     

Al含量对CuCrFeMnTiAl高熵合金组织及摩擦磨损行为的影响

根据高熵合金的设计理念制备CuCrFeMnTiAlx(x=0,0.5,1.0,1.5)合金,研究Al含量对该合金系组织结构、硬度及摩擦磨损行为的影响。结果表明:该铸态高熵合金具有简单结构,随Al含量增加,结构由密排六方转变为面心立方;合金的组织为典型的枝晶组织,枝晶间Cu富集的现象明显;合金硬度随着Al含量的增加而升高,其中Al-1.5合金的硬度最高,可以达到7.19GPa;Al-0.5合金在摩擦过程中表面产生氧化区,降低了摩擦系数,因此Al-0.5合金的耐磨性最佳。     

Cu含量对激光选区熔化CoCrMoCu合金微观组织及表面摩擦磨损性能的影响

目的 阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法 采用Co CrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%、4%、6%的CoCrMo/Cu混合粉末,并通过SLM技术制备相应的试样。对不同Cu含量的SLMCoCrMoCu的相组成、微观结构、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能进行检测和分析。结果 Cu含量对SLMCoCrMoCu的相组成和微观组织没有明显影响,在不同Cu含量的试样中,试样的微观组织均主要为胞状等轴晶。在力学性能方面,随着Cu含量的升高,试样的硬度先提升后降低,在含2%Cu的情况下达到最大值(429.2HV0.2),在含6%Cu的情况下达到最小值(367.7HV0.2)。CoCrMoCu的摩擦因数和磨损率随着Cu含量的升高而降低,在4%时摩擦因数和磨损率达到最低(2.7×10^-5 mm³/(N·m)),摩擦磨损性能最好。随着Cu质量分数进一步增加到6%,由于硬度降低,磨损性能下...     

基于稳定固溶体团簇模型的含氮铜合金薄膜

目的制备结构和性能稳定的含氮铜合金薄膜,提高铜合金的硬度。方法基于稳定固溶体团簇模型在Cu-Ni基合金成分设计方面的研究,进一步利用Nb与N相对较大的负混合焓以及Ni的作用,将N带入Cu中,达到稳定N的目的。采用磁控溅射方法在N2/Ar比为1/30的气氛中制备了Si(100)基Cu-Ni-Nb-N四元合金薄膜和参比样品,并通过电子探针、X射线衍射仪和透射电子显微镜分别分析了薄膜的成分、结构和膜-基界面,采用双电测四探针测量仪和超轻微载荷努氏硬度计测量了薄膜的电阻率和硬度。结果与Cu(N)薄膜相比,四元合金薄膜具有更好的结构稳定性和更高的硬度。溅射态时,四元薄膜由铜的纳米柱状晶和少量NbN组成,硬度均在5 GPa左右。550℃/1 h退火后,薄膜致密度好,部分N能以NbN化合物的形式稳定存在于薄膜中,大部分薄膜的硬度在3 GPa以上,并且具有较好的导电性。结论采用稳定固溶体团簇模型选择固氮元素,能够制备出综合性能较好的含氮铜合金薄膜,为其进一步用于铜及其合金的表面改性奠定了基础。     

代铜用硅相增强铸造锌铝复合材料的研究

选择多种成分的锌铝合金，以硅为增强相，扩大硅的成分范围，采用复合钠盐和稀土混合物对合金中的硅进行变质处理，测定试验合金的冲击韧度、硬度、抗拉强度、耐磨性以及高温耐磨性等力学性能，探讨钠盐和稀土对锌铝硅合金中硅的变质机制，优选综合力学性能较好的试样进行高温磨损测试，并观察其显微组织。结果表明，锌铝合金中加入硅相并进行复合变质后，其综合力学性能进一步提高，这归功于硅相的骨架作用。     

铬含量对Fe-Cr-B堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

目的在Fe-x Cr-3.5B-0.1C药芯焊丝中加入不同含量的铬,了解铬含量对堆焊合金硼化物形貌以及耐磨性能的影响。方法采用CO_2气体保护堆焊的方法在Q235钢基板上制备Fe-Cr-B系耐磨合金,利用光学显微镜、XRD、SEM等方法观察堆焊合金层的显微组织结构,以及湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机对堆焊层进行磨粒磨损试验。结果堆焊合金层主要由铁素体枝晶、马氏体、珠光体和硼化物组成,硼化物随着Cr含量的增加发生Fe_2B到M_2B(M=Fe,Cr)的转变,它主要分布在金属基体的连续网状和鱼骨状结构中。凝固过程中,当Cr质量分数大于9%时,首先形成初生M_2B颗粒,随后形成共晶的M_2B和BCC结构的Fe基固溶体,这种共晶的微观结构主要由基体和长条状的M_2B硼化物组成。从Cr与(Fe,Cr)的原子数分数比值可以看出,硼化物发生从Fe_2B→(Fe,Cr)_2B→(Cr,Fe)_2B的转变。铬含量对Fe-Cr-B系耐磨堆焊合金的组织、硼化物形貌有较大影响。由于硼化物空间结构的变化,硼化物的显微硬度会随着铬原子进入Fe_2B而逐渐提高。结论随Cr含量的增加,及共晶硼化物硬质相的析出,堆焊合金的硬度和耐磨性呈现持续提高的趋势。当Cr含量为20%时,合金中生成的长条状M_2B相作为耐磨骨架无序的分布且镶嵌于基体中,合金耐磨料的磨损性能比Cr含量为9%时的提高了约7.4倍。     

Microstructure evolution and hardening mechanisms of Ni-P electrodeposits

Ni-P alloy coatings with different phosphorus contents were prepared by electroplating in a nickel sulfate bath containing phosphorous acid (H₃PO₃). Hardening mechanism, such as dispersion hardening of Ni nano crystals in amorphous matrix of the as-deposited Ni-P coating and coarsening weakening of Ni₃P for the high P coating after 1 h of heat treatment at 400 °C were concluded from the experimental data. Hardening mechanism of Ni-P alloys were further discussed based on the microstructure evolution with increasing deposit P content and during the heat treatment by using high resolution TEM (HR-TEM). A maximum hardness was observed for the as-deposited and heat-treated Ni-P alloys with 4 wt.% and 6 wt.% P, respectively. These composition ranges corresponding to the microstructure with high hardness proposed are believed to be useful for the industrial applications and further study.     

B对铸造Pb-Mg-10Al合金摩擦磨损性能的影响

利用立式高频感应炉制备出3组不同B含量的铸造Pb-Mg-10Al合金,并对其摩擦磨损性能进行了研究.采用X射线衍射仪分析物相,用扫描电镜观察其显微组织.结果表明,随着B的添加,合金组织中出现了陶瓷相AlB2颗粒,由于陶瓷相的增多,合金的硬度得到显著提高.室温滑动摩擦磨损试验表明,合金的耐磨性能随B含量的增加而增加,当B含量为2％时,其磨损量和摩擦因数最小.