Fe-Ti-N形核合金对工业纯铁凝固组织的细化作用

通过在铁钛熔体中引入氮气,制备了形核Fe-Ti-N合金.扫描电镜和能谱仪观察结果表明,该形核合金中均匀分布着大量的TiN粒子.应用该形核合金对熔态工业纯铁进行凝固组织细化实验,结果发现,添加2wt%合金后,纯铁铸锭的等轴晶区比例从30%提高到60%,平均晶粒尺寸从700μm降低到400μm.     

冷却速度对Mg-8Gd-1Er合金凝固组织的影响

本文采用温度采集装置测定了Mg-8Gd-1Er(GE81)合金在石墨型炉冷、石墨型空冷、铁型空冷、铜型空冷四种不同冷却方式下的平均冷却速度,基于经典形核理论分析了晶粒密度与冷却速度的关系;利用金相显微镜和扫描电镜观察了不同冷却速度下合金的铸态显微组织,分析了晶粒密度、第二相体积分数及硬度与冷却速度的关系。研究结果表明：合金在不同冷却方式下的平均冷却速度分别为0.23,0.46,2.17,3.88 K·s-1,冷却速度与过冷度为线性关系：?T=13.5664v+6.9655;随冷却速度增加,晶粒明显细化,晶粒密度与冷却速度的关系为：Nv=1.1135×1012exp(-46.8344/(13.5664v+6.9655));此外,第二相体积分数减小,分布更加细小均匀,合金硬度明显增大,硬度与冷却速度的关系为：HV=72.1772-12.6895/(1+exp(v-2.2570))。     

Al-9.6%Mg合金高压凝固组织及稳定性

利用扫描电镜、X射线衍射仪和透射电镜对6GPa高压下凝固的Al-9.6%Mg合金的显微组织以及组织的稳定性进行研究,对高压亚稳相形成机理进行探讨。结果表明：常压下枝晶间大量存在的Al3Mg2相在高压凝固时消失,形成另一密排六方结构相;经300℃,11h时效处理后,组织变得不稳定,六方结构相消失,转变成稳定的Al3Mg2相,但其形态由常压下三岔分界形式转变成团状,由此推断该六方结构相为亚稳相;在高压凝固条件下Mg在Al基体中的固溶度由7.74%增大到11.3%,Al相的晶格常数增加,在XRD图中表现为Al相衍射峰左移,但经时效处理后,Al相衍射峰基体又回复到常压时的位置。     

Al-15Pb合金高压下凝固及热处理后的组织与耐磨性

采用高压六面顶在4GPa下制备了Al-15Pb合金并在该压力下进行了热处理。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机对制备的Al-15Pb合金进行了微观组织和耐磨性能的研究。结果表明,常压和高压下,Al-15Pb合金均由α-Al相和Pb粒子相组成,但是常压凝固时大量Pb粒子分布于Al基体上,而高压凝固后,Pb粒子数量减少,尺寸减小;高压热处理时,分布于Al基体上的Pb粒子相数量极少,且尺寸很大。常压凝固时,Pb在α-Al相中固溶度为0,高压凝固和高压热处理时,Pb在α-Al相中均有一定的固溶度。高压凝固Al-15Pb合金中α-Al相的硬度比常压时大很多,增大39%,高压热处理态时α-Al相硬度也增大,增大了19%。高压条件制备的Al-15Pb合金的抗磨性能改善,但减摩性能变差。     

Al-Bi-Ce-Cu难混溶合金的凝固组织和耐磨性

本文研究了Al-Bi-Ce-Cu难混溶合金的凝固组织和耐磨性能。实验结果表明,添加Ce到Al-Bi合金中,原位生成的棒状化合物Bi₂Ce作为异质形核质点,促进了Bi相的形核,所制备难混溶合金中富Bi相颗粒弥散分布。添加Cu到Al-Bi-Ce合金中生成了硬质相Al₂Cu,硬质相增强了基体的硬度,进而提高了合金的耐磨性能,降低了合金的耐磨性系数。因此Al-Bi-Ce-Cu合金,不仅具有富Bi相颗粒弥散分布的组织,同时还具有高的耐磨性能,有很强的实际应用价值。     

Al-Cu-Si三元共晶合金的高压凝固组织

利用六面顶压机在不同高压(2、4、5、6GPa)下对Al-13.6Cu-6Si合金进行了高压凝固试验,通过光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪对高压凝固合金的相组成及显微组织形貌进行了分析,并测定了其硬度。结果表明,高压下凝固的Al-13.6Cu-6Si合金的相组成与常压凝固合金相比没有发生变化,仍由α-Al相、θ-Al2Cu相和β-Si相组成;但显微组织形貌显著改变,由常压下凝固的共晶组织转变为高压下凝固的以枝晶状α-Al为初生相领先生长的亚共晶组织;高压凝固后合金硬度显著提高,并且硬度随压力的增加而增高,在压力为5GPa时达到最大值。     

高压作用下合金凝固的研究进展

综述了高压作用下合金凝固的研究现状,重点介绍高压作用下晶粒形核、长大模型、溶质扩散等理论模型,以及高压在材料制备中的应用,最后对高压作用下的合金凝固过程的研究进行了评价与展望.     

激光表面处理Al-Pb偏晶合金的凝固行为研究

以高纯度Al和Pb为原料,采用铸造方法制备Al-Pb合金,对其进行激光表面处理,研究激光处理热影响区的微观组织,进而分析影响Al-Pb合金形核率的因素。结果表明,激光表面处理可以细化Al-Pb合金的晶粒,并使组织更加均匀,显著提高合金的使用性能。     

包晶Nd-Fe-B合金定向凝固与形核有关的组织选择

对Nd_(14)Fe_(79)B_7合金进行了定向凝固试验与形核有关的凝固组织形成研究.发现凝固速率为200和500μm/s试样中局部区域有粗大等轴Fe枝晶形成;并且在凝固速率500 μm/s的试样中存在α-Fe枝晶与Nd_2Fe_(14)B枝晶交替生长的带状组织.分析表明,当凝固速率为200μm/s时,定向生长的Fe枝晶界面前沿液相中的温度分布相对于γ-Fe平衡液相线是过冷的;当凝固速率为500μm/s时,Fe枝晶生长界面前沿相对于γ-Fe和Nd_2Fe_(14)B平衡液相线均会产生过冷.理论分析可以解释定向凝固试样中等轴晶和枝晶带状组织的形成.     

超声振动对近共晶Al-Si活塞合金凝固组织的影响

研究了超声振动对Al-11.5Si-4Cu-2Ni-1Mg-0.45Fe合金凝固组织的影响。结果表明,经超声振动的合金中,初生硅形貌由长条状转变为多边形状,并得到了显著细化。其中空化效应产生的大过冷度引起的异质形核和生长时间缩短是初生硅细化的主要原因。随着超声功率的增加,初生硅由长条状转变为短棒状,α-Al₅FeSi相由块状转变为半圆形态。共晶硅和金属间化合物形态的演变和细化主要是由空化效应引起的固体破碎、均匀的溶质分布、均匀的温度场及共晶生长时间的缩短造成的。     

基于CA-FE法的Cu-Cr-Zr-Ag合金凝固组织模拟

Cu-Cr系合金因其具有高强度、高导电以及优异的耐磨损性能,被广泛应用于电气化铁路接触导线、连续铸造结晶器内衬、异步牵引电动机转子以及耐磨电触头等。应用ProCAST软件中的CA-FE法对Cu-0.1Cr-0.08Zr-0.08Ag合金的凝固过程进行了模拟。结果表明：Cu-Cr-Zr-Ag合金凝固时,铸坯外表面沿模壁产生细晶薄层后,随之形成几何取向一致的柱状晶,而铸坯的心部则是由许多粗大的等轴晶所组成。随着冷却速度的加大,合金铸坯晶粒变得更为细小。模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性。     

时效处理对快速凝固Cu—Cr合金显微组织和显微硬度的影响

对Cu-3.17Cr（质量分数,％）合金进行旋淬法快速凝固,对快凝合金条带铸态和时效后的显微组织与显微硬度进行了观察与测定。发现其急冷态组织中,有少量大的铬颗粒均匀分布在整个条带上,并得出这些大颗粒的凝固模式。当时效温度不大于500℃时,合金的显微硬度随时效温度升高明显地增加,并可证明此时共格强化起主要作用;当时效温度超过600℃时,显微硬度急剧下降,发生了过时效。     

GPa级超高压下Mg-6Zn-1Y合金晶体形态及凝固组织分析

利用扫描电镜（SEM）并配合能谱（EDS）、XRD研究了超高压凝固下Mg-6Zn-1Y合金晶体形貌和凝固组织。结果表明：GPa超高压下凝固,随着凝固压力的增大,α-Mg晶体形态由1.03×0-9 GPa(常压)下的树枝晶→细树枝晶→柱状树枝晶→粒状“胞晶”的转变,固/液界面趋于稳定。1.03×10-9 GPa下实验合金的凝固组织由α-Mg相、I-Mg3Zn6Y和S-Mg43Zn4Y3相3相组成,2~6 GPa下实验合金的凝固组织由α-Mg、I-Mg3Zn6Y和S-Mg43Zn4Y3相和高Y含量的Mg-Zn-Y三元相4相组成     

快速凝固Cu-Fe难混溶合金的显微组织

采用高压气体雾化技术制备了Cu—Fe合金粉末，并对粉末的组织进行了观察分析．结果表明，雾化液滴的尺寸与合金成分影响凝固组织的演变过程．雾化液滴尺寸越小，其内部富Fe相越弥散；Fe含量越接近亚稳液态组元不混溶区域的临界成分，越容易发生液-液相变．分析表明，富Fe液滴的Marangoni迁移和富Fe粒子与固-液界面之间的相互作用是导致粉末外部形成贫Fe层的主要原因．     

Ti-45Al合金的定向凝固组织

采用区域重熔定向凝固技术制备了Ti-45Al合金定向凝固试样,研究了不同参数下的凝固组织。结果表明,该合金在定向凝固过程中一次凝固可以以胞晶形式实现定向生长,胞晶内α2/γ片层方向与生长方向成45°或90°。凝固过程中稳定相β及亚稳相α同时存在,并以胞状生长,存在竞争而引起的交替现象。降速生长时定向组织比较理想。淬火实验表明,在大过冷度下亚稳α相作为领先相析出。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的组织与性能研究

对喷射沉积制备的高zn（11．3wt％）Al-Zn-Mg-Cu合金进行挤压和热处理,并测试了力学性能。通过透射电镜和扫描电镜对拉伸试样的微观组织进行了研究,提出了合金的强化机制。结果表明,该喷射沉积Al-Zn-Mg-cu合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为849MPa、796MPa和3．3％。合金的强化主要来源于纳米晶强化、固溶强化以及沉淀强化。断口分析显示,合金的断裂方式主要为沿晶断裂。     

高压对Cu-Zn合金固态相变组织的影响

借助金相、SEM/EDS及XRD对不同高压下Cu-Zn合金固态相变组织进行了研究,分析了压力对合金组织的影响。结果表明,Cu-Zn合金在25～750℃、3～6GPa的压力下发生固态相变时,可获得晶粒尺寸细小、形状各异且分布随机的α相,Cu-Zn合金的相变体积分数随压力的增大而减少,当压力为6GPa时,Cu-Zn合金的组织变化不明显。     

Cu-Zn合金经高压处理后的组织演化和耐腐蚀性

通过金相、扫描电镜(SEM/EDS)、X射线衍射仪及电化学等方法对Cu-Zn合金经高压处理后的组织演化及耐腐蚀性能进行研究.结果表明,Cu-Zn合金在25～750℃,1～6 GPa范围压力下的相变体积分数随压力的增大先增加后减少,当压力为3 GPa时,相变体积分数最多,获得的组织较细小,合金抗腐蚀性能最差,压力为6 GPa时,合金抗腐蚀性能最好,合金的耐腐蚀性能与其组织有较好的对应关系.     

DZ4合金在高压气淬真空炉中的热处理

在真空高压气淬炉中，对ＤＺ４合金以不同压力冷却进行固溶处理，从中找出最佳压力为０．０５－０．２ＭＰａ，其固溶温度，时间及时效Ａ怀常规工艺相同