脉冲磁场下Al-5Fe合金凝固组织的细化

通过自行研制的脉冲磁场装置,研究了不同的脉冲磁感应强度、浇注温度及模具预热温度对Al-5Fe合金凝固组织的影响.结果表明,通过控制脉冲磁场参数和合金的凝固条件,可以有效细化Al-5Fe合金的凝固组织,Al3Fe相由粗大的长条状转变为细小的针状;在0～210 V范围内,随着脉冲电压的增加,Al3Fe相逐渐细化;在800～890℃范围内,随着浇注温度的提高,磁场作用下Al3Fe相先细化后有所粗化,当浇注温度为860℃时,Al3Fe相的细化效果最好;在200～800℃范围内,经过磁场处理合金的凝固组织随着模具温度的升高逐渐细化.     

氮对Fe－Cr－Ni高温合金组织与性能的影响

在所设计的高碳Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ合金中，添加０．２０～０．４０％的氮，可以固溶强化合金基体，延迟晶粒粗化，抑制碳化物沿晶界过量析出与长大，改善碳化物形貌与分布以及碳化物与晶粒基体间的结合，强化合金的晶粒与晶界，从而提高合金的高温强度。氮含量不超过０．４５％时，对合金的工艺性无不良影响。     

Mg对Al-5％Fe合金组织的影响

研究了Mg对Al-5％Fe合金中Al3Fe相形貌的影响。研究发现，Mg对Al-5％Fe合金中Al3Fe相的形貌产生较大影响。未加入Mg时，初生Al3Fe相大多为针状，少量为花朵状。加入Mg后，组织得到改善：初生针状Al3Fe相变小，有向花朵状转变的趋势，共晶A13Fe相长成针点状；当Mg量超过0．5％后，初生Al3Fe相的分枝加剧。     

NaCl和水蒸气对Fe—Cr合金腐蚀行为的影响

用热重地研究了在６００℃表面未涂或涂有ＮａＣｌ膜的情况下,Ｆｅ－Ｃｒ合金在空气或空气＋水蒸气中的腐蚀行为。结果表明,与合金在空气或水蒸气的腐蚀行为明显不同的是,在单纯ＮａＣｌ与水蒸气的协同作用下。随着Ｃｒ含量的增加,Ｆｅ－Ｃｒ合金的耐蚀性能反而降低,即Ｃｒ含量越高,合金的腐蚀增重越大。     

脉冲磁场-机械振动复合处理细化Al-5%Fe合金凝固组织

以脉冲电压、脉冲频率、模具预热温度及浇注温度为研究因素,对Al-5%Fe合金施加脉冲磁场-机械振动复合处理进行了研究。研究表明,通过控制复合处理参数和凝固条件可有效细化Al-5%Fe合金的凝固组织;A13Fe相由长针状转变为细针状及针点状;在0~250 V范围内,随脉冲电压的增加,A13Fe相呈现先细化后粗化的趋势;在0~5 Hz范围内,随脉冲频率的增加,A13Fe相逐渐细化;模具预热温度对A13Fe相的尺寸无规律性影响,400℃时细化效果最好;在800~890℃范围内,随浇注温度升高,A13Fe相逐渐粗化。     

脉冲磁场处理对铁钴合金性能和微观组织的影响

针对铁钴合金高钴含量和均匀化过程缓慢导致的机械加工困难、所需后处理时间长的问题,利用多物理场活化烧结技术(Micro-FAST)制备了铁钴合金,并采用脉冲磁场处理技术对铁钴合金进行了改性处理,结合微观组织的分析,对脉冲磁场的作用效果进行了讨论。结果表明：脉冲磁场处理技术可以改善合金的晶界缺陷状态和晶内缺陷,促进错排原子移动至晶格点阵位置;经脉冲磁场处理后,铁钴合金的饱和磁化强度从197.38 emu/g提高到214.11 emu/g,提升约8.5%,矫顽力从62.85 Oe降低至51.38 Oe,降低约18.2%;同时改善了合金的残余应力状态,残余应力平均降低约8.62%。     

脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金双级时效组织和性能的影响

将Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在477℃固溶1 h后,基于脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金进行双级时效处理,通过改变时效时间,且与常规双级时效组织和性能对比分析,研究脉冲磁场对Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金时效过程中析出相和力学性能的影响,并结合动力学分析Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金在脉冲磁场双级时效过程中析出相加速析出的扩散机制。采用SEM观察Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金析出相和拉伸断口形貌,并进行力学性能测试。结果表明,脉冲磁场在Al-6.15Zn-1.41Mg-1.45Cu合金经时效过程中,提高扩散系数,提高析出相的形核率,使得时效后,基体中出现弥散细小的析出相。经脉冲磁场双级时效处理(121℃×90 min+177℃×60 min)后,抗拉强度为495.43 MPa,硬度为156.3 HV5,相比于常规的双级时效处理,抗拉强度提升20.83%,硬度提升17.89%,时效保温时间缩短87.5%。     

La和Ce对铸造Al-7Si-0.6Cu-0.8Fe合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和激光导热等手段,研究了单独或复合添加La、Ce对铸造Al-7Si-0.6Cu-0.8Fe合金微观组织、力学性能和热导率的影响。结果表明,添加0.3%的(La+Ce)后,合金中α-Al相得到了较大程度的细化,二次枝晶臂间距(SADS)达到较小值(13.1μm),共晶Si形貌转化为细小的颗粒状且均匀地分布于晶界处,富Fe相长度降低了57.51%,其合金的热导率为159.68 W/(m·K)、抗拉强度为231.3 MPa、伸长率为6.89%,与未添加稀土合金相比,分别提高了13.79%、24.96%和118.73%。     

脉冲磁场作用下Al-5%Cu合金的时效机理

在Al-5%Cu合金时效处理过程中施加脉冲磁场,观察脉冲磁场对Al-5%Cu合金时效后组织和性能的影响。试验结果表明：在时效过程中施加脉冲磁场,加快了Cu原子的扩散,缩短了时效的时间,降低了时效温度,使基体内部Al2Cu低熔点相的弥散度进一步得到提高,使时效后的合金组织更加细化。     

Zr和脉冲磁场对Mg-Y-Zn-Ca合金组织及压缩性能的影响

对比研究了未处理、Zr处理、脉冲磁场处理及脉冲磁场-Zr复合处理对长周期结构增强Mg-5Y-2.5Zn-1.2Ca合金凝固组织及压缩性能的影响,同时考察了复合处理条件下脉冲电压和频率对合金的影响。结果表明,Zr处理、脉冲磁场处理、复合处理后,合金的凝固组织和压缩性能均有所改善,其中复合处理的效果最好;与未处理合金相比,复合处理后合金的抗压强度和压缩率分别提高43.9%和15.4%。在0~300V内,随着脉冲电压增大,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小;在1~10Hz内,随着脉冲频率增大,合金的平均晶粒尺寸先减小后增大,转折点为5Hz。晶粒尺寸越小,合金的第二相分布越均匀。合金的压缩性能与其晶粒尺寸基本对应。     

低压脉冲磁场对铸态IN718高温合金凝固组织细化的影响

研究低压脉冲磁场对IN718高温合金凝固组织细化的影响。结果表明：在低压脉冲磁场作用下可以获得完全细小的等轴晶组织。熔体冷却速度和过热度显著影响低压脉冲磁场的细化效果,降低冷却速度和过热度有利于提高脉冲磁场的细化效果。利用商业有限元软件模拟计算高温合金凝固过程中熔体中的电磁力和流场分布情况以揭示脉冲磁场的细化机制。认为脉冲磁场引起的熔体对流,以及同熔体冷却速度和过热度的合理配合是合金凝固组织细化的主要原因。     

两种热速处理工艺对Al-5％Fe合金组织的影响

研究了在高温过热Al-5％Fe合金熔体中分别加入Al锭和同种成分的Al-Fe合金两种热速处理工艺对Al3Fe相形貌的影响。试验表明：合金未热速处理时，Al3Fe相大多呈粗大的针片状和针状；采用Al-Fe合金热速处理时，过热温度为1000℃时Al3Fe相为较小的针状，但过热温度过高时，它又有所粗化；采用Al锭热速处理时，Al3Fe相随过热温度的提高而细化，其细化效果优于加Al-Fe合金热速处理。试验中还发现，组织中部分Al3Fe相出现分叉。花朵状的分叉更为明显。对分叉现象和花朵状的形成做了探讨。     

Fe-24Al-1Cr合金固溶时效处理的组织和力学性能

利用金相法、XRD和TEM研究了Fe-24Al-1 Cr合金800、900和1050℃固溶和625、565和520℃时效处理的微观组织,研究了Fe-24Al-1Cr合金固溶时效后的压缩断裂强度、压缩屈服强度及压缩率等.结果表明,Cr合金化Fe-24Al合金经固溶时效处理后仍然析出有序相B2和DO3相.Fe-24Al-1Cr合金固溶时效处理后产生富Cr的Fe-Al-Cr相,沿晶界、位错线析出,也在晶内产生.Fe-24Al-1Cr合金固溶时效处理后位错主要以位错列的形式存在,呈现平面滑移的特征,位错间距较大,达数十纳米至100 nm.出现较多位错对、位错偶极子;也存在位错攀移“弓出”、位错“弯折”等衬度特征和蜷线位错组态,说明Cr的加入增大位错对及位错之间距离以及形变位错的可动性.Cr合金化Fe-24Al合金综合力学性能优于Fe-24Al合金.经1050℃×0.5h固溶520℃×1h时效处理后的Fe-24Al-1Cr合金表现出最佳的力学性能,压缩断裂强度为1270 MPa,压缩屈服强度为750 MPa,压缩率为21％.     

表面施加氧化物薄膜涂层对Fe25Cr5Al合金高温氧化行为的影响

用电沉积－热解方法在合金表面获得了厚度为０．１－０．５μｍ的单一Ｙ２Ｏ３,Ａｌ２Ｏ３或不同Ｙ２Ｏ３含量与Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３混合的氧化物薄膜涂层,研究了在１１００℃,１０＾４ＰａＯ２的条件下各类ＯＴＦＣ对Ａｌ２Ｏ３形成Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金恒温氧化和循环氧化行为的影响。     

Mg对Al-5%Fe合金组织的影响

研究了Mg对Al-5?合金中Al3Fe相形貌的影响.研究发现,Mg对Al-5?合金中Al3Fe相的形貌产生较大影响.未加入Mg时,初生Al3Fe相大多为针状,少量为花朵状.加入Mg后,组织得到改善:初生针状Al3Fe相变小,有向花朵状转变的趋势,共晶Al3Fe相长成针点状;当Mg量超过0.5%后,初生Al3Fe相的分枝加剧.     

冷却速度对Al-3Fe合金凝固特性和微观组织的影响

采用冷却曲线测定、光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)研究了冷却速度对Al-3Fe合金凝固特性和凝固组织的影响。结果表明,在冷却速度为0.69~11.8℃/s的范围内,Al-3Fe合金的显微组织均由α-Al枝晶、初生富Fe相及枝晶间的共晶组织组成,其中富Fe相主要为Al₃Fe、Al₅Fe₂和Al₆Fe相。冷却速度对Al-3Fe合金的凝固特性和凝固组织有明显的影响。随着冷却速度的提高,合金初生相形核温度和共晶反应温度降低,合金的凝固组织明显细化。     

低压脉冲磁场对A357合金组织及阻尼性能的影响

研究了低压脉冲磁场对A357合金凝固组织及阻尼性能的影响。结果表明,低压脉冲磁场对A357合金凝固组织中初生α-Al相和共晶Si相具有显著的细化和变质作用。施加磁场处理后,T6态A357合金的阻尼性能显著提高。当在室温、频率为1 Hz和应变振幅为0.01%的条件下,经磁场处理的T6态A357合金的阻尼值达到了0.014 2,较未施加磁场处理的A357合金提高了170%。随着频率的增加,经磁场处理的T6态A357合金的阻尼值逐渐降低。