低W-W连接度65W-25Cu-10Ni合金的制备及其准静态力学性能

利用W颗粒表面化学镀Ni结合SPS的方法,制备了低W-W连接度65W-25Cu-10Ni合金,并开展了其准静态力学性能研究。结果表明,制得的Ni包W复合粉中,Ni包覆层分布均匀且与W结合良好;以Ni包W复合粉和Cu粉为原料制备的65W-25Cu-10Ni合金的组织均匀且致密。在准静态压缩加载条件下,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金的强度及塑性均大幅度提高;在准静态拉伸加载条件下,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金的强度较高,塑性没有明显提高。机理分析表明,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金中W-W连接度较低,粘结相由Cu相转变为Cu0.81Ni0.19固溶体,且W与粘结相之间形成了冶金结合,以上3个因素共同导致65W-25Cu-10Ni合金强度的提高;此外,W-W连接度的降低以及W-粘结相界面结合强度的提高是65W-25Cu-10Ni合金在准静态压缩加载条件下塑性提高的原因。     

脱氧剂Cu-10P对真空熔铸Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金微观组织和力学性能的影响

Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金由于较高的Sn含量以及凝固组织中存在硬脆δ-Cu₄₁Sn₁₁相,具备较高的强度、硬度和耐磨性,广泛应用于具有高速滑动摩擦场景的机械部件中。本文通过真空感应熔炼Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金,采用光学显微镜、X射线及荧光探伤对添加脱氧剂Cu-10P前后Cu-10Sn-3Pb-4Ni合金的组织和力学性能进行测试表征。结果表明,添加0.05%(质量分数)脱氧剂Cu-10P后,铸锭组织更加均匀,树枝晶的生长更加充分,δ相的生长得到抑制。铸锭的边缘抗拉强度由323 MPa提升到了342 MPa,断后伸长率由12.5%提升到了16.5%;铸锭芯部抗拉强度由300 MPa提升到了324 MPa,断后伸长率由11%提升到了19%。     

表面机械研磨处理Cu-10Ni合金腐蚀性能的研究

利用表面机械研磨处理(SMAT)使Cu-10Ni合金表面纳米化.采用电化学极化曲线和电化学阻抗(EIS)技术,分别研究了原始粗晶的、经表面机械研磨处理60 min的和表面机械研磨处理60 min后200℃下退火6 h的Cu-10Ni合金在0.05 mol/L Na2SO4和0.05 mol/L H2SO4混合溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,表面机械研磨处理的Cu-10Ni合金腐蚀电位产生了负移,其耐腐蚀性能降低了,但其极化曲线呈现钝化特征.     

热处理对低W-W连接度W-Cu-Zn合金静、动态力学性能的影响

采用钨粉表面化学镀铜与SPS固相烧结2种工艺相结合的方法,制备出具有低W-W连接度特征及以黄铜作为粘结相的W-Cu-Zn合金,研究了热处理工艺对合金组织与性能的影响。微观分析表明所制备出的W-Cu-Zn合金中,钨颗粒均匀分布在黄铜粘结相中,粘结相为α相Cu-Zn固溶体。热处理后钨与黄铜粘结相的两相分布没有发生变化,但力学性能变化显著,经870℃随炉冷却热处理后,W-Cu-Zn合金硬度(HV)由1438 MPa提高至1723 MPa,准静态压缩加载时抗断裂强度由650 MPa提高至750 MPa,临界失效应变由0.18增大至0.26,静态力学性能显著提高。动态压缩加载时抗断裂强度由710 MPa提高到900 MPa,临界失效应变由0.24提高到0.4,动态力学性能显著提高。机理分析表明,热处理前W-Cu-Zn合金的黄铜粘结相中存在Zn元素分布不均的现象,经870℃随炉冷却热处理后黄铜粘结相中Zn元素分布的均匀性大幅度提高,这是合金力学性能提高的原因之一;此外,热处理后黄铜粘结相中形成了大量细小弥散分布的Cu_3Zn析出相,起到弥散强化作用,这是合金的强度显著提高的另一个原因。     

典型航空用合金准静态拉压力学性能研究

针对典型航空用钛合金和铝合金,通过准静态拉伸和压缩试验研究不同加载速率下TC4钛合金和7075铝合金的力学性能,并分析了材料拉伸微观断口形貌。研究表明:相同加载速率下钛合金的抗拉强度比铝合金高约300 MPa、抗压强度高约800 MPa;拉伸速率对钛合金和铝合金的弹性模量和断面收缩率均有较为显著的影响。压缩速率对两种合金的力学性能影响均不显著。但同种材料的拉、压弹性模量相差较大;拉伸断裂后钛合金颈缩较为明显,铝合金放射区较为明显,表明钛合金塑性较好,铝合金硬度较大。压缩破坏后钛合金与铝合金断面角度约为45°～55°;拉伸条件下钛合金断口微观组织形貌中出现大量大小不一的韧窝,断口伴有少量的撕裂棱。铝合金断口出现了较大的韧窝,部分韧窝内还包含空洞。     

退火温度对Cu-19 Ni合金力学性能及细观损伤演变行为的影响

利用光学显微镜、MTS试验机、显微硬度计等分析和测试了不同塑性变形阶段Cu-19Ni合金退火前后的组织和力学性能,结合扫描电镜进而探讨了退火温度对Cu-19Ni合金细观损伤演变行为的影响。结果表明:控制保温时间60 min不变,随着退火温度的升高,合金晶粒长大,屈服强度、抗拉强度及显微硬度下降。退火前,微观组织由大量细小晶粒组成,合金中条状组织大量存在。材料经过退火后,晶粒发生了不完全再结晶,条状组织减少。合金拉伸断口随着退火温度的升高韧窝尺寸和深度都增加,断口呈现准解理断裂特征。Cu-19Ni合金形状因子随着应变增加而增大,随着退火温度升高而增大。通过对归一化形状因子的函数拟合,建立了拟合方程D=a+be~(ε/c),揭示不同退火温度下Cu-19Ni合金宏观变形与微观组织的关系。     

Zr65Al10Ni10Cu15非晶合金电阻率的研究

在不同加热速率下利用恒流四电极法研究了非晶合金Zr65Al10Ni10Cu15的电阻率随温度的变化情况,根据电阻率随温度的变化情况可以把晶化前的温度区间分为3个阶段,第一和第二阶段分别对应于低温结构弛豫和高温度结构弛豫发生的温度区间,而第三阶段的变化情况与前二个阶段明显不同,并在晶化前出现电阻率极大值峰。研究表明,利用电阻率随温度的变化情况,可以反映出非晶更多的结构转变的信息。     

95W-5(Ni/Fe/Co)合金的低温显微组织和力学性能

分析了95W-5(Ni/Fe/Co)合金的粉末冶金工艺特点及低温显微组织与力学性能,给出了力学性能与温度的关系曲线.通过对合金拉伸试样断口的扫描电镜分析,揭示了该合金低温力学性能与组织变化的微观本质.结果表明:95W-5(Ni/Fe/Co)合金室温下具有较高的强度及一定的塑性;该合金低温脆化的主要原因是由于屈服强度随温度的降低而增加,钨颗粒过早解理及粘结相变形极小引起的;95W-5(Ni/Fe/Co)合金的冷脆性转变温度在-50℃左右,此时脆性断裂以钨颗粒的自身解理为主.     

马氏体含量对1Cr17Ni1双相不锈钢动态和准静态力学性能的影响

利用OM、SEM、EDS、拉伸试验机、冲击试验机和Matlab软件研究了马氏体含量对高电阻率高导磁1Cr17Ni1双相不锈钢准静态和动态力学性能的影响。结果表明,固溶温度在1050℃以下时,1Cr17Ni1双相不锈钢的动态力学性能指标AKU低而准静态力学性能指标A(%)和Z(%)高;随着固溶温度的升高,1Cr17Ni1双相不锈钢组织中的马氏体含量增加,材料的准静态力学指标与动态力学指标的差异性逐渐降低;当固溶温度>1100℃时,马氏体含量降低,动态力学性能变差。动态冲击和准静态拉伸受力方式不同,组织表现出相应不同的力学性能。     

不同直径的Zr60.3Ni16.2Cu13.5Al10块体非晶合金的力学性能

采用铜模吸铸法制备了阶梯型的Zr60.3Ni16.2Cu13.5Al10非晶合金,利用X射线衍射(XRD)分别对直径为3 mm、4 mm、6 mm的合金试样进行结构分析,利用万能试验机及扫描电镜对试样进行压缩试验和断口形貌分析.研究表明,由于冷却速度的影响,直径为3 mm时是非晶结构,直径为4 mm和6 mm时是中心晶体和表面非晶体混合结构;对于Zr60.3 Ni16.2Cu13.5Al10合金,直径为3 mm时断裂强度可达到1 775 MPa,塑性变形可达到2.02%,而直径为4 mm的非晶复合材料的塑性变形可达2.93%,适当体积的晶体相的加入可以有效地提高非晶材料的塑性.     

SPS烧结W-10Ti合金的组织和性能

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了W-10Ti合金。通过扫描电镜和能谱分析了合金的微观组织,利用Den Broeder方法计算了合金的互扩散系数,测试了合金的密度和显微硬度,并与真空烧结的合金进行了对比。结果表明:与真空烧结相比,SPS烧结的合金组织均匀,富钛相少且细小,W在富钛相中的固溶度和Ti在富钨相中的固溶度都有所增加,且Ti在富钨相中的固溶度增加得更多。W-Ti合金的互扩散系数与W的摩尔浓度有一定的依赖关系,随着W摩尔浓度的升高呈先减小后增大趋势,SPS烧结的合金互扩散系数比真空烧结高出2个数量级。SPS法制备的W-Ti合金相对密度为96.1%,显微硬度HV0.05为5.21 GPa。     

80W-Cu合金力学行为的拉压不对称性研究

在不同加载应变率下,对熔渗法制备的80W-Cu合金进行压缩和拉伸力学性能研究,对比分析应力状态对80W-Cu合金力学行为的影响规律。结果表明,80W-Cu合金在准静态和动态加载条件下的力学行为均具有明显的拉压不对称性,在压缩加载条件下80W-Cu合金具有良好的塑性,而在拉伸加载条件下材料的塑性极差。微观分析表明,80W-Cu合金具有高的钨-钨连接度,在拉伸加载时钨-钨界面极易发生开裂,导致材料破坏,因此塑性变形能力极差;而在压缩加载时钨骨架发生坍塌变形,塑性良好的铜在压应力的作用下发生延性流动,填充到钨-钨界面之间,从而使材料具有良好的塑性变形能力     

Ni元素对非晶合金Mg_(65)Cu_(25)Gd_(10)在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用析氢腐蚀实验比较了非晶合金Mg65Cu25Gd10和Mg65Cu20Ni5Gd10在1%NaCl溶液中腐蚀性能。利用电化学测试技术和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对两非晶合金在NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。析氢腐蚀实验表明,Ni的加入大大提高了非晶合金Mg65Cu25Gd10抗蚀性能,极化曲线测试结果也表明Mg65Cu20Ni5Gd10非晶合金的腐蚀电流远远小于Mg65Cu25Gd10非晶合金。EIS测试表明,电化学阻抗谱测试结果显示Mg65Cu20Ni5Gd10非晶合金电荷转移电阻高于Mg65Cu25Gd10非晶合金。腐蚀产物形貌观察表明,Ni的加入使非晶合金Mg65Cu20Ni5Gd10腐蚀表面膜更为致密。结合各测试结果,探讨了Ni的加入提高镁基非晶合金耐蚀性机理。     

高压时效处理对Cu-51.15W-0.24Cr合金组织和性能的影响

针对Cu-W合金的强度和导热导电性偏低问题，对Cu48.61W51.15Cr0.24合金进行了高压时效处理，并对比了高压时效处理和常压时效处理后合金的微观组织，硬度，热导率以及导电率。结果表明：高压时效处理能增大Cu48.61W51.15Cr0.24合金的致密度，使组织中析出的Cr相更加弥散细小，改善合金的硬度及导热导电性能。该合金经960 ℃/1 h固溶后，再在3 GPa压力下500 ℃时效1 h处理可获得较高的硬度、热扩散系数及较低的电阻率，其值分别为1540 MPa、0.5236 cm²·s^-1和4.458×10^-8 Ω·m，较相同工艺常压时效处理后的硬度和热扩散系数分别增加了17.56%和10.74%，而电阻率却降低了4.85%。因此，高压时效处理是提高Cu-51.15W-0.24Cr合金力学性能、降低电阻率的有效途径。     

Cu-1.2Cr-0.6Fe合金微观组织和力学性能的研究

在大气环境下采用熔铸法制备了Cu-1．2Cr-0．6Fe合金,利用OM、XRD和EPMA分析研究了该合金铸态和热处理态的显微组织,并利用INSTRON5882电子万能材料试验机和HBE-300型电子布氏硬度计分别测试了该材料的拉伸性能和硬度。结果表明,Cr与Cu不能形成化合物,可有限同溶于纯铜中,超过部分形成过剩的第二相。Fe具有同溶强化效应和细化晶粒的作用,能改善合金力学性能。合金材料铸态试样的拉伸强度、硬度分别为247．65MPa和67．6HB。铸态合金试样经960℃×1h同溶（水淬）→470℃×6h时效（空冷）热处理后,可析出细小弥散的第二相质点,其硬度值可提高到98．7HB。     

深冷处理对WTi10合金组织和性能的影响

对固相烧结的WTi10合金在–196℃下进行了深冷处理。对合金的显微硬度、XRD物相、SEM及TEM形貌等进行了分析和表征。结果表明:深冷处理后,合金的组成依然为富钨相和富钛相;随深冷时间的增加,钨钛合金组织中富钛相所占面积比例先增大后减小,24 h深冷处理后组织中富钛相的比例与未处理试样的差别不大;合金的晶粒尺寸也呈现先增大后减小的变化趋势,24 h后晶粒尺寸最大减小了24.6%;晶粒尺寸分布更加均匀。深冷处理能显著提高WTi10合金的显微硬度和致密度,深冷处理24 h后合金的显微硬度大约是深冷前的2.5倍;深冷24 h后合金的择优取向由(110)变为(110)和(200)。     

Cu-30Ni合金机械冲击表面纳米化组织和性能(英文)

采用大应力塑性变形(机械冲击)技术对Cu-30Ni合金表面进行纳米化处理。利用原子力显微镜技术、纳米压痕试样、显微硬度测量、电化学分析和电子功函数等手段分别测试原始样品、大应力塑性变形纳米化处理样品的晶粒尺寸、力学性能、腐蚀性能。结果表明,与原始样品相比,大应力塑性变形纳米化处理样品的表面晶粒尺寸达到40nm;力学性能显著改善。电化学测试表明,表面纳米化提高了合金的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能变化与电子功函数变化一致。机械冲击工艺技术能够使Cu-30Ni合金表面纳米化,从而提高了表面力学性能和耐腐蚀性能。     

深过冷Cu50Ni50合金力学性能和抗腐蚀性能

采用熔融玻璃净化和循环过热相结合的方法研究过冷Cu50Ni50合金的力学性能和抗腐蚀性能变化规律。结果表明：在小过冷区间,合金力学性能取决于快速凝固阶段枝晶的重熔程度。中等过冷区间,过冷度越大,力学性能越高,△T＝192K时的伸长率δ、屈服强度σ0．2和极限抗拉强度σb分别是△T=66K时的5．9倍、1．67倍和3．26倍。当△T＞192K后,力学性能有所降低。过冷度对合金抗腐蚀性能的影响主要表现在对凝固组织成分均匀性的影响,过冷度越大,抗腐蚀性能越强。     

Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金变形行为的高通量研究

对Ag-6Cu-1Zn-0.5Ni合金楔形试样进行轧制,获得了变形量从33%-80%连续变化的高通量实验样品,并对合金显微组织和性能进行了表征。结果表明,合金塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被压扁并拉长,最后全部转变为纤维组织。合金内晶粒从不均匀变形逐渐转变为均匀变形,晶界为滑移带的发射源。随着变形量的增大了,出现了交叉滑移和平行四边形的亚结构。硬度的变化分为4个阶段,呈台阶形式上升,其强化机制为固溶强化和位错强化的共同作用的结果。