低温球磨制备高热稳定性纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金块体材料

利用液氮球磨和真空热压技术制备纳米晶Al-10Zn-3Mg-1.8Cu(质量分数,%)合金块体材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对材料在制备过程中的固态相变、晶粒尺寸和热稳定性进行分析。结果表明,材料经过液氮球磨15 h后晶粒尺寸为37 nm,真空热压后材料晶粒保持在100 nm,热挤压后晶粒尺寸约为300 nm,热处理后晶粒尺寸保持不变。材料的高热稳定性原因在于大量合金元素和杂质元素超饱和固溶于Al基体中阻止了晶粒的长大,以及细小析出MgZn2相和Al2O3颗粒对于晶界的钉扎作用。     

热处理对Mg-Nd-Zr合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和硬度测试等手段,研究了固溶和时效热处理对Mg-Nd-Zr合金组织和性能的影响。结果表明,合金经460~520℃固溶处理后,随着固溶温度的升高和保温时间的延长,铸态组织中晶界上的化合物逐渐溶解,当固溶温度过高和保温时间过长时,晶粒长大。合金经490℃×8h固溶处理后时效,随着时效时间的延长,固溶时残留的第二相逐渐溶解,均匀析出第二相,合金硬度逐渐增大,达到峰值后进入过时效阶段,析出的第二相变大,硬度值下降。Mg-Nd-Zr合金的最佳热处理工艺为经490℃×8h固溶处理后,进行225℃×4h时效。     

热处理对Mg-4Y-3R_E合金微观组织和力学性能影响

采用熔铸法制备了Mg-4Y-3R_E-0.5Zr合金,利用固溶处理和时效处理;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的微观组织,利用能谱仪(EDS)对微区成分和析出相进行了分析,采用X射线衍射仪对合金的相组成进行分析。结果表明,Mg-4Y-3R_E-0.5Zr铸态合金由α-Mg和晶界处Mg-Y-Nd三元相组成,析出相为不规则的条状,固溶处理后晶界处三元相溶入基体,晶粒尺寸与铸态晶粒尺寸相差不明显。随着时效时间增加,晶粒尺寸无明显变化,时效2 h后,晶粒内部出现细针状和细小颗粒的析出相,且随时效时间延长析出相的数量明显增加。固溶+时效处理8 h后的合金比铸态合金的拉伸性能提高了30 MPa,而伸长率没有明显变化。     

固溶时效热处理对A286合金组织演变规律的影响

对A286铁基高温合金进行固溶温度+时效两段式热处理工艺优化研究。采用固溶热处理制度为930~1020℃/4 h/WC,固溶时间为0~4 h。合金时效研究采用640~790℃/4 h/AC热处理;在时效温度730℃条件下,研究0~16 h时效时间对合金组织及性能的影响。结果表明:随着固溶温度上升和时间延长,合金晶粒尺寸有一定程度长大,但硬度逐渐下降;随着时效温度提高及时间延长,合金的硬度先升高而后降低;在固溶热处理过程中,合金随着固溶处理温度提高及时间的延长,γ'相回溶入基体;当固溶后的时效温度提高至700℃才析出γ'强化相;随着时效时间延长,析出的γ'强化相发生粗化;合金时效γ'强化相粗化过程符合Ostwald熟化长大规律,计算值与实际值相关系数大于97%;同时,确定了最佳的热处理工艺制度。     

热处理对挤压态7090/SiC_p复合材料组织和力学性能的影响(英文)

采用喷射沉积的方法制备SiCp增强超高强Al-10%Zn-3.6%Mg-1.8%Cu-0.36%Zr-0.15%Ni复合材料。使用透射电镜(TEM)和能谱仪(EDS)对挤压并热处理过的合金棒进行微观组织取样观察。双级时效后的复合材料的晶粒比单级时效合金的晶粒更小。经单级时效处理,在晶界上和晶粒内部都可以观察到细小的η相和富AlZnMgCu 相的析出颗粒。双级时效后在 SiC 颗粒与基体的界面上发现了一层5nm厚的Si-Cu-Al-O非晶层。Ni、Zr的添加可以改善双级时效的效果,并且抑制7090/SiCp复合材料晶粒的生长。固溶时效处理可以显著提高复合材料的断裂韧性,而断裂韧性随着时效时间的延长而先减小后增加。     

热处理对IN783合金组织和拉伸性能的影响

对IN783合金在不同热处理条件下的组织和拉伸性能进行了研究。结果表明:在标准热处理态的N783合金中,一次和二次β相同时存在,晶内形成两种尺寸的γ’相。在低于1150℃固溶处理后,晶粒长大速度慢,一次β相逐渐减少,二次β相析出增加,大尺寸γ’相稍有增加。高温固溶结合水淬处理,并缩短β时效时间,合金内析出密集细小的γ’相。IN783合金的拉伸强度对晶粒尺寸敏感,升高固溶温度后,合金的650℃强度逐渐降低,塑性变化不大。晶内析出密集细小的γ’相对合金晶内有强化作用,使粗晶合金保持了相当的强度。     

热处理制度对IN718变形合金组织和性能的影响

考察了热处理工艺和长时时效对IN718变形合金组织性能的影响。结果表明:固溶时间为1 h时,960℃固溶处理对合金的晶粒度和δ相特征均无明显影响,然而固溶时间延长至2 h,晶内开始析出δ相,且δ相含量急剧增加。经1040℃固溶处理1 h,δ相完全溶入基体且晶粒显著粗化。在720℃直接时效8 h对合金的组织特征无明显影响,但680℃,100 h长时时效过程中δ相含量随时效时间增加明显增加。合金的性能与析出相特征显著相关,晶界少量δ相的析出提高合金强度和塑性,然而晶内的γ″相转变成针状δ相使屈服强度和晶界调节塑性变形能力下降。经960℃,保温1 h的固溶热处理使合金的晶内强度和晶界强度达到良好的匹配,可以在保持塑性的同时提高合金强度。     

固溶处理对快速凝固过共晶铝硅合金组织性能的影响

利用单辊旋转甩带法制备快速凝固铝硅合金薄带,并对其进行固溶处理,研究了不同固溶热处理工艺对合金组织和性能的影响.结果表明,快速凝固使Si相的形核和析出受到抑制,α相领先析出;与铸态组织相比,过共晶成分的铝硅合金经快速凝固后得到微纳米级亚共晶组织,且在随后的固溶处理过程中,随着保温时间的延长,Si元素从基体中脱溶析出并逐渐聚集长大,形成细小的Si颗粒均匀分布于基体之上.在480℃下保温100 min并水淬,经自然时效96 h后,Si相颗粒细小且圆整度高,合金硬度(HV)达到最高值241.67.     

热处理过程中SiCp/2024Al基复合材料的微观组织演变

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料热处理过程中微观组织进行了表征,研究了热压烧结后复合材料的析出相的微观结构以及析出相在热处理过程的演变规律。结果表明,热压烧结后复合材料中存在许多粗大析出相颗粒,包括Al4Cu9,Al2Cu,Al18Mg3Mn2,Al5Cu6Mg2和Al7Cu2Fe。随着固溶温度的提高,粗大析出相颗粒逐渐回溶到Al基体中,当固溶温度达到510℃时,粗大析出相颗粒几乎全部回溶到基体中,但还存在少量的难溶相。复合材料经510℃固溶2 h+190℃时效9 h后,除了少量的难溶相,许多圆盘状纳米析出相Al2Cu和棒针状纳米析出相Al2Cu Mg弥散分布于基体中且与基体的界面为错配度较小的半共格界面,圆盘状纳米析出相的直径为50~200 nm,棒针状纳米析出相长度为100~150 nm。     

Cu-Be/Cu-Zn层状复合材料固溶时效后的显微组织与力学性能

通过真空热压、冷轧变形及后续热处理的方式制备了Cu-Be/Cu-Zn层状复合材料,利用XRD、OM、SEM和EDS对不同热处理状态下材料的物相及显微组织进行了研究,测试并分析了材料的力学性能。结果表明,固溶态及时效态Cu-Be/Cu-Zn层状复合材料的主要物相均为Cu_0.7Zn_0.3相及Cu相,时效态层状复合材料中还存在少量CuBe相;固溶态及时效态层状复合材料晶粒尺寸均呈双峰分布,Cu-Zn层晶粒尺寸约为Cu-Be层的3倍。经过相同的固溶及时效热处理后,Cu-Be/Cu-Zn层状复合材料抗拉强度为857 MPa,较Cu-Be合金低23.0%,但均匀伸长率达到15.3%,较Cu-Be合金提高了4.7倍。根据KME模型,塑性变形过程中Cu-Be/Cu-Zn 层状复合材料的位错动态回复速率较Cu-Be合金大幅降低,材料的应变硬化能力显著提高,这是Cu-Be/Cu-Zn层状复合材料具有高强韧性的主要原因。     

低温球磨和真空热压技术制备的纳米晶纯铝块体的强化机理

利用液氮球磨和真空热压技术制备了纳米晶纯铝块体材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的晶粒尺寸和微观组织进行研究,分析了影响热稳定性的因素和强化机理。研究表明,液氮球磨以后材料晶粒尺寸为37nm,经过真空热压和热挤压后晶粒有所长大,晶粒大小约300nm,纳米晶结构基本得到保持。分析晶粒热稳定性的原因在于球磨过程中生成的AlN等粒子的晶界钉扎以及引入的杂质溶质的拖拽作用。纳米晶纯铝块体的拉伸强度极限σb为173MPa,伸长率fε为17.5%。     

纳米晶CuCr合金的制备及其截流值研究

通过高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98%的纳米晶CuCr合金,通过XRD,SEM和TEM研究了其显微组织和结构.结果表明,其晶粒尺寸小于50 nm.在模拟电路上研究了其真空电弧稳定性和截流值,纳米晶CuCr合金的真空电弧稳定性好于常规CuCr合金,其截流值为常规CuCr合金的17%～35%.     

Synthesis and characterization of nanocrystalline Ni produced by cryomilling in liquid nitrogen

NanocrystaUine Ni powders were successfully fabricated by mechanically milling at cryogenic temperature （cryomilling） with 1 wt.%Y2O3 particles. The experimental results have shown that the Ni grain size is reduced to 25 nm after 2 h of cryomilling in the presence of the Y2O3 particles. The cryomiUed Ni/Y2O3 powders can maintain their nanocrystalline structure up to 900℃, or 62% of the melting point of Ni. A bulk nanocrystalline Ni/Y2O3 material with a thermally stable grain size of approximately 100 nm was produced by cryomilling, cold isostatic pressing, followed by hot isostatic pressing. The microhardness of bulk nanocrystalline Ni/1wt.%Y2O3 is 315 DPH, which is two times as high as that of conventional Ni.     

液相还原法制备的纳米晶Ag-50Ni合金在含Cl-介质中腐蚀电化学行为研究

用液相还原法制备纳米尺寸Ag-50Ni粉末而后热压制得其纳米块体合金,并与传统粉末冶金法制备的粗晶Ag-50Ni合金对比研究了它们在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为.结果表明：合金粉末平均粒径约为45nm,真空热压后,晶粒有所长大,但仍为纳米尺度;随Cl-浓度增加,两种尺寸Ag-50Ni合金的腐蚀电流密度均增加,腐蚀速度加快;晶粒尺寸降低后,腐蚀电流密度略有增加,腐蚀速度变快;当极化电位增到某一程度后,两种尺寸Ag-50Ni合金均出现钝化;纳米尺寸Ag-50Ni合金在含0.02mol/L Cl- 介质中的交流阻抗谱由双容抗弧组成,其余均由单容抗弧组成,腐蚀受电化学反应控制.     

低温球磨制备块体纳米晶7050铝合金的组织和性能研究

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备了块体纳米晶7050铝合金。分别利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对制备铝合金的微观组织和断口形貌进行了观察,并对该铝合金的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行了测定。结果表明,制备的块体纳米晶7050铝合金的平均晶粒尺寸为100~200 nm,密度为2.76 g/cm3,HV显微硬度为1184 MPa。抗拉强度和延伸率分别为412 MPa和5.2%。经时效处理后,材料的拉伸性能虽有所提高,但仍低于传统7050铝合金。分析认为,由于雾化参数和球磨参数的选取欠合理,导致了薄片状粉体的产生。而薄片状的形貌又使得粉体不能有效充填包套,最终得到的块体材料致密度低,内部缺陷较多。这些缺陷使得块体材料内部的晶粒(或颗粒)之间形成弱界面连接,降低了材料的拉伸性能。     

两种方法制备纳米晶复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体实验研究

将机械球磨后制备的Nd2Fe14B非晶粉末和α-Fe纳米晶粉末分别采用2种方法制备纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体。第1种方法是直接将其冷压制坯、真空包套和热挤压制备永磁体。第2种方法是先将Nd2Fe14B晶化,然后冷压制坯、真空包套和热挤压制备永磁体。利用TEM、VSM等分析手段对比研究了2种方法制备永磁体的相对密度、微观组织以及磁性能。结果表明:在相同的工艺参数下,第1种方法制备永磁体不仅可以减少工序,而且其制备的永磁体综合性能均优于第2种方法,其制备永磁体的相对密度为98.24%;Nd2Fe14B和α-Fe的晶粒尺寸分别为60和80nm;磁性能达到:Br=0.98T,Hci=305.6kA/m,和(BH)m=89.8kJ/m3。     

Bulk Mg-3Al-Zn alloy with ultrafine grain size produced by powder metallurgy

Ultrafine-grained Mg-3Al-Zn alloys with an average grain size of 180 nm have been made by powder metallurgy. First, the nanocrystalline powders with mean grain size of 45 nm were produced by ball milling under argon atmosphere, and then through vacuum hot pressing at 633 K for 40 min and warm extrusion at 373 K, bulk solid samples were compacted successfully from the mechanically milled powders, and the relative density of the samples was about 98.87% (1.8003 g/cm³). XRD, SEM and TEM analysis showed that the microstructure of the samples consists of homogeneous equiaxed grains and grain growth has taken place during the consolidation process.     

Densification behavior of nanocrystalline titania powder compact under high temperature

Densification behavior, grain growth, and phase transformation of nanocrystalline titania powder compacts were investigated under pressureless sintering and hot pressing. Based on the model by Kwon and Kim for the conventional ceramic powder, a novel model was proposed for densification of nanocrystalline ceramic powder at high temperature by including the exponential driving force and the effect of high pressure on the decrease of diffusivity. The proposed model was implemented into a finite element program (ABAQUS) for comparison with experimental data. By using equations from the literature, grain growth and phase transformation of nanocrystalline titania powder were also studied. The agreement between experimental data and finite element results was good for nanocrystalline titania powder under pressureless sintering and hot pressing.     

MICROSTRUCTURE AND COMPRESSIVE PROPERTIES OF REACTION-MILLED NiAl-10wt%TiC COMPOSITE

1.IntroductionTheB2structuralintermetallicc0mp0undNiAlhasemergedaspotentialstructuralmaterialsf0rhightemperatureapplicati0n.However,thelack0fr00mtemperatureduc-tilityandpoorhightemperaturestrengthimpedesitsuse.Lackofambientductilityhasbeenattributedt0theabsence0fslipsystems(0nlydislocationhasbeenf0undinpolycrystallinematerialdeformedatr00mtemperature)['-'].Severalattemptshavebeenmadet0res0lveitsroomtemperaturebrittleness,includingmodification0fslipsystems,microalloying,grainb0undaryelim…     

纳米金刚石膜真空窗口的制备

使用自制的微波等离子体化学气相沉积装置,以乙醇为碳源在（100）硅表面制备了金刚石膜;然后用浓硝酸和氢氟酸的混合溶液腐蚀硅,制备出金刚石膜窗口。使用场发射扫描电镜（SEM）、X射线衍射、拉曼光谱（Raman）、原子力显微镜（AFM）表征和分析金刚石膜,并以自制的漏气率测量系统测量金刚石膜窗口的漏气率。结果表明:金刚石膜的厚度为15 μm,平均粗糙度值R_a为39.5 nm,晶粒的尺寸大小为30 nm,漏气率为8.8×10-9 Pa·m3/s。