半固态处理对(Cu_(0.7)Fe_(0.3))_(88-x)Al_(12)Zr_x非晶复合材料组织和力学性能的影响

对Cu-Fe非晶合金基复合材料进行了成分设计,研究了半固态处理工艺对(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx组织和力学性能的影响。结果表明,Zr含量增加能够提高(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx的非晶形成能力,x=50时试样为全非晶结构,过热吸铸试样其过冷液相区宽度ΔTx为92.4 K,约化玻璃转变温度Trg和γ参数分别为0.415和0.361,试样具有良好的热稳定性和非晶形成能力,且其断裂强度显著高于复合材料,压缩断裂强度高达1734 MPa。x=10的试样中马氏体相对塑性的提高有一定效果,但是缺乏非晶基体的强度。随着Zr的添加,Fe的比例降低,试样中塑性相消失,析出脆性金属间化合物较多,试样脆性大。半固态处理试样的非晶热稳定性降低,有利于晶体相的析出,且母合金经半固态处理过后试样的组织更加均匀,力学性能得到明显改善。     

机械合金化制备Zr50Cu40Ai10非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

机械合金化制备Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备出直径3 mm的Zr₄₆Cu₄₆Al₈块体非晶合金, 利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体, 通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法, 研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明, 块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构; 块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应; 单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为: 转速300 r·min-1, 球料比30:1, 球磨时间15 h; 相同条件下, 除过冷液相区外, 块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体, 且晶化放热更剧烈; 随着加热速率增大, 二者热力学参数均向高温区移动, 过冷液相区的宽度也逐渐增加; 块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近, 块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高, 热稳定性更优。     

Ti对Cu基块体非晶合金的玻璃转变动力学影响

本文选用非晶形成能力高,且在玻璃转变区和过冷液相区有高热稳定性的Cu46Zr47-xAl7Tix(x=0,1.5)块体非晶合金为研究对象。利用X射线衍射分析和差示扫描量热分析(DSC),研究了Ti元素的添加对于Cu基非晶合金玻璃转变动力学的影响。研究结果表明,在Cu46Zr47Al7块体非晶合金中用1.5%的Ti替代Zr之后,利用VFT方程分析得知合金的强度指数D由2.54增大到3.78,脆性指数m也从39减小到34,表现出了更高的玻璃形成能力。     

弥散强化铜基复合材料制备工艺

介绍了一种新的氧化铝弥散强化铜基复合材料制备工艺,研究了制备工艺参数对复合材料组织和性能的影响。结果表明,在氧基气氛中进行内氧化处理同样可以得到具有很好热稳定性的氧化铝弥散强化铜基复合材料;制备工艺参数,尤其是内氧化工艺对材料性能有显著影响。     

锆基大块非晶合金的非等温晶化动力学效应

采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了锆基非晶合金Zr60Al15Ni25、Zr65Al10Ni10Cu15的晶化动力学.结果显示,随着升温速率的加快,这两种非晶合金的特征温度Tg、Tx、Tp均向高温区移动,且过冷液相区逐渐加宽,表明非晶合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应.分别采用Kissinger法和Ozawa法计算各非晶合金的激活能,两种方法的计算结果相近.从激活能数据得出,两种锆基非晶合金的热稳定性均较强;与非晶合金Zr60Al15Ni25相比,Zr65Al10Ni10Cu15虽较难形成玻璃化转变和开始晶化,但其晶化一旦开始则随后的过程反而更容易进行.     

冷却速度对Cu_(46)Zr_(44)Al_5Nb_5块体非晶合金组织和力学性能的影响

通过磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备了Cu46Zr44Al5Nb5块体非晶合金阶梯形试样,由X射线衍射(XRD),差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机分别表征试样的结构、热力学和力学行为,研究其组织、热稳定性和力学性能与冷却速率的关系。结果表明,Cu46Zr44Al5Nb5合金具有较强的非晶形成能力和良好的热稳定性,其热力学行为表现出尺寸效应。熔体凝固冷却速率对试样尺寸变化敏感,随着试样尺寸的增加,冷却速度呈倍数递减、合金结构的无序度下降,原子排列向稳态转变,导致非晶合金的热稳定性降低。合金的玻璃转变温度不是定值,而是随冷却速度增加而升高,过冷液相区宽度ΔTx、约化玻璃转变温度Trg和晶化放热ΔH随直径的增加而降低,玻璃转变温度向低温漂移。随着直径的增加,冷却速度的降低,非晶合金的短程有序范围增大,最近邻原子间距减小,非晶合金结构的无序密堆性下降,原子排列向稳态转变,导致抗压强度降低,合金的断裂强度随试样直径的增大而减小。     

铁基非晶合金热力学性能及耐腐蚀性能研究

铁基非晶合金因有长程无序、短程有序的特殊原子排列结构,是目前兼具高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性的新型材料,有望作为船舶、石油钻杆等海工装备关键部件的表面防腐涂层。通过制备Fe73Si7B9P10Cu1非晶合金薄带,利用XRD、DSC、电化学工作站对其热力学性能和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：Fe73Si7B9P10Cu1非晶合金的过冷液相区宽度为78 K,具有较强的热稳定性;在3.5%（质量分数）NaCl溶液中测得Fe73Si7B9P10Cu1非晶合金的自腐蚀电位为-0.385 V,腐蚀电流密度为2.499×10-6A/cm2,与304不锈钢相比,具有较好的耐腐蚀性。     

Zr对Co基合金铸态组织和玻璃形成能力的影响

采用单辊旋淬法制备Co-Fe-Zr-Nb-B多元合金非晶薄带.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对样品的微观组织、物相组成及热稳定性进行检测分析,以研究Zr元素含量对其铸态组织和玻璃形成能力的影响.结果表明:在合金中适量添加Zr元素有利于提高铸态组织的细小均匀化程度,同时,合金具有较强玻璃形成能力和较高热稳定性.Zr元素含量为4%(原子分数)时铸态组织最均匀细小,具有很好的非晶形成能力及热稳定性,其玻璃转变温度Tg,初始晶化温度Tx和过冷液相区(SLR)宽度△Tx或(Tx-Tg)分别为870.32、936.28和65.96 K.     

冷却介质对退火态Cu50Zr42Al8块体非晶合金力学性能的影响

考察在过冷液相区内790K+30min保温后炉冷和液氮冷却对Cu50Zr42Al8压缩断裂行为的影响。5mm铸态非晶复合棒的屈服强度、断裂强度和杨氏模量分别为1670MPa,1849MPa和104.4GPa,塑性应变为1.9%。经炉冷和液氮冷却试样的压缩断裂强度和杨氏模量下降,分别为912,678MPa和38,56.5GPa。液氮冷却试样为部分非晶结构,炉冷试样完全晶化。晶化相均为正交晶相Cu10Zr7,四角晶相CuZr2和DO3结构的AlCu2Zr三种脆化相。     

Full or partial replacement of Y by rare-earth and some other elements in the Al85Y8Ni5Co2 alloy

The present paper aims to report the effect of partial or full replacement of Y in the Al₈₅Y₈Ni₅Co₂ alloy by other rare-earth (RE) metals. Influence of small amount of Zr, Pd or Cu additions was also studied for comparison as these elements also have a negative heat of mixing with Al. The studied alloys were produced by rapid solidification of the melt. Glass-forming ability, crystallization behaviour and stability of the supercooled liquid have been studied by X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC). It has been found that additions of RE metals have not caused critical changes of the properties of the Al₈₅Y₈Ni₅Co₂ alloy while small amount of Pd or Cu additions significantly change its crystallization behaviour and destabilize the supercooled liquid. Addition of more than about 3 at.% of Zr causes precipitation of the primary Al₃Zr phase during rapid solidification.     

Cu基块体非晶合金的高温均匀塑性流变行为研究

本文选用非晶形成能力高,且在玻璃转变区和过冷液相区有高热稳定性的Cu46Zr47-x Al7块体非晶合金为研究对象,利用差示扫描量热分析（DSC）、高温真空压缩实验等方法,对其高温均匀塑性流变行为进行研究。结果表明,Cu46Zr47Al7块体非晶合金的高温均匀塑性形变行为依赖于温度和应变速率,随着温度的降低或应变速率的增大呈现出牛顿流变向非牛顿流变的转变,该行为可以用基于自由体积的过渡态理论来进行定量描述。根据过渡态理论拟合出来的驱动体积大致相当于25~50个原子,驱动能为551kJ/mol,说明控制合金高温均匀形变的原子不会脱离周围原子而单独跃迁,其扩散涉及到多原子的协同运动。     

Preparation and Mechanical Properties of Misch Metal Based Bulk Metallic Glasses

Bulk metallic glasses(BMGs)have been devel-oped in many alloy systems during past decade.Among these systems,rare-earth(RE)metal-basedBMGs are ones of those found earliest and with betterglass forming ability(GFA).For example,La-basedBMGs were the first a…     

熔体过热度对Zr基非晶合金力学性能和热稳定性能的影响

采用吸铸法制备Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金,采用同步差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机对非晶合金显微结构进行表征和力学性能测试,并利用XRD和SEM对试样的相组成和的剪切带观察。研究发现：随着吸铸功率增加,热稳定性、玻璃形成能力不断提高;Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金的锯齿流变现象越明显,综合力学性能越好,其中吸铸功率8 kW时,试样的屈服强度、抗压强度和塑性达到最值,室温综合力学性能最好,且剪切带分布情况最好,但是继续提高吸铸功率,力学性能反而变差。     

Influence of minor Zr and Ti on microstructures and properties of Al–8·6Zn–2·5Mg–2·2Cu alloys

Abstract

The effect of minor Zr and Ti elements on microstructures and properties of Al–8·6Zn–2·5Mg–2·2Cu alloys was investigated. The results show that there is no significant change in the grain size by simultaneous addition of Zr and Ti as compared to individual additions of Zr or Ti to Al–8·6Zn–2·5Mg–2·2Cu alloy. The ability of restraining recrystallisation of Al–8·6Zn–2·5Mg–2·2Cu–0·16Zr–0·04Ti alloy is weaker than that of alloy Al–8·6Zn–2·5Mg–2·2Cu–0·16Zr alloy, since Ti and Zr have a poisoning interaction. The corresponding tensile properties, hardness and stress corrosion cracking resistance of the Al–8·6Zn–2·5Mg–2·2Cu–0·16Zr alloy were decreased by addition of Ti.     

热处理对Cu50Zr42Al8块状非晶力学性能的影响

采用铜模吸铸法成功制备了Cu50Zr42Al8块状非晶,用纳米压痕法研究了铸态和低于玻璃化转变温度(Tg)退火后试样的力学性能,等温退火后试样的塑性增加而硬度和弹性减小。     

The Effect of Dy Substitution on the Glass-Forming Ability and Crystallization Behavior of Mg65Cu10Ni10Y10Zn5 Metallic Glass

The glass-forming ability, thermal stability, and crystallization behavior of Mg₆₅Cu₁₀Ni₁₀Y_10-xZn₅Dy_x (x?=?0, 2, and 4) alloys were investigated. The partial substitution of Dy for Y increases the activation energy of the first crystallization, but it decreases the glass-forming ability and thermal stability. Analyses on crystallization kinetics suggest that the substitution of Dy for Y decreases the nucleation rate. In addition, the examination of the crystallization phase after the isothermal annealing indicated that Dy addition suppresses the formations of Mg₂Cu and Mg and that it promotes the formation of MgZn crystalline phase. The decreasing glass-forming ability with the Dy substitution can be attributed to the narrower supercooled liquid region, higher Gibbs free energy, and the change of crystallization products.     

双相纳米晶Nd2Fe14B/α-Fe磁体的热稳定性研究

采用快淬法制备出成分为Nd8.5Fe75Co5Cu1 Zr3Nb1 B6 .5和Nd8.5Fe74 Co5Cu1 Nb1 Zr3Cr1 B6 .5的双相纳米晶永磁材料 ,加入粘结剂后制成粘结磁体 ,研究了其磁性的热稳定性和抗氧化性能。结果发现 ,两种双相纳米晶磁体都具有较好的抗氧化性能 ,且在一定温度处理后磁通损耗较少 ,其中加入合金元素Cr后效果尤为明显。