镍对Al-Zn-Mg-CU-RE超高强铝合金组织和硬度的影响

采用金相观察、布氏硬度测试、X-射线衍射、扫描电镜结合能谱分析等手段，研究了以稀土为晶粒细化剂的Al-Zn-Mg-Cu-Rc超高强铝合金中添加合金元素镍后其组织和硬度的变化。结果表明．合金在铸态下的硬度大体上随镍含量的升高而升高，经T5热处理后在镍含量为0．25％时硬度达到最大值（138HB）。通过检测发现镍在该合金中除中和铁生成Al9FeNi相外，还生成了强化相Al7Cu4Ni，在时效过程中起沉淀硬化作用。但过多的镍反而对该铝合金性能产生不良影响，初步认为镍在Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中的加入量应控制在0．25％左右。     

粉末冶金FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金的热处理组织与性能

采用机械合金化(MA)与放电等离子烧结(SPS)相结合的方法制备出FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金,研究不同热处理温度对合金显微组织与力学性能的影响规律。结果表明:机械合金化后,FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金形成了单相的FCC固溶体,经1100℃SPS烧结后的块体组织仍为单相FCC结构,其压缩屈服强度、塑性应变和显微硬度分别为1165.1 MPa、45.2%和356.9 HV。经过热处理后,合金组织中生成了新的BCC相,且BCC相的含量随热处理温度的升高先增多后减少,500、600和700℃热处理后BCC相的含量分别为7%、30%和21%(体积分数)。退火态FeCoNiCu0.4Al0.4高熵合金的屈服强度随热处理温度的升高先升高后降低。当BCC相含量增多时,材料的屈服强度和硬度相应地提高,而塑性却显著降低。     

多组元Al_xFeCrVTi_(0.25)高熵合金微观组织与力学性能研究

采用非自耗真空电弧熔炼炉制备不同Al含量的Al_xFeCrVTi_(0.25)(x=0,0.25,0.5,0.75)高熵合金。采用X射线衍射仪和扫描电镜,研究了该合金的相组成和显微组织,利用MTS万能实验机及维氏硬度计测试合金的压缩性能和硬度。结果表明:FeCrVTi_(0.25)为单一体心立方(BCC)结构,组织为树枝晶结构,枝晶富含Cr和V,枝晶间富含Fe和Ti。添加Al元素后,合金由BCC相和富Ti相组成。该合金组织形貌由树枝晶转变为等轴晶,并在晶粒内部形成大量颗粒状和竹节状富Ti相。此外,Al_xFeCrVTi_(0.25)展现优越的力学性能,Al含量逐渐增多,合金的硬度先降后增,屈服强度先增后降。其中,x=0具有最高的硬度,x=0.25具有最好的屈服强度和应变率。     

高电导率Mg-Al-Sr耐热镁合金的研究

采用普通铸造法制备了Mg-3Al-x Sr(x=0.1~0.9,质量分数,%)系列合金。利用金相显微镜、XRD、SEM、电导率测量仪和显微硬度仪等手段对该系列合金的金相组织、显微结构、电导率及维氏显微硬度等性能进行了测试。结果表明,在Mg-3Al合金中添加少量Sr元素(0.1%)会生成Al4Sr相,而继续增加Sr后(0.1%)合金中开始出现Mg-Al-Sr相(τ相),Mg-Al-Sr铸态合金的电导率因此随着Sr含量的增加而不断提高;经高温热处理后(400℃),热处理态Mg-Al-Sr合金的电导率均随着热处理时间的延长而不断增加,这主要是由τ相逐渐分解并转变为Al4Sr相引起的;添加少量的Sr(0.1%)会降低Mg-3Al合金的显微硬度,而随着Sr元素的继续添加(0.1%),合金的显微硬度先增大后减小,并在Sr含量达到0.6%时达到峰值;此外,高温热处理会降低Mg-Al-Sr铸态合金的显微硬度。     

激光熔覆镍基高温耐磨合金的组织及性能

通过增加IN718合金中(Ti+Al)含量制备一种镍基高温耐磨合金,以满足超临界机组镍基合金阀门密封面再制造的需求。采用万能试验机、摩擦磨损试验机、XRD、SEM等仪器和JMatpro软件研究该合金激光熔覆试样的组织与性能。研究结果如下：当IN718合金的(Ti+Al)含量增加至7.6%时熔覆层会出现开裂;当IN718合金的(Ti+Al)含量增加至6.6%时,其激光熔覆试样初始平均硬度值为40 HRC,抗拉强度为998 MPa,延伸率为5.2%,室温摩擦因素为0.75左右,磨损量为0.327 5 mm³,主相为γ相和γ′相,700℃×10 h时效处理后平均硬度值为54 HRC,700℃摩擦因素为0.35左右,磨损量为0.024 mm³,主相γ′占53%。研究结果表明,IN718合金中(Ti+Al)含量增加至6.6%时具有良好的激光熔覆工艺性能和高温摩擦磨损性能,可应用于超临界/超超临界机组镍基合金阀门密封面的维修与再制造。     

第三代汽车钢表面合金镀层的性能

采用热浸镀方法在第三代汽车钢表面制备了3种不同组分的合金镀层,研究了Al含量和Si元素添加对合金镀层物相组成、显微组织、显微硬度、耐腐蚀性能的影响。结果表明:Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的主要物相都为Zn、Al和MgZn_2,在Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层中还出现了黑色的针状Mg_2Si相,增加Al含量和添加Si元素后,合金镀层的晶粒更加细小、组织均匀性提高;Zn-0.6Al-1.6Mg、Zn-1.8Al-1.6Mg和Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25Si合金镀层的显微硬度分别为164.5、186.1、195.4 HV,不同组分的合金镀层的耐腐蚀性能从高至低顺序为Zn-1.8Al-1.6Mg-0.25SiZn-1.8Al-1.6MgZn-0.6Al-1.6Mg,在合金镀层中增加Al含量或者添加Si元素都有助于提升合金镀层的显微硬度和耐腐蚀性能。     

Al元素含量对汽车用Mg合金组织和性能的影响

以Mg-Zn二元合金为研究对象,研究了Al含量变化对Mg合金物相、显微组织、显微硬度和拉伸强度的影响。结果表明,Al的加入使Mg合金中晶粒尺寸降低,存在金属间化物的生成,这些金属间化合物主要存在于晶界处。随Al含量增加,Mg合金的表面显微硬度增加,拉伸强度先增加后减小;当Al含量为1.0%时,Mg合金的拉伸强度达到最大值215MPa。     

Ni含量和烧结压力对SPS法制备NiTi合金显微组织及摩擦学性能的影响

采用高能球磨和放电等离子烧结法(SPS)在1000℃制备了NiTi合金,研究了镍含量和烧结压力对NiTi合金致密度、显微组织、显微硬度和摩擦学性能的影响。结果表明：通过高能球磨后,粉末颗粒尺寸减小,随着镍含量增加,Ni相衍射峰向高角度偏移。NiTi合金致密度随着烧结压力增大而增大,在低烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加从94.7%降低到84.6%;在高烧结压力下,合金致密度随着镍含量增加表现出先增加后减小的趋势,在镍含量为45%(质量分数,下同)时,合金致密度最低。NiTi合金中主要由NiTi相、NiTi₂相和Ni₃Ti相组成,Ni₃Ti相含量随着镍含量和烧结压力增大而增大,并且镍含量和烧结压力增大会引起Ni₃Ti相晶格畸变。随着镍含量从0%增加到65%时,合金显微硬度先增大后减小,在镍含量为50%时,显微硬度最大。在相同化学成分下,合金显微硬度随着烧结压力增大而增大。增大镍含量和烧结压力会降低NiTi合金磨损率,显著提高合金耐磨性。室温下NiTi合金的磨损机制是磨粒磨损和黏着磨损。     

铝含量和退火温度对锆铝合金相组成和力学性能的影响

利用非自耗电弧炉熔炼了Al含量为6.0%,7.0%,8.0%(质量分数)的锆铝二元合金,通过退火过程中的包析反应得到了不同相组成的Zr3Al基合金,借助光学显微镜、XRD分析研究了合金的金相组织和相组成,进行了显微硬度测定和拉伸试验。结果表明:铸态的锆铝合金显微硬度随着铝含量的增加而增大;退火可得到组织均匀的Zr3Al基合金,其显微硬度和抗拉强度主要与相组成和基体晶粒大小有关,而与第二相的形态无关;合金的显微硬度、抗拉强度随着Zr3Al相的增多而增大,延伸率随着Zr3Al相的增多而减小;合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率随着Zr3Al晶粒的细化而不同程度地增大。     

Refinement Mechanism Research of Al3Ni Phase in Ni-7050 Alloy

在7050合金的基础上,使用铸锭冶金工艺制备镍含量为 5%,10%的 2 种复合材料,研究 Al3Ni 相的细化机制。通过硬度测试,金相观察,SEM,DSC 等测试手段分析其组织及性能。结果表明该材料的硬度在 T6 时效后分别达到 1918 MPa(5%镍)和 2364MPa(10%镍),高于 7050 合金(1800 MPa)。材料断口观察结果显示,器断裂机制主要为 Al3Ni 相的沿晶脆性断裂及与基体界面分离 2种断裂模式。退火及轧制工艺对材料性能的影响主要为:长时间退火处理可使 Al3Ni 相明显细化,并使其球化。随着退火时间的延长,材料的硬度先增加后减小;经过多道次的冷轧/热轧工艺,Al3Ni 沉淀相逐步细化,由长棒状被破碎为大小相似的颗粒。     

Al-Zn-Ni-Mg-Cu变形铝合金的共晶强化效应

在Al-Zn-Mg-Cu变形铝合金中加入质量分数3%～5%的Ni元素,通过共晶反应形成了大量的Al_3Ni相,除MgZn_2相时效强化以外还增加了Al_3Ni相的弥散强化作用。Ni含量的增加既改善了Al-Zn-Mg-Cu变形铝合金的铸造性能和可焊性,又提高了抗拉强度和屈服强度。Al-Zn-Ni-Mg-Cu铝合金较佳的成分为Al-5.6Zn-3.5Ni-2Mg-1Cu,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为650 MPa、572 MPa和7.5%,焊接接头的抗拉强度和断后伸长率分别为323 MPa、2%。随着强度的增加,Al_3Ni相由界面撕裂转变为自身断裂,Ni含量的增加提高了Al_3Ni的强化效果,但不宜超过共晶点。降低Al_3Ni相的长径比能抑制Al_3Ni相的自身断裂,Al_3Ni相的均匀分布能阻碍再结晶晶粒的异常长大。     

Al改性HP40合金力学性能的研究

在HP40合金中加入5%～20％的Al替代Ni，进行室温压缩和硬度力学性能试验。结果表明，铝的加入使合金的强度和硬度得到了显著提高。但随着Al含量的提高，由于树枝状（Ni，Fe）Al金属间化合物的析出及增加,使合金的脆性增加。     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx（x=0-0．3）合金相结构及电化学性能

采用感应熔炼方法制备了A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx（x=0，0．02，0．06 0.1，0．3）四元贮氢合金，系统研究了Al元素部分替代Ni对A2B7型La0.75Mg0.25Ni3．5合金相结构及电化学性能的影响。X射线衍射（XRD）分析表明：La0.75Mg0.25Ni3．5由单一La2Ni7相组成：Al元素加入后，开始出现CaCu5型LaNi5相，当x=0．3时，LaNis相成为合金的主相。Rietveld分析表明：随着Al含量的增加，LaNi5相逐渐增多，Al的加入利于CaCu5型LaNi5相的形成。电化学测试表明：Al替代Ni对A2B7型合金La0.75Mg0.25Ni3．5电极活化性能影响不大：而最大放电容量随Al在La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx，合金中替代量的增加而减小。当放电电流密度为1600mA／g时，合金的倍率放电性能由68.8％（x=0）增加到81．16％（x=0．1）然后减小到65．67％（x=0.3）。此外，La0.75Mg0.25Ni3．5-xAlx合金电极循环稳定性先增加而后下降。x=0．06时合金电极容量保持率最大（S100=85.21．％）。     

Ni对Be-Al合金组织和性能的影响

通过室温拉伸试验与金相显微镜和扫描电镜观察分析，研究了不同Ni含量的铸态Be-Al合金的显微组织和力学性能。结果表明，铸态Be-Al合金的组织由Be相镶嵌在Al相基体中组成，Ni主要分布在Be相中起强化作用。Ni含量对Be—Al合金的室温抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度有较大影响，Ni含量在4％时合金的性能最佳。合金室温下的断裂是由Al相的延性断裂和Be相的解理断裂构成的混合型断裂。     

化学镀镍对A2B7型贮氢合金电极电化学性能的影响

本文对气态粉化后A2B7型贮氢合金La0.75Mg0.25Ni3.44Al0.06进行化学镀不同厚度Ni包覆处理.通过SEM观察,结果表明,包覆处理后镀层镍为球形颗粒且均匀弥散于合金表面.电化学测试结果表明,表面包覆镍处理的A2B7型合金电极放电容量有所降低,而循环稳定性有所提高.线性极化扫描和电化学阻抗谱等分析结果表明,表面包覆Ni处理后增大了合金电极的交换电流密度(I0),减小了电化学阻抗,改善了合金电极的动力学性能.     

Al对1Cr9Al(1-3)Ni(1-7)WVNbB合金相变与性能的影响规律

为了研究Al对铁素体耐热钢相变与性能的影响规律,通过在已有合金T92的成分基础上进行Al元素的添加及改性添加剂Ni的调整制备出了新型高铝铁素体耐热钢,研究了不同含量Al元素的加入及热处理工艺下铁素体耐热钢相变温度与淬火组织晶粒尺寸、硬度及抗氧化性的关系。结果表明,实验钢的平衡相变点随着Al元素含量的增加而升高,且实验钢的奥氏体晶粒尺寸越大,Ac1和Ac3温度越高;钢中添加的Al、Ni元素总量在2.4 wt %时,淬火后的奥氏体晶粒尺寸最小,且硬度最大;在650 ℃环境下,钢中添加3 wt %Al比添加1 wt %Al的抗高温氧化性能强;在750 ℃环境下,钢中所含改性添加剂Ni起到了一定的作用,Al-Ni比越大,钢便表现出了较强的抗氧化性。     

Effect of carbon on the coefficient of thermal expansion of as-cast Fe−30wt.%Ni−12.5wt.%Co−×C invar alloys

The segregation (distribution) of nickel and the composition of its constituents influence the low thermal expansion characteristics (Invar effect) in Fe?30 wt.% Ni?12.5wt.% Co?×C Invar alloy. The change of coefficient of the thermal expansion and magnetic properties were studied as an aspect of carbon addition causing the segregation of Ni in primary austenite of as-cast Fe?30wt.% Ni?12.5wt.% Co Invar alloy. The coefficient of thermal expansion of Fe?30 wt.% Ni?12.5 wt.% Co?×C Invar alloy showed its lowest value at 0.08 wt.% carbon, increased with increasing carbon content in the range of 0.08–1.0 wt.%C, kept constant at 1.0–2.0 wt.%C and decreased at carbon higher than 2.0 wt.%. The effective distribution of the coefficient of nickel in as-cast Fe?30 wt.% Ni?12.5 wt.% Co?×C Invar alloy increased with increasing carbon content. The volume fraction of the γ phase of Fe?30 wt.% Ni?12.5 wt.% Co?×C alloy increased with increasing carbon content. The microstructure of Fe?30 wt.% Ni?12.5 wt.% Co?×C alloy changed with the carbon content was independent of the coefficient of thermal expansion. The Curie temperature changed linearly with the carbon content and was similar to the change of the coefficient of thermal expansion. Moreover, the coefficient of thermal expansion decreased when the ratio of saturation magnetization to Curie temperature (σ_s/T_c) increased, decreasing the Curie temperature and showed a specific relationship with the magnetic properties of the Fe?30 wt.% Ni?12.5 wt.% Co?×C Invar alloy.     

准晶增强Al-11%Mg复合材料的组织和性能

以Al-11％Mg合金为基体,十面体准晶相Al72Ni12Co16为增强颗粒,通过机械搅拌的方法制各了Al72Ni12Co16/Al-11％Mg复合材料。采用扫描电镜和能谱分析研究了Al72Ni12Co16/Al-11％Mg复合材料的微观组织和成分,并测试了其拉伸性能和硬度。试验结果表明：Al72Ni12Co16颗粒在加入到Al-11％Mg基体中后发生破碎和钝化,颗粒沿晶界处均匀分布。由于原子间的相互扩散,颗粒由Al72Ni12Co16转变为AlgCo2（Ni）,同时在凝固过程中伴随有Al3Ni相析出。加入15％Al72Ni12Co16颗粒后,Al-11％Mg合金的抗拉强度σb、弹性模量E和维氏硬度HV分别提高了38．5％、27．1％和58．7％,但伸长率降低。     

非晶态镍磷合金的组织结构与性能

研究了化学沉积非晶态镍磷合金的组织结构与性能。结果表明,随着沉积层中磷含量的增加,合金的非晶化趋势提高,非晶态镍磷合金层的硬度和耐磨性能下降,且明显低于晶态镍磷合金;经过大于６１３Ｋ的时效处理,非晶态镍磷合金晶化且有Ｎｉ３Ｐ生成,沉积层的硬度和耐磨性得以提高并超过晶态合金;非晶态镍磷合金经过时效处理晶化后且组织结构发生变化,耐腐蚀性能下降,硬化性能则提高。     

AlNiLaCe新型高熵非晶合金的组织结构与电化学腐蚀行为

采用电弧熔炼工艺与真空熔炼快淬系统制备了一系列新型AlNiLaCe高熵非晶合金条带,并研究了(AlNi) / (LaCe)含量变化对高熵非晶合金组织结构与电化学腐蚀行为的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）和显微硬度计分别研究测定了高熵非晶合金的相结构、热稳定性与硬度;借助扫描电子显微镜（SEM）与X射线能谱分析仪（EDS）表征了合金条带的表面形貌与元素分布情况;通过极化曲线（Tafel）考察了高熵非晶合金在3.5 wt.% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为并通过XRD测定了等原子比AlNiLaCe高熵非晶合金条带的腐蚀产物。结果表明:随着Al含量的增多,AlNiLaCe高熵非晶合金由典型的非晶态衍射峰与含Al的金属间化合物一同组成;合金中(AlNi)含量增多导致其热稳定性与条带硬度逐渐提高,Al35Ni35La15Ce15高熵非晶合金最高硬度为470 HV0.1。通过电化学腐蚀实验发现:相比AZ91镁合金,AlNiLaCe系高熵非晶合金的自腐蚀电位更高,腐蚀电流密度比镁合金低1个数量级。