Ta1/Ta8Ni30Cr20Cu42/0Cr18Ni9储能焊接头组织与性能

针对钽与钢之间因物化性能差异大,储能焊接头易产生脆性金属间化合物等问题,依据熔核金属高熵化技术思路,以等摩尔比的Ta₂₀Fe₂₀Ni₂₀Cr₂₀Cu₂₀合金为熔核目标成分,依据焊接过程两种母材熔合比折合得到Ta₈Ni₃₀Cr₂₀Cu₄₂中间层合金,将其用于Ta1/0Cr18Ni9的储能焊连接. 结果表明,熔核金属的高熵合金化可有效地抑制熔核中脆性金属间化合物的形成,Ta1/Ta₈Ni₃₀Cr₂₀Cu₄₂/0Cr18Ni9储能焊接头形貌完整,熔核呈规则的杯形,长径约0.6 mm,整体向钢侧发生了偏移. 熔核组织以简单FCC固溶体为主相,兼有少量BCC固溶体. 熔核中心凝固组织以细小的等轴晶为特征,熔核与两侧母材熔合区则形成了平行生长的柱状晶,熔核区与母材结合良好. 在焊接电压1 000 V,电容500 μF,电极力30 N工艺条件下,接头平均抗剪强度372 MPa.     

Ta1与0Cr18Ni9薄板的储能焊试验

采用电容储能焊方法对Ta1与0Cr18Ni9薄板进行点焊连接,分析了直接点焊与添加高熵中间层的钽/钢接头组织与性能. 结果表明,溶质截流效应可有效抑制快速凝固熔核中脆性金属间化合物产生,实现钽/钢的储能焊接. Ta1/0Cr18Ni9的直接点焊接头中熔化区集中于钢板一侧,呈双曲回转形,熔核中心出现一直径约0.2 mm近圆形气孔,在钽与钢的结合界面处有少量Fe₅Ta₃与Cr₂Ta金属间化合物产生;添加高熵合金中间层的点焊接头,由比较规则的近半扁球状熔核及熔核向基体过渡的熔合区组成,熔核具有简单固溶体结构,组织均匀致密,主要由柱状晶组成. 在相同的参数条件下,钽/钢直接焊接头接头抗剪强度为239 MPa,添加高熵合金中间层的钽/钢接头抗剪强度可达374 MPa.     

Ti对富Fe非等原子比高熵合金组织与性能的影响

在各元素成相作用和降低成本的基础上，利用机械球磨与放电等离子烧结的方法成功制备了一种富铁非等原子比Fe₄₅Cr₁₅Co₁₀Ni₃₀高熵合金。在该合金中通过降低Co和Ni的方式引入Ti元素，并研究了Ti的含量对合金力学性能的影响。结果表明：与Fe₄₅Cr₁₅Co₁₀Ni₃₀合金相比，含Ti的高熵合金出现了富Ti的BCC相；随着Ti含量的增加，FeCrCoNiTi高熵合金的微观组织发生了变化，富Ti的BCC相颗粒变得细小，相的形貌与分布也出现了变化，导致合金的硬度、屈服强度和抗拉强度先升高后降低，应变率逐渐降低，其中Fe₄₅Cr₁₅Co₆Ni₂₆Ti₈合金的综合性能最好，硬度为(404.2±6.3) HV0.3,屈服强度与抗压强度分别达到最高的(1036±12) MPa和(1883±10) MPa,应变率也维...     

Cu元素在二元等原子比合金中的扩散现象

研究了Cu₅₀Ni₅₀、Cu₅₀Co₅₀、Fe₅₀Ni₅₀、Fe₅₀Cr₅₀ 4种二元等原子比合金在镀铜并经850 ℃×10 h扩散处理后扩散层的显微组织及成分分布。结果表明,经过850 ℃×10 h扩散处理后,在Cu₅₀Ni₅₀等原子比合金中,由于适配空位的存在,Ni元素与Cu元素之间发生了明显的互扩散,并且Cu元素往往在晶界处发生互扩散;在Cu-Fe₅₀Ni₅₀扩散偶中,Cu元素和Fe元素之间发生了互扩散;但是在Cu-Fe₅₀Cr₅₀和Cu-Cu₅₀Co₅₀扩散偶中,各个元素均没有发生扩散。     

铸态(Fe33Cr36Co15Ni15Ti1)96Al4高熵合金力学性能及腐蚀行为

利用经典高熵合金判据设计了一种非等摩尔比(Fe₃₃Cr₃₆Co₁₅Ni₁₅Ti₁)₉₆Al₄高熵合金。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、万能力学试验机和电化学工作站对合金的晶体结构、微观组织、元素分布、力学性能(压缩和拉伸性能)及腐蚀性能进行了研究。结果表明,(Fe₃₃Cr₃₆Co₁₅Ni₁₅Ti₁)₉₆Al₄高熵合金为FCC+BCC双相结构,合金微观组织为枝晶组织,室温下合金抗压强度为743 MPa及超过50%的压缩应变,而拉伸屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为591 MPa、984 MPa和15.8%,其断裂机制为韧性断裂。合金表现出优于304SS的耐蚀性,点蚀电位为846 mV,约是304SS的三倍。     

(CoCrFeNi)100-xCux中间层对WC-10%Co硬质合金与42CrMo钢快速扩散连接的影响

本文将不同Cu含量的(CoCrFeNi)_100-xCu_x高熵合金(x=10、20、30、40、50)作为中间层,利用放电等离子烧结对WC-10%Co(质量分数)硬质合金和42CrMo钢进行固相扩散焊,探究了高熵合金中间层成分对焊接接头界面组织特征、元素扩散行为及最终力学性能的影响。结果显示,各成分下硬质合金与高熵合金界面均无明显微孔和微裂纹,但高熵合金中间层与42CrMo钢界面普遍存在少量微孔,且低Cu含量(CoCrFeNi)90Cu10与42CrMo钢界面存在大量微孔和微裂纹。扩散焊后中间层出现了富Cu相和富Cr相,其中富Cu相在Cu的原子数分数减小到10%后基本消失,而富Cr相主要分布在界面附近,且Cu的原子数分数增加到50%时主要分布在贫Cu相边缘及内部。中间层元素(Co、Cr、Fe、Ni)在硬质合金中的扩散距离比硬质合金中W元素在中间层的扩散距离要远。相较而言,高熵合金中间层各元素与42CrMo钢之间的元素扩散距离基本相同。另外,在使用(CoCrFeNi)_100-xCu_x高熵合金作为中间层时...     

基于焊缝高熵化的TA2与0Cr18Ni9板材TIG焊分析

针对钛/钢焊接难,焊缝易产生金属间化合物导致接头力学性能不良等问题,依据焊缝金属高熵化技术思路,通过基于密度泛函理论的热力学第一性原理设计并制备出塑韧性良好的多主元Ti₁₀Fe₂₉Ni₃₂Cu₂₂V₇合金作为焊材,用于TA2/0Cr18Ni9薄板的TIG焊接. 结果表明,使用Ti₁₀Fe₂₉Ni₃₂Cu₂₂V₇焊材熔焊钛/钢,所得焊接接头形貌完整,无明显焊接缺陷,焊缝金属与母材结合性良好. 焊缝中心组织则由等轴晶组成,熔合区组织以柱状晶为特征,这些晶体均具有简单立方固溶体结构,有效避免了TiFe₂,TiFe金属间化合物的形成,接头抗拉强度达到205 MPa.     

TA2/ Co13Cr28Cu31Ni28/ Q235脉冲TIG焊接头组织与性能

针对钢与钛之间因物化性能差异大,焊接过程易产生大量金属间化合物而难以实现可靠连接的问题,依据焊缝金属固溶高熵化思路,选用Co₁₃Cr₂₈Cu₃₁Ni₂₈高熵合金作为中间过渡层对TA2钛和Q235钢进行脉冲钨极氩弧焊,并对Co₁₃Cr₂₈Cu₃₁Ni₂₈高熵合金及接头的组织和性能进行分析研究. 结果表明,Co₁₃Cr₂₈Cu₃₁Ni₂₈主要是双相面心立方结构,分别为富Cu的晶间和晶内面心立方结构,强度和塑性良好;焊接接头两部分焊缝均成形良好,无气孔、裂纹等缺陷,焊缝组织均为简单的固溶体结构,Q235侧焊缝主要为面心立方结构相,TA2侧焊缝主要由简单的体心立方结构和面心立方结构相构成,以体心立方结构相为主;焊接接头抗拉强度为224 MPa,在TA2侧靠近高熵合金的熔合线处断裂,主要由于生成了脆性的Cr₃O₈,断口有较多韧窝和一部分解理面,为混合断裂,表现出一定的韧性断裂特征.     

再结晶温度对Cr20Mn10Fe30Co30Ni10高熵合金组织及性能的影响

将Cr₂₀Mn₁₀Fe₃₀Co₃₀Ni₁₀高熵合金均匀化、室温冷轧后,研究再结晶温度对其组织和性能的影响。结果表明：轧制态的合金相结构为FCC+HCP两相结构,900℃以下回复再结晶处理后,仍保留大量HCP相,随着再结晶温度的升高,HCP相逐渐减少,部分晶粒开始发生回复再结晶,强度降低;当温度达到900℃时,已经发生完全回复再结晶,HCP相消失,生成细小多边形等轴晶粒,塑性大幅提升。采用600℃中温回复再结晶可以获得异质组织结构,从而实现Cr₂₀Mn₁₀Fe₃₀Co₃₀Ni₁₀高熵合金良好强韧性匹配。     

(MgCoNiCuZn)O高熵荧光粉的制备及其发光性能

近年来，(MgCoNiCuZn)O高熵氧化物由于具有独特的结构和功能特性而引起极大关注。本研究通过高温固相法合成了等原子比的(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)O高熵氧化物荧光粉，进而利用高熵陶瓷所特有的“鸡尾酒”效应设计出非等原子比的(Mg_0.2Co_0.35Ni_0.05Cu_0.05Zn_0.35)O高熵氧化物荧光粉。结果表明：等原子比的(Mg_0.2Co_0.2Ni_0.2Cu_0.2Zn_0.2)O高熵荧光粉在高温固相反应后为单相FCC结构，而非等原子比的(Mg_0.2Co_0.35Ni_0.05Cu_0.05Zn_0.35)高熵荧光粉为HCP和FCC双...     

TA2/Q235复合板用Ni基过渡层熔焊接头组织和性能

采用Ni基过渡填充材料,进行TA2/Q235复合板对接熔化焊试验,研究了接头组织形貌、成分分布、相组成及力学性能. 结果表明,近焊缝区,TA2覆层组织主要是板条α相,Q235基层组织为块状珠光体和铁素体;焊缝中Ti层组织主要为呈树枝晶生长的β相,并含有NiTi₂,Ni₃Ti,TiFe,TiFe₂和TiCr₂相,Ni基层中主要是γ-Ni,并含有少量Fe₃Ni₂,CrNi₂和(CrNiMo)化合物,Ti层与Ni基层之间存在宽约50 μm过渡层,过渡层中存在大量针叶状NiTi₂,NiTi金属间化合物,被CrNi₂相包覆,从Ti层到Ni基层,Ti元素缓慢下降,Ni元素先升高后降低,Cr,Mo元素波动升高;Ti层及与Ni基焊缝的过渡层中的金属间化合物和脆性相,提高了硬度,降低了塑韧性.     

Hydrogen-caused phase transformations, relaxation and hysteretic phenomena in fcc alloys Fe55Cr25Ni20 and Fe50Ni50

Hydrogen-induced phases, relaxation and hysteretic phenomena in Fe₅₅Cr₂₅Ni₂₀ and Fe₅₀Ni₅₀ alloys were studied using neutron scattering and internal friction. Substitution of chromium by nickel prevents the hydrogen-induced γ→ transformation, which was used for interpretation of the IF peaks. A new relaxation peak is observed in the hydrogen-charged Fe₅₀Ni₅₀ alloy.     

Synthesis and characterization of doped LaCrO3 perovskite prepared by EDTA–citrate complexing method

The La_0.85Sr_0.15Cr_0.95Ni_0.02Co_0.02O₃ (LSC) interconnect materials for solid oxide fuel cells (SOFCs) were synthesized by EDTA–citrate complexing method. Thermal decomposition behavior of the gel, phase formation and morphology of LSC powders were characterized by thermogravimetry/differential thermal (DSC/TG) analysis, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM), respectively. It appeared that lower pH value (pH 4.9) of the precursor solution resulted in a transient liquid phase, SrCrO₄, in the calcined LSC powder. The sintering characteristics, electrical conductivity and thermal expansion properties of sintered bars were investigated. La_0.85Sr_0.15Cr_0.95Ni_0.02Co_0.02O₃ prepared in the condition of pH 4.9 showed an electrical conductivity of 15.6 S cm⁻¹ at 800 °C and a thermal expansion coefficient (TEC) of 10.8 × 10⁻⁶ K⁻¹ (20–900 °C), which is suitable for use as interconnect materials for SOFCs.     

Al含量对热轧FeMnCoCr系高熵合金组织和性能的影响

研究了Al含量对(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)_100-xAl_x高熵合金微观组织、变形机制和拉伸性能的影响。采用真空电弧熔炼炉制备合金铸锭,对合金进行压下率为80%的热轧火淬,利用SEM和EBSD对合金的组织结构进行了分析。结果表明,随着Al含量(原子分数,下同)由0%增加到6%,热轧淬火后合金组织由FCC+HCP双相转变成FCC单相,Al含量为8%时产生了BCC相;随着Al含量由0%增加到6%,在拉伸过程中TRIP效应受到抑制,TWIP效应明显增加,合金的屈服强度变化不大,抗拉强度稍有降低,断后伸长率显著增加,当Al含量为6%时断后伸长率达到最高,为79%。     

Microstructure and tribological properties of laser clad Ti2Ni3Si/NiTi intermetallic coatings

Wear resistant Ti₂Ni₃Si/NiTi full intermetallic composite coatings with a microstructure consisting of ternary metal silicide Ti₂Ni₃Si primary dendrites and interdendritic Ti₂Ni₃Si/NiTi eutectic were fabricated on a substrate of 0.2%C low carbon steel by the laser cladding process using Ti-Ni-Si alloy powders as the precursor materials. Microstructure of the coatings was characterized by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray analysis (EDS). Wear resistance of the laser clad Ti₂Ni₃Si/NiTi intermetallic coatings was evaluated under dry sliding wear test conditions at room temperature. Results indicate that the Ti₂Ni₃Si/NiTi intermetallic coatings have excellent abrasive and adhesive wear resistance under dry sliding wear test conditions because of the unique combination of high yield strength and toughness of the intermetallic compound NiTi and the high hardness, strong covalent dominant atomic bonds and possible strong hardness anomaly of the ternary metal silicide Ti₂Ni₃Si with MgZn₂ type Laves crystal structure.