稀土处理对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响

通过工业试验研究了不同稀土含量对高牌号无取向硅钢中夹杂物的影响。研究结果表明,当稀土质量分数为0.002 1%时,稀土元素主要形成(La, Ce)AlO₃夹杂物,从而进行脱氧、变质钢中Al₂O₃夹杂物;随着钢中稀土含量的增加,稀土主要形成以(La, Ce)AlO₃-(La, Ce)₂O₂S类和(La, Ce)₂O₂S类稀土夹杂物,主要降低了钢中硫化物的析出量,但是此时生成的稀土夹杂物对钢中大量温降过程析出和二次氧化产生的Al₂O₃类夹杂物的改性作用较弱,这导致稀土含量高时钢中Al₂O₃夹杂物的数密度明显增加。此外,夹杂物长宽比的统计结果表明,稀土处理使铸坯中夹杂物发生明显球化,但在随后的热轧工序中,常规处理与稀土处理的热轧板中夹杂物的平均长宽比差异较小。即在工业生产实际中,稀土处理对成品组织中的夹杂物的长宽比影响很小,影响夹杂...     

电热合金钢0Cr21A16NbRE电渣重熔用渣的研究

研究了电热合金钢OCr21A16NbRE电渣重熔用渣70%CaF₂-25%Al₂O₃-5%CaO在正常重熔制度下（A=2800 A,V=30 V）液态炉渣自然冷却与经过渣钢反应后冷却至固相渣的各部位成分与物相,分析了钢液中稀土元素的烧损。结果表明,液渣冷却的固相中不含稀土元素,其成分点位于CaF₂-CaO·2Al₂0₃-Ca0·6Al₂0₃组成的子三角形内,各层化学成分和物相不同,但以CaF₂为主。炉渣经渣钢反应后可分为五层,颜色、物相各不相同;CaF2含量最高部位在上两层,Al₂O₃含量从无到有逐层升高;各层均检测到稀土氧化物,中间层及最底层（钢液滴落处）含量较高,稀土相中以铈镧的铝酸盐（Ce,La）x（AlO₂）y为主相,该相结构致密硬度高。计算表明,在中下层区域,炉渣氧化性较强,钢中稀土元素主要在此部位被氧化。增加渣中Y₂0₃量有利于提高电渣锭中稀土元素Y的含量。     

稀土Ce对3003铝合金组织性能的影响

在3003铝合金中添加不同含量的稀土Ce,研究Ce对铝合金组织性能的影响。采用SEM、EDS等方法对合金显微组织进行分析,并对合金维氏硬度进行测试。结果表明,3003铝合金中板条状组织为Al_4Mn,分布于黑色的Al基体上。随着Ce含量的增加,合金晶粒显著细化,且析出少量针状、片状或颗粒状白色组织Al_3Ce,同时合金显微硬度逐渐提高。当合金中Ce含量为0.35%时,合金固溶达到饱和;3003铝合金中最适宜的Ce含量为0.35%。     

CeAOl3在不同w(CaO)/w(Al2O3)保护渣中的溶解行为

稀土钢连铸过程中,结晶器内上浮至渣金界面的高熔点稀土夹杂物如果不能被保护渣有效的溶解吸收,进入保护渣后会改变渣的理化性能,影响连铸顺行。通过高温实验研究了Ce AOl₃在连铸保护渣中的溶解机制,探究了保护渣w(Ca O)/w(Al₂O₃)(简写为C/A)对溶解过程的影响。实验结果表明,Ce AOl₃溶解过程中,夹杂物-渣界面会形成Ce³⁺和Ca²⁺的浓度边界层。在C/A为0.8的保护渣中会形成中间产物Ca Ce Al₃O₇,随着C/A增加到1.0,中间产物Ca Ce Al₃O₇减少;继续增加C/A至1.2,中间产物消失。其溶解机制为,低C/A渣中Al O₄^5-较多,在浓度边界层中Ce AOl₃溶解形成的Ce³⁺与渣中Ca²⁺、Al O₄     

Ce和Cu复合合金化对A356.2合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、室温拉伸试验机等研究了Ce和Cu复合合金化对A356.2铝合金组织和力学性能的影响。结果表明，在单独添加Ce时，随着Ce含量的增加，A356.2铝合金中的α-Al相得到不同程度的细化，在添加0.1%的Ce时，合金中α-Al相的二次枝晶臂间距最小为29.6μm,其抗拉强度最佳，为310.8 MPa。因此选用0.1%Ce和不同含量的Cu来研究其对A356.2合金组织和力学性能的影响，随着Cu含量增加，A356.2合金中α-Al相得到细化，共晶Si得到有效的变质，并且出现新的Al₂Cu和Al₈Cu₄Ce相，起到固溶强化和弥散强化的作用，提高了合金的强度。在添加1.5%Cu和0.1%的Ce后，A356.2铝合金力学性能最好，抗拉强度为350.75 MPa,屈服强度为273.80 MPa,延伸率为6.52%。     

稀土Ce对X100管线钢组织及耐腐蚀性能的影响

以X100管线钢为研究对象，在实验室条件下采用真空感应炉熔炼不同稀土Ce含量的试验钢，通过扫描电子显微镜、蔡司金相显微镜、电化学工作站以及X射线衍射仪研究了Ce对X100管线钢组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明，Ce的加入使X100钢中MnS、Mn-Si-Al-O夹杂变性成Ce_xO_y、Mn-Si-Al-O-Ce夹杂，尺寸由4μm左右增大到10μm左右。Ce对X100试验钢显微组织具有明显的细化作用，在0～0.004 9%范围内，试验钢组织随着Ce含量的提高逐渐细化。Ce的加入能够提高试验钢的腐蚀电位，降低其腐蚀电流密度，在3.5%NaCl溶液浸泡28 d条件下，试验钢腐蚀电流密度由未添加Ce时的4.634 7 mA/cm²降低至Ce含量为0.004 9%时的3.778 4 mA/cm²,Ce含量为0.004 9%时的试验钢表现出较好的耐腐蚀性能。另外，Ce的加入能够有效提高腐蚀产物中α-FeOOH和Fe₃O₄的含量，增强对钢基体的保护作用，有利于提高试验钢的...     

激光熔化沉积AlxCoCrFeNiMn组织与性能研究

为了探讨Al元素对Al_xCoCrFeNiMn (x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)高熵合金(HEAs)相组成、显微组织、力学性能的影响，并得到具备高强度和高塑韧性的高熵合金成分。选用激光熔化沉积技术(LMD)制备Al_xCoCrFeNiMn HEAs块体，并对其进行宏微观形貌观察、相组成表征和力学性能测试。研究发现，随着x从0增加到1.0，晶粒沿〈100〉方向的择优取向性逐渐消失；显微组织由粗大的树枝晶到柱状晶再到类似于魏氏组织的层片状结构，并且晶粒逐渐细化；相组成由面心立方(fcc)向体心立方(bcc)+fcc结构转变；硬度、强度和耐磨性逐渐提高，Al_0.8合金的硬度为HV 292，抗拉强度为774.5 MPa，磨损率降低了53.5%；延伸率呈现先增加后降低的趋势，Al_0.4合金的延伸率最高为51.0%；随着Al含量进一步增加，合金延伸率出现恶化，Al_0.8合金的延伸率仅为5%。经综合对比，Al_0.6合金抗拉强度提高了41.7%，硬度提高了2...     

溶胶-凝胶技术提高不锈钢抗高温氧化及铝合金阳极氧化膜的耐蚀性能

采用溶胶-凝胶法在不锈钢基体表面制备ZrO₂和Al₂O₃涂层,并对铝合金阳极氧化膜进行封孔处理.采用高温循环氧化法研究ZrO₂和Al₂O₃涂层抗高温氧化性能,通过电化学阻抗谱和剥蚀法分析溶胶-凝胶法封孔后铝合金氧化膜的耐腐蚀性能.结果表明:ZrO₂和Al₂O₃涂层的抗高温氧化性能随涂层厚度增加而提高;铝合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能也随封孔次数的增加而提高,但当封孔处理超过8次后,阻抗值和腐蚀程度基本不随封孔次数发生变化;实施相同次数封孔处理后,Al₂O₃溶胶的封孔效果略优于ZrO₂溶胶的封孔效果.      

铝合金夹杂物基本性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算的方法研究了铝合金基体及常见夹杂物Al₂O₃、MgO、AlN、TiB₂、AlB₂、Al₄C₃的基本性质.形成热的计算结果表明Al₂O₃最容易形成,其次是MgO,AlB₂相对最难形成;Al₂O₃、AlN、TiB₂结合能的绝对值稍微大于其他物相,且TiB₂最稳定,AlB₂相对最不稳定;TiB₂粒子的切变模量、体模量、杨氏模量和硬度均最高,Al₄C₃与基体硬度最接近,表明TiB₂粒子对铝合金强度、刚度、加工性能的影响最大;AlN粒子的各向异性因子最大,其对铝合金各向异性的影响最大,AlB₂次之,Al₂O₃和TiB₂粒子对铝合金各向异性程度影响较小;TiB₂对铝合金韧性的影响最大,AlN次之,Al₄C₃对铝合金韧性的影响最小;Al₂O₃与铝基体之间的相对费米能级差较大,为1.4 eV,而AlB₂粒子最小,各夹杂物对材料腐蚀性能的影响大小顺序为:Al₂O₃>MgO>TiB₂>Al₄C₃>AlN>AlB₂.      

Al2O3掺杂钼合金的显微组织及电化学腐蚀行为研究

研究了在3.5%NaCl溶液中,Al₂O₃掺杂对钼合金电化学腐蚀性能的影响,并分析了合金的腐蚀机理。结果表明：Mo-Al₂O₃合金的耐腐蚀性能显著优于纯钼,随着Al₂O₃含量的增加,Mo-Al₂O₃合金的耐腐蚀性能先提升后下降。在腐蚀过程中,Cl^-优先吸附于钼合金氧化膜的缺陷位置形成点蚀,随着电位的增大,点蚀沿晶界扩大成为腐蚀沟槽。Al₂O₃可细化钼晶粒,从而促进钼合金形成致密的氧化物薄膜,不易发生点蚀,从而提升钼合金的耐腐蚀性能;但当钼合金中Al₂O₃的体积分数达到1.6%时,Al₂O₃颗粒由于团聚长大,破坏了钼合金氧化膜的完整性,使其对合金基体的保护作用减弱,导致钼合金耐腐蚀性能下降。     

高Ce含量RE-Fe-B烧结磁体元素分布与磁性能研究

为了开发具有商业价值的高Ce含量RE-Fe-B磁体,提高高丰度稀土Ce的利用率,对不同Ce替代量RE-Fe-B磁体的磁性能和微观结构进行了研究。实验结果表明,Ce/(Ce+Nd)质量分数达到40%的双主相磁体仍保持着优良的磁性能,剩磁B_r达到1.31 T,最大磁能积(BH)_max达到310.56 kJ/m³。在Ce替代量为40%的单、双主相磁体中,Nd和Ce元素的置换行为存在差异,单、双主相磁体中Nd元素均偏向于进入主相晶粒,Ce元素则趋于聚集在晶界相或主相晶粒表层,且在双主相磁体中形成贫Ce主相和接近名义成分的(Nd_0.6Ce_0.4)_30.5(Fe, M)_balB_0.97主相。通过观察磁畴翻转分析了单、双主相磁体的磁化行为,研究了双主相磁体矫顽力增强机制：贫Ce主相的高各向异性场对富Ce主相的磁矩起到了钉扎作用。Nd和Ce元素扩散行为的研究为制备高Ce含量、高磁性能的商业化RE-Fe-B磁体提供了依据。     

电磁搅拌对Al-14Ce合金初生/共晶相与力学性能的影响

针对Al-14Ce合金中富Ce相粗大引起强化效果不佳的问题,通过正交分析法和单一变量法研究电磁搅拌对合金富Ce相及力学性能的影响。结果表明,搅拌频率21 Hz,搅拌电流50 A,搅拌方向为连续正转下,合金获得较优力学性能。抗拉强度达184.6 MPa,屈服强度达107.6 MPa,伸长率达7.06%。在10～50 A范围内,随着搅拌电流的增加,Al₁₁Ce₃相平均尺寸先减小后增加,力学性能随之先降低后提升。电流过大达70 A易导致粗大初生相与孔洞缺陷的产生而恶化性能;在7～21 Hz范围内,随着搅拌频率的提升,Al₁₁Ce₃相逐渐细化使得力学性能逐步提升。频率过大达28 Hz时则会导致初生相聚集粗化降低力学性能;连续正转利于合金组织与性能改善,交替搅拌会导致局部区域Al₁₁Ce₃相聚集生长而恶化性能。     

耐腐蚀摩托艇ADC12-0.5La铝合金微观组织及制备

为改善ADC12铝合金的耐腐蚀性能,通过超声熔铸法制备ADC12-0.5La铝合金,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、硬度计、浸泡腐蚀试验和电化学工作站研究了T6热处理和稀土La改性对ADC12铝合金的微观组织、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明,T6态ADC12-0.5La铝合金微观组织明显细化,α-Al尺寸减小,形貌变圆整,共晶Si相和AlFeMnSi相细化为短棒状。相比于ADC12铝合金,T6态ADC12-0.5La铝合金硬度达到117.7HV,提高了26.8%,腐蚀电流密度降低了10.7%,腐蚀电位上升了64.4%,腐蚀速率降低了54.4%,腐蚀表面平坦且光滑,表现为较轻微的晶间腐蚀。T6态ADC12-0.5La铝合金提高了腐蚀电位,Al-La-Cu稀土相阻碍了电子移动,铝合金的耐腐蚀性能得到大幅度提高。     

Nb含量对Al0.3CoCrFeNi高熵合金组织与性能的影响

采用真空电弧炉制备了Al_0.3CoCrFeNiNb_x(x为摩尔比,x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)高熵合金棒材,用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微维氏硬度计和万能试验机对合金的微观组织和性能进行了研究。结果表明,Al_0.3CoCrFeNi合金的微观组织为单相面心立方(fcc);添加Nb后,合金由fcc相和Laves相组成,并随着Nb含量的增加,Laves相体积分数逐渐增多;至Al_0.3CoCrFeNiNb_1.0时,基体相从fcc相变为Laves相。Al_0.3CoCrFeNiNb_x合金组织随Nb含量变化经历了亚共晶到过共晶的转变,同时衍射峰(111)fcc先向小角度移动后向大角度移动,晶格常数先增大后减小。Nb元素的增加可以有效提高Al_0.3CoCrFeNiNb_x合金的强度和硬度,硬度呈近似线性增加,从Al_...     

CaO–Al2O3–SiO2复合烧结助剂添加量对ZrO2/Al2O3复相陶瓷性能的影响

以Al(NO₃)₃·9H₂O、Ca(NO)₂·4H₂O、C₈H₂₀O₄Si为原料, 采用高分子网络法制备出成分均匀、粒度分布为3~7μm、高活性的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂; 将质量分数为3%、5%、7%、9%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂添加到Al₂O₃和ZrO₂原料粉体中, 经干压成型, 在1450℃烧结温度、保温4h的工艺条件下进行常压烧结制备得到ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷试样, 研究烧结助剂添加量对复相陶瓷力学性能和显微组织结构的影响。结果表明:当添加质量分数为5%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂时, ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷的综合性能最达到佳, 相对密度为94%, 显微维氏硬度为1204 MPa, 抗弯强度为321 MPa, 断裂韧性为4.52 MPa·m1/2。     

稀土Ce对A356铝合金力学性能及显微组织的影响

运用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和万能电子拉伸试验机等研究了稀土Ce对A356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,稀土Ce是A356铝合金的一种优良变质剂,不但能使α-Al初生相晶粒得到细化,而且能使共晶硅变得细小、圆整且分布均匀。稀土Ce在A356铝合金中主要以稀土金属间化合物Al_(11)Ce_3相存在。当Ce添加量为0.04%时,A356铝合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率分别为307.5 MPa、239 MPa、7.72%,比未添加Ce的A356铝合金分别提高了7.89%、24.48%和108.09%。     

稀土La对半固态A356初生相细化机制的研究

利用Al-La稀土中间合金对液态A356铝合金进行了细化处理,并用低过热度浇注技术制备了半固态A356铝合金浆料,研究了稀土La对所制备半固态A356铝合金的初生α相形貌和尺寸的影响.研究结果表明,含有适量稀土La的A356铝合金经低过热度浇注可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α相的半固态浆料,稀土La可显著改善半固态A356铝合金中初生α相的晶粒尺寸和颗粒形貌.稀土La对半固态A356铝合金的初生α相细化机理可能与稀土在铝合金中诱发的共晶反应有关.     

稀土精炼紫杂铜组织和性能的研究

采用自制的稀土中间合金,利用直读光谱仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电化学工作站,研究了稀土La,Ce对紫杂铜精炼前后的化学成分、微观组织、力学性能和耐蚀性能的影响,并探讨了稀土除杂的热力学机制与稀土精炼提高耐腐蚀性能的机制。实验结果表明,稀土La,Ce精炼后,紫杂铜中的Pb,Sn,S含量明显降低,Bi,Al等杂质含量也有不同程度的降低;加入0.15%稀土La,Ce精炼后,紫杂铜的铸态组织明显细化;稀土La,Ce与铜基体形成了球状的Cu6RE第二相粒子,弥散分布于铜基体中;适量稀土La精炼后,紫杂铜的力学性能有较大改善;加0.10%La和0.15%Ce精炼后的紫杂铜在3.5%的Na Cl溶液中的耐蚀性能有较大改善,自腐蚀电流由精炼前的8.58μA·cm~(-2)分别下降到4.59和6.20μA·cm~(-2)。     

La,Ce混合稀土对挤压态工业纯铝组织性能的影响

以工业纯铝、Al-10%La中间合金和Al-15%Ce中间合金为原料,利用铝合金熔炼炉制备了Al-x RE(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;%,质量分数)合金。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）,能谱（EDS）和背散射电子衍射（EBSD）表征合金相组成、显微组织和织构,通过万能试验机和显微硬度仪测量合金的强度和硬度,将组织、性能和织构进行对比,研究了La,Ce混合稀土对工业纯铝的影响。结果表明：随着稀土含量的增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐减小;合金导电率随着稀土含量的增加呈现先增加后减小的变化趋势,其最大值为64.5%IACS,比工业纯铝提高了1%IACS;当稀土含量小于0.3%时,合金的力学性能变化较小,而当稀土含量超过0.3%时,合金的强度和硬度逐渐提高,平均抗拉强度最大值达到90 MPa,平均延伸率最小值为41.6%,平均硬度峰值为HV 24.9,其平均抗拉强度和平均硬度比工业纯铝分别提高了38.5%和19.1%,而延伸率仅降低了9.2%;随着稀土含量的增加,合金中<001>取向的晶粒逐渐减少,<111>取向的晶粒逐渐增多,合金中...     

7075与ER5356铝合金焊丝用于7075铝合金MIG焊接头性能对比研究

采用MIG焊的方式使用自制7075铝合金焊丝与市面购进的ER5356焊丝进行3mm厚7075铝合金对接焊，对比分析两种焊丝焊接接头的显微组织与力学性能。经过光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)结合室温拉伸与显微硬度测试，结果表明：两种接头焊缝组织均为枝晶网状组织，但由于合金元素含量与热导量增大，7075接头焊缝组织相对细小且枝晶特征更为明显。SEM和XRD检测分析得出，由于焊接时金属流动作用将部分母材合金元素带至焊缝，两者焊缝析出相均主要为η相(MgZn₂)、S相(CuMgAl₂)或T相(AlZnMgCu)，同时存在Al₁₃Fe₄金属化合物。7075焊缝平均硬度为120HV，相较于5356焊缝更为优异；两者拉伸力学性能较为接近，断裂机制相同。