Y元素的添加对Zr_(56)Co_(28)Al_(16)非晶合金在模拟体液中耐蚀性能的影响

采用铜模吸铸法制备了(Zr_(56)Co_(28)Al_(16))_(100-x_Y_x(x=0,1,2,4)非晶合金,研究了(Zr_(56)Co_(28)Al_(16))_(100-x)Y_x(x=0,1,2,4)非晶合金在模拟体液(PBS溶液)中的耐蚀性。运用X射线衍射(XRD)表征试样的结构,运用电化学工作站、场发射扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究Y元素的添加对Zr_(56)Co_(28)Al_(16)非晶合金耐蚀性的影响。结果表明,适量Y元素的添加显著提高了Zr_(56)Co_(28)Al_(16)非晶合金的耐蚀性,但过量Y元素的添加,在非晶基体上有晶体相的析出,降低了Zr_(56)Co_(28)Al_(16)的耐蚀性能。     

非晶合金的热稳定性与热加工窗口研究

采用铜模喷铸法制备了Mg_(68)Zn_(28)Ca_4、Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8和Zr_(60)Nb_5Cu_(20)Fe_5Al_(10) 3种非晶合金,通过X射线衍射仪(XRD),差热分析仪(DSC)研究了非晶合金的热加工稳定性,并建立了三维热加工窗口。结果表明,Mg68Zn28Ca4的过冷液相区没有明显随着加热速率的增大向高温区移动,Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8和Zr_(60)Nb_5Cu_(20)Fe_5Al_(10)非晶合金的过冷液相区随着加热速率的增大向高温区移动。用Kissinger方法计算出3种非晶的晶化激活能分别为177.26,288.98和288.75kJ/mol。根据建立的三维热加工窗口中可以直接制定非晶合金的加工工艺,确定加工温度及最大加热时间。     

Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金的制备及其耐蚀性能

块体非晶合金的耐蚀性能与合金元素本身的特性及合金成分密切相关.采用铜模吸铸法制备了Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体非晶合金,用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析法(DSC)和差热分析法(DTA)考察了合金的非晶特性和热力学属性,通过电化学极化试验和盐雾腐蚀试验测试了合金的耐蚀性.结果表明,制备的Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)合金为完全的非晶相,且具有较大玻璃形成能力和热稳定性;腐蚀电流密度仅为12.6 nA/cm~2,经144 h盐雾试验无质量变化,表明合金具有优异的耐腐蚀性能.     

ZrCuNiAlEr块体金属玻璃尺度效应的研究

通过磁悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为2,4,6 mm的(Zr_(63.36/100)Cu_(14.25/100)Ni_(10.12/100)Al_(12/100))_(100-x)Er_x(x=0.5,1,1.5,2,2.5,3)块体金属玻璃棒状试样,研究了尺寸大小对合金力学性能的影响。结果表明,当x=2,2.5时,直径为2 mm的合金试样出现了大的压缩塑性变形,塑性变形量分别达到24.59%和24.93%。而?4和6mm合金试样的压缩塑性变形基本上无变化,这就说明该非晶合金的塑性随着尺寸的增大而下降,即非晶合金压缩塑性存在尺寸效应。弹性模量、屈服强度和断裂强度也随着合金尺寸的增加而下降,即随着非晶合金尺寸的增加其力学性能逐渐降低。     

Fe43Cr16Mo16C18B5Y2大块非晶合金的晶化行为及力学性能研究

采用铜模吸铸法制备出Fe43Cr16Mo16C18B5Y2块体非晶合金,并用XRD、SEM、DSC、硬度和压痕实验分别研究了该合金的结构、压缩断口形貌、晶化特征、硬度和断裂韧度.由热分析曲线得到玻璃转变温度(Tg)、晶化起始温度(Tx)和晶化峰值温度(Tp),这些特征温度具有明显的动力学效应.用Kissinger方法计算出不同升温速率下该Fe基块体非晶合金的玻璃转变激活能Eg、晶化激活能Ex、激活能Ep,结果表明该合金具有较高的热稳定性.力学实验结果表明,该块体非晶合金的硬度高达1178kg/mm2,断裂韧度为7.614MPa·m1/2,呈典型的脆性断裂,通过压缩断口形貌的观察发现该块体非晶合金的断裂呈现剪切断裂模式.     

Nb添加对Ti基非晶合金腐蚀及力学性能的影响

为研究微量添加Nb元素对Ti_(40)Zr_(10)Cu_(34-x)Pd_(14)Sn_2Nb_x(x为原子数分数,x=0、1%、3%、5%)非晶合金的耐腐蚀性能及力学性能的影响,本文利用动态极化曲线,分析了在0.144 mol/L的NaCl溶液及0.2 mol/L的PBS溶液中非晶合金Ti_(40)Zr_(10)Cu_(34-x)Pd_(14)Sn_2Nb_x(x=0、1%、3%、5%)的电化学性能,并通过材料拉伸试验研究了非晶合金块状样品的室温压缩性能.结果表明:在0.144 mol/L的NaCl溶液中,非晶合金样品在阳极区出现了自发钝化的特征,钝化电流密度在10~(-7)～10~(-8) A/cm~2,钝化电流密度随着Nb的添加略有降低,且点蚀电位随Nb原子数分数的增加分别为200、340、400和490 mV,说明微量添加Nb元素能有效提高Ti基非晶合金的耐点蚀能力,即在0.144 mol/L的NaCl溶液中Ti基非晶合金的耐腐蚀性随着Nb含量的增加而增强;在0.2 mol/L的PBS溶液中,因磷酸根离子的缓蚀作用,Nb添加导致的成分变化对非晶合金的腐蚀行为影响不大;此外,添加了原子数分数为1%及3%Nb的非晶合金,其压缩强度及塑性变形能力变化不大,但添加5%Nb的非晶合金因较大体积分数纳米晶的存在导致其室温断裂强度及塑性变形能力有明显下降.     

微量添加Y对锆基非晶合金在盐酸溶液中耐腐蚀性的影响

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr_(56)Al_(16)Co_(28))_(100-X)Y_X(X=0,2,4)的合金试样,利用X射线衍射(XRD)、电化学极化曲线和场发射扫描电镜(SEM)研究了Y对Zr-Al-Co非晶合金在1 mol/L HCl溶液中腐蚀行为的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法分析耐蚀性的影响机理。结果表明,(Zr_(56)Al_(16)Co_(28))_(100-X)Y_X(X=0,2,4)非晶合金的耐腐蚀性能优于不锈钢(1Cr18Ni9Ti),适量地添加稀土元素Y能提高非晶合金费米能级,促进钝化膜形成,从而显著提高了非晶合金的耐腐蚀性。     

Ce70Ga8.5Cu18.5Ni3块体非晶合金的室温压缩塑性的显著尺寸效应

以新开发的Ce70Ga8.5Cu18.5Ni3块体非晶合金为研究对象,系统研究了试样尺寸对其室温下压缩力学性能的影响。不同直径的非晶合金采用铜模吸铸法获得,采用万能试验机测量不同尺寸样品的室温压缩力学性能,并用扫描电子显微镜观察断裂后样品的端口形貌,此外,还通过差示扫描量热法分析不同样品的热力学性质。结果显示,直径1.5mm非晶柱状样品具有1%的压缩塑性,并伴随有典型的锯齿流变现象。随着非晶柱状样品尺寸的增加,其塑性逐渐消失。断裂后的样品的端口形貌呈现出典型韧窝状形貌,并且韧窝的密度随着样品尺寸的增加而降低。热分析结果表明,不同尺寸的铸态样品的玻璃转变之前都有一个明显的焓回复过程,而且其焓回复放热量和样品尺寸有近似的反比关系。尺寸较小的非晶合金在制备过程中拥有更快的冷却速率,能够保留更多的自由体积,为剪切带形核提供更多的形核点,表现出较好的宏观塑性变形能力。     

全金属组元铁基块体非晶的制备与性能研究

为了获得良好的玻璃形成能力,通常在铁基非晶合金中添加类金属元素(P、C、B、Si等),但这些铁基非晶合金大多室温塑性很差,且其脆性与其类金属元素的种类、含量以及分布有密切关系,因而本文选取全金属组元铁基非晶合金(Fe_(0.52)Co_(0.3)Ni_(0.18))_(73)Cr_(17)Zr_(10),通过旋淬甩带与铜模喷铸的方法分别制备了条带与块体试样,并采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、万能试验机等进行了相关性能研究.研究表明:(Fe_(0.52)Co_(0.3)Ni_(0.18))_(73)Cr_(17)Zr_(10)的临界尺寸在1～2 mm,玻璃转变温度为482℃,过冷液相区达到70℃;直径为1 mm的非晶棒材的屈服强度为2 190 MPa,断裂强度达到2 800 MPa,塑性应变量为3.6%.全金属成分中更多的金属-金属键合方式可能是其拥有较好塑性的原因.     

合金化对Zr-Co-Al非晶合金耐腐蚀性能的影响

对(Zr_(56)Al_(16)Co_(28))_(100-x)Nb_x(x=0,2,4)非晶合金进行电化学测试,得到室温下在Hank's溶液中电化学的动电极极化曲线。电化学测试显示在Zr-Co-Al非晶合金中添加Nb能提高其在Hank's溶液中的耐腐蚀性能。同时,XPS证明耐腐蚀性能的提高主要原因是添加元素后合金富Zr的表面保护膜增加了。最后,运用MS计算二十面体模型中的键能,分析了添加Nb后富Zr的表面保护膜的增加机理。     

应变能密度比准则在块体非晶合金中的应用

由于块体非晶合金独特的原子排列结构,导致其具有独特的力学行为。多年来,国内外研究人员对块体非晶合金的断裂行为进行了一系列的研究,并取得了一定的成果。本文简单介绍了近年来国内外针对块体非晶合金断裂准则的研究状况,随后比较全面地介绍了应变能密度比失效准则,并推导了遵循该准则时断裂角θT(载荷方向与断裂面的夹角)与α(断裂面剪应力与正应力的比值)应满足的关系,最后利用Zr41.2Ti13.8Cu10.0Ni12.5Be22.5块体非晶合金的拉伸实验和已有的实验结果,证实了块体非晶合金遵循应变能密度比失效准则。     

温度对退火态6.5%Si-Fe热轧合金塑性的影响

本文研究了退火态 6 .5 %Si Fe热轧合金在不同温度下拉伸时的力学性能 ,并观察了拉伸断口形貌及退火态 6 .5 %Si Fe热轧合金的金相组织。结果表明 ,经 75 0℃保温 140min后 ,6 .5 %Si Fe热轧合金的层状组织消除 ;其断裂模式随拉伸温度的升高迅速由解理断裂向韧性断裂转变 ;在 2 0 0℃拉伸时 ,为纯解理断口 ,此时该合金即具有高达 2 6 %的延伸率 ;但是在 2 0 0℃ - 40 0℃温区 ,延伸率未随温度的升高而显著增大 ,其断口形貌为解理 +韧窝的混合断口 ;在 5 0 0℃拉伸时 ,为纯韧窝断口 ,其延伸率可达 43 %     

Ti60合金近β锻造后微观断口形貌研究

采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了Ti60合金近β锻造后的显微组织和室温拉伸试样、热稳定试样的断口形貌并确定断裂方式。结果表明:Ti60合金采用近β锻造,获得三态组织;室温拉伸试样断口裂纹源起源于试样中心,断面凹凸不平,既有韧窝形貌又有解理断裂特征,为混合型断口;热稳定试样断口裂纹源位于试样边缘,断口表面平整,为典型的解理断裂特征;试样经热暴露后,强度变化不大,塑性明显降低。     

Si对AZ91D镁合金显微组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜OM和XRD分析了加入微量Si的AZ91D合金显微组织和相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,利用SEM分析了合金拉伸断口形貌.结果表明,加入一定量Si后AZ91D合金组织中形成汉字状Mg2Si相,富集于固液界面前沿,阻碍α-Mg基体的自由长大,从而细化合金铸态组织;汉字状Mg2Si相的存在导致合金力学性能的降低;AZ91D合金室温拉伸断口是以解理断裂为主的脆性断裂,加入Si后,断裂常发生于α-Mg基体和汉字状Mg2Si相间的界面处.     

THE EFFECT OF VACUUM ANNEALING ON THE ABILITY OF ANTIOXIDATION OF GLASSY Cu-Zr ALLOYS

用电阻测量、X 光衍射和DTA、DSC 技术,研究了在低于玻璃化温度Tg 的真空退火对Cu_(50)Zr_(50)、Cu_(55)Zr_(45)、Cu_(60)Zr_(40)非晶合金抗氧化性能的影响。研究表明,真空退火中形成的极薄的优质的ZrO_2覆盖膜能有效阻挡氧化,大大提高上述非晶合金在晶化前和晶化后的抗氧化能力;在更高温度,由于ZrO_2膜的破裂和脱落,使其抗氧化能力丧失,但是破碎的ZrO_2膜仍然对这时的氧化有重要作用。     

真空退火对非晶态Cu-Zr合金抗氧化性能的影响

用电阻测量、X 光衍射和 DTA、DSC 技术,研究了在低于玻璃化温度 Tg 的真空退火对 Cu_(50)Zr_(50)、Cu_(55)Zr_(45)、Cu_(60)Zr_(40)非晶合金抗氧化性能的影响。研究表明,真空退火中形成的极薄的优质的 ZrO_2覆盖膜能有效阻挡氧化,大大提高上述非晶合金在晶化前和晶化后的抗氧化能力;在更高温度,由于 ZrO_2膜的破裂和脱落,使其抗氧化能力丧失,但是破碎的 ZrO_2膜仍然对这时的氧化有重要作用。     

选区激光熔化成形多孔Ti6Al4V (ELI)合金的拉伸性能及断裂机制

为了研究孔隙率、支杆直径等结构参数对多孔Ti6Al4V (Extra-low interstitial, ELI)合金拉伸性能的影响,本实验采用选区激光熔化的方法成形了正八面结构的多孔Ti6Al4V (ELI)合金,在室温下对不同结构参数的多孔Ti6Al4V (ELI)合金进行了拉伸试验,并利用扫描电镜观察合金的断口形貌以分析其拉伸断裂机制。结果表明:在相同孔隙率下,随着支杆直径的增大,多孔结构的抗拉强度和延伸率都明显升高;当支杆直径相近时,孔隙率的升高则会导致多孔结构的抗拉强度和延伸率下降;拉伸断口存在大量的解理台阶和少量的韧窝,表明正八面体多孔Ti6Al4V (ELI)合金的拉伸断裂机制为脆性和韧性断裂。     

温度对退火态6.5%Si—Fe热轧合金塑性的影响

本文研究了退火态6.5%Si-Fe热轧合金在不同温度下拉伸时的力学性能，并观察了拉伸断口形貌及退火态6.5%Si-Fe热轧合金的金相组织。结果表明，经750℃保温140min后，6.5%Si-Fe热轧合金的层状组织消除；其断裂模式随拉伸温度的升高迅速由理解断裂向韧性断裂转变；在200℃拉伸时，为纯解理断口，此时该合金即具有高达26%的延伸率；但是在200℃-400℃温区，延伸率未随温度的升高而显著增大，其断口形貌为解理 韧窝的混合断口；在500℃拉伸时，为纯韧窝断口，其延伸率可达43%。     

镍基单晶高温合金的拉伸断裂行为

对[001]、[011]和[111]取向的镍基单晶高温合金的不同取向的弹性模量及硬度做了表征,并分析了[011]和[111]取向的单晶在室温和1070℃的拉伸断口形貌。研究结果表明:合金的弹性模量及拉伸断裂存在各向异性。室温下,[011]取向试样拉伸断裂变形不均匀,断面为椭圆形;[111]取向的试样断裂面为圆形,没有发生颈缩。[011]、[111]取向断口均由裂纹源区、扩展区及瞬断区组成。室温下,合金的拉伸断口为剪切型韧性断裂;高温下,合金的拉伸断口为微孔聚集型韧性断裂。     

Hf含量对第二代单晶高温合金拉伸性能的影响

在室温、760℃和980℃下,研究了Hf含量对第二代单晶高温合金DD6拉伸性能的影响,采用扫描电镜和透射电镜研究了合金拉伸断口和拉伸断裂显徽组织.结果表明,在本试验研究范围内,Hf含量对DD6合金的拉伸性能影响较小;不同Hf含量DD6合金室温下和760℃的拉伸断裂为类解理断裂,980℃的拉伸断裂为韧窝断裂.