Mg-Gd-Nd合金中晶界无析出带的电子显微镜研究

本文研究了高频感应炉熔炼的Mg-Gd-Nd合金在200 ℃等温时效过程中晶界无析出带(PFZ)的形成和生长.通过透射电镜观察并结合能谱分析发现,晶界PFZ形成初期受空位损耗控制.随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,晶界PFZ的宽度增加,PFZ的成长逐渐转变为受溶质损耗影响.当PFZ中稀土溶质原子浓度近似达到200 ℃合金中该元素的平衡含量时,PFZ宽度最终达到其极限值,约为275 nm.     

三级时效7 N01铝合金微观结构与力学性能关系的研究

本文针对一种有实际应用前景、经历了三级时效的7N01铝合金,采用透射电镜观察和力学性能测试,系统研究了该合金力学性能与析出相微观结构的关系。研究结果表明,该种经历了三级时效状态的7N01铝合金,相比直接人工热处理的材料,屈服强度和抗拉强度均可获得显著提高,同时不损失延伸率。透射电镜观察发现,峰值时效状态下合金的主要强化析出相为η′相和GP区。而且自然时效形成的合金元素原子集团中有GP区生成,它们在人工时效阶段可以直接转化为η′相颗粒。经三级时效处理的合金强度在一定范围内与自然时效阶段形成的GP区的多少密切相关。     

7150铝合金时效时晶界析出行为的研究

本文采用透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDAX)对人工时效条件下晶界无析出带(PFZ)的演变规律进行研究。实验选用同一投影方向测量PFZ的宽度,结果表明PFZ的宽度对时效温度的敏感性远远高于对时效时间的敏感性。时效温度越高PFZ越宽,而在同一时效温度下PFZ的宽度并不随时效时间的延长而宽化。PFZ的宽度与相邻两个晶粒之间的取向差有关系,在相同处理条件下,小角度晶界附近PFZ宽度小于大角晶界。能谱分析显示PFZ内为贫溶质原子区,Zn元素缺失尤为明显。     

时效温度和Ag对Al-Zn-Mg合金力学性能与微观结构的影响

本文研究了在不同时效温度条件下Ag对Al-Zn-Mg铝合金力学性能与微观结构的影响。结果表明，随着时效温度的提升，Ag对合金硬度的影响增大，合金晶界无析出带宽度明显减小。时效温度为120℃时，含Ag和不含Ag的Al-Zn-Mg铝合金均以η系列相析出为主，但含Ag合金的晶内析出相分布更为细小弥散，尺寸减小的同时径厚比增大。当时效温度升高至160℃和180℃,Ag对合金峰值硬度的提升作用显著增加。此时，Al-Zn-Mg合金主要强化相由η系列相转变为T系列相，同时尺寸明显增大，而含Ag合金中主要强化相类型与120℃时相同，仍然为η系列相，且尺寸并未明显增大。     

主要合金元素对7000系铝合金铸态和均匀化状态的组织影响

采用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDS)研究了主要合金元素对7000系铝合金铸态和均匀化状态组织的影响。结果表明:铸态条件下,含Cu合金存在明显的Cu元素晶界偏析,而不含Cu合金没有明显的偏析现象。对含Cu合金且Zn/Mg>1.5时,合金中的第二相粒子在晶界或者枝晶界上呈断续分布,主要是η(MgZn2)相;Zn/Mg<1.5时,合金中的第二相粒子在晶界或枝晶界上呈连续分布,主要是S(Al2CuMg)相。经过均匀化工艺处理后,前者易溶解,后者难以溶解。无Cu合金中的粗大第二相粒子主要是Al5Mg11Zn4相,均匀化处理易溶。除此之外,均匀化后的合金中总会含有少量的杂质相Al3Fe相或Al7Cu2Fe相。经过系统的分析,绘制了第二相粒子与合金成分之间的关系图。     

Mg/Si含量比值对Al-Mg-Si合金析出行为的影响

采用显微硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及能谱仪,研究了不同Mg/Si含量比的Al-Mg-Si合金在不同时效温度下的时效析出行为.合金为Mg含量相同,Mg/Si摩尔比接近2.0、1.0和0.5的三种A、B和C合金(合金总含量依次增多).结果表明:Mg/Si含量比对析出动力学有很大影响,温度越高Mg/Si摩尔比对时效动力学影响越大.SEM分析表明:Si含量越高的合金,晶界析出相越连续且尺寸越大,并有一定的晶界无析出带.HRTEM分析表明:过时效阶段,β′相的形成跟Mg/Si比和温度有关;两种时效温度下,在A合金中均析出β′相;而B和C合金在180℃时效主要析出β″相,250℃时效时,B合金中易形成TypeB相,C合金可析出TypeA、TypeB和TypeC三种相.     

Al-Zn-Mg基合金多级时效不同热处理阶段的析出行为研究

采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱仪(EDAX)的扫描透射电子显微镜(STEM)对Al-4.6Zn-0.9Mg合金三级时效工艺过程中强化相析出行为进行了系统研究。结果表明,100℃单级时效合金强度优于120℃单级时效;三级时效的再时效过程中,由于二级时效温度不同,合金内析出相的种类、尺寸及分布有显著差异;多级时效过程中如果二级时效温度位于300℃～400℃之间,第一级时效形成的析出相会溶解,且在再时效前期合金元素在晶界处显著偏聚,尽管在该回归温度区间内时效,很多析出相会溶解,但其中的合金元素并没有完全扩散开,依然留下了某种成份偏聚。这些偏聚的原子集团不能在后续再时效过程中重新形成GPII区。这使得再时效时析出相成核数量很少但粗化速度非常快,材料强度偏低。     

Study of the precipitation behaviors in a triple-step-aged Al-Zn-Mg alloy

采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱仪(EDAX)的扫描透射电子显微镜(STEM)对Al-4.6Zn-0.9Mg合金三级时效工艺过程中强化相析出行为进行了系统研究.结果表明,100℃单级时效合金强度优于120℃单级时效;三级时效的再时效过程中,由于二级时效温度不同,合金内析出相的种类、尺寸及分布有显著差异;多级时效过程中如果二级时效温度位于300℃～400℃之间,第一级时效形成的析出相会溶解,且在再时效前期合金元素在晶界处显著偏聚,尽管在该回归温度区间内时效,很多析出相会溶解,但其中的合金元素并没有完全扩散开,依然留下了某种成份偏聚.这些偏聚的原子集团不能在后续再时效过程中重新形成GPⅡ区.这使得再时效时析出相成核数量很少但粗化速度非常快,材料强度偏低.     

Al-Mg-Si-Cu合金中晶界和晶内析出相粗化规律的研究

采用显微硬度测试仪、扫描电镜和透射电镜观察及能谱分析,研究了Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金的晶界析出规律和晶内析出相的粗化机制。结果表明:180℃时效处理的Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金晶界处存在富Si相和Q相两类不连续分布的析出相,它们的尺寸分别约为1 mm和几十纳米;时效0.5 h时晶界处有少量富Si相,时效5 h时晶界富Si相明显增多,时效36 h时富Si相开始粗化且间距变大,再进一步时效其形貌和分布变化不大;晶界Q相与相邻晶粒铝基体的界面取向关系是:[510]Al//[1120]Q;时效36 h晶内开始出现粗化析出相,且随时效继续进行合金晶内析出大量粗化相,存在明显的晶界无析出带现象。晶内粗化析出相主要含有Si元素,呈片状、球状和棒状3种形貌。其中,棒状Si析出相是沿〈001〉Al方向生长的,且〈112〉Si//〈001〉Al,{111}Si//{010}Al。     

SiCp/A390复合材料中析出相的形貌及界面结构演变

采用快速凝固的A390铝合金粉体和SiC颗粒,通过粉末冶金法+热挤压工艺制备了SiCp/A390复合材料,并对复合材料进行了T6处理,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料时效过程中第二相的析出形貌及界面结构进行了表征,测定了复合材料的力学性能,探讨了析出相的演变规律、析出相与基体的界面结构及其对力学性能的影响.结果表明:SiCp/A390复合材料经固溶+时效处理后,合金元素从基体中析出形成GP区,然后转变为颗粒状的δ″相.随着时效时间的延长,这些颗粒状δ″相继续长大成δ′相和δ相;同时,时效析出相与基体之间界面结构随时效时间的延长发生着转变,其转变规律为:完全共格界面GP区→共格界面的δ″相→半共格界面δ′相→非共格界面δ相;SiCp/A390复合材料的抗拉强度随着时效时间延长先增加后降低,在时效6h时,复合材料的力学性能达到最大值.     

7150铝合金时效时晶界析出行为的研究

本文采用透射电子显微镜(TEM)、能谱分析(EDAX)对人工时效条件下晶界无析出带(PFZ)的演变规律进行研究.实验选用同一投影方向测量PFZ的宽度,结果表明PFZ的宽度对时效温度的敏感性远远高于对时效时间的敏感性.时效温度越高PFZ越宽,而在同一时效温度下PFZ的宽度并不随时效时间的延长而宽化.PFZ的宽度与相邻两个...     

激光冲击处理对AZ31B镁合金焊接件抗应力腐蚀的影响

为了研究激光冲击处理对镁合金焊接件应力腐蚀性能的影响,采用激光波长1064nm,脉冲宽度15ns,脉冲能量4J,光斑直径3mm的钕玻璃脉冲激光器,对AZ31B镁合金交流氩弧焊接件表面进行冲击处理。室温下采用三点加载的方式,在去离子水中对试样进行应力腐蚀实验。利用光学显微镜和透射电镜观测激光冲击试样微观结构,利用扫描电镜观测应力腐蚀断口。实验结果表明:根据优化的激光参数,能在试样表面制得纳米结构表层,样品表面纳米晶粒大小为35nm左右;激光冲击处理改变了试样表面的应力状态,由残余拉应力60MPa转变为残余压应力-125MPa;激光冲击处理后自腐蚀电位增大88mV,腐蚀电流减小了73.4%,从而降低试样腐蚀倾向;未激光冲击的试样在浸没了192h后出现应力腐蚀开裂,而激光冲击的试样在浸没了10个月后未出现裂纹,这表明激光冲击处理能够提高AZ31B镁合金焊接件抗应力腐蚀的能力。     

激光熔覆Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层的组织及耐蚀性能

采用激光熔覆工艺在Q235钢表面制备了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层,分析了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层的组织结构,测试了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层在0.5 mol/L HNO3溶液及0.5 mol/L HCl溶液中的耐蚀性能。结果表明:Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层主要分为熔覆区、结合区、热影响区,熔覆区组织主要由等轴晶组成,等轴晶上分布有微米尺度的粒子;合金相结构简单,由体心立方（BCC）及面心立方（FCC）结构组成;Cr元素和Ni元素的钝化作用及由Al元素形成Al2O3或Al2O3H2O膜使得Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层在0.5 mol/L HNO3溶液及0.5 mol/L HCl溶液中具有较好的耐蚀性能,自腐蚀电流密度与基体Q235钢相比降低一两个数量级;0.5 mol/L HCl溶液中的Cl-会穿透Ni0.5高熵合金涂层表面形成的钝化膜,出现轻微小孔腐蚀。     

激光熔覆Fe0.5NiCoCrCuTi高熵合金涂层的微观结构及性能

采用激光熔覆工艺在40Cr钢表面制备了Fe0.5NiCoCrCuTi高熵合金涂层,利用带有能谱的扫描电子显微镜（SEM/EDS）、显微/维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等对Fe0.5NiCoCrCuTi高熵合金微观结构进行分析并测试其硬度、耐磨性能、耐蚀性能。结果表明:Fe0.5NiCoCrCuTi高熵合金试样主要由涂层、热影响区及基体组成,涂层无气孔、裂纹等缺陷,与基体呈冶金结合;涂层主要由两种形貌的片状组织组成,晶粒排列紧密,晶粒表面分布着细小的粒子;涂层出现元素偏析,但程度较小;细晶强化、固溶强化、析出强化的共同作用使得Fe0.5NiCoCrCuTi涂层具有高硬度,表面最高硬度为857 HV,约为基体40Cr钢的3.3倍,高硬度及细小尺度析出物为涂层的耐磨性提供了保证;Fe0.5NiCoCrCuTi高熵合金涂层在3.5% NaCl和0.5 mol/L H2SO4溶液中的耐蚀性能优异,与304不锈钢相比,自腐蚀电流密度降低两三个数量级,自腐蚀电位分别正移0.230、0.161 V。     

时效处理快速凝固Mg-5 wt.％Sn合金微观结构的电子显微分析

用显微维氏硬度仪、X射线衍射仪（ XRD）、扫描电子显微镜（ SEM）和透射电子显微镜（ TEM）研究分析了快速凝固Mg?5 wt?％Sn合金条带的时效硬化规律。实验结果表明,快速凝固Mg?5 wt?％Sn合金在593 K温度下时效3 h后达到峰值硬度。时效后峰值硬度下的快速凝固Mg?5 wt?％Sn合金中有β?Mg2 Sn相颗粒析出,大多数的析出相β?Mg2 Sn颗粒分布在晶界,少部分析出相β?Mg2 Sn颗粒分布在晶粒内部。在593 K温度下时效3 h后的合金中观察到析出相β?Mg2Sn 颗粒与基体α?Mg 的一种新取向关系：（202261）β／／（0110）α,（7236）β／／（0001）α,[512]β／／[2110]α。     

Cu88Co12合金的巨磁电阻及其微结构的研究

本文利用场离子显微镜－原子探针及电镜研究了具有巨磁电阻效应的甩带Ｃｕ８８Ｃ ｏ１２合金的微结构。Ｃｕ８８Ｃｏ１２合金经４５０℃退火半小时后发邓有明显的巨磁电阻。     

高功率激光熔凝AZ91HP镁合金组织和性能

在真空条件下对AZ91HP镁合金进行了高功率激光熔凝处理。研究结果表明,在高功率激光快速扫描下,熔凝层主要由分布于α-Mg枝晶间的板条状β-Mg17Al12构成,硬质相β-Mg17Al12含量较原始镁合金有所增加。随激光功率增加,熔凝层树枝晶尺寸逐渐增大,且长度方向上的增加幅度约为宽度方向上增加幅度的10倍。由于枝晶细化和β-Mg17Al12的强化作用,与原始镁合金相比,熔凝层的硬度约提高90%左右,耐磨性提高78%,耐蚀性显著提高。     

医用镁合金激光制备羟基磷灰石涂层研究

为了提高医用镁合金的表面耐蚀性和生物相容性,采用激光技术在镁合金表面制备羟基磷灰石(HA)涂层.研究主要采用如下两种方法制备HA涂层:激光熔覆法;等离子喷涂+激光重熔法.研究结果表明,由于镁合金和HA的物化差异较大,采用激光熔覆法所制备的涂层为不连续的泪珠状,成型非常困难,涂层中镁稀释较大,严重影响涂层的耐蚀性和生物相容性;然而采用等离子喷涂+激光重熔处理则较易在镁合金表面制备HA涂层,涂层连续且无剥落,相组成为生物相容性较好的HA和少量的Ca_3(PO_4)_2(TCP),涂层表面存在一些有利于骨长入的裂纹和孔隙.所以,采用等离子喷涂+激光重熔能够在医用镁合金表面制备生物相容性和耐蚀性较好的HA涂层.     

AZ91D镁合金Al-Si粉末激光合金化及腐蚀性能

采用Al-Si粉末对AZ91D镁合金进行了同步送粉激光合金化研究,以期改善镁合金的耐腐蚀性能.讨论了激光加工参数与合金化层几何尺寸的对应关系;采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等材料表征手段分析了合金化层显微组织的结构特征.通过阳极极化实验评价了AZ91D镁合金激光合金化组织的腐蚀性能.结果表明,AZ91D镁合金激光合金化表层的耐腐蚀性能明显提高;剖析了Mg2Si,Al12Mg17,Al3Mg2等金属间化合物(IMC)的耐腐蚀作用.