添加Fe元素改善TiAl-Nb合金的显微组织和力学性能（英文）

为了提高TiAl-Nb合金的力学性能并优化合金成分,熔炼制备不同含Fe量(0,0.3,0.5,0.7,0.9和1.1,摩尔分数,%)Ti46Al5Nb0.1B合金试样,系统研究合金的宏观/显微组织及压缩力学性能。结果表明,Fe元素能细化晶粒、加重枝晶间的铝偏析并在枝晶间形成富铁B2相。室温压缩实验结果表明,合金Ti46Al5Nb0.3Fe0.1B具有最高的极限压缩强度和断裂应变,分别为1869.5 MPa和33.53%。晶粒细化及Fe元素的固溶强化能提高合金的压缩强度,γ相晶胞四方度降低及晶粒细化能提高合金的断裂应变;然而,添加过量Fe元素导致的铝偏析会降低合金的压缩强度和断裂应变。     

Ti-Mo-Sn合金显微组织、力学性能和形状记忆性能（英文）

研究Mo作为β相稳定元素,对Ti-Mo-Sn合金相组成、显微组织、力学性能和形状记忆性能的影响。通过电弧熔炼法制备不同成分的Ti-xMo-3Sn(x=2,4,6,摩尔分数,%)合金,并制备二元合金Ti-6Mo作为对照组。Ti-xMo-3Sn合金具有硬度低和韧性高(厚度可减少90%)的特点,而Ti-6Mo合金则表现出脆性行为,硬度高、韧性差。场发射扫描电镜(FESEM)下发现圆形的无热ω(ω_ath)析出相。X射线衍射结果也证实铸态和固溶处理-淬火态的样品中均存在ω_ath相。光学显微镜和FESEM结果显示,由于发生β→ω相变,淬火过程中形成的马氏体数量随着Mo含量的增加而降低。硬度的变化趋势也证实ω_ath相的存。Ti-6Mo-3Sn合金的形状记忆效应(SME)最高,为9%。合金SME较低是由于形成ω_ath相;然而,SME随着Mo含量的增加而增加,这是由于ω_ath相的逆相变和由压力引起的马氏体相变所致。另外,设计一种新的、非常简单的测量形状记忆效应的方法。     

掺Cr纳米晶Mg_2Ni合金的气态储氢性能

纳米晶Mg2 Ni1-xCrx(x =0 ,0 .1,0 .2 ,0 .3)合金由纯Mg、Ni、Cr粉在 5 0 0℃经 3h烧结后机械球磨而成。在 2 10℃吸氢、2 5 0℃放氢的条件下 ,添加Cr后合金的最大吸放氢量明显提高 ;纳米Mg2 Ni0 .8Cr0 .2 合金的气态储氢量和吸氢动力学性能较好 ,第一次放氢量就达到 3.0 % ,并且循环稳定性良好 ,吸氢后生成Mg2 NiH4 、Mg2 NiH0 .2 4 相。纳米Mg2 Ni0 .7Cr0 .3 合金的放氢量在不经过活化的条件下便达到最大值 ,然而循环稳定性差 ,这是由于循环过程中有MgH2 生成而造成的     

锂添加对Mg-6Al-2Sn-0.4Mn合金显微组织和力学性能的影响（英文）

研究添加2%、5%、8%和11%锂对铸态和挤压态Mg-6Al-2Sn-0.4Mn合金的显微组织和力学性能的影响。在SF_6和CO_2气氛和700℃温度下铸造Mg-xLi-6Al-2Sn-0.4Mn(x=2,5,8和11质量分数,%)合金。经350℃均匀化热处理后,铸锭在200℃进行挤压,挤压比为40:1。在Mg-6Al-2Sn-0.4Mn合金中添加锂可以形成MgSnLi_2,MgAlLi_2和/或AlLi金属间化合物以及随机基面织构。随着锂含量的增加,β-Li相增加且沉淀相的平均面积分数也增加。随着锂含量从2%增加至5%、8%和11%,合金的抗压屈服强度从212 MPa分别增加至235、242和239MPa。当锂含量达到11%时,合金的伸长率超过60%。锂添加对含锂相合金力学性能的提高起到重要作用。     

通过添加微量元素实现的窄结晶区间Al-2Mg-0.5Mn合金的显微组织与性能（英文）

Al-Mg系合金由于大的结晶温度区间,其表面会在连铸连轧生产过程中形成较多缺陷。为了减小合金的结晶区间,研究微量Zn、Si、Zr和Ti元素对Al-2Mg-0.5Mn合金显微组织与性能的影响。采用X射线光电子能谱、原子力显微镜、扫描电镜和透射电镜对合金的显微组织进行表征。Ti和Zr的添加可以在Al-Mg-Mn合金内部形成Al3Ti和Al3Zr,使得其晶粒更细、强度更高,但是其结晶区间也随之变大。研究表明,添加Zn和Si能与合金内部的Mg形成新的第二相,从而使得共晶凝固过程中的实际Mg含量降低,因此,Al-2Mg-0.5Mn-0.2Zn-0.2Si合金的结晶温度区间比Al-2Mg-0.5Mn合金的窄。另外,添加Zn和Si后,Al-2Mg-0.5Mn合金的力学性能与抗腐蚀性也得到一定程度的提升。     

回归分析在Mg_2Ni系合金储氢性能研究中的应用

以Al、Ti含量和制备方法为试验因素,采用回归分析方法,建立出具有较高预测精度的Mg2Ni系储氢合金最大吸氢量和最大放电容量的回归方程,并进行了Mg2Ni系合金储氢性能的优化研究。结果表明,具有最佳储氢性能的Mg2Ni系储氢合金的试验参数为Al含量0.1%、Ti含量0.1%;制备方法为两步法,制备出的Mg1.8Al0.1Ti0.1Ni合金的最大吸氢量高达3.47%,最大放电容量高达102.5 mA·h/g,且经15次循环后的放电容量仍保持在69.1 mA·h/g。     

添加Mn、Ni对ZA27合金组织与性能的影响

研究了添加Mn、Ni对ZA27合金组织和性能的影响.结果表明:适量Mn、Ni的添加在不明显降低室温强度的条件下,显著提高了合金的高温性能;同时添加质量分数为0.5%Mn和0.5%Ni使铸态ZA27合金非平衡网状三相共晶中出现大量富镍相粒子,在250℃、拉伸机横梁移动速率为100 mm/min条件下的瞬时抗拉强度27.2 MPa比未加Mn、Ni的合金提高46%;Mn、Ni的添加使280℃、初始应变速率6.67×10-2s-1条件下的超塑性拉伸的稳态流变应力由12.4 MPa提高到24.6 MPa,比未加Mn、Ni的合金提高98%.扫描电镜观察与X射线能谱分析表明,Mn、Ni显著提高超塑性拉伸的稳态流变应力的主要原因与"离位析出"富含Cu、Ni、Mn的粒子有关.     

Ge添加对Al-Si系钎料合金显微组织和性能的影响（英文）

研究一系列Al-Si-Ge钎料用于铝钎焊,并对钎料合金的显微组织和性能进行分析。结果表明:Al-12Si共晶合金中添加从0到30%(质量分数)的Ge,可使Al-Si-Ge钎料合金的液相线温度由592℃下降到519℃。随着Ge含量的增加,形成了Al-Ge共晶组织。然而,当Ge含量超过20%时,共晶组织趋于聚集长大,钎料合金中形成粗大颗粒状的初生Si-Ge相,这些粗大组织的形成极大地降低了钎料合金的性能。Al-10.8Si-10Ge钎料具有优良的加工性能和铺展润湿性,当采用此钎料钎焊1060纯铝时,可以获得完整的钎焊接头,剪切测试结果表明此钎料钎焊接头的断裂位置发生在母材。     

激光加工Ti6Al4V基复合材料的显微组织、硬度和耐腐蚀性能（英文）

在不同功率下将Nb和Ti-13Nb粉末进行激光沉积,以改善Ti6Al4V合金的表面性能。采用扫描电镜(附带EDS能谱仪)和光学显微镜对样品进行表征,采用X射线衍射仪分析样品的元素组成及相组成,获得样品的硬度、磨损和耐腐蚀性能。在Hanks溶液(模拟体液)中研究沉积层的腐蚀和磨损行为。显微组织观察结果表明,沉积的Nb层为斜方晶系的树枝状α″和亚稳态β-Nb相,其硬度分布不均匀,平均硬度为HV 364;沉积的Ti-13Nb层为马氏体α′和亚稳态β-Nb相,其平均硬度为HV 423。干滑动摩擦条件下Ti-13Nb层的耐磨损性能归因于其硬度的增加。实验结果表明,在Ti6Al4V基体上沉积Nb和Ti-13Nb极大地降低了各层中Al和V的含量。在模拟体液中,与基体相比,Nb增强复合材料具有最好的耐磨损和耐腐蚀性能。因此,此复合材料将对改善整形外科植入材料性能发挥最佳作用。     

La_5Mg_(95-x)Ni_x(x=5、10、15)合金的显微组织、储氢热力学和动力学性能（英文）

研究Ni含量对La_5Mg_(95-x)Ni_x(x=5、10、15)三元合金的显微组织、热力学和动力学性能的影响。采用XRD和SEM探索合金的相和组织的变化情况,采用自动Sievert设备测试合金吸放氢性能曲线和PCI曲线。研究表明,随着Ni含量的增加,合金的储氢动力学性能得到提高,但是合金的储氢容量有所下降。三种成分的合金中,La_5Mg_(80)Ni_(15)合金表现出最低的放氢活化能以及最高的吸放氢速率,其放氢活化能为57.7kJ/mol。通过测定合金PCI曲线和van’tHoff方程发现,随着Ni含量的增加,合金的热力学性能先提高后降低,其中La_5Mg_(85)Ni_(10)表现出最优异的热力学性能,其焓和熵的数值分别为-72.1 kJ/mol和-123.2J/(mol·K)。     

添加Mn和Ce对Ti0.27Cr0.33V0.4合金储氢性能的影响

采用XRD、SEM/EDS和PCT测试等方法,研究了添加Mn和Ce对于(Ti0.27Cr0.33V0.40)100-xMnxCey合金的组织结构和储氢性能的影响。结果表明:Mn的添加促进了富Ti相的析出,减小了合金bcc主相的晶格常数,平台压升高,残余氢量减小,当Mn含量为8at%时其有效储氢量达到最大值,在此基础上添加Ce,有效抑制了富Ti相的析出,促进了合金成分的均匀分布,增大了合金的晶格常数,改善了合金的平台性能,提高了合金的最大吸氢量和有效储氢量。     

钛合金化对Mg_2Ni储氢性能的影响

采用第一性原理方法研究了钛合金化对Mg_2Ni及其氢化物储氢性能的影响。计算结果表明,在掺杂浓度为0~0.5的范围内,Ti优先占据Mg(6i)位,六方结构的固溶体合金Mg_((2-x))TixNi极易分解为立方结构的Mg3TiNi2和六方结构的Mg_2Ni组成的复合相。Ti的掺杂削弱了H原子和Ni原子间的相互作用,降低了其合金体系的吸氢反应焓,提高了Mg2Ni氢化物的解氢能力。     

微量Ti对Mg-9Al合金显微组织和性能的影响

研究了微量Ti对Mg-9Al二元合金铸造显微组织和性能的影响.研究发现,Ti的加入,使得Mg-9Al合金的塑性增加,明显提高了Mg-9Al合金的抗腐蚀性能.分析结果表明,残留Ti弥散分布在合金的基体中,Ti的加入有效降低了Fe的含量,一定程度上“净化”了合金液,抑制了合金凝固时的异质形核,使组织晶粒粗化.实验发现,炉前加入0.12%的Ti(质量分数,下同)时,Mg-9Al合金的晶粒大小由145μm增大到188μm.随着Ti的加入,Mg-9Al铸造组织中β相的形态,由半连续骨骼网状改变为短条状和颗粒状.当炉前加入0.12%的Ti时,Mg-9Al合金的综合性能较佳.     

激光立体成形和超声冲击混合制造Ti60合金的显微组织和性能（英文）

采用激光立体成形(LSF)和超声冲击处理(UIT)混合制造的方法,通过逐层强化表面,改善Ti60合金的结构和性能。采用SEM、TEM和XRD分析并比较UIT前后LSF处理Ti60样品的显微组织、力学性能和阻燃性能。结果表明,UIT后LSF处理Ti60合金的晶粒得到细化,冶金缺陷减少。同时,UIT后沉积层严重变形,并在表面形成纳米晶体。此外,沉积层表面显微硬度提高,残余应力由拉应力变为压应力。烧蚀坑面积减少了21%,Mo,Nb和Zr元素的比例增加。综上所述,LSF和UIT的混合制造可以改善LSF处理Ti60样品的显微组织和性能。     

稀土组元对储氢合金La（Ni3.5Co0.8Mn0.4Al0.3）电化学性能的影响

通过稀土族金属中铈、镨和钕部分替代ＡＢ５储氢合金中的镧,研究了稀土组元变化（共１３组成分变化）对合金电极电化学性能的影响。结果表明稀土组元含量变化明显影响合金电极的电化学性能。镨对保持储氢合金电极的高放电容量有利,当含０．２％（摩尔分数）时放电容量达２９０ｍＡ·ｈ／ｇ,铈则相反;随钕含量的增加,电池的放电容量也降低。     

Ni取代Al对SrAl2合金结构和储氢动力学性能的影响

研究Ni部分取代Al对Zintl相合金SrAl2结构和储氢动力学性能的影响.对合金的吸氢动力学曲线进行拟合,得到了动力学回归方程,并分析了合金的吸氢控制步骤.XRD分析表明,Ni取代Al后合金主要由SrAl2、Sr5Al9、AlNi和SrAl相组成;随着Ni取代量的增加,SrAl2与Sr5Al9相逐渐减少,而AlNi和SrAl相逐渐增加.氢化测试表明,Ni的加入降低了合金的最大吸氢容量,但是却极大地提高了合金的吸氢动力学性能.     

Al-Cu合金的显微组织及其晶体生长方向（英文）

研究金属型铸造(PMC)和定向凝固(DS)不同Cu含量Al-Cu的显微组织和晶体生长方向,同时,探讨浇铸温度对纯Al的显微组织和晶体生长方向的影响。结果表明,纯Al晶体并非始终保持胞状,而是随着浇铸温度的升高从胞状晶变为具有发达晶臂的柱状树枝晶,且晶体的生长方向也随之改变。Cu元素对PMC和DS Al-Cu合金显微组织的影响相似:随着Cu含量的增加,α(Al)晶体均从胞状晶依次转变为柱状晶、柱状树枝晶和发达的等轴晶。随着Cu含量的增加,PMC合金晶体的生长方向逐渐逼近(110)方向,但所形成的(110)向的晶体并不属于羽毛状晶体。在所有DS Al-Cu合金中也未发现羽毛状晶体。     

不同制备工艺下掺杂Ce、Ti氢化物对Mg_2Ni合金储氢循环特性的影响

研究了不同制备工艺下不同量的Ce和Ti添加剂对Mg_2Ni合金性能的影响。结果表明:不同的制备工艺导致了复合材料结构和颗粒尺寸的不同。制备得到的Mg_2Ni+20wt%(Ce H_3-TiH_2)复合材料在373 K温度下的吸氢量为1.5wt%,在573 K温度下的放氢量为2wt%。与复合物Mg_2Ni+20wt%Ce Mg_2Ni+10wt%TiH_2相比,Ce_(0.09)Mg_2Ni+10wt%TiH_2样品的氢扩散动力学性能有了显著改善。试验发现,Mg_2Ni+20wt%(Ce H_3-TiH_2)在吸放氢循环过程中有结构的转化。首先是Ti从复合添加剂中分离后,与Mg_2Ni相发生反应生成Mg_3Ti Ni_2相;而新生成的Mg_3Ti Ni_2相增加了各相之间的自由界面能,将Mg_2Ni+20wt%(Ce H_3-TiH_2)复合物的起始放氢温度降低到了383 K。     

热拉伸处理CuCrZr合金的力学性能、导电性能和显微组织（英文）

采用热拉伸方法在100至300℃温度范围内对CuCrZr合金进行处理,实验结果表明:热拉伸处理工艺能成功地制备具有高硬度和一定导电能力的CuCrZr合金。在不同的处理温度下,随着延伸率的增加,所得材料的显微硬度均有所增加,而导电性均有一定程度的降低。通过TEM观察到大量的含Cr沉淀相,且这些沉淀相与Cu基体之间存在Nishiyama-Wasserman位向关系。热拉伸处理后的CuCrZr合金的高显微硬度和可接受的导电性归因于固溶原子析出、位错增殖、晶粒细化以及沉淀强化的共同作用。     

Ti和Al的交互作用对Nb-Ti-Si-Al合金微观组织和力学性能的影响（英文）

研究高Al含量对合金中Nb-Al金属间化合物形成的影响及2个高Al含量的Nb-Ti-Si-Al合金(A2:Nb-18Ti-14Si-9Al、A4:Nb-21Ti-14Si-9Al)的微观组织和力学性能,其中设计A4合金是为了分析Ti含量变化的影响。结果表明:A2合金由(Nb)、Nb_5Si_3和Nb_3Al_3相组成,而A4合金由(Nb)和Nb_5Si_32相组成。A2和A4合金的室温断裂韧性分别为11.1和10.9 MPa·m~(1/2)。同时对2个合金进行微压痕测试,以表征合金在微观尺度的力学性能。