Zn/Mg对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响

制备了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg两种合金并进行了固溶时效处理,基于EET理论,计算了合金基体固溶体的价电子结构,研究了Zn/Mg对合金时效析出行为的影响。研究认为：Al6.2Zn2.3Mg合金固溶时优先形成的a-Al-Zn-Mg固溶体为η相析出序列GP区的形成提供了条件,合金只启动η相析出序列,故时效硬化行为表现出明显的双峰特征;而Al5.0Zn3.0Mg合金固溶时形成的a-Al-Zn-Mg和a-Al-Mg-Zn-Mg-Al两种固溶体分别为η相和T相析出序列GP区的形成提供了条件,合金时效时同时启动了时效进程不同、强化相析出与转变时间及其强化作用不同的η相和T相两个析出序列,故Al5.0Zn3.0Mg合金时效硬化双峰特征不明显。     

相场方法研究Al-Ag合金γ相周围溶质析出过程

针对Al-Ag合金溶质的Spinodal亚稳互溶隙曲线的特点,考虑溶质场与析出相的相互作用,通过构造时效温度和溶质浓度相关联的局域相互作用自由能密度函数,建立了低Ag溶质的Al-Ag合金析出过程的相场模型.模拟了Ag溶质浓度分别为4.2%和22%的体系中溶质场的Spinodal分解和析出Guinier-Preston区(GPZ),以及在析出相附近形成一种无沉淀区(PFZ)的演化过程.模拟结果表明,在析出相周围形成了椭圆形的PFZ,其宽度大约是棒宽度的2倍,而在远离PFZ的区域出现了由于Spinodal分解而形成的Ag溶质分布图案.经过足够长的时效时间,溶质场析出GPZ.当Ag溶质浓度较高时,浓度场会在PFZ周围形成多条液滴状的平行流线环绕着的析出相.模拟结果与实验观察结果很好地吻合.     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金时效过程的影响

研究了Al5TiB加入量对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金时效过程的影响. 结果表明, 未加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→再结晶软化和析出相的聚集长大; 添加Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的时效析出过程为 过饱和固溶体→细小弥散析出相→析出相的聚集长大. 固溶处理后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度值分别提高了2.8%、6.8%、9.1%; 人工时效后, 与未加Al5TiB的合金1#相比, 合金2#、3#、4#显微硬度峰值分别提高了9%、11.2%、5.2%. 随着Ti元素在合金中含量的增加, 合金的析出相形成激活能呈先增大而后减小的变化规律.     

机械合金化方法制备银镍触头合金的研究

采用机械合金化和热压方法制备Ag90Ni10及Ag70Ni30触头合金。机械合金化过程中形成Ni固溶于Ag基体的过饱和固溶体，热压时从银固溶体基体上析出弥散细小的镍强化相。与传统粉末冶金相比，组织更为弥散、细小、均匀。     

不同方法制备K403镍基高温合金渗铝层的氧化行为研究

目的 研究采用包埋渗(PCA)、料浆渗(SA)和化学气相沉积(CVD)3种方法,在Ni基高温合金K403上制备渗Al涂层的成分和结构差异及其对氧化行为的影响,为采用相关方法制备高性能渗Al涂层提供理论和实验指导。方法 在K403上,采用3种方法在950 ℃下扩散渗Al,通过带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析仪(TGA)分析不同方法制备的渗Al涂层的成分变化情况,以及对Al2O3生长机制的影响。结果 采用SA、PCA、CVD 3种方法扩散渗Al,均获得了β–NiAl涂层,其中来自K403合金基体元素(尤其是Ti)的掺杂情况各不相同,掺杂浓度按照涂层制备方法排列顺序为SA>CVD>PCA。在1 000 ℃空气中恒温氧化,结果表明,CVD渗Al涂层的氧化速度最慢,PCA最快,SA居中。这是由于Ti的掺杂水平不同,导致涂层的氧化行为,尤其是亚稳态θ–Al2O3向稳态α–Al2O3的转变过程发生了变化。在氧化时,PCA渗Al涂层快速生长θ–Al2O3膜,适量Ti的掺杂致使CVD渗层α–Al2O3膜快速形成。虽然SA渗Al涂层在多数地方生长α–Al2O3膜,但过量Ti掺杂导致渗层析出较多大尺寸富Ti相,快速外氧化和内氧化使得涂层的总氧化速度居于另2种涂层之间。结论 在K403上采用不同方法渗Al,合金元素的掺杂水平不同,使得制备的β–NiAl涂层的氧化机制发生变化。     

Fe-23Al合金固溶冷却过程中的匀相转变行为

利用金相、XRD、TEM、HTEM方法研究了Fe-23 Al合金固溶冷却过程中的匀相转变行为.结果表明,匀相转变在固溶冷却过程中迅速发生,即使提高固溶温度水冷也未能抑制.Fe-23Al合金固溶体发生调幅分解形成Al原子富集区,并在Al原子富集区原位形成B2和DO3有序相,其中DO3相的尺寸比B2相略小.     

Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化

研究了Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化 .合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成;氧化速率基本服从抛物线规律,合金的成膜速 率与纯Cu氧化近似.不同温度下合金均形成了最外层为CuO,内层为Cu2O,NiO以及Ag颗粒 组成的复杂氧化膜.在700℃氧化时观察到典型的Ni的内氧化,同时,由于Ni优先溶解于CuO 中影响了CuO-Cu2O氧压平衡,导致形成了CuO位于Cu2O下的特殊氧化膜结构.     

Zn/Mg比对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响

采用硬度测试研究了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg合金470℃固溶2 h,再经120℃时效后的时效硬化行为。计算了Al6.2Zn2.3Mg和Al5.0Zn3.0Mg合金基体的价电子结构,研究了固溶及时效初期基体中原子团簇形成的微观机制,进而分析了Zn/Mg比对Al-Zn-Mg合金时效析出惯序的影响。研究表明:Al6.2Zn2.3Mg合金时效硬化行为表现出双峰特征的原因在于时效初期优先形成的a-Al-Zn-Mg固溶体只为η析出序列起始相GP区的形成提供了条件;而Al5.0Zn3.0Mg合金时效硬化行为不具有双峰特征的原因在于时效初期形成的a-Al-Zn-Mg和a-Al-Mg-Zn-Mg-Al 2种固溶体分别为η和T析出序列起始相GP区的形成提供了条件,因而合金时效时同时启动了时效进程、强化相析出及转变时间和强化作用不同的2个析出序列。     

Cu—25Ni—25Ag三元合金在600℃和700℃空气中的氧化

研究了Cu-25Ni-25Ag合金在600℃和700℃空气中的氧化,合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成,氧化速率大致服从抛物线规律,除短时间的加速氧化外,随着氧化的进行氧化速率逐渐减小,尽管存在Ag和Ni,但合金成膜速率与纯Cu的相近,在不同温度下合金都形成了外层为CuO,内层为Cu2O,NiO和Ag颗粒组成的复杂氧化膜,同时,氧化膜最前沿的Cu-Ni固溶体颗粒仅表面部分氧化,未氧化的内核被连续NiO所包围。     

NiAl-30．9Cr-3Mo-0．1Dy合金的高温氧化行为

研究了NiAl-30．9Cr-3Mo-0．1Dy合金在1300K～1500K空气中的恒温氧化行为。结果表明：NiAl-30-9Cr-3Mo-0．1Dy合金的抗氧化性远优于NiAl-31Cr-3Mo合金：1500K的氧化动力学曲线基本遵循抛物线关系，在1350K～1450K的氧化动力学曲线符合立方抛物线关系，1300K的氧化动力学曲线则符合5次方关系。氧化过程中，合金的表面生成了连续致密的Al2O3氧化膜；稀土元素的活性作用以及Al2O3与基体合金之间的富Cr层的形成，提高了Al2O3的粘附能力。Dy的添加也减少了NiAl相上Al2O3的生成量，延缓了θ-Al2O3向α-Al2O3相的转变时间。     

镁合金与铝合金的夹层扩散焊连接

采用锌夹层在356℃温度下对镁铝异种金属进行扩散焊连接,并对接头的微观组织和力学性能进行分析.结果表明,利用镁与锌原子互扩散形成低熔点共晶液相区,能够实现镁铝材料的可靠连接.镁铝焊接接头界面区由铝锌反应层、未充分扩散锌层、锌镁反应扩散层组成.铝基体侧铝锌反应层是固溶体层,镁基体一侧锌镁反应扩散层主要是过饱和的固溶体基体及弥散析出的中间相,该区的中间相成分为Mg2Zn11及MgZn2.锌夹层的加入可有效阻止镁铝之间的互扩散.锌夹层镁铝扩散焊接头抗剪强度远超过镁铝直接真空扩散焊接头的抗剪强度.断口观察及相分析表明,接头失效发生在锌镁反应扩散层.     

贮氢合金V3TiNi0.56Al0.2的电化学性能

以NH4VO3、Al等为原料采用自蔓延高温法制备了钒基固溶体型贮氢合金V3TiNi0.56Al0.2,研究了V3TiNi0.56Al0.2贮氢合金的组织结构和电化学性能。结果表明:铸态贮氢合金V3TiNi0.56Al0.2的最大放电容量为350 mA.h/g,活化性能较好,但氢的扩散系数小,循环性能和高倍率放电能力差。合金失去活性的原因是循环过程中钒基固溶体主相不断溶解到电解液中,通过真空熔炼处理可以改善合金的循环性能和高倍率放电性能。     

机械合金化制备Zn-Ni过饱和固溶体

采用机械合金化方法,以无水乙醇为球磨介质,制备了Zn70Ni30二元体系合金。用X射线衍射仪和扫描电镜分析了球磨后的合金粉末的物相和形貌。结果表明,使用高能球磨可以促使Ni向Zn中扩散,最终能形成Zn-Ni过饱和固溶体。采用Miedema半经验理论模型计算该合金系的相变驱动力,在此体系中ΔGS=–6.02kJ/mol<0,证明该体系具备生成过饱和固溶体的相变驱动力。     

高能球磨在MmNi_(5-x)(Co,Al,Mn)_x/Mg体系中诱发的固态反应及纳米相复合储氢合金的形成

借助Ｘ射线衍射及透射电镜研究了ＭｍＮｉ(５－ｘ)（Ｃｏ,ＡＩ,Ｍｎ）ｘ／Ｍｇ混合粉末在高能球磨过程中的相交及其结构变化,证实高能球磨过程中ＭｍＮｉ(５－ｘ)（Ｃｏ,Ａｌ,Ｍｎ）ｘ与Ｍｇ之间发生了固态反应,并最终形成了纳米相复合结构．通过精确测定点阵常数和用Ｍｉｅｄｅｍａ方法估算反应的生成热,给出了可能的固态反应的反应式吸氢特性测定表明球磨制备的纳米相复合储氢合金有较好的性能通过对球磨后再退火的样品进行分析,进一步研究了所获得纳米相复合结构稳定性及其相交     

铝硅合金硅相演变及其对力学性能的影响

用SEM观察Al-Si合金中富硅相在固溶过程中形貌的演变。结果表明：固溶初期，硅相发生缩颈、钝化、溶断并伴随长大；随后硅相的长大是受扩散控制的粗化过程，且符合LSW粗化模型；固溶后期，硅相形貌恶化出现棱角小面和搭接特征。通过定量金相测量及回归分析，硅相的形态对合金的力学性能影响显著。     

Nature of CoCrFeMnNi/Fe and CoCrFeMnNi/Al Solid/Solid Interface

To shed light into the application potential of high-entropy alloys as "interlayer" materials for Al-steel solid-state joining,we investigated the nature of the CoCrFeMnNi/Fe and CoCrFeMnNi/Al solid/solid interfaces,focusing on the bonding behav-ior and phase components.Good metallurgical bonding without the formation of hard and brittle IMC can be achieved for CoCrFeMnNi/Fe solid/solid interface.In contrast to the formation of Al5Fe2 phase at the Fe/Al interface,Al13Fe4-type IMC,in which the Fe site is co-occupied equally by Co,Cr,Fe,Mn and Ni,dominates the CoCrFeMnNi/Al interface.Although the formation of IMC at the CoCrFeMnNi/Al interface is not avoidable,the thickness and hardness of the Al13(CoCrFeMnNi)4 phase formed at the CoCrFeMnNi/Al interface are significantly lower than the Al5Fe2 phase formed at the Fe/Al interface.The activation energies for the interdiffusion of Fe/Al and CoCrFeMnNi/Al static diffusion couple are 341.6 kJ/mol and 329.5 kJ/mol,respectively.Despite this similarity,under identical static annealing condition,the interdiffusion coefficient of the CoCrFeMnNi/Al diffusion couple is significantly lower than that of the Fe/Al diffusion couple.This is thus mainly a result of the reduced atomic mobility/diffusivity caused by the compositional complexity in CoCrFeMnNi high-entropy alloy.     

汽车发动机用AZ91D合金的表面喷涂与性能

采用热喷涂工艺在压铸态AZ91D合金表面制备了Al涂层,研究了热处理温度和保温时间对AZ91/Al涂层界面组织形貌的影响,并对比分析了扩散层的耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,热处理前Al涂层与基材为机械结合,热处理后Al涂层与AZ91合金基材的界面处可形成冶金结合扩散层,且随着保温时间延长,扩散层厚度不断增加;热处理温度在375 ℃以下时扩散层主要由β-Mg₁₇Al₁₂相构成,375 ℃×8 h热处理后为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂相,425 ℃×1 h热处理后为γ-Mg₂Al₃和β-Mg₁₇Al₁₂相。AZ91合金基材和扩散层腐蚀电位从高至低顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的腐蚀电流密度均低于AZ91合金基材,阻抗谱图中容抗弧半径从大至小顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的耐腐蚀性能均优于AZ91合金基材;γ、β和α+β扩散层的摩擦稳定性系数都高于AZ91合金基材,而磨损速率和磨痕宽度都要小于AZ91合金基材,其中β扩散层的磨损速率和磨痕宽度最小,具有最佳的抵抗磨损的能力。     

Voltamperometry of selective dissolution of Ag-Au alloys under conditions of solid phase-liquid phase mass transfer

The problem of anodic kinetically reversible selective dissolution of a homogenous metal A-B alloy at comparable rates of the mass transfer of ions of the metal being dissolved (in the liquid phase) and atoms A (in the solid phase) is solved and the conditions for the occurrence of purely solid phase diffusion transport during potentiodynamic ionization are found. A comparison of the results of the numerical modeling of the voltamperometric process with the experimental data on the selective dissolution of Ag-Au alloys shows that an increase in the ionic concentration of silver, a decrease in the scan rate of the anodic potential, and a diminution in the atomic fraction of silver in the alloy favor the occurrence of the purely solid-phase diffusion mode of the transition of Ag to the solution.     

Phase constitution near the interface zone of diffusion bonding for Fe3Al/Q235 dissimilar materials

The characteristics of phase constitution near the interface of Fe₃Al/Q235 diffusion bonding are researched by means of scanning electron microscope, X-ray diffraction and transmission electron microscope, etc. The test results indicated that an obvious diffusion transition zone forms near the Fe₃Al/Q235 interface as a result of vacuum diffusion bonding (heating temperature 1050–1080 °C, holding time 60 min and pressure 9.8 MPa). The maximum value of the Al content in the transition zone was 16.6 wt.% (about 28.5 at.%). The micro-hardness in the diffusion transition zone was HM 200–400. The transition zone consists of Fe₃Al and α-Fe(Al) solid solution. There was no brittle phase of high hardness near the diffusion interface. This is favorable to the enhancing of the toughness of Fe₃Al/Q235 diffusion joint.     

多元合金耦合热力学数据非等温凝固的相场模拟

研究一种多元合金的非等温相场模型,定量地模拟工业多元合金的真实凝固过程,结合热力学和扩散迁移率的数据来预测整个系统中的相平衡、溶质扩散系数、比热容和放出的潜热。结果表明：这些参数不是常数,它们的值与成分和温度有关。没有这些参数,定量模拟多元合金的凝固几乎是不可能。在这个模型中,界面区域假设是由有同样化学势的固相和液相混合而成的,但组成不同。这个模型中同样考虑反溶质截流。一并将模型应用到工业Al?Cu?Mg合金的各向枝晶自由长大的凝固过程。