新型Co基γ-γ′两相高温合金研究进展

综述了L12有序结构沉淀相γ′-Co3(Al,W)强化的新型Co基高温合金的研究进展。重点介绍了在Co-Al-W三元合金的基础上添加不同合金元素后γ-γ′两相合金的典型显微组织、合金的成分偏析行为及高温性能,并展望了新型Co基两相高温合金的应用前景并指出了有待研究的问题。     

CALPHAD技术在Co基粘结层合金制备中的应用

利用CALPHAD方法预测了Co基粘结层合金元素对相组成的影响,计算结果表明:Al对β′和γ相的析出量影响显著,Cr对σ相的析出量影响显著,从而确定了Al和Cr元素合适的成分范围分别于13%和22%附近。在此基础上计算了设计成分合金的相组成随温度的变化规律,结果表明:合金于1208℃开始从基体β′相中析出γ相,974℃时,γ含量达到最高,随后将析出脆性的σ相。依据此相转变规律建议给出了合金的热处理工艺,1300℃固溶,结合1000℃时效处理。采用真空感应熔炼制备合金样品,铸态合金经上述热处理后得到β′+γ的两相组织,合金元素的偏析明显改善,非晶组织基本消除,得到较为理想的热障涂层粘结层用Co基合金靶材。     

低Co贮氢合金的研究进展

简述了镍氢电池负极材料AB5型贮氢合金A侧、B侧各元素对其电化学性能的影响。在此基础上，重点介绍了近年来国内外低Co、无Co贮氢合金在合金成分设计，制备工艺，热处理及表面处理方面的研究进展，阐明了低成本AB5型贮氢合金和镍氢动力电池发展的方向。     

微波快速合成-烧结制备ZrNiSn半赫斯勒热电合金

开展了ZrNiSn热电块体材料的微波快速合成-烧结研究,并对样品的物相组成、电性能、热性能、微观结构和综合热电性能进行了测试和表征分析。相组成分析表明,采用微波固相合成在4~5 min内即获得了单一相纯度很高的ZrNiSn合金,但存在少量杂质Sn;合成样品经30 min微波烧结后,部分Sn因二次反应而消除。电性能分析表明,电阻率较高为13.7~16.9μ?·m,从而对功率因子产生较大影响,功率因子最高为1683μW·m~(-1)·K~(-2)。热性能分析表明,ZrNiSn样品的热导率随着温度升高而降低,热导率最大为4.288 W·m~(-1)·K~(-1),晶格热导率仅为2.86~3.96 W·m~(-1)·K~(-1),热性能良好。微观结构分析表明,微波烧结抑制了ZrNiSn晶粒长大,ZrNiSn基体晶内和晶界分布有大量纳米晶粒,绝大部分属于晶内析出,且分布较均匀,少部分分布在晶界。综合热电性能ZT值随测试温度的增加显著上升,在573~673 K获得最大值0.25。     

Co对铸造镍基高温合金影响研究进展

镍基高温合金拥有优异的热强性和服役稳定性,是使用最广泛的高温合金之一。镍基合金发展初期便加入Co元素来改善合金性能,但目前Co在镍基合金中的作用仍存在争议。通过汇总分析Co对镍基高温合金显微组织、γ′相析出特征、组织稳定性及力学性能的影响,从直接作用和间接作用两个角度对Co作用机制进行了探讨,并讨论节Co和代Co的可能性,以期为新型镍基高温合金的研发以及含钴镍基高温合金的应用提供参考。     

Co元素对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金力学性能的影响

采用铜模铸造法制备了Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=0,3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金。采用X射线衍射仪(XRD)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Co元素添加对Ti-Zr基非晶合金力学性能的影响。结果表明,Co元素适量替代Be元素有利于提高该非晶合金的塑性。当Co含量(摩尔分数)为3.5%时,Ti35Zr30Be24Cu7.5Co3.5块体非晶合金具有最高的断裂强度及塑性应变,分别为2 196MPa和4%;Co含量为7.5%时,非晶合金断裂强度、塑性应变均迅速降低,分别为2 062 MPa和1.5%;进一步增加Co含量至11.5%时,合金的断裂强度又提高到2 106 MPa,而塑性应变仅为0.2%。     

刷镀Co—Mo和Co—W合金在耐磨损方面的应用

含12％钼或钨的刷镀溶液的镀层厚度可达13微米,这些合金镀层增加热锻模具的效能。模具寿命能提高100％。工业用的刷镀笔实际上是不活性碳阳极,用长纤维棉绒包裹,再用棉线紧紧覆盖在棉绒上,最后包裹好的碳棒再用丙烯/尼龙毛毡包裹着。     

全赫斯勒合金Fe2TiSn的自蔓延高温合成及其热电性能

Fe2TiSn合金是全赫斯勒合金的一种,在以往的计算中被预测为一种极具潜力的热电材料,且其力学性能、热力学稳定性均较好.以往制备全赫斯勒合金Fe2TiSn采用的工艺是电弧熔炼后进行长达两周的退火,这需要很长的时间并且伴随这大量的能源消耗.采取一种全新的方式制备Fe2TiSn合金,即采用自蔓延高温燃烧合成结合退火和等离子...     

镍基高温合金上Co改性铝化物涂层的组织结构与耐蚀性能

为研究Co改性铝化物涂层在室温环境中的耐蚀性,利用包埋法渗Co和气相沉积渗Al(两步法)制备出两种不同Co含量的Co改性铝化物涂层,采用XRD、SEM、EDS分析涂层的组织结构。结果表明:850℃和1 000℃渗Co涂层外层和内层均为γ-(Ni,Co)相,内层有氮化物/碳化物相析出。Co改性铝化物涂层与简单NiAl涂层结构一致,外层为β-(Co,Ni)Al相,内层为互扩散区含有大量的富Cr(W)相。简单NiAl涂层的自腐蚀电流为0.04μA/cm2,约为Co改性铝化物涂层的十分之一。这说明在涂层中添加Co降低涂层的耐蚀性,一方面因为Co的腐蚀电位(-0.28V)低于Ni的腐蚀电位(-0.25V),另一方面因为渗Co过程中产生的夹杂物与涂层电位不一致,容易成为微阴极区,加速涂层的腐蚀。     

一种镍基单晶高温合金高温持久性能的各向异性

测定了一种镍基单晶高温合金[001],[011]和[111]三个取向的高温持久性能。结果表明,[001]方向塑性最好,[111]方向寿命最长,而[011]方向各性能指标都较低,组织分析显示,[111]取向启动多个滑移系,形成界面位错网,且分切应力低,因而寿命长;[001]取向等价滑移系最多,可有效钝化微裂纹,因而塑性最好;而[011]取向切应力高,滑移系少,形变孪晶易促进裂纹萌生,所以寿命短且塑性也低,三种试样在持久过程中都形成一种沿枝晶方向的藤状γ′,是由各枝晶间的微小取向差引起的,这些滕状γ′可以成为一种重要的裂纹源。     

直流横向磁场作用下钴基合金的组织及性能

为了提高堆焊层的性能,研究直流横向磁场对等离子弧堆焊层的组织和性能的影响.在低碳钢表面进行钴基合金粉末等离子弧堆焊时施加直流横向磁场,焊后对堆焊层进行硬度、磨损、显微组织以及X射线衍射分析,并系统地分析直流横向磁场对等离子堆焊层硬度和耐磨性的影响规律.结果表明,施加磁场时堆焊层性能比无磁场时堆焊层性能好.当堆焊电流为1...     

全d族Ni-Mn-Ti基Heusler合金制冷性能研究进展

总结了近年来国内外对Ni-Mn-Ti基全d族Heusler合金制冷性能的研究进展。介绍了该系列合金的晶体结构和原子占位,晶体结构为价电子数最少的Ti原子取代原主族元素的位置上形成L2₁或B2有序结构。改变处理工艺和掺杂元素对马氏体相变温度与居里温度有一定影响,可以借此手段将相变温度调节到室温附近以达到实际应用的目的。着重分析目前Ni-Mn-Ti基全d族Heusler合金的制冷手段及其原理,对未来该系列合金在制冷性能方面的发展进行了展望。     

外加磁场对钴基堆焊合金耐磨性能的影响

对低碳钢表面进行钴基等离子弧堆焊时外加纵向磁场,发现当磁场强度和焊接工艺参数相匹配时,焊缝组织才能获得最佳的细化效果,并着重分析了磁场强度和焊接电流对钴基合金堆焊层硬度和耐磨性的影响.结果表明,引入适当的外加磁场不仅可以细化堆焊层金属组织的晶粒,而且能够改善堆焊层金属的硬度和耐磨性,从而提高堆焊层金属的综合力学性能.     

S-816钴基合金热压缩变形的流变应力

文章采用Gleeble-3800热模拟试验机,对S-816钴基合金在应变速率为0.1s-1、1.0s-1、10s-1,变形温度为900℃~1200℃条件下的流变应力进行研究。研究结果表明,在温度900℃~1200℃时,S-816钴基合金的峰值应力,分别比403Nb马氏体耐热钢和S31042奥氏体耐热钢的峰值应力高106%~172%和58%~79%;在温度1000℃以上,变形速率为0.1s-1和1.0s-1时,S-816钴基合金发生完全动态再结晶,其Z参数表达式为Z=.εexp(518000/RT)。     

Co基堆焊合金力学性能的磁场控制

将直流纵向磁场引入等离子弧钴基合金堆焊过程中,研究了磁场强度和焊接电流对堆焊层硬度和耐磨性的影响,并对磁场作用机理进行理论研究分析。结果表明:磁场强度应和焊接电流配合使用;适当的外加磁场不仅可以细化堆焊层金属组织的晶粒,而且由磁场产生的电磁搅拌能够提高堆焊层金属的硬度,使堆焊层的耐磨性也显著增强,从而提高堆焊层金属的综合力学性能。     

Mn含量对Mn基Heusler合金磁及磁热性能影响

选用Mn基Heusler合金为研究对象。通过电弧熔炼和热处理制备样品,并用甩带法制成薄带形状。采用X射线衍射仪和振动样品磁强计等分析仪器测试了样品的晶体结构、磁及磁热性能,分析了Mn含量对材料晶体结构、磁和磁热性能的影响。研究发现,Mn2-xSn0.5Ga0.5合金在常温下为六方结构,在室温附近仅发生一次二阶磁性转变,无明显磁滞和热滞。居里温度和饱和磁化强度对Mn含量非常敏感,随着Mn含量升高,居里温度和饱和磁化强度均出现下降,由Mn1.2Sn0.5Ga0.5的304 K和64.1 emu/g分别降至Mn2Sn0.5Ga0.5的262 K和46.7 emu/g,这表明合金中的磁矩呈亚铁磁形态分布。由于没有磁滞和热滞,室温附近较大的工作温度区间,因此,该材料在磁制冷领域具有很好的应用前景。     

Magnetization and coercivity in Co/Pt multilayers with constant total Co layer thickness

Co/Pt multilayers with perpendicular anisotropy were deposited using a dc magnetron sputtering system under high vacuum. Magnetization process was investigated by the measurement of magnetic components parallel and perpendicular to the applied field. A dependence of the coercivity of Co/Pt multilayers on the Co layer thickness was reported, in which the total thickness of Co layers kept constant. It is observed that the coercivity increases with the increment of Co layer thickness. For the samples with the same Co layer thickness while different total Co layer thickness, the coercivity first increases and then decreases with the increase of the total thickness of Co layers. This effect could be attributed to the competition between the reduction of HC related to incoherent reversal and the step-up of HC contributed by the magnetic polarization of Pt atoms at the interface of Co and Pt layers during magnetization reversal. The results show that the change of the coercivity is strongly related to the Co layer thickness, but not the total thickness of Co layers. The dependence of the coercivity on the angle between an applied field and the easy axis shows that the nucleation mode is dominant in magnetization reversal process of the samples.     

Temperature and field induced strain in polycrystalline Ni50Mn35In15−xSix magnetic shape memory Heusler alloys

Magnetic shape memory properties of polycrystalline Ni₅₀Mn₃₅In_15−xSi_x were investigated. A reversible strain of more than 0.4% was observed for x = 0 at a magnetic field H = 5 T that was found to be associated with a field induced reverse martensitic transformation. The strains were found to increase with the substitution of In by Si and strains larger than 1% were observed for x = 2 at H = 5 T. Both the positive and negative strain changes were observed in the vicinity of martensitic transition temperatures. The strain in Ni₅₀Mn₃₅In_15−xSi_x was found to depend on silicon concentration, and on samples texture.