大块非晶合金制备技术

结合作者近年来在喷射成型法和吸铸法制备大块非晶合金中的研究结果,概述了当今大块非晶合金制备领域的最新研究成果.采用图文并茂的形式,较为详细地介绍了目前国内外研究和应用较为集中的采用液态金属凝固法制备大块非晶合金的方法和原理,并简要分析和比较了常用的液态金属凝固法制备大块非晶合金工艺的优缺点和适用材料.为从事亚稳态金属研究提供了详实的参考.     

Si增强快速凝固/粉末冶金AZ91镁合金的制备

采用自制的雾化-激冷设备,用快速凝固粉末冶金方法制备了Si增强AZ91镁基复合材料,分别对材料进行光学金相、XRD、显微硬度、拉伸性能以及SEM分析。结果表明:增强相在基体中分布均匀,在挤压过程中增强相与基体发生了反应,形成反应层,反应层中存在高温相Mg2Si。复合材料的室温δ、σb、σ0.2分别为3.50%、322.35 MPa和241.60 MPa。随着Si含量的提高,该复合材料的性能明显下降。该复合材料表现出较好的高温性能,423 K时,其δ、σb、σ0.2分别为5.2%、302 MPa和227 MPa。     

机械合金化粉末冶金制备块体非晶材料

从热力学和动力学角度比较了机械合金化和快速凝固制备非晶材料的成分差异,介绍了Desr6和Yavari等人提出的非晶形成的固态多层反应模型,评述了非晶粉末固结过程的影响因素,最后提出了在今后的研究及应用中需要重点解决的几个问题。     

大块非晶合金制备原理与技术

利用形核理论，对人块非晶合金的形成条件、控制因素、合金成分设计思路、制备原理与技术等进行了分忻与讨论。非均匀形核的避免和均匀形核的抑制是大块非晶合金成功制备的充分必要条件，前者要通过外部熔炼条件的有效控制来实现，包括：熔炼提纯、合理的冷却介质和惰性气氛保护等：后者要通过合理的成分设计来实现，包括：多组元、高原子尺寸比、人负混合热、低熔点组元或低熔点共晶。     

La55Al25Ni20大块非晶合金对ZA27合金凝固组织的影响

将La55Al25Ni20大块非晶合金加入到ZA27合金中,研究了非晶合金对ZA27凝固组织的影响。发现加入非晶合金后的ZA27铸锭组织中析出枝晶状、块状、小花状等第二相。第二相随机分布在基体中,使基体枝晶细化。添加等量的La55Al25Ni20晶体合金时未析出小花状第二相,且对一次枝晶的细化效果不如添加非晶合金好。电子探针（EPMA）试验结果表明,析出的第二相中含有较多的Zn元素,使初生α＇相枝晶发育不完全,产生细化,且造成了麻点区的扩大。合理利用非晶独特的晶化过程,为La55Al25Ni20大块非晶在合金添加剂方面的应用开拓了新的途径。     

高熔点高合金化材料快速凝固气雾化制备技术

由北京有色金属研究总院、北京科技大学、锦州市冶金技术研究所、北京市康普新材料公司等单位承担的“高熔点高合金化材料快速凝固气雾化制备技术”研制项目已获成功。该项成果在国家重点基础研究发展计划(973)项目——“材料先进制备、成形与加工的科学基础”中“高熔点、高合金化材料喷射。     

快速凝固粉末冶金TiB2颗粒增强AlFeVSi耐热铝合金

利用快速凝固粉末冶金方法制备了TiB2颗粒增强Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si耐热铝合金试样以及不含TiB2颗粒的基体合金试样,通过光学显微镜、扫描电镜分析了其显微组织和断口形貌,采用X射线衍射进行了物相分析,并进行力学性能测试.结果发现,TiB2颗粒能有效地添加到Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si耐热铝合金基体中,并能有效地抑制平衡相Al13Fe4的析出,且能细化晶粒,TiB2颗粒的存在使得粒度小于74μm粉末冶金合金挤压试样的室温强度高达454.1 MPa,屈服强度达407.8 MPa,延伸率保持在7.7%;350℃高温强度稳定在210 MPa以上,延伸率稳定在7.7%以上.     

快速凝固/粉末冶金高硅铝合金的研究进展

利用快速凝固/粉末冶金技术制备过共晶Al-Si合金可大幅度提高合金性能,该类合金在汽车、航空航天和电子工业等诸多行业中具有广泛的应用前景.本文主要对快速凝固/粉末冶金高硅铝合金材料的成分、组织结构特点,制备工艺,性能及应用进行了综合评述.     

大块非晶合金的研究进展

综述了大块非晶的形成原理和成分特点,介绍了块状非晶的制造工艺,简要叙述了几类大体积非晶合金的磁性能。     

镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末的研究

对镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末工艺进行了研究，观察了涂层微观组织，并分析了涂层与基体之间的结合，测定了涂层的硬度和涂层与基体的结合强度。结果表明，采用冷喷涂技术制备的快凝Zn—Al合金粉末涂层组织致密，基体与涂层的结合处只产生塑性变形并且无熔化现象，涂层硬度比基体硬度显著提高。     

Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金的制备

采用差压铸造法成功制备了圆棒状与板片状的Cu417Ti34Zr11Ni8块体非晶合金，研究了合金的热稳定性。在试验条件下，Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金棒状试样的最大直径可达3mm，板片状试样的最大厚度可达1mm。该成分块体非晶合金具有良好的热稳定性，其玻璃转变温度Tg=672K，晶化温度Txl=735K，过冷液相区△Tx=63K，约化玻璃温度Trg=0．575。     

Johnson锆基大块非晶态合金的研究应用现状

介绍了Johnson锆基大块非晶态合金的发展历史、产品和市场应用。重点介绍了这种新合金的各种独特性能，以及围绕它的各种性能进行的产品开发和市场应用。     

在石墨坩埚电弧炉中制备大块非晶合金

通过对水冷锅坩埚电弧熔炼吸注成型工艺制备大块非晶过程中不利因素的分析，采用该工艺获得了直径达20mm的锆基大块非晶棒材，试验表明，采用石墨坩埚熔炼可以进一步提高熔炼过程中温度和成分的均匀性，并改善有利于非晶形成的冷却条件。     

粉末冶金法浸入式发泡制作泡沫铝的试验研究

研究了浸入法制备泡沫铝的发泡新工艺以及工艺参数对发泡效果的影响，得出以工业纯铝粉和而H2粉为原料，制备气泡均匀、孔隙可控的泡沫铝的工艺参数为：浸入温度为680～760℃，浸入时间为10～30s，保温发泡时间为10～60s。研究结果表明，粉末冶金法浸入式发泡制备泡沫铝的效果好、结构均匀、TiH2利用率高，是一种有较好开发前景的新制备方法。     

镁基大块非晶合金在深过冷液相区的塑性变形

研究了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金在玻璃转化温度Tg附近及深过冷液相区的等温压缩变形行为。结果表明，Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的塑性变形与加热温度和加载时间紧密相关。在423K时该大块非晶合金具有一定的塑性，而在深过冷液相区则具有良好的塑性。通过系列试验，得出了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的最佳加热温度为443～463K，加载时间约10min。对大块非晶合金在变形过程中的结构变化的分析表明，在本试验条件下，压缩变形对Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的晶化过程没有明显的影响。     

块状非晶合金Cu60Zr30Ti10的激光熔凝研究

采用工业纯原料和水冷铜模真空吸铸法研制了尺寸为75mm×10mm×1mm的Cu60Zr30Ti10块状非晶合金,用YAG激光束扫描合金表面,采用X射线衍射仪、金相显微镜及显微硬度计分别研究了熔覆区的微观组织和不同深度的显微硬度。结果表明,激光处理后块状非晶合金在基体以上形成了两层新的组织,其中位于中间的、厚约200μm的第二层的硬度、耐蚀性均比原来基体有非常明显的改善,显微硬度(HV)达到了872·5。     

大块非晶合金的热物性及冷却过程的数值模拟

对大块非晶合金Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5(摩尔分数 )的比热容和导热系数进行了测量 ,发现在 15～ 35 0℃范围内 ,其比热容和导热系数随温度的增高而增大 ,二者的变化范围分别为 0 .386～ 0 .485kJ/ (kg·℃ )和 4.80～ 7.74W/ (m·℃ )。在深过冷区域的比热容和导热系数分别是 0 .5 9kJ/ (kg·℃ )和 9.5 5W / (m·℃ )。在对此合金的比热容和导热的系数测量和分析的基础上 ,利用这些参数对其冷却过程进行了数值模拟 ,并用楔形试样进行了验证。利用数值模拟可以预测Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5合金在水冷铜模铸造过程中的冷却速度 ,并依此判定是否能够获得非晶态铸件。     

快速凝固Mg-Zn-Y合金薄带的制备及凝固组织特征

在成功制备Mg97.46Zn0.80Y1.74合金、Mg96.51Zn0.83Y2.67合金急冷快速凝固薄带的基础之上,采用XRF、XRD、SAD、DSC、SEM、显微硬度测量等分析方法系统研究了其凝固组织及显微硬度。结果表明:急冷快速凝固条件下,2种合金均形成非晶相 超细Mg12YZn相 超细hcp-Mg(Zn,Y)相,其显微硬度值大幅度提高;快速凝固Mg97.46Zn0.80Y1.74合金薄带中的hcp-Mg(Zn,Y)相晶胞在a1、a2、a3轴方向膨胀、在c轴方向收缩;快速凝固Mg96.51Zn0.83Y2.67合金薄带中的hcp-Mg(Zn,Y)相晶胞在各轴向均有膨胀;Mg96.51Zn0.83Y2.67合金薄带的熔点及热稳定性高于Mg97.46Zn0.80Y1.74合金薄带。同时对以上结果产生的原因进行了初步探讨。     

铝合金快速凝固粉末组织及性能的研究

为了对单个粉末的组织结构和性能进行研究,用室温电镀镍制备了包含超声气体雾化快速凝固Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ－Ｚｒ－Ｔｉ合金粉末的镀片试样,该镀片中粉末和镍基体之间结合良好,镀片可以用来制备普通金相样品,透射电镜观察样品,实践对粉末的热处理,测定单个粉末快速凝固及热处理后的硬度。