激光选区熔化成形Ti_(50)Ni_(20)Cu_(25)Sn_5钛基非晶合金组织与力学性能研究

采用激光选区熔化技术成形Ti_(50)Ni_(20)Cu_(25)Sn_5非晶合金,并对其致密化原理、显微组织及微观力学性能进行研究。发现随着激光能量密度的增加,试样的致密度逐渐提高,孔隙逐渐减少,但微裂纹难以消除。原粉末材料中Ti、Ni、Cu等各元素经激光熔化后相互发生反应生成金属间化合物而完全晶化。成形试样金相组织中熔池边界明晰可见并呈鱼鳞状排列,由于激光的往复作用,其显微组织可分为细晶区、粗晶区及热影响区3个区域,熔池内部元素分布均匀。在高能量密度激光作用下,样品内部的高残余应力水平既不至于导致样品的开裂,又能保证样品的硬度及刚度,试样显微硬度和杨氏模量均随激光能量密度的增加而增加。     

机械合金化制备Ni-B-Si合金粉末

本实验选取成分为92%Ni-4%B-4%Si的混合粉末进行机械合金化,并每隔一定时间定量取粉进行SEM、XRD及DSC分析。实验结果表明,当球磨至30 h时,粉末形貌趋于球状,微量元素B和Si已经完全向镍中固溶,此时起始熔化温度降至1038℃;继续延长球磨时间粉末发生团聚,并在球磨至80 h时,趋于非晶化转变;将球磨40 h的合金粉末与松装镍粉在1100℃进行熔渗烧结时,发现其与镍粉发生冶金结合并形成致密的烧结体。     

机械合金化制备Ni-Ti合金粉末

研究了在机械合金化制备Ni粉和Ti粉并将之混合的过程中,球磨工艺,即球磨时间和球磨转速对粉末粒度的影响,并对粉末进行了XRD相分析.结果表明,以260r/min转速球磨60 h可以合成Ni-Ti非晶粉末,在氩气保护下于530℃×30 min退火可使Ni-Ti非晶粉末晶化.     

机械合金化制备非晶合金的理论模型

非晶合金具有比传统金属材料更加优异的性能。论述了制备非晶合金的两种主要方法:机械合金化法(MA)和快速凝固法(RSP)。分析了这两种制备方法本质上的区别。着重介绍了现阶段机械合金化生成非晶合金的4种主要理论模型:机械模型、原子模型、热力学模型、动力学模型,并指出这些模型的优缺点以及他们之间的关系。     

机械合金化制备TiCuNiSnTa非晶粉末的研究

采用机械合金化(MA)方法,选择Ti-Cu-Ni-Sn-Ta合金体系,通过高能球磨制备钛基非晶粉末。研究球磨时间对钛基混合粉末的形貌、组织结构演化和热稳定性的影响以及合金成分对非晶形成能力的影响,并对合成的粉末进行了XRD分析。结果表明,球磨时间对非晶的形成和晶粒细化有显著影响,球磨后粉末各组元呈均匀化弥散分布;成分为Ti64Cu11.2Ni9.6Sn3.2Ta12的合金具有较宽的过冷液相区,最终获得了Ti基非晶复合材料,而成分为Ti58.8Cu1.1Ni3.2Sn5Ta31.9的合金在高能球磨过程中没有发生非晶转变。     

Ti_(45)Cu_(35)Zr_8Ni_7Pd_5块体非晶合金的形成能力及力学性能(英文)

利用铜模铸造方法制备了Ti45Cu35Zr8Ni7Pd5合金圆棒。通过XRD、SEM和DSC等手段研究了合金的组织,讨论了合金的玻璃形成能力,测定了合金的力学性能。结果表明,直径为2mm的圆棒为单一金属玻璃相,3mm和4mm直径的圆棒由金属玻璃相和TiCu结晶相组成。直径为2mm的圆棒具有最高的压缩断裂强度(2160MPa)和最高的硬度(维氏硬度,5600MPa)。压缩强度和硬度随着圆棒直径的增加而降低,但变形能力增加。     

Zr_(65)Al_(10)Ni_(10)Cu_(15)非晶合金的超塑性

Ｚｒ６５Ａｌ１０Ｎｉ１０Ｃｕ１５非晶合金的超塑性１９９０年代初发现具有６０Ｋ以上宽的过冷液相区和强的非晶形成能力的Ｚｒ基合金,能够通过非晶粉末固结法或在低冷却速度下铸造来生产大块非晶合金材料。研究了具有很大过冷液相区（１０５Ｋ）的Ｚｒ６５Ａｌ１０Ｎｉ...     

Cu_(66)Ti_(34)非晶合金凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了二元合金Cu66Ti34的凝固过程。原子间作用采用GEAM势,利用偶关联函数,均方位移(MSD)等分析方法,研究Cu66Ti34合金在4×1013 K/s冷却速度下的玻璃化转变温度、原子的扩散行为。结果表明,通过偶分布函数第一谷的最小值与第一峰最大值之比获得的玻璃转变温度为600 K,与相近成分Cu50Ti50的实验值接近;在800 K时,Cu和Ti的MSD最大值均小于1×10?2 nm2,合金熔体很粘稠;在600 K时,曲线的斜率降低,在动力学上合金熔体已经凝固。定压比热容与温度成二次分布关系,存在一个峰值温度为892 K的热力学玻璃转变温度,证明了用动力学方法和用热力学方法获得的玻璃转变温度之间的差异。     

制备大块非晶Pd_(40)Cu_(30)Ni_(10)P_(20)合金圆柱体

制备大块非晶Ｐｄ４０Ｃｕ３０Ｎｉ１０Ｐ２０合金圆柱体日本东北大学材料研究所制备了直径为５０～７２ｍｍ，长度５２～７５ｍｍ的大块非晶Ｐｄ４０Ｃｕ３０Ｎｉ１０Ｐ２０合金圆柱体，研究了这种合金的热稳定性。四元母合金Ｐｄ４０Ｃｕ３０Ｎｉ１０Ｐ２０和三元母合金...     

机械合金化制备Ni-W(B)非晶-纳米晶的粉末特性

利用机械合金化(MA)制备了Ni-20.7W和Ni-17.9W-27B(at%)非晶-纳米晶粉末,分别采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析了不同球磨时间粉末的微观形貌和结构参数,探讨了B的添加对非晶化过程的影响。研究结果表明:MA过程中,Ni-20.7W样品没有明显发生非晶化,而Ni-17.9W-27B样品在40 h时发生了非晶化,说明B提高了Ni-W合金体系的非晶化形成能力;非晶化过程为W/B首先固溶于Ni中生成Ni(W,B)过饱和固溶体,然后转变为非晶;Ni-20.7W样品球磨30 h后Ni的晶粒尺寸为32.9 nm,晶格畸变为0.48%,而Ni-17.9W-27B样品球磨10 h后的晶粒尺寸为9 nm,晶格畸变为0.62%。     

Zr_(56.6)Cu_(17.3)Ni_(12.5)Al_(9.6)Ti_4块体非晶合金的玻璃形成能力

采用低纯度的原料,通过电弧熔炼铜模铸造法制备了直径达10mm的Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4非晶合金圆棒。该合金玻璃转变温度tg=385.8℃,晶化温度tx=464.2℃,过冷液相区温差Δtx=78.4℃,约化玻璃温度trg(tg/tmL)=0.62。以基于DTA的合金凝固点偏移的方法确定该合金的临界冷却速度Rc=7.1℃/s,低于商业合金Vit.105合金的临界冷速(约为10℃/s)。楔形试样对比结果显示:Zr56.6合金试样中的非晶组织区域明显大于Vit.105合金的,预示前者具有较好的实际玻璃形成能力。以上结果表明,Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4合金是Zr Al Ni Cu Ti系中玻璃形成能力最强的合金之一。     

机械合金化法制备Al-Ru合金

采用纯Al粉和纯Ru粉通过机械合金化(MA)和热处理制备了含Ru50%(质量分数, 下同)的铝钌合金.利用扫描电镜、差热分析和X-射线衍射等手段观察了复合粉体在MA和热处理后粉体的相组成和晶粒尺寸的变化.结果表明,MA30 h后Al溶入Ru中形成无序过饱和固溶体,晶粒尺寸细化到了20 nm左右.经550 ℃退火处理后,发生烧结现象,固溶体发生有序转变生成以Al2Ru为主的合金相,晶粒尺寸在50～60 nm,保温时间对合金组成和晶粒尺寸没有太大影响.     

具有高非晶形成能力的高熵合金Cu_(29)Zr_(32)Ti_(15)Al_5Ni_(19)（英文）

用铜模吸铸法成功地合成了由2个固溶体相构成的高熵合金(HEA)Cu_(29)Zr_(32)Ti_(15)Al_5Ni_(19)和相同成分的非晶态合金(HE-BMG)。实验结果表明该成分的高熵合金具有高的非晶形成能力。铸态高熵合金Cu_(29)Zr_(32)Ti_(15)Al_5Ni_(19)的抗压强度为1127 MPa。该合金表现出良好的抗回火性能,经750°C处理2 h后,该合金硬度保持在8260 MPa。     

机械合金化制备Al-Fe-V非晶合金的热稳定性研究

采用机械合金化法制备Al_(75)Fe_(12.5)V_(12.5)非晶粉末,在升温速率为20K/min时的晶化峰宽度和结晶温度范围较大,过冷液相区宽度为34K。由Kissinger方程计算的晶化激活能大于由Ozawa方程计算的晶化激活能,非晶粉末在723K采用SPS烧结,得到的XRD图谱中仅出现单一的漫散峰,块体合金处于完全非晶状态。由于非晶粉末在SPS烧结时产生结构弛豫现象并存在微量纳米晶,使非晶漫散峰的半高宽变窄。     

Al含量和烧结温度对Ti_(50)Ni_(50)与Ti_(47)Ni_(47)Al_6合金耐蚀性的影响

采用粉末冶金方法制备了Ti_(50)Ni_(50)与Ti_(47)Ni_(47)Al_6合金,通过极化曲线、配备能谱分析的扫描电镜测试手段研究了Al含量和烧结温度对烧结合金耐蚀性的影响。结果表明:1080℃烧结Ti_(50)Ni_(50)合金表现为钝化特征,蚀孔尺寸较小,弥散分布;Al含量为6%时,合金表现为活性溶解,蚀孔尺寸及腐蚀区域面积显著增加,耐蚀性降低;烧结温度提高至1180℃时,合金重新表现为钝化,蚀孔尺寸及腐蚀区域面积显著减小,耐蚀性最佳。     

机械合金化法制备Ti-Al非晶复合涂层

在室温条件下,采用机械合金化法在Ti6Al4V(TC4)表面制备Ti-Al非晶复合涂层,利用XRD、SEM、EDS及显微硬度测试等手段对涂层的表面物相、截面微观形貌、区域化学成分及显微硬度梯度进行分析。研究表明,涂层的形成经历了一个反复的"冷焊—变形—断裂"过程,涂层厚度的变化规律与球磨时间存在一定的关系,随着时间的延长,涂层厚度先增加后减小最后趋于稳定。当球磨转速为400r/min、时间为12h时,可形成厚度约为200μm且组织致密的Ti-Al非晶复合涂层;涂层最大维氏硬度达5800MPa,约为基体硬度的3倍;利用X射线衍射强度比较法测量涂层中非晶相的相对含量,得出球磨6h时非晶相相对含量为49.53%,12h后相对含量达96.35%。     

机械合金化法制备Al—Cu—Fe纳米非晶合金

采用行星式高能球磨机制备了Al80-xCuxFe20(x=20-40）三元非晶纳米合金粉末,分析了不同球磨时间及热处理工艺对粉末结构、颗粒大小等的影响。结果表明：成分为Al40Cu40Fe20的粉末球磨时逐步非晶化,球磨33h后,非晶化程度最大,最小颗粒尺寸达到5．6nm;进一步球磨,非晶晶化,颗粒尺寸增大;成分为Al80-xCuxFe20(x=20,25,30)的粉末球磨90h后,得到非晶,最小颗粒尺寸为3．4nm。球磨制备的Al-Cu-Fe非晶粉末具有铁磁性。用DSC测量了其晶化温度（Tc),Tc≈873℃。     

机械合金化法制备Ni—Zr非晶软磁合金粉末的研究

研究Ni基非晶软磁合金粉末在Ni—Zr二元相图上三个稳定化合物成分配方Ni7Zr2、Ni21Zr8、NiZr和两个共晶点Ni64Zr36、Ni36Zr64组分在机械合金化条件下的非晶合金形成能力和热稳定性。五种配方在一定的时间内都能形成非晶态合金;其中Ni64Zr36的过冷液相区间△Tx达到69．9K。用扫描电子显微镜（SEM）观察了不同球磨时间混合粉末的形貌,发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌存在显著影响。随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒都发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒。由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构。另外,在进一步的球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断的发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后发生了非晶转变。磁性能测量表明合金粉末具有较好的软磁性能。     

用机械合金化法制备Al—Y—Ni非晶合金

本文用热力学和动力学分析了Al—Y—Ni合金系在机械合金化过程中实现非晶转变的能力。用机械合金化方法成功地获得了Al—Y—Ni非晶合金粉末,其非晶属性由X射线衍射和热分析实验得到证实。并研究了球磨强度对Al—Y—Ni合金系球磨非晶转变的影响,发现强度过高不利于非晶转变。     

机械活化Ti_(47)Ni_(47)Al_6粉末的烧结性能

采用机械活化和粉末冶金方法制备Ti47Ni47Al6合金,通过光学显微镜、配备能谱分析的扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度及抗弯强度测试手段研究机械活化对烧结合金显微组织和性能的影响。结果表明:随着球磨的进行,粉体中Ti和Ni的晶格常数增大,球磨20 h的Ti47Ni47Al6粉末形成了Ti-Ni-Al三元复合粉,但无新相形成。与球磨1 h粉末烧结制备的合金相比,球磨20 h的机械活化粉末烧结合金中Ti2Ni(Al)和Ni3Ti(Al)强化相数量、致密度、硬度及抗弯强度均增加。