Mg_2Ni_(0.9)Co_(0.1)合金微观组织与储氢性能研究

采用冶金法制备了Mg_2Ni_(0.9)Co_(0.1)储氢合金,通过XRD和SEM/EDS研究了合金的相组成和显微组织,利用PCT和DSC研究了合金的吸放氢性能。结果表明,铸态合金由包晶Mg_2Ni相、Mg-Mg_2Ni共晶组织和少量的先析出Mg-Ni-Co三元相组成,元素Co能够固溶在Mg_2Ni相中形成Mg_2(Ni, Co)固溶体相。合金吸氢后转化为Mg_2NiH_4相、Mg_2Ni_(0.9)Co_(0.1)H_4相和MgH_2相。Co部分替代Mg_2Ni中的Ni,显著提高了合金的等温吸放氢动力学性能,Mg_2Ni_(0.9)Co_(0.1)氢化物的放氢温度明显降低,起始放氢温度约为200℃。     

时效处理对Cu-Ni-Si合金电阻及组织的影响

采用带有同步水淬功能的原位电阻测量装置结合OM、XRD及TEM分析等方法,研究了等温时效处理对Cu-Ni-Si合金电阻及组织的影响。结果表明,Cu-Ni-Si合金时效阶段电阻随时间变化趋势表现为先下降后趋于稳定。随着时效温度的升高,合金电阻在时效初期急剧下降,这是由于时效时沉淀相在过饱和固溶体中析出所致。时效阶段Cu-Ni-Si合金中沉淀析出相为δ-Ni2Si,初始形态为点状,随着时效时间的延长,沉淀析出相长大,形态逐渐变为针状。     

固溶态Cu-Ni-Si合金时效过程的相变动力学

通过分析固溶态Cu-Ni-Si合金时效过程中导电率的变化,根据导电率与新相析出量之间的关系计算时效过程中新相的转变比率,在此基础上,确定不同温度下描述时效析出相转变比率与时效时间的Avrami相变动力学经验方程和导电率随时间变化的导电率方程,绘制出动力学"S"曲线,并且用固态热分解反应机理的积分方程验证用Avrami经验方程来描述合金的析出过程的正确性。对Cu-Ni-Si合金在500℃时效8 h后的析出相进行选区电子衍射花样标定,发现析出相为δ-Ni2Si和β-Ni3Si。     

快速凝固Cu-2.8Ni-0.7Si合金薄带的时效相变行为

采用单辊旋淬快速凝固法制备了50~150μm厚的Cu-2.8Ni-0.7Si合金薄带,研究了时效温度和时效时间对其电导率和抗拉强度的影响。结果表明,在同一时效温度下,随着时效时间的延长,Cu-2.8Ni-0.7Si合金薄带的电导率不断增大,抗拉强度则是先升高后降低。时效峰值过后,抗拉强度下降的速度随时效温度的增大而增大。Cu-Ni-Si合金时效过程中,电导率增量与δ-Ni_2Si相的析出量存在线性关系,通过测量电导率能确定δ-Ni_2Si相的析出,确定了新相析出率的Avrami相变动力学方程和该铜合金薄带中δ-Ni_2Si相析出的电导率方程,并计算拟合了析出相与时效时间的动力学曲线。     

Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金时效过程的动力学分析

通过研究时效过程中电阻率的变化规律 ,分析了Cu 3.2Ni 0 .75Si 0 .30Zn合金的时效析出特性及其动力学过程。结果表明 :低温时效时扩散作用是合金析出过程的主要控制因素 ,时效早期通过调幅分解形成溶质原子的富集区 ,然后在溶质富集区发生失稳有序化 ,最后生成δ Ni2 Si相 ;高温时效时相变驱动力成为主要控制因素 ,由于生成δ Ni2 Si相的驱动力较大 ,所以直接析出δ Ni2 Si相。结合透射电镜研究了合金时效过程中显微组织的变化 ,并得出了合金的时间—温度—转变曲线 (即TTT曲线 )。     

合金成分对NiTi-Al基合金显微组织的影响

研究了不同Al含量和Ni/(Ti+Al)原子比对NiTi-Al基合金显微组织的影响。结果表明:在Ni_(50)Ti_(50-x)Al_x(x=0,5,7和9)合金体系中,当Al≤7 at%时,合金的微观组织并未发生明显的变化,均由NiTi基体相和分布于晶界处的Ti_2Ni+NiTi非规则共晶组织构成,而在Al含量升高至9 at%时,Ni_2TiAl相则会作为初生相析出。在Ni_(50-y)Ti_(43+y)Al_7(y=-2,-1,0和2)合金体系中,随着Ni元素含量的增加,Ti_2Ni相的体积分数逐渐降低,但当Ni≥51 at%时,Ti_2Ni相的体积分数基本保持一致,同时Ti_2Ni+NiTi非规则共晶组织消失,Ti_2Ni相以短条状或点状形态分布在晶界处。此外,NiTi-Al基合金在经过1200℃×12 h固溶和850℃×10 h时效的热处理之后,会在基体上均析出了大量的Ni_2TiAl相,但随着Ni元素含量的增加,Ni_2TiAl相的组织稳定性显著降低,并且晶界处的Ni_2TiAl相先于晶内的Ni_2TiAl相失去与基体之间的共格关系。综合考虑,Ni_(50)Ti_(43)Al_7合金有着较低的Ti_2Ni相体积分数以及优异的Ni_2TiAl相高温稳定性,是进一步研究NiTi-Al基合金组织与性能的适宜对象。     

高性能Cu-Ni-Co-Si合金的二次时效行为及析出相特征

采用显微硬度计、电导仪、透射电镜(TEM)和能谱仪(EDS)等研究了二次时效Cu-1.6Ni-1.2Co-0.6Si合金的性能和显微结构;根据衍射花样标定和能谱结果,分析了合金的析出相特征。结果表明:合金冷轧过程中形成的高密度位错,促进了二次时效析出相的析出;这些二次析出相与一次时效析出相具有相同的结构和组成,都是正交结构的(Ni,Co)_2Si;但二次时效析出相分布更密集、尺寸更细小;二次时效后合金硬度的提高主要是由这些细小密集的δ-(Ni, Co)_2Si相的强化所贡献;析出相与铜基体之间的位向关系为:(001)_(Cu)//(001)_p,[110]_(Cu)//[010]_p。     

高强Cu—Ni—Si合金时效特性研究

研究了高强度Cu-Ni-Si合金时效析出特性。结果表明，合金经大幅度冷变形再时效可加速析出过程，析出物具有与δ－Ni2Si相似的正交晶格，时效时由于析出相变而形成了较特殊的再结晶过程。     

高强度Cu-Ni-(Al)-Si合金的组织和性能

通过光学显微镜、维氏硬度计、双臂电桥、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段对Cu-5.2Ni-1.2Si和Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金的组织结构和性能进行了表征与测试。结果表明:2种合金的铸态组织均为发达的树枝晶组织,包括白亮的枝晶区、非平衡凝固相粒子及中间过渡区。其中枝晶为富Cu区,凝固相为富Ni和Si区,Al元素则比较均匀地分布在铸态组织中。峰值时效后,Cu-5.2Ni-1.5Al-1.2Si合金具有比Cu-5.2Ni-1.2Si合金更高的硬度。Al元素不但促进了Ni2Si的沉淀析出,还形成了Ni3Al沉淀相,从而大大提高合金强度。2种合金的时效早期均出现了有序化,峰时效时主要为沉淀析出强化,合金具有较好的抗过时效能力。     

Cu-Ni-Si三元合金的显微组织与相选择（英文）

采用静平衡凝固技术制备了Cu含量为90wt%、不同Ni/Si原子比的Cu-Ni-Si合金,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和相组成进行了分析,利用差热分析(DSC)考察了合金熔体在冷却过程中的相转变行为。研究结果表明,Ni/Si原子比对Cu-Ni-Si合金显微组织的影响可归因为α-Cu晶粒内部析出的δ-Ni2Si相数量的变化和晶界相在Cu-Si和Ni-Si化合物之间的选择。δ-Ni_2Si相数量的变化与初生α-Cu内部Ni、Si原子的浓度密切相关,而晶界相的相选择则是Cu-Si和Ni-Si金属间化合物相之间竞争的结果。随着Ni/Si原子比的增加,残余液相中Ni原子浓度增加增高,具有更负形成焓Ni-Si金属间化合物逐渐从竞争中胜出,导致晶界相从Cu-Si化合物向Ni-Si化合物的转变。     

Microstructure and Selection of Grain Boundary Phase of Cu-Ni-Si Ternary Alloys

采用静平衡凝固技术制备了Cu含量为90wt%、不同Ni/Si原子比的Cu-Ni-Si合金,采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对合金的显微组织和相组成进行了分析,利用差热分析（DSC）考察了合金熔体在冷却过程中的相转变行为。研究结果表明,Ni/Si原子比对Cu-Ni-Si合金显微组织的影响可归因为α-Cu晶粒内部析出的δ-Ni2Si相数量的变化和晶界相在Cu-Si和Ni-Si化合物之间的选择。δ-Ni2Si相数量的变化与初生α-Cu内部Ni、Si原子的浓度密切相关,而晶界相的相选择则是Cu-Si和Ni-Si金属间化合物相之间竞争的结果。随着Ni/Si原子比的增加,残余液相中Ni原子浓度增加增高,具有更负形成焓Ni-Si金属间化合物逐渐从竞争中胜出,导致晶界相从Cu-Si化合物向Ni-Si化合物的转变     

时效对Cu-Ni-Si-P合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对Cu-Ni-Si-P合金组织和性能的影响。结果表明:合金先经900℃固溶,再经不同冷变形后时效,当变形量为80%、时效温度达到450℃、时效2 h后,其显微硬度达到220 HV,导电率达到41%IACS,与未经预冷变形的合金时效相比,合金能获得较高的显微硬度与导电率。Cu-Ni-Si-P合金在较短时间时效时,析出相细小弥散分布。利用高分辨技术观察该合金在450℃时效48 h的析出相形貌,通过计算发现:析出相与基体之间保持着良好的共格关系,并通过对其进行标定,发现析出相为Ni2Si和Ni3P。     

Cu-Ni-Si合金显微组织与摩擦磨损行为

采用熔铸法制备了三种不同Cu含量的Cu-Ni-Si合金(Ni/Si质量比为5︰1)。铸态Cu-Ni-Si合金显微组织采用光学显微镜进行分析;三种不同成分的Cu-Ni-Si合金摩擦磨损性能在销-盘式磨损试验机上进行测试;磨面形貌通过扫描电镜观察。研究结果表明,铸态Cu-Ni-Si合金由两类显微结构构成,即富铜初生固溶体α-Cu(Ni,Si)和α-Cu(Ni,Si)与Ni3Si组成的共晶相。铜含量较高的铸态Cu-Ni-Si合金摩擦系数波动较大,这与对磨材料间物质转移密切相关。随着Cu含量的降低,主要磨损机制由塑性变形转变为磨粒磨损。     

引线框架材料Cu-Ni-Si系合金的发展

概述了引线框架用Cu-Ni-Si合金的研究现状。介绍了Cu-Ni-Si合金中Ni、Si元素的含量及其质量比对Cu-Ni-Si合金性能的影响,合金化特点,时效过程中的组织转变及热处理工艺和Zn、P、Ag、Cr、Al、稀土等微量元素对Cu-Ni-Si合金硬度、电导率等性能的影响。     

超高强度Cu-Ni-Si合金的研究进展

综述了Cu-Ni-Si系合金开发原理、成分设计及制备工艺,归纳总结了该合金性能与Ni、Si元素的质量比值、添加合金元素的种类和数量以及制备技术之间的关系,并介绍了不同工艺路线下Cu-5.2Ni-1.2Si合金时效后硬度和导电率的变化规律.     

时效处理对Cu-3Ti-3Ni合金组织与性能的影响（英文）

研究了时效处理对Cu-3Ti-3Ni合金组织与性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对Cu-3Ti-3Ni合金的组织和析出相进行了表征,并对其硬度、导电率和弹性模量进行了测试。结果表明:Cu-3Ti-3Ni合金时效处理后析出Ni_3Ti及β'-Cu_4Ti相。随着时效时间的延长,部分合金元素回溶于Cu基体,连续的亚稳定β'-Cu_4Ti相向不连续的稳定Cu3Ti相转变。Ni_3Ti相及β'-Cu_4Ti相的析出减少了Ti原子的固溶,导致导电率升高。经过合适的时效处理,Cu-3Ti-3Ni合金中的Ni_3Ti相及连续的亚稳定β'-Cu_4Ti相析出完全,导致硬度升高,但时效处理对合金弹性模量影响不大。在本实验范围内,Cu-3Ti-3Ni合金的最佳时效处理工艺是300℃时效2 h后炉冷,随后450℃时效7 h炉冷。Cu-3Ti-3Ni合金的HV硬度、导电率及弹性模量分别是1.83 GPa、31.34%IACS(国际退火铜标准)及148.62 GPa。     

Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效初期的调幅分解过程

利用透射电镜及X射线衍射仪研究了Cu-Ni-Si合金时效早期的组织转变规律，结果表明，该合金在时效早期，过饱和固溶体首先短程有序化，随后通过成分调幅形成贫，富溶质区，成分调幅过程中伴随有序反应，最终在溶质富集区内形成Ni2Si相，通过构造热力学图形，直观地解释了该合金时效早期调幅分解与有序化共存的可能性。     

热处理对Cu-0.8Cr-0.15Zr-2.8Co-0.7Si-0.1RE合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等测试手段,研究了热处理对Cu-0.8Cr-0.15Zr-2.8Co-0.7Si-0.1RE合金显微组织、电导率和硬度的影响。结果表明,合金铸态组织为粗大的等轴晶,基体分布着大量Co_5Cr_3Si_2相和Co、Si组成的灰色析出相;固溶处理后,晶粒明显长大,灰色析出相完全溶解,Co_5Cr_3Si_2相并未溶解;时效处理后,析出相主要有Co_5Cr_3Si_2、Co_2Si等。随固溶温度升高,合金电导率快速下降,硬度快速上升。时效处理后,合金电导率、硬度值都有大幅提高。经980℃×2h固溶+450℃×10h时效后,硬度(HV)达到218.9,电导率达到28.54 MS/m,软化温度达到686℃。     

Ni含量对Co-8.8Al-9.8W合金相影响的热力学

为了研究Ni元素对新型钴基高温合金析出相的影响,基于JMatPro热力学模拟计算软件对不同Ni含量下Co-8.8Al-9.8W合金(摩尔分数,%)中平衡相析出的热力学行为进行研究。结果表明:随着Ni含量的增加,合金中γ相的析出温度有降低趋势,析出量减少;与0Ni合金相比,25Ni合金γ相析出温度降低了11.63℃,600℃时35Ni合金γ相的析出量较0Ni合金的减少了20.63%。μ-Co7W6相的析出温度升高;与0Ni合金相比,35Ni合金析出温度升高303.73℃,η-Co_3Al相则会消失,而γ′相的析出温度升高,析出量增加;与5Ni合金相比,35Ni合金γ′相析出温度升高392.85℃,600℃时35Ni合金析出量较0Ni合金的增加40.9%。从Ni对平衡相中各元素的影响以及各物相的析出角度来看,随着Ni含量的增加,当γ相析出时固相和液相中各元素的含量相差越来越多,要满足γ相的析出和长大,只有通过降低温度或增加过冷度来实现。从而导致γ相的含量越来越少,析出温度也越来越低。合金中加入的Ni元素以形成γ′相的形式抑制η-Co_3Al相的形成与生长,从而导致η相最后消失。从γ相中析出的W和Al元素分别为μ-Co_7W_6和η-Co_3Al提供形核及生长的条件,但η-Co_3Al相消失以后,从γ相中析出的Al和Ni元素却为γ′相的生成提供了条件,γ′相开始形成并增加。     

纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9)永磁合金相变特征及其磁性能变化研究

首次制备出具有高稳定性的Sm Co_(8.9)Si_(0.9)纳米晶合金,进而系统研究了亚稳相Sm Co_(8.9)Si_(0.9)的相变特征及相应的磁性能变化规律。发现添加元素Si可以有效提高过饱和固溶体亚稳相SmCo_(9.8)的稳定性,随着热处理温度的升高,SmCo_(8.9)Si_(0.9)纳米晶合金由SmCo_(9.8)(H)结构的单相转变为Sm_2Co_(17)(H)和Co(fcc)相,且伴随相变,矫顽力提高。其机理源于析出的细小Co相造成钉扎机制增强。进一步升高热处理温度,Sm_2Co_(17)(H)相转变为Sm_2Co_(17)(R)相,同时晶粒长大明显且晶粒尺寸分布不均匀,导致磁性能下降。