时效对Cu—Cr—Zr合金显微硬度及导电率的影响

探讨了时效工艺及形变量对Cu—0.3Cr—0．15Zr合金显微硬度及导电率的影响。结果表明，合金经920℃固溶处理后在420℃及460℃时效可分别达到较好的硬度和导电率，分别达183HV和68％IACS；时效前对合金加以适当冷变形可加速合金时效析出过程。影响合金导电率的主要因素是基体中固溶元素的含量，含量越高，导电率越低，反之则越高。而时效前冷变形可以增加合金内部位错等缺陷的数量，加速了合金第二相的析出。     

合金元素对重力铸造Al-5.5Fe基合金组织和性能的影响

为了确定Cu、Zn、Mg等合金元素对重力铸造Al-5.5Fe基合金组织与力学性能的影响规律,采用了SEM、XRD、力学性能测试等分析检测手段.实验表明,适当增加Cu元素的质量分数可以有效提高Al-5.5Fe基合金的抗拉强度.对于重力铸造Al-5.5Fe-xCu合金而言,当Cu的质量分数由2.5%提高到4%时,该合金的抗拉强度得到明显提高,达到了130.65 MPa.Zn、Mg和Mn元素的添加可以有效提高Al-5.5Fe基合金的抗拉强度,Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金的抗拉强度达到了171.28 MPa.显微组织观察结果表明,向合金中加入Mg、Mn、Zn等元素可以将针片状Al3Fe的形貌改善得更加圆滑,合金中的第二相呈圆球状、N边形状以及六边形状,且弥散分布于基体中.第二相的数量会随着Cu元素的增加而增加,从而显著提高了合金的性能.     

高强韧铸造铝合金组织与性能研究

采用正交试验研究了Cu,Mg,Mn,Zn四种元素对新型高强韧耐热Al-Si-Cu-Mg-Mn-Zn合金室温及250℃力学性能的影响规律,分析了Al-7.0Si-2.5Cu-0.5Mg-0.3Mn-0.8Zn合金铸态及热处理后试样的金相显微组织和250℃断口形貌.结果表明:Cu,Mg,Mn,Zn四种元素对Al-Si-Cu-Mg-Mn-Zn合金室温及250℃抗拉强度和延伸率的影响顺序为,Mg>Cu>Zn≥Mn,Mg和Cu是主要影响因素,Mn和Zn是次要影响因素.随着Mg含量的增加,合金室温及250℃抗拉强度升高而伸长率下降,随着Cu含量的增加,合金室温抗拉强度升高而伸长率下降,250℃抗拉强度升高而伸长率呈先升后降趋势,Zn含量的提高有利于提高合金250℃延伸率.为使合金具有良好的综合力学性能(室温及250℃),Al-Si-Cu-Mg-Mn-Zn合金的最佳质量分数为7.0%Si,2.5%Cu,0.3%Mg,0.3%Mn,0.8%Zn,且合金力学性能室温时bσ≥345 MPa,5δ≥6.0%,250℃时bσ≥220 MPa,5δ≥9.0%.     

机械合金化制备Cu95-x Cr5Zrx合金材料中Zr对显微组织及其性能的影响

本研究采用X射线衍射仪、透射电镜分析机械合金化过程中Cu_(95-x)Cr_5Zr_x(x∈{1,3,5,7,8,9,10,12,15})粉体的物相结构演变及微观组织的变化.通过对粉体热压成型后进行拉伸试验、导电率测试、金相组织和断口形貌观察.研究不同Zr含量对Cu_(95-x)Cr_5Zr_x合金材料显微组织和性能的影响.结果表明:经过20～30 h机械合金化处理,Cu_(95-x)Cr_5Zr_x合金粉体的XRD衍射峰发生展宽,TEM电子选区衍射中多晶环特征削弱,Cr、Zr以固溶体形式存在于Cu基体中.Cu_(95-x)Cr_5Zr_x合金材料导电率随着Zr质量分数的增加由55.3%IACS逐渐降低至25.1%IACS,合金试样抗拉强度呈先増后减的趋势,抗拉强度值在Zr的质量分数为8%时达到最大830.1MPa.合金材料失效方式由脆性断裂逐渐转为韧性断裂.     

铜铝异种焊接用低温焊料Sn-40Bi-xZn的研究

通过改变Sn-40Bi-xZn焊料合金中Zn元素含量,对比Sn-58Bi共晶焊料合金研究Zn含量对Sn-40Bi-xZn焊料合金的熔化过程、焊接润湿扩展性、微观组织结构、力学性能方面的影响.结果表明：随着Zn元素含量的增加,Sn-40Bi-xZn焊料合金熔点T变化不大,但熔程ΔT逐渐变小直至保持稳定;当Zn的质量分数含量为2.0%时,Sn-40Bi-xZn焊料合金的铺展率最大,焊料合金在Al板上的润湿效果最好;当Zn质量分数含量达到1.0%及以上时,Sn-40Bi-xZn/Cu界面层主要为Cu₆Sn₅和Cu₅Zn₈金属间化合物,且Cu₆Sn₅含量随着Zn的增加有降低趋势;在Sn-40Bi-xZn/Al界面处并无金属间化合物层形成,而是随着Zn元素的增加,富Zn相也增加,焊接界面逐渐形成富Bi相、Sn-Zn-Bi相、Al-Zn-Sn固溶体多相共存;随着Zn元素的增加,Sn-40Bi-xZn焊料合金应变率、铜铝焊接接头剪切强度均呈现上升趋势.     

T6I6二次时效对A356铸造铝合金力学性能的影响

为了解决热处理后材料的强度和塑性变化规律相反的问题,在T6热处理制度的基础上开发了一种新型的T6I6二次时效制度.研究结果表明：采用T6I6热处理制度可以同时提高A356铝合金的强度、塑性、弹性模量和硬度.在相同的自然时效条件下,材料的强度、弹性模量和硬度随着第一次人工时效时间t1的增加呈现先增加后减小的趋势.延伸率既随着第一次人工时效时间的增加而增加,又随着中间自然时效时间的延长而增大.屈服强度和抗拉强度分别在t1为10min和20min时达到最大值237.38MPa和320.15MPa,增幅达到27.53%和15.24%;当t1=120min且t2=8周时,延伸率达到最大值13.63%.这主要是因为T6I6中的自然时效阶段形成大量的GP区,在随后的人工时效过程中析出大量细小高密度的β相.     

Y对Cu基非晶合金的玻璃形成能力和力学性能的影响

研究了添加微量稀土元素Y对Cu基非晶合金的玻璃形成能力和力学性能的影响.通过铜模吸铸法制备Cu-Zr-Al-Y大块非晶合金,利用DSC和XRD分析合金的玻璃形成能力对合金进行室温压缩性能测试,用SEM分析了微观断口形貌.研究结果表明:适量Y掺入可提高合金的玻璃形成能力,当Y元素掺入量为3%时,Cu47Zr42Al8Y3非晶合金的过冷液相区宽度ΔT达到72.42K,有较高的玻璃形成能力;Y元素的掺入有利于提高合金的力学性能,而Cu47Zr42Al8Y1合金有最佳的力学性能,其压缩断裂强度为2 140.8 MPa,伸长率达到7.17%,且随着Y含量的增加,断裂方式由单一的剪切断裂变为剪切断裂和脆性断裂复合方式.     

A2B7型La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0～0.3)贮氢合金相结构及电化学性能研究

采用感应熔炼方法制备了La0.75Mg0.25Ni3.5-xCrx(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3)四元贮氢合金,系统地研究了合金B端Cr元素对Ni部分替代对合金相结构及电化学性能的影响.X衍射(XRD)分析表明,La0.75Mg0.25Ni3.5合金是由La2Ni7相组成.随着Cr元素的加入,该类合金中出现LaNi5相及LaNi3相,且随着Cr含量的增加而增多.电化学测试表明,随Cr含量的增加,合金电极活化次数变化不大,最大放电容量逐步降低,合金的最大放电容量由x=0.05时的383.43 mAh/g下降到x=0.3时的348.40 mAh/g;而合金的高倍率放电性能呈现先增后减的趋势,当电流密度为900 mA/g时,合金的高倍率放电性能由83.66%(x=0)增加到92.57%(x=0.05)然后减小到83.9%(x=0.3);循环稳定性先增加后下降,当x=0.1时合金电极的循环寿命达到最大(S100=74.71%).     

Zn在AlSiCuMg合金时效过程中的作用

研究了微量合金元素Zn对高强度铸造合金Al-Si-Cu-Mg时效过程的影响.通过差热分析和透射电镜等分析测试方法表明：当锌的添加量在w(Zn)=0.1%～1.0%时，可提高合金的时效峰硬度，加快合金的硬化速度.当Zn含量为0.5%时，合金的时效峰最高，当Zn含量增大到w(Zn)=1%时，硬度有所降低，但仍高于无Zn合金.通过DSC和TEM分析显示，微量的Zn固溶于基体中，加快了亚稳相的析出，较早地形成了细小而密集的亚稳相，从而使合金获得了较高的峰时效硬度.     

AlCrFeNi2Cu高熵合金组织及性能x

为了分析Cu元素添加对高熵合金显微组织与微观性能的影响,采用真空电弧熔炼炉制备AlCrFeNi₂Cu_{=1.2,1.4,1.6,1.8)高熵合金,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度计和压缩试验机对高熵合金的显微组织和力学性能进行测试.结果表明,AlCrFeNi2Cu=1.2,1.4,1.6,1.8)高熵合金主要由简单FCC相(富Fe-Cr相)与BCC相(富Al-Ni相)组成.随着Cu含量的增加,FCC相数量增加,组织中枝晶变得致密,但当x增加到1.8时,晶粒又变得粗大起来.Cu元素主要富集于枝晶间,随着Cu含量的增加,Cu元素呈现聚集趋势并包裹着树枝晶,当x增至1.8时,上述偏聚包裹现象更为明显.高熵合金的压缩性能和硬度均随Cu元素的添加呈现先上升后下降的趋势.当x为1.6时,高熵合金综合性能最佳,其抗压强度、屈服强度、塑性应变量和维氏硬度分别为2 256 MPa、891 MPa、35.6%和372 HV.x(x}x(x     

合金元素对Cu-Te-Cr合金时效组织与性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)分析Cu-Te-Cr合金时效析出相的形貌与组成,研究合金元素对Cu-Te-Cr合金时效组织与性能的影响。结果表明,时效过程中Te、Cr以多元化合物或细小的单质Cr析出,合金的硬度明显升高,随时效温度的升高,Cr粒子长大,共格度降低;同时基体晶粒内,部分析出相重溶,使合金硬度下降;由于Cr和Te两种元素互不相溶,其交互作用生成CrxTey化合物,随着Te含量的增加,铸造过程中生成这种化合物越多,减少Cr元素在铜基体的固溶度,从而合金硬度下降,而导电率有所提高。     

Ce对Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金组织和力学性能的影响

为了研究Ce元素对T6态Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金显微组织和力学性能的影响,通过改变合金中Ce元素的添加量,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能实验机对合金的显微组织、拉伸断口形貌和力学性能进行了研究.结果表明,加入质量分数为0.2%的Ce元素可以显著细化Al-7.5Zn-2Mg-2.3Cu-0.1Sc合金的铸态和T6态显微组织.在合金的T6处理过程中随着时效时间的增加,合金硬度和抗拉强度均先增加后降低,合金的硬度和抗拉强度峰值分别为216 HB和681.7 MPa,合金最高屈服强度为638.2 MPa.合金拉伸断口呈韧脆混合断裂特征.     

Ca对Mg-6Al-1Nd合金显微组织和性能的影响

为了研究Ca元素对Mg-6Al-1Nd合金微观组织、力学性能和阻燃性能的影响规律,采用了金属型重力铸造方法制备了Mg-6Al-1Nd-x Ca合金.通过金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机和热分析仪等分析测试手段对Mg-6Al-1Nd-x Ca合金的显微组织、力学性能和阻燃性能进行了表征.结果表明:Ca元素的加入可减少β-Mg17Al12含量,生成Al-Ca金属间相;随着Ca质量分数的增加,镁合金试样中的Al-Ca金属相增多,试样的室温抗拉强度和延伸率降低,阻燃性能升高;不含Ca元素的Mg-6Al-1Nd合金的抗拉强度为235 MPa,当Ca元素增加到2.5%时,Mg-6Al-1Nd-2.5Ca合金的抗拉强度仅为154 MPa,但该合金的着火点可达850℃.     

Effect of carbon fibre on properties of TiB2/C composite cathode coating for aluminum electrolysis

The tensile strength, compressive strength and electrical resistivity of TiB2/C composite cathode coating were measured with a hydraulic pressure universal test machine and an electrical resistivity test device, and the effects of carbon fibre content and carbon fibre length on tensile strength, compressive strength and electrical resistivity were investigated. The results show that the tensile strength of coating increases at the beginning and then reduces with the increase of carbon fibre content when the carbon fibre (length of 3 mm) content ranges from 0 to 4.0%; at the carbon fibre content of 1.5%, the tensile strength of coating reaches the maximum, 25.6 MPa. For the coating with carbon fibre content of 1.5%, the carbon fibre length has a great influence on tensile strength and compressive strength of coating; when the carbon fibre length is 6 mm, the tensile strength and compressive strength of coating reach the maximum, 27.6 MPa and 39.2 MPa, respectively. The electrical resistivity of coating reduces with the rise of temperature and the length of carbon fibre, and the influence of carbon fibre length on electrical resistivity of coating at low temperature (30-200℃) is more obvious than that at high temperature (960℃).     

Ni对金属粉芯型焊丝接头性能的影响

为了制备WQ960高强钢焊接所需的药芯焊丝,自行研制了Mn-Mo-Cr系金属粉芯型药芯焊丝,并在药芯中添加Ni粉来改善焊接接头的冲击韧性.利用拉伸试验、硬度试验和冲击试验等测试方法研究了Ni元素对焊接接头力学性能的影响.结合组织观察和化学成分分析方法,从组织结构的角度对Ni元素的影响机理进行了合理解释.结果表明,随着焊缝中Ni含量的增加,焊接接头的抗拉强度增大,但伸长率减小.当温度为-60~25℃时,焊缝冲击功呈现先增大后降低的趋势.随着Ni含量的增加,焊缝及热影响区硬度增大,焊缝最高硬度值为329. 5 HV,热影响区软化现象有所缓解.焊缝金属中加入适量的Ni元素具有提高焊接接头冲击功的作用,且最佳Ni含量为1. 22%.     

稀土对纤维相Cu-12%Ag合金组织性能的影响

为研究稀土微合金化在纳米纤维强化Cu-Ag合金中的作用，制备了纤维相增强Cu-12%Ag和Cu-12%Ag-0.3%RE合金．采用冷拉拔结合中间热处理方法制备该类合金，观察并测定了不同变形程度下稀土元素对合金显微组织、力学性能和电学性能.实验结果表明，随变形程度增大，合金硬度和强度上升，相对电导率下降.稀土元素可增加原始组织枝晶轴间距、共晶体数量及共晶体中Ag的质量分数，提高合金的硬度，但对合金抗拉强度没有明显影响.在较低的变形程度范围内，稀土元素使合金导电性能略有降低.在大变形范围内，稀土元素可在一定程度上改善导电性能.     

Ageing behavior of an Al-Zn-Mg-Cu alloy pre-stretched thick plate

The ageing behavior of a pre-stretched thick plate of Al-Zn-Mg-Cu alloy was systemically studied including one-step ageing, two-step ageing, and retrogression and reageing treatment (RRA). One-step ageing of the alloy resulted in peak ultimate tensile strengths of 595 and 575 MPa after 22 and 6 h at 120 and 135°C, respectively. The strengthening phase in peak aged (T6 temper) alloy contained GP zones and the η′ phase predominantly. After two-step ageing, the electrical conductivity was increased markedly, but the pre-stretched thick plate sacrificed a great loss of strength. RRA treatment provided a method for maintaining the strength close to that obtained by T6 temper and for obtaining the high electrical conductivity close to that obtained by T7 temper; the ultimate tensile strength and electrical conductivity were 583 MPa and 21.0 MS/m, respectively. TEM analysis of T7 and RRA specimens revealed two types of precipitates that contributed to age strengthening i.e. the η′ and η phases.     

Effect of carbon fibre on properties of TiB2/C composite cathode coating for aluminum electrolysis

The tensile strength, compressive strength and electrical resistivity of TiB₂/C composite cathode coating were measured with a hydraulic pressure universal test machine and an electrical resistivity test device, and the effects of carbon fibre content and carbon fibre length on tensile strength, compressive strength and electrical resistivity were investigated. The results show that the tensile strength of coating increases at the beginning and then reduces with the increase of carbon fibre content when the carbon fibre (length of 3 mm) content ranges from 0 to 4.0%; at the carbon fibre content of 1.5%, the tensile strength of coating reaches the maximum, 25.6 MPa. For the coating with carbon fibre content of 1.5%, the carbon fibre length has a great influence on tensile strength and compressive strength of coating; when the carbon fibre length is 6 mm, the tensile strength and compressive strength of coating reach the maximum, 27.6 MPa and 39.2 MPa, respectively. The electrical resistivity of coating reduces with the rise of temperature and the length of carbon fibre, and the influence of carbon fibre length on electrical resistivity of coating at low temperature (30–200 °C) is more obvious than that at high temperature (960 °C). Foundation item: Project(2005CB623703) supported by the Major State Basic Research Development Program of China