定向凝固Ag-28Cu-xNi系合金的组织和性能研究

采用定向凝固技术,制备了Ag-28Cu-xNi (x=0、0.75、1.0、2.0)系4类合金棒材,采用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜研究了合金的显微组织结构和断口形貌;采用万能电子实验机,研究了合金的力学性能。结果表明,定向凝固Ag-28Cu合金的显微组织为竖直生长的柱状晶组织,Ag-28Cu-0.75Ni合金的显微组织为不同方向生长的树枝晶组织,Ag-28Cu-1Ni和Ag-28Cu-2Ni合金的显微组织为块状+花瓣状枝晶组织。随着冷拉拔变形真应变从η=3.22逐渐增大到η=6.0,Ag-28Cu-xNi系合金呈现出抗拉强度逐渐升高、延伸率逐渐下降的变化趋势;Ni元素的添加使Ag-28Cu合金的硬度、强度和延伸率均有不同程度的减小。Ag-28Cu-0.75Ni合金的室温拉伸断口形貌呈现有明显的缩颈现象和大量的韧窝,其断裂机制为微孔聚集型塑性断裂。     

基于3D-CAFE法的连铸Ag-28Cu合金凝固组织的数值模拟

基于3D-CAFE法对连铸法制备的Ag-28Cu合金的凝固组织进行了模拟,研究了表面换热系数、浇注温度和拉速对凝固组织的影响。结果表明,增大表面换热系数、降低浇注温度、提高拉速,可起到细化晶粒的效果。在最佳工艺条件为表面换热系数1800 W/(m2·K)、浇注温度830℃、拉速1.5 m/min时,Ag-28Cu合金的凝固组织等轴晶比例最大,且晶粒较细。     

不同显微组织的块体双相Ag-25Cu合金在NaCl溶液中的腐蚀行为（英文）

为了更好地了解块体双相Ag-25Cu(at.%)合金的腐蚀机制,采用液相还原(LPR)、机械合金化(MA)和粉末冶金(PM)法分别制备显微组织不同的2种纳米晶和1种常规尺寸的Ag-25Cu块体合金,并采用电化学方法对比研究此3种不同显微组织Ag-25Cu合金在NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:粉末冶金法制备的常规尺寸PMAg-25Cu合金的显微组织极不均匀;相反,液相还原法和机械合金化法制备的纳米晶LPRAg-25Cu和MAAg-25Cu合金的显微组织较均匀,而纳米晶LPRAg-25Cu合金的显微组织最均匀。MAAg-25Cu合金的腐蚀速率高于PMAg-25Cu合金的腐蚀速率,但低于LPRAg-25Cu合金的腐蚀速率。3种Ag-25Cu合金表面形成的钝化膜均具有n型半导体特征。LPRAg-25Cu合金的钝化电流密度低于PMAg-25Cu合金的钝化电流密度,但高于MAAg-25Cu合金的钝化电流密度。     

AgCuTi合金的组织与润湿性研究

采用粉末冶金技术制备Ag-34.5Cu-1.5Ti、Ag-26.5Cu-3Ti和Ag-10Cu-4Ti合金材料,用扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)、差热分析仪(DSC)和润湿角测量仪,表征合金粉末及其材料的形貌、组织结构,研究合金的熔点和与TC4钛合金的润湿性。结果表明,通过真空雾化制粉、冷等静压、真空烧结和轧制等技术集成,可以制备AgCuTi合金材料;合金呈等轴晶组织,金属间化合物呈颗粒状和块状分布。随着钛含量的增加,使得Ag-10Cu-4Ti合金材料的固液相间隔温度最大、润湿角要小于Ag-34.5Cu-1.5Ti和Ag-26.5Cu-3Ti,Ag-10Cu-4Ti材料对TC4钛合金的润湿性能最好。     

晶粒形态、尺寸对Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝加工及电学性能的影响

为诠释柱状晶贵金属兼具优良超细丝加工性能及高电阻率的原因,采用水平连铸、水冷铜模铸造及石墨模铸造,分别获得了具有20 μm×60 μm的柱状晶、10 μm的等轴晶、以及5 μm的表面细晶+长径比约为3的柱状晶+30 μm的芯部等轴晶三晶区的三种Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材,研究了晶粒形态、尺寸对Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材超细丝加工性能及电阻率的影响。结果表明：与等轴晶和三晶区Ag-28Cu-0.75Ni合金棒材相比,柱状晶棒材由于其较低的位错密度(1.78×10_¹⁵ m_^-2)及显微硬度变化率(33.3%)、铸态断口无解理台阶,表现了出最低的加工硬化率,且铸态轴向抗拉强度高达384.6 MPa,可实现100 m以上、直径0.05 mm超细丝高效不断丝加工;加工态及退火态的柱状晶Ag-28Cu-0.75Ni合金超细丝均表现出了较高的电阻率,经两次连续退火后电阻率高达3.68 μΩ.cm,与其较低的位错密度及加工硬化率有关。     

两种牙科贵金属铸造合金的组织结构研究

采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等试验方法,研究了Ag-30Au-15Pd-11Cu和Ag-23Pd-11Au-9Cu两种牙科贵金属铸造合金的铸态组织、相结构和相成分。结果表明,2种合金均由面心立方结构的富银富钯固溶体α1和富和富铜固溶体α2两相组成,而金在两相中是均匀分布的。Ag-30Au-15Pd-11Cu合金的铸态显微组织是先共晶的等轴晶α1固溶体加少量片层状（α1 α2）共晶体,Ag-11Au-23Pd-9Cu合金的铸态显微组织是片层状（α1 α2）共晶体加少量先共晶的α1固溶体。     

微量Cu元素对Au-24Ag-3.25Si钎料合金组织和焊接性能的影响

通过分析相图,配制成分分别为Au-24Ag-3.25Si、Au-24Ag-3.25Si-1.5Cu、Au-24Ag-3.25Si-2.0Cu、Au-24Ag-3.25Si-2.5Cu4种合金,中频感应真空熔铸法制备铸锭,在流动氢气保护管式电阻炉中进行焊接实验,基板采用纯Ni片,焊接温度为550℃.使用微量型DTA差热分析仪测定钎料合金的熔化温度,并通过金相观察和扫描电镜观察结合X射线能谱分析对钎料合金的组织和焊接性能进行研究.结果表明,添加适量的Cu元素能降低Au-24Ag-3.25Si钎料合金的熔点,减小固液相间隔:Cu元素的加入使Au-24Ag-3-25Si钎料合金的显微组织发生了显著变化,有新固溶体的形成,使得钎料合金的硬度随之升高;Au-24Ag-3.25Si-1.5Cu钎料合金与Ni焊接后铺展形貌良好,润湿角较小,其焊接界面组织形貌与未添加Cu元素前基本一致,仍然有金属间化合物层(IMC)出现,能谱分析和线扫描结果显示,该IMC层由Ni和Si的金属间化合物组成,Cu元素的添加没有明显改善Au-24Ag-3.25Si钎料合金与Ni的焊接性能.     

Ag/Cu钎焊复合带材轧制和退火研究

利用Ag-28Cu合金钎焊复合制备Ag/Cu复合材料,经轧制加工成复合带材。研究轧制变形和扩散退火对复合界面形貌、界面组织和性能的影响,以及界面元素扩散特征。结果表明,随着轧制变形量增加,Cu、Ag-28Cu和Ag发生协调变形,复合界面由波浪形,转变成锯齿状,最后Cu层整体向Ag层倾斜。随着加工率增加,Cu层硬度逐渐降低,Ag-28Cu层硬度显著升高,Ag层硬度不变。随着退火温度增加,界面组织逐渐长大粗化,复合层宽度增加。界面原子扩散行为主要是Cu原子向Ag中发生扩散,退火温度增加时,Ag-28Cu层中Cu原子向Ag侧逐渐减少,Ag层中的Cu原子含量增加,Cu和Ag层硬度没有发生变化,而Ag-28Cu层硬度逐渐降低。     

超音速电弧喷射雾化银合金粉体的亚稳固溶扩展

采用超音速电弧喷射雾化(UAS)制备Ag-10Cu、Ag-28Cu、Cu-10Ag、Ag-10Ni和Ag-5Fe快速凝固合金粉末,用XRD对银合金粉末的亚稳固溶扩展进行研究.结果表明:Ag-10Cu、Ag-28Cu和Cu-10Ag合金粉末的平均亚稳固溶度分别为7.09%、20.11%和3.06%(摩尔分数);当粉末粒度不大于50 (m时,Ag-28Cu共晶合金粉末形成完全亚稳固溶体,而Ag-10Cu和Cu-10Ag未形成完全固溶体;Ag-10Ni和Ag-5Fe粉末(65～15 (m)的亚稳固溶度分别为0.72%～1.30%Ni和0.29%～0.57%Fe,亚稳固溶度随粉末粒度减小而增加.合金生成热和冷却速率分别是判断亚稳固溶扩展能力的热力学参数和动力学参数,合金生成热越小、冷却速率越高, 亚稳固溶度就越大.超音速电弧喷射雾化有利于降低合金生成热和获得很高的冷却速率,因此,银合金粉末获得大的亚稳固溶扩展.     

AgCuTi活性钎料的轧制加工和性能研究

采用粉末冶金的方法,制备了两种成分的AgCuTi活性钎料。用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等研究了合金片材的组织形貌与结构。探讨了在不同的轧制变形量下,两种合金的变形量与组织结构、硬度、密度、电导率等物理、力学、电学性能的关系,分析了轧制撕裂断口的形貌和类型。结果表明,Ag-27.5Cu-2.5Ti和Ag-28Cu-4Ti两种成分活性钎料的组织结构、性能、断裂机理不一样,Ag-28Cu-4Ti的铜钛相分布较多、硬度较高、密度较低、电导率较小,同时塑性较差,轧制撕裂过程脆性断裂占主要部分;Ag-27.5Cu-2.5Ti塑性较好,轧制撕裂过程塑性断裂占主要部分。     

ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺

根据拉伸性能测试结果及X-射线探伤检测确定了ZM6镁合金铸件TIG焊补焊工艺参数.并通过光学显微镜对焊接接头进行了微观组织观察和微区成分分析试验.结果表明,热影响区晶粒大小与母材基本相同.在热影响区晶内完全由Mg元素组成,晶内原有的合金元素迁移到晶界.焊缝组织由比母材晶粒尺寸小的细小等轴晶组成,焊缝区的晶内组织基本由Mg元素组成,其晶界合金元素含量要比母材与热影响区少.通过对ZM6镁合金铸件补焊中的裂纹位置以及成分分析,得出ZM6镁合金铸件补焊裂纹为结晶裂纹.     

硬模铸造TiAl合金的凝固组织分析

试验观察分析了两种硬模和陶瓷型壳铸造TiAl合金宏观、微观组织特点。结果表明,硬模铸造板片的表面细晶层的晶粒尺寸成倍减小,柱状晶宽度明显变窄,中心等轴晶体积分数大幅度降低、尺寸减小;硬模铸造板片的表面细小晶粒由取向随机的层片团组成,柱状晶由有取向的层片组成,层片方向垂直于柱状晶生长方向,中心等轴晶由取向随机的层片组织组成,层片间距明显减小。     

Mg94TM(Zn,Cu,Ni)2Y4合金的铸态组织及摩擦磨损性能

利用普通铸造法制备了Mg94TM(Zn,Cu,Ni)2Y4三种合金,并研究其铸态组织特征、物相组成及耐磨性能.Mg94Zn2Y4和Mg94Cu2Y4合金组织呈现[明显的树枝晶结构,而Mg94Ni2Y4以等轴晶为主;Mg94Cu2Y4和Mg94Ni2Y4两种合金的金属间化合物组成要比Mg94Zn2Y4合金复杂.三种合金材料中,Mg94Zn2Y4合金的硬度最低,耐磨性最差,其磨损机制均主要表现为犁沟磨损、粘着磨损和氧化磨损.     

激光选区熔化成形Cu-Al-Mn-La形状记忆合金

采用激光选区熔化技术成形Cu-Al-Mn-La合金,成形过程中合金粉末逐层叠加并经历快速熔化凝固的过程,使得合金的组织与铸造中不同,性能得到了改善。通过对微观组织分析,试样在熔敷道中心至边界依次分布着细晶区、过渡区和等轴晶区,同时存在马氏体结构;物相分析可知试样中含有β1母相和马氏体相,纳米压痕分析显示试样的纳米硬度为(4.33±0.17)GPa,杨氏模量为(122±8)GPa。     

钼对钴基合金激光熔覆层组织与耐磨性的影响

利用激光熔覆技术在低碳钢基体表面制备了钴基合金涂层.利用金相显微镜(OP)、扫描电镜(SEM)及x射线衍射仪(XRD)等研究了不同Mo元素含量的钴基合金涂层的组织结构;通过采用显微硬度试验、滑动磨损试验等方法进行性能测试.结果表明,含5.4%Mo的合金熔覆层主要组成相为γ-Co,Cr_(23)C_6,而含28%Mo的合金涂层主要相组成为γ-Co,Cr_(23)C_6,Co_3Mo_2Si_2和NiCor等相;含5.4%Mo涂层的组织主要为柱状生长树枝晶;含28%Mo单道涂层的结合区为紊乱的粗大树枝晶,中部为向上生长的细小的树枝晶,表层为细小的等轴晶,多道搭接涂层组织为细小的等轴晶;含28%Mo涂层的显微硬度可达800 HV以上,比含5.4%Mo涂层的硬度提高了一倍;耐磨性也有不同程度的提高.

Abstract：

Co-based alloy coatings with different Mo content (5.4% and 28 % ) on the surface of low carbon steel were prepared by laser cladding. The microstructure and phases composition of the coatings were investigated by means of optical microscope (OP), scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction instrument (XRD). Microhardness and sliding wear resistance of the coatings were also tested. The results indicated that the main phases in Co-based alloy coatings with 5.4%Mo were γ-Co and Cr_(23) C_6. Another two phases of Co_3 Mo_2 Si and NiCoCr were identified in Co-based alloy coatings with 28% Mo. Directional dendrite was observed in Co-based alloy coatings with 5.4% Mo. Unidirectional dendrite at the interface, followed by fine dendrite at the central zone and equiaxed grain near top surface were found in Co-based alloy single coatings with 28% Mo, and almost all fine equiaxed grains appear in the multi-track coatings. The microhardness of Co-bascd alloy coatings with 28% Mo reaches up to 800 HV, which was 2 times of that of Co-based alloy coatings with 5.4% Mo. The sliding wear resistance was also improved.     

电磁铸造镁合金大规格板坯偏析与组织研究

研究了不同铸造速度条件下截面尺寸为300 mm?800 mm的大规格AZ31镁合金板坯的宏观偏析及组织。结果表明,偏析区域出现在距离锭坯表面20 mm ~ 30mm范围内,板坯心部偏析小。宏观组织可分为表面激冷区,粗大的柱状晶区和内部等轴晶区。低速铸造可减轻宏观偏析,随铸造速度增加,整体晶粒尺寸先增大后减小,表面粗晶区宽度减小。高速铸造时晶粒尺寸最小,但不均匀。合理的铸造速度为32 mm/min。     

D-KH法制备AgCuSn合金钎料的性能研究

分别采用熔铸法和D-KH法(叠轧复合-扩散合金化工艺)制备了Ag-22.4Cu-20Sn钎料合金,采用XRD、SEM、DSC及万能力学试验机等测试技术,对合金相组成、显微组织、熔化特性、钎焊接头的剪切强度和钎焊界面形貌等进行了对比研究。结果表明,D-KH法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn相,而熔铸法制备的钎料相组成为(Ag)、Cu3Sn、Ag5Sn以及Cu41Sn11相;D-KH法制备的钎料合金液固相线均降低,熔程减小。与熔铸法相比,用D-KH法制备得到的厚度0.1 mm的钎料薄带,润湿铺展性更优、接头剪切强度更高、接头强度稳定性更好。     

The compression stress-strain behavior of Sn-Ag-Cu solder

The yield-stress behavior was investigated for the 95.5Sn-4.3Ag-0.2Cu (wt.%), 95.5Sn-3.9Ag-0.6Cu, and 95.5Sn-3.8Ag-0.7Cu ternary lead-free solders using the compression stress-strain test technique. Cylindrical specimens were evaluated in the as-cast or aged (125°C, 24 h) condition. The tests were performed at −25°C, 25°C, 75°C, 125°C, and 160°C using strain rates of 4.2×10⁻⁵s⁻¹ or 8.3×10⁻⁴s⁻¹. Specially designed Sn-Ag-0.6Cu samples were fabricated to compare the yield stress of the dendritic microstructure versus that of the equiaxed microstructure that occurs in this alloy. For more information, contact P.T. Vianco, Sandia National Laboratories, MS 0889, PO Box 5800, Albuquerque, New Mexico 87185; (505) 844-3429; e-mail ptvianc@sandia.gov.     

时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响

通过拉伸试验、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了T5时效处理(160 ℃×6 h)后AlSi9Cu3高压铸造(HPDC)铝合金的显微组织、力学性能和拉伸断口形貌。结果表明,AlSi9Cu3高压铸造铝合金试样经过时效处理后,显微组织主要为等轴晶状的初生α-Al、共晶Si相以及析出θ-Al₂Cu相和α-Fe相。析出的平衡相θ-Al₂Cu弥散分布在晶界上,提高了AlSi9Cu3压铸铝合金的强度和硬度。时效处理后,AlSi9Cu3压铸铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别为375 MPa、258 MPa、4.0%和94 HBW。同时在AlSi9Cu3压铸铝合金的拉伸断口观察到了准解理和少量沿晶断裂特征。