等温热处理对Zr57Cu15．4Ni12．6Al10Nb5块体非晶合金的组织结构与压缩性能的影响

对Zr57Cu15．4Ni12．6Al10Nb5块体非晶合金进行了等温热处理，用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计与压缩试验机研究了不同温度下的等温热处理后合金的组织结构变化、硬度变化与压缩性能变化。该非晶合金出现晶化的温度随热处理时间的增长而降低。在热处理时间相同的条件下，随热处理温度升高，合金的显微硬度有增大趋势。当非晶合金出现相分离或晶化时，其抗压缩强度将急剧下降，断裂方式由非晶态的断裂方式向晶态的断裂方式转变。     

超高强钴基块体非晶合金的组成设计

块体非晶合金是一类具有高强度、高硬度和大弹性极限的无序金属材料,其优异的力学性能是目前先进金属材料领域研究热点之一,如何提高材料的强度是材料研究领域永恒的主题。系统地总结了已知具有超高强度的一类块体非晶合金材料——钴基块体非晶合金的成分、热学稳定性及力学性能;同时研究了不同非晶合金的断裂强度与其弹性常数、硬度和特征温度的关联。研究结果表明：在非晶合金体系中杨氏模量、维氏硬度、玻璃转变温度与断裂强度之间都存在较好的线性变化关系。基于以上结果,本课题组提出了超高强钴基块体非晶合金的组成设计方法,即选取具有强共价键特性的非金属元素和高模量、高熔点过渡金属元素与钴元素进行组合。     

块体非晶合金Fe-Ni-P-B-Ga的制备与性能

采用助熔剂净化和铜模铸造相结合的工艺，用工业纯原料制备出块体(Fe40Ni40P14B6)100-xGax(x=0-8)合金，样品为直径3mm的圆柱体或宽6mm、厚1mm的片材，长度都在10至15mm左右，XRD与DSC分析表明，x=4—6时易于形成非晶合金，测试表明，这些非晶合金具有优异的耐腐蚀性能和软磁性能，显微硬度测试表明，对相同成分合金，非晶态的显微硬度值比晶态的低，适量Ga的加入，提高了Fe—Ni—P—B合金的非晶形成能力。     

块体非晶(玻璃态)合金功能材料

Fe Co Ga P C B铁基非晶合金的软磁性能〔1〕　近年来发现了一系列铁基的多元非晶合金Fe (Al,Ga) (P ,C ,B ,Ge ,Si)和Fe (Nb ,Mo ,Zr ,W ) B等 ,它们具有很大的过冷液相区 (5 8～ 88K)并能用铜模铸造法生产 2～ 6mm直径的非晶态棒材。但这些大块非晶合金含Fe量都少于 73% (原子 ) ,以致饱和磁化强度不高 (<1 1T)。最近开发了含Fe更高的高饱和磁化强度 (1 3T左右 )块体非晶合金Fe75Ga5P12C4 B4 。为了进一步改善这一合金的性能 ,研究了加Co的效果。研究用的合金是由纯铁、钴、镓和预制合金铁碳、铁磷块、纯硼晶体原料配料在…     

Sc提高锆基块体非晶合金玻璃形成能力的机理

以Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5五元锆基非晶合金为研究对象，在以工业级海绵锆为原料制备的合金中加入元素Sc，制备出楔形试样，从微观角度分析了元素Sc提高非晶合金玻璃形成能力的机理。结果表明，元素Sc的加入可显著改变Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5五元锆基块体非晶态合金在非晶态-晶态过渡区中先析相的相结构及组织形态。元素Sc强烈的脱氧作用可减少合金中锆氧化物／锆氧团簇，从而消除了过冷液体中异质形核的核心，提高了Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5五元锆基块体非晶态合金的玻璃形成能力。     

过热处理时间对Zr-Cu基大块非晶合金力学性能的影响

在一定初始温度下经过不同时间的熔体过热处理,利用铜模吸铸法,制备纯非晶合金Zr_(48)Cu_(36)Ag_8Al_8棒状试样,通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热分析仪(DSC)、万能力学试验机和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究过热处理对其力学性能的影响。结果表明,在一定的处理时间范围内,随着处理时间的增长,Zr_(48)Cu_(36)Ag_8Al_8非晶合金原子排列的混乱度增加,非晶合金的平均自由体积增加,Zr_(48)Cu_(36)Ag_8Al_8非晶合金的变形局域化程度降低,变形能力随之增强,非晶合金的断裂强度和塑性得到了提高。     

Cu基Cu-Zr-Al块体非晶合金的成分设计

利用变电子浓度经验判据，从Cu—Zr亚组元体系中的最深共晶点Cu61．8Zr38.2和次深共晶点Cu56Zr44出发，连接第三组元Al，建立(Cu61.8Zr38．2)1-xAlx和(Cu56Zr44)1-xAlx变电子浓度线．电子浓度在1．24—1．30的(Cu61．8Zr38．2)1-xAlx合金可通过铜模吸铸法形成直径为3mm的块体非晶；对于(Cu56Zr44)1-xAlx系列合金，块体非晶形成的电子浓度区间为1．28-1．36．热分析结果表明，每条变电子浓度线上块体非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力随电子浓度增大而增加．其中，(Cu61．8Zr38.2)1-xAlx变电子浓度线上的非晶合金Cu58．1Zr35．9Al6(e／α=1．3)具有最高的热稳定性和最大的玻璃形成能力，其特征参数Tg=760K，Tg／Tl=0．648，皆高于已报道的最优成分Cu55Zr40Al5(Tg=722K，Tg／Tl=0．614)。     

Nd对块体Mg-Cu-Y-Nd非晶合金玻璃形成能力的影响

在非真空熔炼条件下采用工业纯原材料和负压铜模吸铸法制备Mg65Cu25Y10-xNdx(x=0,2,4,6,8,10)棒状试样,利用差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)等方法分析Nd对Mg-Cu-Y-Nd非晶合金玻璃形成能力的影响。结果表明:Nd的含量(x)为0,4,6成分的合金试样具有完全非晶态组织,且x=4时具有最大的玻璃形成能力,其约化玻璃转变温度(Trg)为0.592,过冷液相区宽度(ΔTx)高达66 K;当x为2,8,10时,由于合金成分明显偏离共晶成分,玻璃形成能力降低,试样只含有少量非晶,且主要呈晶体组织特征。     

Zr-Ti-Cu-Ni-Be-Fe块体非晶合金及非晶基纳米复合材料的形成及其性能

采用水淬法制备出了块状、高强度Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ－Ｆｅ非晶合金,研究了铁原子组元对Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ－Ｆｅ块体非晶形成能力硬度、磁化率及其热稳定性的影响。结果表明,当Ｆｅ含量超过１０％（原子分数）时,在合适的冷却速率下可以区得含有钠米晶凿的非晶基复合材料。     

稀土Gd掺杂对锆基块体非晶合金玻璃形成能力及力学性能的影响

适量的Gd掺杂可提高Zr50.7Cu28Ni9Al12.3块体非晶合金的玻璃形成能力,当Gd元素掺杂量(原子分数)为1%时,即(Zrs0.7Cu28Ni9Al12.3)99Gd1,柱状非晶合金直径可达16 mm(不掺杂时为14 mm).稀土Gd掺杂降低了锆基块体非晶合金的断裂强度与塑性变形能力.随着Gd含量的增加,其断裂方式由单一的剪切断裂转变为剪切断裂与破碎断裂的复合形式,且含Gd元素掺杂的非晶合金断口呈现了脉状纹络与纳米周期性条纹共存的特征.     

Zr57Cu15.4Ni12.6Al10Nb5块体非晶合金晶化行为研究

用示差扫描量热仪（DSC）研究了Zr57Cu15.4Ni12.6Al10Nb5块体非晶合金的匀速升温晶化与等温晶化的晶化行为。在匀速升温晶化方式下，用Kissinger法与Ozawa法获得了块体非晶合金的激活能，对第一晶化峰分别为320．5kJ／mol和316．6kJ／mol，对第二晶化峰分别为324．5kJ／mol和320．5kJ／mol。该非晶合金的晶化表现出明显的动力学效应。在等温晶化方式下，用Johnson-Mehl-Avrami方程获得了晶化的Avrami指数为1．61，表明非晶合金的晶化受原子扩散控制。     

热处理对Fe61Co10Zr5W4B20块体非晶合金显微硬度与压缩强度的影响

通过铜模吸铸法获得直径为2mm的Fe61Co10Zr5W4B20块体非晶合金.采用X射线衍射（XRD）、示差扫描量热（DSC）、显微硬度及压缩试验等方法研究了非晶合金的结构、热稳定性,特别是等温热处理对其显微硬度与压缩强度的影响.结果表明,Fe61Co10Zr5W4B20非晶合金的显微硬度为1207HV0.2,压缩强度σbc为1707.6MPa.当等温热处理温度低于晶化起始温度时,硬度不随热处理时间的增长而变化;但在高于晶化峰值温度时,硬度值随时间变化先升后降.在热处理时间相同的条件下,随着处理温度的升高,合金的硬度增大,但压缩强度会逐步减小.     

热处理对铸态Al65Cu23Fe12合金组织与性能的影响

采用OM、SEM、XRD等分析方法,研究Al65Cu23Fe12合金在铸态及退火后的显微组织及相结构,并用微氏硬度计测试了其显微硬度。结果表明:铸态下Al65Cu23Fe12合金主要由λ相、β相、准晶I相及微量的θ相组成;经过退火后Al65Cu23Fe12合金组织中相的变化主要表现在β相、λ相的减少及准晶I相的生成与增加,尤其是经过800℃×8h退火,β、λ相完全转化为准晶I相;铸态下Al65Cu23Fe12合金的硬度先随退火温度的升高而增加,当退火温度达到一定值后,硬度又随退火温度的升高而下降,而且温度越高,硬度下降的趋势越大。     

等温退火对ZTC18钛合金组织与性能的影响

研究了等温退火温度对ZTC18钛合金组织和性能的影响。结果表明：ZTC18钛合金在热等静压＋等温退火条件下,随着等温退火温度的升高,初生α相由不规则针状和棒状逐渐转变为平直棒状;次生α相由细小弥散分布到呈平行排列,并最终粗化长大呈棒状和颗粒状。拉伸试验结果表明,试样强度随等温退火温度升高逐渐降低,而塑性逐渐增加。合金强度和塑性主要受初生α相的形态以及次生α相的形态和数量控制。     

合金元素对Cu60Zr30Ti10合金的非晶形成能力与显微硬度的影响

用铜模吸铸法制备直径2~3 mm的Cu60-xZr30Ti10M2(M=Mg、Al、Sn)系列非晶合金。用X射线衍射、差式扫描量热仪和硬度实验等研究它们的非晶形成能力、热稳定性与显微硬度。该系列非晶合金均表现出两级晶化行为。Cu60Zr30Ti10的玻璃转变温度为426.5℃,晶化起始温度为467.7℃,过冷液相区为41.2℃。添加Mg、Mo、Al对过冷液相区影响比较小,而添加Sn则使过冷液相区明显增大,达到51.6℃,合金的非晶形成能力有较明显提高,热稳定性增强。Cu60Zr30Ti10非晶合金的显微硬度为HV594.3,添加2%(摩尔分数)的Mg、Mo和Al对显微硬度影响不大,而添加2%Sn(摩尔分数)却使显微硬度达到HV755.7,提高27%。     

热处理温度对等轴初晶TC4钛合金组织及性能的影响

研究了热处理温度对初始等轴组织TC4钛合金显微组织及力学性能的影响。随热处理温度的升高,合金的组织逐渐由等轴态转变为双态和β转变组织,同时其力学性能也随之发生变化。其中热处理温度在950~970℃之间时可获得综合力学性能较好的双态组织。研究结果表明,可通过调节热处理条件实现TC4合金的组织性能调控。     

形变热处理对Ti—1023合金组织和性能的影响

在等温变形条件下,研究了形变热处理对Ｔｉ－１０２３合金显微组织与力学性能的影响。结果表明：形变热处理对Ｔｉ－１０２３合金组织细化及室温强度的提高有一定的作用,但这种作用较小。此作用较小的原因与近β型Ｔｉ－１０２３合金水冷时细针状马氏体α′析出倾向小及等温变形时位错等晶体缺陷密度较低有关。     

熔体热处理对Zn-Al系及ZAS35合金组织与性能的影响

针对Zn-Al系和ZAS35合金设计了一种新的熔体热处理工艺并进行了工艺试验。结果表明，合金液的最佳过热温度为810℃～830℃。通过该工艺处理后，Zn-Al系合金室温组织细化、均匀，富锌13相增多，钝化了锌合金中的枝晶；ZAS35合金在强度提高的基础上，伸长率提高一倍以上，冲击韧度提高50％以上。     

低温热处理对AZ91D镁合金压铸件组织和力学性能的影响

通过扫描电镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、金相显微镜以及拉伸试验等对AZ91D压铸镁合金在不超过300℃、短时间热处理条件下的组织结构及力学性能进行了研究。结果表明，热处理未引起该合金微观组织、相结构、硬度和力学性能的显著变化，说明短时间的低温热处理不会对AZ91D压铸镁合金的组织及力学性能产生不良的影响。