Zn、Y对普通凝固Mg-Zn-Y合金组织性能的影响

为了获得一种高质量的含有二十面体准晶相的准晶合金,采用金属型铸造方法制备了Mg-Zn-Y合金.利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和维氏硬度仪研究了Zn、Y元素对合金组织与性能的影响,并分析了准晶相的形成机制.结果表明,在普通凝固条件下准晶相可以直接在液相中形核并长大,合金硬度及准晶相的形貌、大小和分布与Zn、Y元素的含量密切相关.随着Zn含量的增加,Mg-x Zn-4.5Y合金硬度逐渐增大,组织中的准晶相由花瓣状向条状转变,且层片状共晶及α-Mg相逐渐消失.随着Y含量的增加,Mg-48Zn-y Y合金硬度逐渐增大,花瓣状准晶相数量逐渐增多,且层片状共晶组织变得更为致密.通过调节Zn、Y元素含量可以获得高质量准晶合金Mg-48Zn-13Y.     

Al_2O_3对铋硼酸盐玻璃结构和性能的影响

通过FTIR、Raman、~(27)Al NMR、XRD、DSC等测试方法,研究了Al_2O_3含量对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2-Al_2O_3系统低熔点封接玻璃结构及热性能的影响。结果表明:玻璃转变温度及软化温度随着Al_2O_3含量的增加逐渐降低。当Al_2O_3含量≤3%时Al_2O_3在玻璃中主要以[AlO_4]四面体结构存在,充当网络结构形成体,热膨胀系数减小;当Al_2O_3含量3%时Al_2O_3在玻璃中主要以[AlO_6]八面体结构存在,破坏玻璃网络结构,热膨胀系数增大。当Al_2O_3含量为7%时,样品析出ZnAl_2O_4晶体,热膨胀系数随之减小。综上所述,当Al_2O_3含量为3%时,该系统低熔点玻璃具有较低的特征温度及较低的热膨胀系数且可避免高铋含量玻璃的析晶。     

Mn对Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织及力学性能的影响

利用纯镁锭、锡锭,纯铝粒、锌粒及含锰10%的镁锰中间合金制备Mg-5Sn-2AlZn-xMn合金(x=0、0.2、0.5及0.8),对Mn的含量进行调整,通过光学显微组织分析、XRD分析、扫描电镜(EDS)以及室温抗压强度测试,研究不同Mn含量对合金铸态、固溶后组织及力学性能的影响。结果表明:Mg-5Sn-2Al-Zn合金组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相以及较少量的β-Mg_(17)Al_(12)相组成;Mn含量的增加促进了Mg_2Sn相和β-Mg_(17)Al_(12)相在枝晶间的析出分布,并使枝晶细化;对不同Mn含量的合金进行室温压缩实验,表明当Mn含量在0.2%和0.5%时室温力学性能较好,固溶态合金的抗压强度由不含Mn时的355MPa分别提高到370MPa和360MPa,铸态合金也由不含Mn时的350MPa提高到360MPa;当含Mn达到0.8%时,颗粒状的第二相分布明显增多,其力学性能也急剧下降。     

Al_(0.3)CoFeNi-x合金显微组织与性能研究

为了探讨C和Cu元素对Al_(0.3)CoFeNi高熵合金微观组织及性能的影响,采用非自耗型真空电弧熔炼法制备了Al_(0.3)CoFeNi,Al_(0.3)CoFeNiC_(0.1),(Al_(0.3)CoFeNi)_(99.9)Cu_(0.1)和(Al_(0.3)CoFeNiC_(0.1))_(99.9)Cu_(0.1)4种成分的高熵合金。运用X射线衍射仪测量合金的晶体结构,采用扫描电镜和透射电镜观察合金的表面形貌和微观组织,利用万能试验机和维氏显微硬度计分别测试合金的压缩力学性能和显微硬度。试验结果表明:Al_(0.3)CoFeNi高熵合金为单一的FCC结构,分别添加1%C和0.1%Cu(原子百分比y/%)均未改变其晶体结构,但合金中析出了纳米相L12相,且0.1%Cu的添加会使L12相的尺寸减小。仅添加1%C时,L12相的颗粒尺寸约为30nm,再添加0.1%Cu后,L12相的颗粒尺寸减小到10nm。力学性能测试结果表明,(Al_(0.3)CoFeNiC_(0.1))_(99.9)Cu_(0.1)合金的综合力学性能最好,其压缩屈服强度、抗压强度、压缩率和显微硬度分别可达为974MPa、2532 MPa、51.9%和511.7HV。     

碳对高温合金DZ417G定向凝固组织及持久性能的影响规律

采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等方法研究了3种不同碳含量的DZ417G高温合金的凝固组织、热处理组织和持久性能,分析了合金显微组织和持久性能之间的关系。结果表明:随着C含量的增加,合金中的共晶数量减少,MC碳化物数量增多。经过热处理后,枝晶干的γ'相呈均匀细小的立方块状,且枝晶间的共晶及粗大的γ'相基本回溶,达到了较好的均匀化效果;MC碳化物发生了退化反应,出现了M23C6碳化物。随着C含量增加,合金的持久寿命减小,这是因为合金中未消除的共晶、碳化物及缩松会成为合金性能的薄弱位置,而C会直接引起合金中的共晶及碳化物数量的变化,因此,认为含碳量为0.05wt.%时,合金的持久性能最佳。     

高强度Ti-Ni-Nb合金的制备与压缩性能

采用铜模铸造法制备了直径为2 mm的三元Ti90-xNixNb10(x=30,33,36)系列合金.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及压缩试验等方法研究了合金的相结构、显微组织和力学性能.结果表明:Ti-Ni-Nb系合金由Ti2Ni块体相和NbNi3枝晶相组成.随着合金元素Ni的增加,NbNi3枝晶相逐渐增多,Ti2Ni相逐渐减少.力学性能表明,随着Ni含量的增加,其合金断裂强度不断增加,当Ni含量为36 at.%时,合金Ti54Ni36Nb10的断裂强度达到了1950 MPa,且其塑性变形量约为1.5%.     

气体雾化法制备Al基非晶合金粉末工艺及组织结构

针对3D打印用Al基非晶合金粉末的性能需求,利用惰性气体雾化法制备Al_(86)Ni_7Er_5Co_1La_1合金粉末.通过调整过热度、雾化气压、导流管直径来分析不同雾化工艺参数对粉末粒径的影响规律;利用激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对粉末的粒度分布、物相组成、表面形貌、微观组织结构和热稳定性进行分析测试.研究表明:合金粉末的粒径随着雾化气压的增加、导流管直径的减小和过热度的增加而逐渐降低.当过热度100℃、雾化气压9 MPa、导流管直径3 mm时,细粉率最高,其中粒径75μm粉末的质量分数在70%以上.随着粉末粒径的减少,合金粉末的组织结构发生了如下转变:fcc-Al+Al_(17)Er_2+未知相→非晶相+fcc-Al+Al_(17)Er_2+未知相→非晶相+fcc-Al→非晶相,粒径小于25μm的粉末为完全的非晶态.     

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     

Mg-10Al2Nd中间合金制备及晶粒细化效果研究

采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)等试验方法研究了Mg-10Al_2Nd中间合金对Mg-3Nd合金的晶粒细化行为。研究结果表明:Mg-10Al_2Nd中间合金由α-Mg基体和Al_2Nd颗粒组成,添加Mg-10Al_2Nd中间合金可以细化Mg-3Nd合金,并且随着中间合金含量增加细化效果增强,添加20%的Mg-10Al_2Nd中间合金可使Mg-3Nd合金晶粒尺寸从1242±135μm细化至173±19μm。晶粒细化的机理是溶质效应与Al_2Nd的异质形核协同作用。     

Mg-Zn-Y合金中准晶相的形成与结构表征

通过合金成分设计 ,采用常规铸造工艺制备出含有一定体积分数准晶相的镁合金 ,其成分为Mg95Zn4.3 Y0 .7(原子比 ) .用楔形模具浇注 ,观察冷却速度对合金的显微组织以及准晶相形成的影响 .结果表明 ,随着冷却速度的增加 ,合金组织得到了一定的细化 ,在不同的冷却速度范围内合金组织包括初生α-Mg相和 2 0面体准晶相 .2 0面体准晶相的成分为Mg3 YZn6,在凝固后期 ,2 0面体准晶相在初生α-Mg相的晶界处与富镁相形成两相共晶组织     

AlCrFeNi_2Cu_x高熵合金组织及性能

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AlCrFeNi_2Cu_x(x=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,AlCrFeNi_2Cu_x(x=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.     

Mg—Zn—Y合金中准晶相的形成与结构表征

通过合金成分设计，采用常规铸造工艺制备出含有一定体积分数准晶相的镁合金，其成分为Mg95Zn4.3Y0．7(原子比)．用楔形模具浇注，观察冷却速度对合金的显微组织以及准晶相形成的影响．结果表明，随着冷却速度的增加，合金组织得到了一定的细化，在不同的冷却速度范围内合金组织包括初生α—Mg相和20面体准晶相．20面体准晶相的成分为Mg3YZn6，在凝固后期，20面体准晶相在初生α—Mg相的晶界处与富镁相形成两相共晶组织。     

Ni含量对Ca(Al_(1-x)Ni_x)_2合金相结构的影响

研究了Ca(Al1-xNix)2(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金的相结构。结果发现,随着合金元素Ni含量的增加,合金的相组成发生显著的变化。当x=0时,合金中仅含C15型Laves相CaAl2;当x=0.1,0.2和0.3时,合金由CaAl2,NiAl和Ca13Al14相组成,并随着x的增大,CaAl2相逐渐减少、NiAl相不断增多;当x增大到0.4时,合金中CaAl2相完全消失,合金由NiAl,Ca8Al3和Ca组成。     

钛(Ti)含量对大型水轮机转子用磁轭钢力学及磁学性能的影响

为研究钛(Ti)含量对含Ti系微合金磁轭钢力学性能和磁性能的影响机理,采用真空冶炼及轧制的方法来调控磁轭钢中不同含量的Ti对钢中钛的第2相析出物的形状、分布和数量.通过金相、扫描电子显微镜以及透射电镜对不同Ti含量磁轭钢中的第2相析出物及组织进行观察.结果表明:含Ti系磁轭试验钢中的Ti通过细化晶粒和Orowan绕过机制2种机理一起对其产生了强烈的强化效果.Ti含量越高,强化效果越明显.含Ti系磁轭试验钢的高场磁感性能随着Ti含量的增加而减小,而铁损随着Ti含量的增加而增加.当Ti含量在0.16%～0.20%之间时,含Ti系微合金磁轭钢才能同时满足力学性能和磁性能的技术标准要求.     

Al_xFeCoNi_(2.05)近共晶高熵合金组织和力学性能研究

为研究Al元素含量对Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)近共晶高熵合金组织和拉伸性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察合金的显微组织和断口形貌,采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究Al原子含量对晶体结构的影响。试验结果表明:在该共晶系高熵合金中,Al元素为共晶形成元素。当Al元素含量为0.95时,合金具有由层片状L12相和B2相组成的完全共晶组织,其中富含Fe和Co元素的L12相为领先相,B2相富含Ni和Al元素。当Al元素含量为0.85时,合金组织为L12_(初生)+(L12+B2)_(共晶)组成的亚共晶组织;当Al元素含量为1.05时,合金组织为B2初生+(L12+B2)_(共晶)组成的过共晶组织。正是由于显微组织的差异,Al_xFeCoNi_(2.05)(x=0.85,0.95,1.05)合金的屈服强度由650MPa降低到450MPa和510MPa,而延伸率由12%大幅度增加到29%和27.5%。     

等温处理对Mg-3Al-2Ca-2Nd组织和性能的影响

为了研究等温处理工艺对Mg-3Al-2Ca-2Nd合金组织和性能的影响,利用XRD、OM、SEM、EDS及拉伸试验机对试样进行组织观察和性能测试。结果表明,与铸态组织相比,420℃等温处理的组织变化不明显,随着等温处理温度升高,铸态枝晶组织消失,转变为等轴晶组织且晶粒尺寸变大。在等温处理过程中,Al_(11)Nd_3相发生分解,生成热稳定性高的Al_2Nd相,而Al原子固溶到α-Mg基体中;层片状Al-Ca金属间相转变为颗粒状组织。随等温处理温度增加,硬度、抗拉强度和延伸率先增加后降低,在480℃时达到最大值,其值分别为66.3 HV、144.5 MPa和2.7%。     

轧制塑性变形对Zr_（65）Al_（7.5）Cu_（12.5）Ni_（10）Ag_5非晶合金力学性能的影响

采用维氏显微硬度仪、扫描电子显微镜对铸态、轧制态Zr_（65）Al_（7.5）Cu_（12.5）Ni_（10）Ag_5非晶合金的硬度及剪切带形貌进行了研究,并对轧制变形量与合金的力学性能之间的关系进行了分析。结果发现,在室温轧制条件下,该合金最大变形量达到了95%;铸态试样的半圆形剪切带规律、平滑,随着轧制变形量的增加剪切带形貌变得越来越混乱,合金的硬度总体呈下降趋势。     

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%).     

透锂长石质低膨胀陶瓷材料的研究

以天然矿物透锂长石、苏州高岭、华林高岭、萍乡石英和广西滑石等为主要原料,采用普通陶瓷工艺,制备了透锂长石质低膨胀陶瓷材料,通过研究材料的烧成温度与保温时间对材料性能的影响,得出了材料的最佳烧结温度为1 250 ℃,保温30 min.测试了不同含量透锂长石质陶瓷材料的晶相组成、显微结构以及热膨胀系数,结果表明,随着透锂长石用量的增加,材料中的透锂长石晶体含量增加,其热膨胀系数降低.当透锂长石质量分数为55%时,其热膨胀系数为1.96×10-6/℃.     

铈对铝铜合金—Al_2O_3颗粒复合材料界面的影响

本文探讨了铈对铝铜合金—Al_2O_3颗粒复合材料界面的影响。结果表明,适量铈可以改善铝铜合金与Al_2O_3间的润湿性能,提高界面结合强度。但未发现界面反应相,界面仍属于直接结合类型。凝固过程中,颗粒与凝固相界面相互作用的结果,导致颗粒大多分布于胞晶或树枝晶间,未发现铈对Al_2O_3颗粒的这种分布状态产生显著影响