电弧熔炼Cr-40Ti-20Nb三元合金的组织与压缩性能

采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了Cr-40Ti-20Nb(原子分数)合金.利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态.结果表明,合金的凝固组织主要是由Laves相Cr2(Nb,Ti)枝晶组织及丁i的固溶体组成.同时对合金的显微硬度和压缩性能进行了测试,显微硬度值在6 112～7 350MPa之间,比Laves相Cr2Nb的显微硬度低20％.另外室温压缩屈服强度可达1 334-1 524 MPa,与采用多种合金化元素的Cr-12Nb-4Re-2Al合金相当,这表明Ti元素的添加不仅可以改变Laves相Cr2Nhb合金的凝固组织,而且对其塑性也有很大程度的改善.     

电弧熔炼态NiAl-39V共晶合金的组织及力学性能

采用真空非自耗电弧熔炼制备了Ni-30.5A1-39V (at%)合金,利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态,结果表明:Ni-30.5Al-39V合金的凝固组织由NiAl+V片层共晶组成。通过断裂韧性和高温压缩的测试表明:NiAl-39V合金的断裂韧性是NiAl合金的3倍,裂纹偏转和裂纹键合是其主要韧化机理。高温强度提升约2倍左右,复相强化和固溶强化是高温强度提升的主要原因。最后,基于Arrhenius模型构建NiAl-39V合金本构关系为ε=5.398[sinh(0.037128σ)]~(2.3)exp(-109.95×10~3/RT),其激活能为109.95 kJ·mol~(-1)。     

喷射成形高温合金沉积态组织的形成与演变

对喷射成形高温合金的组织形成及其从雾化过程的树枝晶向等轴晶组织的演变过程进行了分析，结果表明，半液态层中发生的枝晶破碎，重熔所造成的核心增殖作用为等轴晶组织的形成提供了大量结晶核心，在此基础上枝晶臂的合并，粗化以及未严重固相枝晶的粗化和均匀化产生了喷射成形材料所持有的非枝非等轴晶组织。     

Al-35La铸态合金的显微组织和力学性能

采用真空熔炼方法,在不同铸型(金属型、石墨型和砂型)中制备了Al-35La合金试样,研究了其组织形貌和力学性能及组织的形成原因。结果表明,Al-35La合金在不同铸型中的凝固组织均是周期性双相枝晶组织;不同铸型中试样的硬度和相对压缩率相差不大;合金的抗压强度较高且具有10%左右的相对压缩率,这与合金组织中Al11La3枝晶不连续分布,从而使组织细化的特征相一致。     

AlxFeCoNiB0.1高熵合金的微观组织和力学性能研究

采用真空电弧炉熔炼制备了AlxFeCoNiB0.1（x=0.4,0.5,0.8,1.2,1.6 at%）高熵合金,并对其微观组织和力学性能进行测试。随Al含量增加,合金的铸态枝晶由FCC相转变为B2(AlNi)/BCC相。当x=0.4和0.5时,合金的组织由枝晶FCC相和枝晶间组织B2相及(Fe,Co)2B组成;x=0.8时,枝晶由B2相组成,枝晶间由FCC相及(Fe,Co)2B组成;x=1.2时,枝晶间由共晶组织FCC+(Fe,Co)2B组成,BCC呈纳米级颗粒状;x=1.6时,共晶组织消失。随Al含量的增加,抗压拉强度先上升后下降,Al含量为0.8时达到峰值,为2243MPa,适量的Al能提高高熵合金综合力学性能。     

Al对K4169合金铸态组织和力学性能的影响

采用手工电弧炉熔炼制备了不同Al含量的K4169高温合金.显微组织和力学性能研究表明:随着Al含量的增加,合金铸态组织的二次枝晶臂变得发达,枝晶间析出相增多,Nb、Mo、Ti和Fe元素在枝晶和枝晶间的偏析程度减轻:Al含量增加使得合金的屈服强度和硬度明显提高,当Al含量为1.25wt%时,其屈服强度和硬度达到最大值,但是Al含量增加至1.45wt%时,合金晶界上析出了大量的Laves相,反而降低了合金的屈服强度和硬度.     

电弧熔炼Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的组织和室温力学性能

采用真空自耗电弧熔炼法制备了Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金合金锭,测试了其室温力学性能。结果表明:合金锭各位置处的成分除Cr元素外分布比较均匀,Cr元素从锭边缘到中心部分呈现减少的趋势。合金的显微组织主要由初生Nbss,呈片层状或花瓣状的Nbss/(Nb,X)5Si3共晶组织及细小的Nbss/Cr2Nb共晶团组成,但在合金锭顶部中央处还出现了少量的块状(Nb,X)3Si。随着离锭边缘距离的增加,初生Nbss枝晶杆由细变粗,Nbss/(Nb,X)5Si3共晶组织的定向效果逐渐消失,但Nbss/Cr2Nb共晶团体积分数有减小的趋势。经过多元合金化的Nb-Ti-Cr-Si基合金室温的抗拉强度为378.7MPa,室温断裂韧性为13.4MPa·m1/2。室温拉伸和断裂韧性试样的失效模式均为脆性准解理断裂。     

三元合金凝固过程枝晶生长数值模拟

建立了使用元胞自动机方法结合合金凝固过程动量、能量和质量传输计算三元合金枝晶形貌与偏析发展的数学模型.把该数学模型应用到了Fe-C-Si三元合金凝固过程,枝晶臂的生长、粗化过程,以及枝晶间的微观偏析得到了再现.同时该数学模型也描述了凝固过程熔体流动对Fe-C-Si合金凝固过程枝晶形貌发展的影响.     

定向凝固CoCrCuFeNiTi0.8高熵合金的组织与力学性能

采用定向凝固技术制备CoCrCuFeNiTi0.8高熵合金,研究不同抽拉速率(5μm/s、10μm/s、25μm/s)对合金微观组织及力学性能的影响.使用光学显微镜(OM)对其微观组织进行分析,并用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)确定合金的相组成.结果表明:在所有的抽拉速率下,合金的微观组织均为树枝状,...     

高硅含量镁铝硅合金的组织与力学性能

为探讨改善Mg-Al合金耐热性能的途径,开发性能优良、价格廉价的镁合金,采用硅合金化的方法,研究不同硅含量时Mg-9%Al-x%Si合金(x=3,6和9)的凝固组织和室温力学性能。结果表明,三种铸态合金均由-αMg相、Mg2Si和-βMg17Al12组成。Mg2Si呈树枝状,且随硅含量提高,枝晶越发达,体积分数也增大。随Si量的增多,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率下降,硬度提高。经过415℃×12h固溶处理后,Mg2Si相的尖角钝化,部分Mg2Si相呈形状规整的椭圆形。固溶处理使Mg-9%Al-6%Si合金的抗拉强度和伸长率提高,时效可提高合金强度和硬度。Mg2Si相固液界面生长前沿的溶质边界层造成的成分过冷区及生长晶面上不同地方之间硅元素过饱和度的差异造成Mg2Si晶体凝固界面失稳,从而使得本属于小晶面生长的Mg2Si相在实际生长条件下为枝晶生长方式。     

电弧熔炼Nb-Ti-Si合金的组织和室温力学性能

采用真空自耗电弧熔炼技术制备了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金,并测定了其室温断裂韧度及拉伸性能。采用XRD,SEM,EDS等方法对母合金锭不同部位的相组成、微观组织、成分分布以及试样的断口形貌进行了分析。结果表明,母合金锭不同部位的组织均由初生(Nb,X)5Si3(X代表Ti、Hf和Cr元素)以及Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团(Nbss表示铌基固溶体)组成。初生(Nb,X)5Si3以横截面为规则的多边形块状不连续分布在基体上,而Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团则呈典型的层片状或花瓣状形貌。母合金锭的成分分布特点为Si含量由锭边缘向中央呈增加的趋势,Nb、Ti含量则由锭边缘向中央呈减少的趋势;Cr、Al倾向于固溶在Nbss中,而Hf则倾向于固溶在(Nb,X)5Si3中。经过多元合金化的Nb-Ti-Si基合金的室温断裂韧度为10.72MPa·m1/2,抗拉强度为297.12MPa,室温断裂韧度及拉伸试样的失效模式均为脆性准解理断裂。     

选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr合金成形性及力学性能研究

通过选区激光熔化(SLM)技术制备Al-Mg-Sc-Zr铝合金,系统研究了不同工艺参数对铝合金粉末成形性以及不同时效处理条件对SLM成形样品组织和力学性能的影响。结果表明,在高激光功率和低激光扫描速度下,SLM成形样品的致密度较高。沿样品沉积方向可观察到熔池层层堆叠的显微组织,熔池边界和熔池内部均存在细小纳米颗粒。经不同温度时效处理后,样品的硬度和压缩屈服强度先增加后降低。SLM成形样品经400℃时效处理3 h后屈服强度达到最大值469±4 MPa。     

电弧熔炼法制造CuCr系触头材料的组织与性能

采用电弧熔炼法制备了ＣｕＣｒ１０－ＣｊｕＣｒ５０假两相合金,并对其组织、性能进行了研究。结果表明：电弧熔炼法可以制备出组织均匀、颗粒小、性能优良、致密度高的ＣｕＣｒ假合金。     

激光熔化沉积法制备2A50铝合金热处理工艺研究

基于激光熔化沉积技术进行了高强度锻造型2A50铝合金增材制造实验,为了提高增材构件的综合力学性能,开展了增材制造高强度铝合金的热处理工艺研究。结合X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪以及拉伸试验等检测手段,研究了不同热处理工艺参数对增材试样微观组织及力学性能的影响规律。结果表明：沉积态试样具有明显的柱状树枝晶结构,热处理后粗大柱状树枝晶发生断裂,晶粒开始球化并在晶界处形成均匀分布的块状第二相;在优化的热处理工艺条件下(540 ℃×1 h+150 ℃×16 h),结合溶质元素的固溶强化与第二相的析出强化作用,增材试样的屈服强度、抗拉强度、显微硬度的平均值分别由沉积态的90.7 HV、85 MPa、207 MPa提高至热处理后的137.2 HV、245 MPa、321 MPa。     

镍基合金断弧脉冲氩弧焊堆焊层组织及腐蚀磨损性能

采用断弧脉冲氩弧焊技术,在38Cr Si钢表面堆焊ERNi Cr-3镍基合金,表征了堆焊层显微组织与相结构,通过人工海水腐蚀环境下的腐蚀磨损试验,测定了电位随时间变化曲线以及腐蚀磨损各分量数值,探讨了涂层表面腐蚀磨损性能以及腐蚀与磨损间的交互作用。结果表明:堆焊层表面呈细小的柱状晶奥氏体组织,热影响区与熔合区的宽度分别约150和200μm,说明基于"一脉一弧"新型电弧特性的断弧脉冲氩弧焊技术,能够实现较小热影响区的冶金结合。镍基合金堆焊层腐蚀与磨损之间,磨损促进腐蚀量为腐蚀磨损交互作用失重的0.12%,说明磨损对腐蚀的促进作用很小;腐蚀促进磨损量占磨损分量的34.88%,说明腐蚀对磨损的促进作用较大。镍基合金堆焊层腐蚀磨损试验的电位随时间呈上升趋势,说明钝化膜破损后的再形成能力提高了其在人工海水中的耐腐蚀磨损性能。镍基合金堆焊层表层金属脆性剥离区域有明显的Cl和O元素分布,说明氯脆是导致堆焊层腐蚀磨损的重要原因之一。     

随焊超声搅拌对铝合金电弧增材制造组织及性能的影响

在5356铝合金电弧增材制造时,采用随电弧同步移动的搅拌针在熔池内施加不同频率（30、40、50kHz）超声搅拌,结果表明：增材层组织与未施加超声搅拌时相比,晶粒细化,柱状晶数目减少,等轴晶数目增加;且随着超声频率增加,晶粒细化更加明显;增材层孔隙率随超声搅拌频率增加呈降低趋势,在30、40、50 kHz时分别为0.73%、0.64%、0.59%,但均高于未加超声搅拌的试样（0.2%）;随着超声搅拌频率增加,增材层强度与塑性均有所提升：增材层的抗拉强度在0、30、40、50 kHz时分别为266.57、278、282、299 MPa,伸长率分别为30.67%、31.54%、35.53%、41.86%。     

SPS法制备的三元合金Ag0.405Sb0.532Te的热电性能

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了三元合金Ag0.405Sb0.532Te,并研究了它的输运性能,即Seebeck系数、电导率和热导率。结果表明,当温度从316K上升到548K时,电导率从7.6×104S·m-1下降到6.6×104S·m-1。在438K以上,热导率随温度上升逐渐增加,低于438K时,热导率趋于稳定,约为0.86W·(K·m)-1。无量纲热电优值ZT在548K时取得最大值0.65,稍高于Ag0.365Sb0.558Te三元合金的0.61。与掺Ag的AgxBi0.5Sb1.5-xTe3(x=0～0.4)合金相比,热电性能得到了改善。并再次讨论了AgxBi0.5Sb1.5-xTe3合金中析出的第二相Ag-Sb-Te三元合金的作用机制。     

W-Ni-Fe合金微观组织与冲击性能研究

在不同混料时间相同烧结工艺下制备了两件钨合金。采用金相显微镜、扫描电子显微镜以及能谱技术对两件钨合金的微观组织以及成分进行了表征,并对其进行了冲击性能测试。微观组织观察表明两件钨合金晶粒形貌、尺寸差别不大,钨颗粒晶粒尺寸介于10⁵0μm。微区成分测试表明两件样品钨颗粒微区成分基本相同,而粘结相区差别较大。混料时间较长的钨合金粘结相区W元素含量较高,Ni、Fe、Co元素含量较低;而混料时间较短的钨合金微区成分正好相反。冲击韧性测试表明混料时间较长的钨合金冲击韧性明显降低。冲击断口显示混料时间较长的钨合金粘结相区撕裂棱较短,而混料时间较短的钨合金粘结相区撕裂棱较长。