添加Be对CoCrFeNi高熵合金组织和性能影响的研究

目的 研究CoCrFeNi高熵合金组织和性能在添加Be后的变化,通过高熵合金固溶体相形成规律,设计从面心立方固溶体转变至含体心立方及金属间化合物的(CoCrFeNi)1-xBex系列高熵合金。方法 通过计算验证(Co Cr FeNi)1-xBex系列高熵合金的成分是否落入固溶体区域,并对上述成分高熵合金组织和力学性能进行研究。结果 Be元素的原子数分数为4%时,高熵合金仍为单一的FCC相结构,随着Be元素含量的进一步增加,基体中出现BCC相和金属间化合物。Be的添加使得(Co Cr Fe Ni)1-xBex高熵合金的屈服强度及显微硬度均大大提高,同时密度降低。结论 根据相形成规律设计的(Co Cr Fe Ni)1-xBex系列高熵合金表明,适量添加Be元素可以改善CoCrFeNi高熵合金的综合物理力学性能。     

Mg对共晶Al-2%Fe合金显微组织的影响

为了消除粗大针状富铁相对Al-Fe合金组织和性能的不良影响,在金属型铸造共晶Al-2?合金中添加了质量分数为0.2%一0.8%的合金元素Mg,利用光学显微镜和电子探针研究了Mg对共晶合金组织以及富铁相形态的影响.研究结果表明:共晶Al-2?合金组织为针状Al3Fe相与(α-Al)相所组成的非规则共晶组织;添加Mg后,合金组织转变为由树枝状初生(α-Al)和枝晶间网状分布共晶体所组成的亚共晶组织,富铁相尺寸显著降低;随着Mg添加量的增加,初生(α-Al)枝晶二次枝晶间距增大,一次枝晶出现熔断.     

添加Zr、Co、B元素对ThCu_7型Sm-Fe合金结构的影响

采用SEM、XRD、EDX等方法分析了添加合金元素B、Zr、Co前后Sm-Fe合金铸锭的微观结构及快淬条带中的相组成.研究表明,添加合金元素B、Zr、Co前后,Sm-Fe合金铸锭均由Sm2Fe17相、富Sm相和α-Fe相组成,添加B可促使铸锭晶粒细化,富Sm相由块状向条状变化,添加Zr、Co可使铸锭晶粒进一步细化,富Sm相进一步条状化.添加合金元素B、Zr、Co前,Sm-Fe合金仅在快淬速度达到30m/s时得到ThCu7型六角晶结构的Sm10Fe90相及少量α-相;添加B、Zr、Co元素后,在不同快淬速度下合金均可得到单一的ThCu7型六角晶结构的Sm10Fe90相及部分非晶相.添加Zr、Co元素后,快淬条带晶粒进一步细化.当Zr、Co元素含量一定时,随快淬速度的加快,其晶胞体积呈先升后降的趋势,同时快淬条带中的非晶相逐渐增加,Sm10Fe90相逐渐减少.     

Mg对共晶Al-2％Fe合金显微组织的影响

为了消除粗大针状富铁相对Al-Fe合金组织和性能的不良影响，在金属型铸造共晶Al-2％Fe合金中添加了质量分数为0．2％～0．8％的合金元素Mg，利用光学显微镜和电子探针研究了Mg对共晶合金组织以及富铁相形态的影响．研究结果表明：共晶Al-2％Fe合金组织为针状Al3Fe相与（α-Al）相所组成的非规则共晶组织；添加Mg后，合金组织转变为由树枝状初生（α-Al）和枝晶间网状分布共晶体所组成的亚共晶组织，富铁相尺寸显著降低；随着Mg添加量的增加，初生（α-Al）枝晶二次枝晶间距增大，一次枝晶出现熔断。     

Al-Si合金中富铁相形态及其影响因素研究进展

综述了Al-Si合金中富铁相的存在形态、形成条件以及富铁相影响因素的研究进展,重点讨论了Al-Si合金中合金元素、熔炼铸造工艺对富铁相形态与分布影响的最新研究现状。研究现状表明,针状富铁相对Al-Si合金性能危害极大,而汉字状富铁相对合金性能的危害要小得多,合金元素和熔铸工艺对富铁相形态具有重要的影响;因此,研究合金元素与熔铸工艺对富铁相形态的交互作用及其影响规律,从而获得有益的富铁相形态,或减少合金中Fe含量是Al-Si合金中减缓富铁相危害的重要研究趋势。     

(Si+Mn)/Fe对Al-5Cu合金铸态组织及力学性能的影响

在Al-5Cu-0.3Fe高强铸造合金中添加Mn和Si,采用OM、SEM、EDS及DSC等分析方法研究(Si+Mn)/Fe质量比(K=3、4、5和6)对其铸态组织及力学性能的影响。结果表明：随着K值的增大，富Fe相形貌的变化趋势为针状→汉字状→粗大汉字状富Fe相聚集，富Fe相由针状Al₃FeMn向汉字状Al₆FeMn转变。Al-5.0Cu-0.3Fe-1Si-xMn合金，K=4时，拉伸断口展现良好的塑性特征，合金的综合力学性能最佳，比K=3时抗拉强度和延伸率分别提高了22%和65%。Si和Mn元素对Al-5.0Cu-0.3Fe合金的富Fe相有良好的变质作用。适当减少Mn的添加量，而增加Si的含量，保持(Si+Mn)/Fe=4,有助于减少合金的孔洞缺陷，降低热裂敏感性，较好地调控富Fe相形貌和尺寸。     

低Co高磁能Fe-Cr-Co可加工永磁合金的研究

降低Co含量,这是Fe-Cr—Co永磁合金日前研制的一个重要趋向。其意义不仅是节省金属Co,而且有力地推动了合金的发展。15％Co合金的(BH)max值达到6.5MGOe,而以前含23％Co的合金的(BH)max值只有5.0MGOe。添加适当的合金元素,有可能抑制有害的γ和σ相的形成,得到只有单一的α相的合金,这对改善工艺性能和磁性能都非常重要。为了进行这方面的研究工作,我们对不同Cr、Co含量的配比,添加不同元素的合金进行试验。我们曾在工作中先后报导了几种Co含量为12～15％的合金,(BH)max值达到6.5～7.30MGOe。岩田在工作中也曾报导含12％Co的合金,(BH)max值达到7.20M     

Zr含量对铸造AlSi7Mg0.4合金力学性能的影响

研究了添加Zr元素的重力铸造AlSi7Mg0.4合金的微观组织和力学性能.结果 表明,在含Zr的铸态合金中生成了(Al,Si)3(Zr,Ti)和π-Fe相,Zr的添加使合金的晶粒尺寸减小;经过T6热处理后富Fe相中的Mg和少量粗大的(Al,Si)3(Zr,Ti)相重溶到基体中,减小了金属间化合物的尺寸,生成了与基体有共...     

富铁铁酸钴的室温合成和Mossbauer表征

采用氧化-沉淀法在室温下合成了不同钴含量的铁酸盐. 不同反应时间样品的IR和XRD谱图分析表明, 富铁铁酸钴是通过中间体绿锈形成的. 通过调节初始溶液中Co/Fe比(Co/Fe分别为: 1/20、1/15、1/10、1/7、1/5、1/3)合成了钴含量分别为Co/Fe=0.05、0.06、0.08?、0.12、0.17、0.18的富铁铁酸钴, 并通过XRD和化学测定分析了上述铁酸盐的化学计量和结构, 并结合Mossbauer谱进一步分 析了产物形成的过程. 实验结果表明: 在室温条件下, 随初始溶液中钴含量的增加, 钴在尖晶石结构中占据八面体空隙中Fe{3+的位置, 且钴含量的增加不利于尖晶石结构的形成, 游离 于绿锈结构以外的钴的化合物中包含了非磁性Fe(Ⅲ)的氧化物.     

稀土钇对2519合金组织及耐热性能的影响

采用X射线、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等手段研究了微量稀土Y对2519合金的显微组织及耐热性能的影响.结果表明,在2519合金中Y元素与Cu,Al元素主要形成Al6Cu6Y金属间化合物,并沿晶界分布.这些金属间化合物有效阻碍高温时基体的变形和晶界的移动,提高合金高温强度.添加0.20%Y(质量分数)可使合金200℃时的抗拉强度提高30%,但伸长率有所下降.Y含量的进一步增加,含Y化合物聚集长大成块,合金室温及高温力学性能降低.同时发现,微量的Y细化了合金的再结晶组织,细化了合金强化相θ′相.添加0.10%Y时可使合金的室温强度提高20MPa.     

合金元素对W-Ni-Fe合金性能的影响

介绍了W-Ni-Fe合金中Cr、Co、Mn和RE(La,Y,La-Y)元素对其性能的影响,并扼要分析了合金元素对其性能的影响机制。其中,Cr与W、Ni、Fe、O等元素在合金中形成富Cr固溶体,进而会形成偏聚,降低W合金的结合强度及力学性能;Co元素可增强基体相对W颗粒的润湿性及界面间的结合强度,合金的塑性变形、强度及延伸率都有所提高;Mn元素在相界面上生成的中间相可阻止W原子在粘结相扩散,抑制W晶粒的长大,提高合金的力学性能。添加La-Y与单独添加La或Y的作用相同,当添加等量的稀土元素时,添加物对合金性能影响程度的顺序是YLa-YLa。     

Cr对Al-5%Fe合金中初生Al3Fe相形貌的影响

采用普通熔铸的方法研究了加Cr对Al-5%Fe合金铸态组织的影响,采用XRD方法分析了合金中的物相.结果表明,Cr可以明显改善合金中的初生Al3Fe相形貌.不加Cr时,合金中的初生Al3Fe相大多为针状、针片状,仅有少量为花朵状;加入0.2%～1.0%Cr,Al3Fe相转变为细小针状和针点状;Cr含量超过1.0%时,组织开始粗化,出现长针状和星状Al3Fe相.SEM扫描表明,Cr主要固溶在Al3Fe相中.XRD并未检测到含Cr化合物.     

Co对Al-5%Fe合金铸态组织的影响

研究了Co对Al-5?(质量分数,下同)合金中Al3Fe相形貌的改善作用.合金中加入Co后可以在很大程度上改善Al3Fe相的形貌:未加Co的Al-5?合金中的Al3Fe相大多为粗大的针状和片状;Co的加入量为0.2%时,Al3Fe相的形貌为小花朵状和细小条状;Co的加入量在0.2%～1.0%时, 细化效果较好,但尤以0.2%为最好,Co的加入量超过1.0%后,Al3Fe相开始略微粗化.在对Co元素的面扫描时发现其大多固溶在Al3Fe相内.X衍射分析发现,Co的量为0.2%和1.0%时合金中只存在Al和Al3Fe相,并未发现其它相.     

Pt-M(M=Fe, Co, Ni)金属间化合物电子结构和弹性性质的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Pt-M(M=Fe,Co,Ni)各金属间化合物的结构、能量、电子结构和弹性性质。首先对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)金属间化合物进行几何优化,对其能带结构、总态密度、分态密度、键合特征和弹性性质进行研究,并计算各金属间化合物的结合能与生成焓。计算所得晶格参数与实验值和文献计算值吻合。PtFe_3的生成焓最小,结合能最大,说明PtFe_3较其他合金相更稳定、键合力更强。通过对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)的能带结构和电子态密度进行计算,分析了其结构稳定性的物理本质。PtFe_3-t中Pt-Fe和Fe-Fe键相比其他合金相键长较短且电荷密度较高,说明PtFe_3-t中Pt-Fe和Fe-Fe键的键能比其他合金相大,所以PtFe_3-t合金相的结构稳定性最好。对Pt-M(M=Fe,Co,Ni)弹性性质的研究表明PtFe_3为脆性相,PtFe、Pt3Fe、PtCo、Pt_3Co、PtNi和PtNi3为延性相,其中Pt_3Co的塑性最好,PtFe_3-t有较高的弹性模量,其原子间结合力相对较强,材料的强度较大。     

Fe和Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金组织及性能的影响

综述了Fe、Si杂质元素对7×××系高强航空铝合金的微观组织及力学性能的影响。Fe、Si主要是以粗大难溶杂质相形式存在。形成含Fe杂质相的种类较多,在含Cu量较高的合金中主要是形成Al7Cu2Fe相;形成含Si杂质相主要是Mg2Si相。Fe、Si杂质元素含量增加对合金强度的影响不大,但形成的富Fe、富Si粗大难溶杂质相含量的增加明显降低合金的塑性、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。降低Fe、Si杂质元素含量是发展高综合性能航空铝合金的重要方向。     

激光熔覆Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75Nbx高熵合金的组织和性能研究

目的 研究Nb含量对高熵合金Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75Nbx熔覆层组织和性能的影响.方法 在H13钢表面制备了Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75Nbx(x=0.25,0.50,0.75,1.00,原子数分数)高熵合金熔覆层,研究Nb含量对熔覆层的物相组织、微观结构、硬度和耐磨性的影响.结果 高熵合金熔覆层主要为BCC相、FCC相和Laves相的组织.在熔覆层中添加Nb,Laves相随之增加,组织的微观形貌发生变化.熔覆层的硬度远远高于H13钢(退火态),Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75Nb0.5熔覆层的平均硬度最高,约为H13钢(退火态)的2.8倍.Co1.5CrFeNi1.5Ti0.75Nb0.5熔覆层的摩擦磨损失重最小,磨损程度更低,耐磨性更好.结论 Nb元素加入高熵合金体系会形成Laves相,Laves相能够提高高熵合金的力学性能.相关结果 对于高熵合金体系的研究具有一定意义,为高熵合金的成分设计和优化提供了必要的实验支持.     

混合稀土变质对ADC12铝合金组织及性能的影响

为了解混合稀土Pr/Ce变质对ADC12合金组织及性能的影响,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段对其进行观察和分析.结果表明:当加入质量分数0.6%的Pr/Ce时,组织中粗大的初生α-Al相枝晶已变得较为细小,甚至有些α-Al晶粒变得圆整了,富铁相则由原来的条状、块状变为颗粒状,较均匀地分布在晶粒边界上,而共晶Si相也呈细小弥散分布的颗粒状;混合稀土Pr/Ce能与该合金成分中的Al、Si、Fe、Cu 4种元素结合生成稀土金属间化合物,这些化合物在扫描电镜下呈亮白色,其形貌有针状、块状、颗粒状3种;此外,当Pr/Ce的质量分数为0.6%时,该合金具有良好的综合力学性能,其抗拉强度达到251.67 MPa,延伸率达3.04%,分别比基体合金的提高了34.91%和51.24%.     

低钴Fe-Cr-Co变形永磁合金的研制近况

Fe—Cr—Co变形永磁合金具有优异的永磁特性和良好的塑性,已经引起了研究者的普遍重视。近年发现Fe—Cr—Co永磁的另一个重要优点——钻含量低,这对目前世界上钴资源的紧张和缺乏来说就更具有重要意义。因此,最近研究工作的重点大都集中在降低合金的钴含量,探索新的低钴合金和新的工艺方面。从新近的研究结果看,在钴含量降低的同时,塑性有进一步改善,磁性有较大幅度的提高。含钴仅3％的合金的(BH)_max值已达到4.08MGOe;     

Fe-Co-(Sm,Dy)系三元等温截面图

为了研究稀土永磁材料(Sm,Dy)-Fe-Co系合金800℃等温截面图,配制并熔炼了39个不同成分的(Sm,Dy)-Fe-Co系合金样品,将这些样品在均匀化温度加热并保温20天后,淬入水中。然后,采用金相显微镜、X射线衍射方法,对39个样品逐一进行分析:认定了各样品在800℃的显微组织、化合物物相以及各化合物所占比例,从而确定了Fe-Co-R(R=Sm0.5Dy0.5,R≤33.3at.%)赝三元系800℃等温截面图,并对该截面存在的各金属间化合物进行了分析。结果表明,该截面由9个单相区、14个两相区和6个三相区组成;该截面共存在有7个金属间化合物:(Sm,Dy)(Fe,Co)2,(Sm,Dy)(Fe,Co)3,(Sm,Dy)2(Fe,Co)7,(Sm,Dy)6(Fe,Co)23,(Sm,Dy)(Fe,Co)5,Th2Ni17型的(Sm,Dy)2(Fe,Co)17,Th2Zn17型的(Sm,Dy)2(Fe,Co)17。     

高Fe含量FeCuNbSiB系非晶/纳米晶合金制备及其磁性研究

研究了过渡金属元素(Zr,Nb,Mo)和Cu元素对Fe78Si9B13合金系非晶形成能力、热稳定性和磁性的影响;在Fe74Cu1Nb3Si13B9合金的基础上,通过逐步提高Fe含量,利用单辊甩带法制备Fe(76+x)Cu1Nb3Si(11-x)B9(x=0,2,4)和Fe(79+x)Cu1Nb2Si(6-x)B12(x=0,2,4)非晶/纳米晶合金薄带;利用XRD、DSC、TEM和VSM研究了高Fe含量Fe-Cu-Nb-Si-B系非晶/纳米晶合金的微观结构和磁性,并通过添加Nb元素优化了高Fe含量合金的磁性。研究结果表明:Zr和Nb元素的添加能明显提高Fe78Si9B13合金的非晶形成能力和热稳定性;高Fe含量的Fe-Cu-Nb-Si-B系纳米晶合金为典型的非晶/纳米晶双相结构,合金的饱和磁化强度Ms180 emu/g,且合金的矫顽力Hc在2Oe-9Oe之间,具有良好的软磁性能;Nb元素能显著细化Fe-Cu-Nb-Si-B系合金晶粒尺寸,从而能显著降低合金的矫顽力,改善合金的软磁性能;当Fe含量在80%-83%(原子百分比,下同)之间时,合金具有良好的软磁性能,但当Fe含量达到85%时,会有Fe2B、Fe3B相析出,从而显著恶化其软磁性能。