热力学深过冷熔体凝固组织非平衡效应的研究进展

热力学深过冷熔体的凝固是远离平衡的快速凝固,其凝固机制和凝固组织表现出与传统凝固不同的特点。热力学深过冷熔体凝固的非平衡效应主要表现在晶粒尺寸细化、亚稳相析出、调幅(Spinodal)分解、形成块体非晶等几个方面。在这些方面进行的探索与研究对研发新型高性能材料具有重要的理论意义和实用价值。近年来相关的研究发展较快。对在晶粒细化机制、亚稳相析出机制、调幅分解现象以及大块非晶的形成等方面研究的新进展进行了综述和分析。     

快速凝固Ag-RE合金的相结构

在冷却速度为10~6K/s 的快速凝固 Ag-RE(RE=Sm,Gd,Tb,Dy,Er)合金箔试样中出现固溶度扩展和 Ag_3RE 六方结构亚稳相。在随后的时效过程中,过饱和固溶体转变为平衡固溶体,Ag_3RE亚稳相转变为 Ag_(51)RE_(14)平衡相。     

快速凝固316L微晶不锈钢的制备及耐蚀性初探

用超声气体雾化法快速凝固技术(RS——Rapid olidification)制造316L微晶不锈钢粉末,再用热挤压快速固结成型法(TRT——Thermoextrusion Rapid Thermoset)制成其微晶棒材,在相同条件下与常规316L材料(本国的和日本的)进行了均匀腐蚀对比试验,其结果表明微晶不锈钢的耐蚀性与常规不锈钢的相当,略有提高。但机械性能明显优于常规的,微晶材料这种特殊功能具有广泛应用前景。     

快速凝固微晶合金超塑性的研究进展

用快速凝固技术制取微晶合金克服了合金晶粒细化的困难。在快凝微晶合金中产生的超细晶粒有助于获得高应变速率超塑性,这为工业上大规模应用超塑性成形奠定了基础。     

快速凝固Ag—RE合金的相结构

在冷却速度为１０＾６Ｋ／ｓ的快速凝固ＡｇＲＥ（ＲＥ＝Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ）合金箔试样中出现固溶度扩展和Ａｇ３ＲＥ六方结构亚稳相。在随后的时效过程中，过饱和固溶体转变为平衡固溶体，Ａｇ３ＲＥ亚稳相转变为Ａｇ５１ＲＥ１４平衡相。     

合金材料亚稳相的研究进展

亚稳合金材料对于材料科学领域的影响是巨大的,它包括晶态亚稳相、微晶亚稳相、准晶亚稳相和金属玻璃4大类。它与一般的金属材料性能不同,例如,晶态亚稳相具有良好的耐腐蚀性能;微晶亚稳相由于晶粒细小而具有高强度和硬度;金属玻璃,即为非晶态合金,其内部组织均匀且无缺陷,又没有晶体的磁各向异性,因此表现出了高强度和低的矫顽力。正是由于这些优异性能,使得亚稳合金材料在材料科学领域掀起了一股研发浪潮。在亚稳相发现的这几十年里,研究者们通过大量的实验研究,提出并丰富了很多亚稳相的制备方法,例如通过控制凝固过程来获得亚稳相,但该制备方法操作过程较为复杂,还需要进一步优化;通过积聚方法可以制备出金属玻璃、非晶薄膜等,大大提高了材料的抗腐蚀性能。通过这些方法,制备出了能够大大提高材料性能的亚稳相合金材料。为了完善亚稳相的制备体系,研究者们还需要做进一步的探索。但对于会对材料产生负面影响的亚稳相,要进行转化和消除。介绍了亚稳相的概念及其形成机理,并从动力学和热力学两个方面证明了亚稳相在一定条件下是可以稳定存在的,系统地总结了合金材料中亚稳相的分类、特点及其应用。由于不同的亚稳相对材料会产生不同的影响,详细阐述了对合金材料产生负面影响的亚稳相的消除方法,并说明了亚稳相被消除以后对材料性能的改善。另外,论述了提高材料性能的亚稳相的制备方法及其特点。最后对合金材料亚稳相的研究重点和发展方向进行了展望。     

快速凝固技术在材料科学中的应用(下)

(一)在铝合金中的应用大多数合金元素在铝中的溶解度都很低,因此普通铸锻法生产的铝合金的合金化仅限于极少数几个元素如Mn、Cu、Si、Zn等。快速凝固技术不仅明显增加这些元素的固溶度极限,而且扩大了过渡族金属如Fe、Cr、Ni、Co、Li在铝中的添加量。快速凝固粉末冶金技术使铝合金化学成份均匀;偏析极小;晶粒细化;弥散相均匀细小,从而使铝合金的强度、弹性模     

终轧温度对2024铝合金晶间腐蚀和力学性能的影响

对均匀化态2024铝合金进行不同终轧温度的热轧处理，经固溶后再进行为期4 d的自然时效。通过背散射电子衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学实验研究了终轧温度对2024铝合金力学性能和晶间腐蚀行为的影响。结果表明，轧态2024铝合金内存在剪切织构和少量再结晶织构，而固溶后出现了部分典型轧制织构。终轧温度影响合金组织和织构变化。终轧温度较低(207℃)时合金的平均晶粒尺寸和平均Schmid因子小，强度高；终轧温度较高(280℃)时合金小角度晶界和{111}面织构占比高，具有较大Schmid因子的织构含量少，抗晶间腐蚀性能优良。     

快速凝固TiNi形状记忆合金的组织和结构特征

本文用扫描电镜和透射电镜对快速凝固及随后４５０℃５ｍｉｎ时效的Ｔｉ－５０．８ａｔ％Ｎｉ形状记忆合金进行了组织和结构分析。快速凝固后室温下合金的组织由柱状Ｂ２相和粒状亚稳相构成；亚稳相是由Ｔｉ、Ｎｉ两元素原子构成的无序面心立方结构；快速凝固后合金中的空位呈短程有序分布，而在４５０℃５ｍｉｎ时效后呈长程有序分布，在电子衍射图上形成１／２１００和１／４２１０额外斑点。     

超细晶粒对纳晶材料断裂韧性的影响

为了研究纳米晶体材料的断裂韧性,该文建立了一个包含两种晶粒的材料模型:超细晶粒(2nm~4nm)和普通纳晶晶粒(20nm~100nm)。超细晶粒可以看作普通纳晶晶粒三晶交的组成部分,并称包含超细晶粒的三晶交为超级三晶交,且均匀地分布在普通纳晶的基体中。裂纹尖端的应力集中会引起晶间滑移,晶间滑移又会导致超级三晶交处刃型位错的产生。该文研究了超级三晶交处的位错对临界应力强度因子的影响,结果表明超细晶粒的存在有效地提高了纳米晶体材料的断裂韧性。     

定向凝固超细柱晶组织及其形成条件

本文通过对凝固材料的组织、性能与凝固参数的依存关系的分析,提出了定向凝固超细柱晶组织的概念,并利用最新研制的ZMLMC超高梯度定向凝固装置获得了Ni-5(wt)％Cu合金和钴基高温合金K10的定向凝固超细柱晶组织。     

超细组织结构材料的发展

出现了许多新的粉末冶金技术、快速固结技术,大大提高了超细组织结构材料的发展;而通过对实验、中试、生产的技术装备与研制的投入,加快了超细组织结构材料的应用步伐和范围。超细组织的概念在此得以明确,提出了统一的界定标准,出现了快速凝固和快速固结等粉末冶金新技术。超细组织结构材料的产业化,将按照由大到小的晶粒尺寸、由贵重制品到常规块状材料的顺序得到实现。     

Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金组织及力学性能的影响

研究了Al-5Ti-0.25C细化剂对2024铝合金铸态显微组织及力学性能的影响。试验结果表明:未添加细化剂时,2024铝合金显微组织呈粗大的枝晶状,平均尺寸约为150μm;添加Al-5Ti-0.25C后,晶粒为细小的等轴晶。本试验条件下,最佳的细化剂添加量为0.3%,此时,2024铝合金的平均晶粒尺寸为56μm,其力学性能得到显著提高,抗拉强度和延伸率分别为382 MPa、2.60%,与未细化试样相比增幅分别为12.4%、69.9%。     

固溶时效和快速凝固时效对Cu-Cr-Zr-Mg合金时效性能的影响

研究了固溶时效和快速凝固时效工艺对Cu Cr Zr Mg合金的显微组织、硬度和导电率性能的影响。结果表明快速凝固态晶粒比固溶态晶粒细小得多,细晶强化作用显著。合金经920℃×1h固溶和550℃×0.5h时效后,硬度为100HV,导电率达71%IACS;快速凝固和同样的时效条件下,硬度为126HV,导电率达70%IACS。     

快速凝固法制备ZrNiSn基Half-Heusler热电材料的微结构

通过悬浮熔炼的方法制备了half-Heusler热电材料Zr(Hf)NiSn(Sb)合金,并进一步通过快速凝固来细化晶粒,通过放电等离子烧结制备块材并测试其热电性能.X射线衍射分析表明获得了单相Half-Heusler化合物.扫描电子显微观察发现,快速凝固后的样品晶粒尺寸在500nm左右,放电等离子烧结后晶粒尺寸并未明显长大.同时观察到在晶粒的表面还分布了很多几十纳米尺寸的小晶粒.快速凝固的样品与熔炼样品相比具有较高的电导率及载流子浓度,据此推断在快速凝固过程中产生的纳米晶粒应为金属相.快速凝固后的样品晶界散射增多,因而具有较低的晶格热导率.     

用非晶晶化法制备纳米合金

纳米晶体是近年来发展起来的一种超细晶粒(1—50nm)材料~([1])。由于晶粒极小,因而晶界比例增大,当晶粒尺寸为5nm 时,晶界的原子数与晶粒内部相当。对晶界结构的初步研究表明~([2]),纳米晶材料具有特殊的界面结构—类气态结构,由此可以推断,这种材料可能具有一系列特殊的物理、化学、力学和电磁学性能。正因为如此,纳米晶材料的制备、结构和性能研究已成为当前极为活跃的一个新领域。     

2024-T3和2524-T34铝合金疲劳裂纹的萌生机制

通过2024-T3和新型2524-T34铝合金的疲劳实验和对试样表面及疲劳断口的观测,研究了材料的微观结构和疲劳裂纹萌生机制.实验在室温下完成,应力比为0.1、加载频率为15 Hz.结果表明:实验材料呈现了再结晶的层状晶粒结构,晶粒沿着轧制方向被拉长,并较为平坦.2024铝合金中二相粒子的分布更为密集无序,且粗大、不规...     

苏联的快速凝固粉末冶金铝合金

国外期刊透露三种新的苏联快速凝固粉末冶金铝合金(见表)。这些合金,与铸锭冶金的普通铝合金相比,具有更高的强度,改善了可加工性,增加了弹性模量,提高了耐腐蚀性能。这些粉末冶金铝合金以厚板、薄板和锻件的形式在航空航天工业中使用,能减轻零件重量10％。焊接接头的强度超过普通铝合金。     

本刊1981年1—6期目录索引

美国宇航总局(NASA)材料研究简况 关于航空材料及热工艺发展中的一些展望 材料应用 复合材料的质量控制 关于飞机重要受力构件采用精铸件可能性的探讨 ZM7合金在轮毅铸件上的应用 K6铸造镍基高温合金一种新型耐海水腐蚀的铝合金板材液压泵油缸转子的双金属浇注金相分析铝一铜系铸造合金热强性的研究DYB一3和DYB一4定向有机玻璃的力学性能福对ZL一205铸造铝合金时效组织结构和抗拉强度的影响K3合金的G相及其控制定向凝固涡轮叶片合金DZ22镍铬铝轴尖合金的试验与应用XZ一1室温硫化灌注料新型无机粘结固化涂层脂肪族聚氨醋飞机蒙皮磁…     

2024 铝合金板材高温拉伸流变行为和微观组织演化研究

目的研究高温拉伸应力状态下,2024铝合金板材的流变行为和微观组织演化行为。方法对退火后的2024铝合金板进行等温拉伸试验,得到其应力应变曲线,并通过金相实验测定平均晶粒尺寸。建立了2024铝合金板材高温拉伸条件下的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型。结果流变应力随温度的升高而减小。流变应力对应变速率有正的敏感性,随着温度的升高,应变速率敏感系数变大。变形后的平均晶粒尺寸随Zener-Hollomon参数升高而减小,随应变量的增加先减小后增大。结论所建立的流变应力本构关系和晶粒尺寸模型,有助于在实际生产过程中优化工艺参数,获得细小晶粒,提高零件性能。该研究为2024铝合金板材热成形工艺的开发和组织控制奠定了理论基础。