表面内氧化Al2O3/Cu-(Ce+Y)弥散铜薄板带的组织和性能

采用内氧化工艺,在950℃以工业N2中的余氧为内氧化介质对试样进行表面内氧化,成功制备了Al2O3/Cu复合材料,并对其组织和性能进行了分析.结果表明:Cu-Al-RE合金经950℃×2 h内氧化后,表面内氧化层厚度随着混合稀土含量的增加而增加,当超过0.1%(Ce+Y)时,表面内氧化层厚度略有降低;内氧化法制备的Al2O3/Cu-(Ce+Y)复合材料中弥散分布着大量纳米级的Al2O3颗粒;添加适量的混合稀土能改善Cu-Al合金的导电性,提高合金的硬度.     

内氧化制备Cu-Al2O3/(Ce+Y)复合材料薄板带的组织和性能

采用内氧化工艺制备了Al2O3弥散强化Cu-Al2O3/(Ce+Y)复合材料,分析了其显微组织,并对冷轧变形的复合材料的微观组织和性能进行了分析.结果表明:Cu-Al-(Ce+Y)合金薄板内氧化后固溶的Al脱溶与[O]形成Al2O3,TEM分析表明,大量细小均匀的γ-Al2O3相弥散分布在铜基体上,粒径约为5～20 nm,粒子间距为10～50 nm,并且沿晶面(440)和晶向[1(1)(2)]析出;Cu-Al2O3/(Ce+Y)复合材料经60%变形后,Al2O3呈链状分布,与Cu晶粒被拉长方向一致,形成明显的纤维组织;Cu-Al2O3/(Ce+Y)复合材料的显微硬度和抗拉强度随变形量的增大逐渐增加.当变形量为80%时,显微硬度值约为内氧化后原始试样显微硬度的1.4倍,抗拉强度比原始试样的抗拉强度增加了165 MPa,而导电率下降约4%IACS.     

EFFECTS OF RARE EARTH ADDITIONS ON THE COHESION OF OXIDE SCALE IN AN Fe-Cr-Al ALLOY

0.103％La,0.092％Ce,0.068％(Ce+La)混合稀土和0.25％Y皆能成倍提高0Cr25Al5电热合金的快速寿命和恒温寿命,显著提高合金丝表面氧化皮在高温下的强度.合金添加稀土后,抑制了α-Al_2O_3氧化皮内层Fe,Cr离子的富集,在加Y合金的外氧化皮中还高度富集了Y_3Al_2(AlO_4)_3相(YAG),提高了氧化皮本身的结合力,这可能是稀土元素提高Fe-Cr-Al合金高温寿命的主要原因.     

添加0.1 mass%Y的K38G高温合金1000℃恒温氧化行为

研究了添加0.1mass%稀土Y的铸造K38G高温合金在1000℃的恒温氧化行为.结果表明,较之不含Y的合金,含Y铸态K38G合金的氧化速率显著降低; 氧化时形成双层的外氧化膜,表层为以Cr2O3和TiO.2为主的混合氧化物层,内层为连续的Al2O3层;没有内氧化和内氮化,没有氧化膜的剥落,加入稀土Y有效地提高了氧化膜的粘附性能.     

稀土元素对Fe-Cr-Al合金氧化皮结合力的影响

0.103%La,0.092%Ce,0.068%(Ce+La)混合稀土和0.25%Y皆能成倍提高0Cr25Al5电热合金的快速寿命和恒温寿命,显著提高合金丝表面氧化皮在高温下的强度.合金添加稀土后,抑制了α-Al_2O_3氧化皮内层Fe,Cr离子的富集,在加Y合金的外氧化皮中还高度富集了Y_3Al_2(AlO_4)_3相(YAG),提高了氧化皮本身的结合力,这可能是稀土元素提高Fe-Cr-Al合金高温寿命的主要原因.     

La+Ce混合稀土对6201铝合金微观组织的影响

研究了微量La+Ce混合稀土对6201铝合金导体材料微观组织的影响。制备了6201铝合金和w(La+Ce)=0.1%混合稀土改性6201铝合金块体材料。采用光学金相显微镜和扫描电子显微镜观察两种铝合金导体材料的微观组织并进行对比分析。采用EDS能谱分析第二相的化学成分。结果表明,少量添加(La+Ce)混合稀土对6201铝合金导体材料的微观组织有一定的影响,微量混合稀土主要影响了Mg2Si相的尺寸和数量。采用显微硬度仪对两种合金的硬度进行了测试,并结合微观组织变化对结果进行了分析。测试结果表明,混合稀土使6201铝合金硬度略微下降,应归因于稀土元素对α-Al中析出的Mg2Si相的尺寸和数量的影响。     

稀土改性及渗铝处理对K38高温合金热腐蚀行为的影响

研究了添加0.1 mass%稀土Y和经过粉末渗铝处理的铸造K38高温合金900℃浸盐（盐的成分为75%Na2SO4+25% K2SO4）热腐蚀行为.结果表明,稀土Y改性和渗铝处理均提高了合金的耐蚀性.含Y合金促进了Al的选择性氧化;渗铝合金表面生成了一层连续的Al2O3膜,该膜层抑制了内氧化及内硫化的发生,显著提高了合金的耐蚀性能.     

稀土La和Ce对7A04铝合金组织与性能的影响

采用扫描电镜、能谱仪、万能试验机和电化学工作站等研究了单一稀土(La或Ce)以及混合稀土(La和Ce)的添加对7A04铝合金微观组织与性能的影响。结果表明：在7A04铝合金中添加稀土La和Ce后，沿晶界有块状和棒状的稀土相析出，并使呈连续网状分布的第二相变成断续分布，合金的二次枝晶组织得到细化，其中添加单一稀土Ce对合金的细化效果最好，平均晶粒尺寸为20μm;添加单一稀土La或Ce以及不同比例的混合稀土La和Ce后，7A04铝合金的力学性能和耐腐蚀性能均有所提高，性能由大到小依次为：添加单一稀土Ce、混合稀土La∶Ce=5∶5、单一稀土La、混合稀土La∶Ce=3∶7、混合稀土La∶Ce=7∶3、无稀土，说明单一稀土Ce的添加对7A04铝合金性能改善效果最好，其显微硬度、抗拉强度、伸长率分别为125.4 HV0.5、532.5 MPa和10.8%,相比未添加稀土元素的铝合金，分别提高了72.7%、30.9%和74.2%。     

Mg-Y-Ce阻燃镁合金表面膜的阻燃机理

通过同时加入Y和Ce获得了阻燃效果优异的Mg-Y-Ce阻燃镁合金,实现了镁合金在大气条件下的无保护熔炼,Mg-Y-Ce合金由工业纯Mg(99.9%,质量分数)、Mg-25%Y(质量分数)中间合金和纯Ce(99.5%,质量分数)在电阻炉中于保护性气氛(CO2+0.5%SF6)下熔配而成。AES(PHI550 ESCA/SAM)和XRD(X’Pert Pro MPD)表面分析结果表明:当Mg-3Y-4.5Ce阻燃镁合金在高温下暴露于大气中时,其表面膜为双层膜,外层主要由Y2O3组成,而内层Y和Ce含量极低,以Mg和MgO为主。基于高温氧化热力学分析,建立了Mg-Y合金在高温下的选择性氧化模型,获得了Mg-Y合金能够发生选择性氧化的Y浓度阈值(约为7%,质量分数)。分析了Ce在Mg-Y合金选择性氧化中的第三元素效应,Ce起到了吸气剂的作用,可以抑制氧向合金内部扩散,从而抑制Y元素的内氧化。     

低氧压预氧化对Fe-3Al-6Cr合金表面显微组织和耐蚀性影响

在950℃,10~(-23)、10~(-16)和0.2 atm. 3种氧压下对Fe-3Al-6Cr合金进行了预氧化试验,时间为10 min～1200 min。并在5%Na Cl气氛中做了耐蚀性测试。结果表明:Fe-3Al-6Cr合金在950℃、10~(-23)atm.氧压下氧化得到的是(Al,Cr)_2O_3外氧化膜,在0.2 atm.氧压下获得的是Fe_2O_3与(Al,Cr)_2O_3的混合氧化层,研究结果完全符合Factsage软件的计算结果。在10~(-16)atm.氧压下,氧化10 min的外氧化物为Fe O,合金内层存在内氧化物Fe(Al,Cr)_2O_4与Fe Al化合物。随氧化时间的延长,外层氧化物变为Fe O+Fe(Al,Cr)_2O_4,内氧化物为Fe(Al,Cr)_2O_4+Al_2O_3。Factsage计算出了稳定后的表面氧化物种类,但没有计算出内氧化Al_2O_3。在盐雾腐蚀测试中,Fe-3Al-6Cr合金在950℃、10~(-23)atm.氧压中氧化30～60 min制备的(Al,Cr)_2O_3氧化膜具有最好的耐蚀性。     

Aging Behavior of Cu-Cr-Zr-Ce Alloy

The aging properties of Cu-0.35Cr-0.038Zr-0.055Ce alloy are studied. The results show that can obtain higher electrical conductivity and microhardness after solutioned at 920℃ for lh, and aged at 500℃. The process of precipitation of the secondary phase can be accelerated with cold deformation before aging, so properties of the alloy are improved.Upon aging at 500℃ for 30 minutes after 60% cold deformation, the values of electrical conductivity and microhardness are 69.0%IACS and 152HV respectively, but they are only 66.2%IACS and 136HV upon directly aging after solution. With the addition of a trace of rare earth element Ce, the value of microhardness of Cu-0.35Cr-0.038Zr alloy increases 18～25HV,while the value of electrical conductivity drops a little.     

工艺因素对内氧化生成Al2O3/Cu表面复合材料厚度的影响

在真空条件下 ,采用CuO作氧化剂 ,在一定温度下使Cu -Al合金内氧化 ,获得Al2 O3/Cu表面复合材料 ;分析了保温时间、保温温度及Cu -Al合金的含Al量对形成复合层厚度的影响。     

稀土对真空熔结镍基金属陶瓷复合层成分和硬度分布的影响

研究了真空熔结镍基金属陶瓷复合涂层纵截面的微观组织形态、化学组成、相结构，及合金元素与显微硬度的分布特征。结果表明：稀土（Ce＋La）消除了Ni60＋WC涂层中的针状相，改变了析出相的分布形态，增加了熔合带的宽度。稀土改变了涂层的化学组成，提高了Ni、Cr、Si和W的含量；降低了Fe的含量。Ni60＋WC＋RE涂层还析出了新的Cr3Ni5Si2相。两种Ni60＋WC复合涂层显微硬度的最大值都出现在距涂层表面的0．2mm处，稀土明显地提高了复合涂层的显微硬度。     

Ce对Fe-Cr合金高温氧化行为的影响

Fe-15Cr 和 Fe-30Cr 合金在1000至1200℃空气中氧化时,表面富铁氧化伤的发展导致保护性Cr_2O_3层衰退,氧化速率增大。添加 Ce 可延迟衰退过程的发生,从而大幅度减低氧化速率。随氧化温度和合金成份变化,Cr_2O_3层衰退的开始时间和发展特征随之改变,Ce 对氧化行为的影响因而呈现出规律性的变化。研究发现,合金中 Cr 的内氧化使 Cr_2O_3层形成小舌包卷合金并使其氧化成富铁氧化物。这是Cr_2O_3层衰退的原因之一。含 Ce 合金中 Ce 的优先内氧化则降低自氧化层进入合金的氧浓度,抑制Cr 的内氧化。氧浓度降低还能促进 Si 的内氧化物在氧化层/合金界面集聚。     

固溶时效处理对99.0Au-0.8Ti-0.2Y合金组织与硬度的影响

利用XRD,光学显微镜,TEM和显微硬度计对99.0Au-0.8Ti-0.2Y合金的强化机理进行了研究。结果表明,99.0Au-0.8Ti-0.2Y合金在800℃×15 min固溶+140℃×18 h时效处理后的显微硬度达到最高值74 HV0.05;TEM分析结果表明,固溶时效处理后晶粒内部细小而弥散分布的颗粒为TiAu4、YAu3以及它们的复合析出物。     

微量Ce和Y对Cu-Cr-Zr合金时效特性和电滑动磨损行为的影响

探讨了加入微量稀土元素Ce和Y对Cu-Cr-Zr合金时效析出特性和电磨损性能的影响.结果表明,在Cu-Cr-Zr合金中加入微量稀土元素,经固溶、时效处理后,可有效提高合金的显微硬度,而电导率略有降低.添加微量稀土元素对合金的电滑动磨损性能有改善作用,最高可使磨损率下降9.9% (体积分数);但随着电流强度的增加,其作用有所下降.     

稀土Y对ASISI430不锈钢抗高温氧化性能影响的研究

本工作通过离子注入的方式,在AISI430合金表面注入不同剂量的稀土Y进行改性,研究了不同剂量的稀土Y对合金高温抗氧化性的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、光电子能谱仪（XPS）分析氧化膜的物相构成、微观组织形貌、稀土Y的化学形态,并通过VL200DX超高温激光共聚焦显微镜对氧化过程进行原位观察。结果表明：合金表面注入稀土Y剂量为6×1017ions/cm2具有最佳抗氧化性和抗剥落性,相比原始试样,单位面积增重量以及剥落量分别减少了43.7%, 78.4%。合金表面注入Y优先氧化为Y2O3,一方面促进氧化膜的形成,另一方面抑制了晶粒长大。此外,晶界处Y2O3阻碍了金属阳离子通过晶界向外扩散。重要地,部分Y取代了MnCr2O4尖晶石中Mn2+、Cr3+占位,产生空穴缺陷,缓解了氧化层内应力,减少裂纹和孔洞的产生,使氧化层与基体结合紧密。     

Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金的组织结构及性能研究

采用真空电弧熔炼预合金化-高频熔炼方法制备Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜及电子拉伸试验机等,研究Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金的显微组织结构、力学性能及高温抗氧化性能。结果表明,稀土的添加可有效细化合金的晶粒尺寸,提高合金的室温及高温力学性能,同时对合金的高温抗氧化性能无明显负面影响。     

固溶工艺对挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金组织和硬度的影响

通过差热分析(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析手段研究了不同固溶处理工艺对挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金经过固溶处理后显微组织主要由α-Mg基体、Mg₁₂Zn(Gd, Y)相、富稀土相等组成。当固溶温度达到490 ℃后,随着保温时间的延长,合金基体中析出规则条纹状14H-LPSO相,该相主要起到第二相强化的作用,并能显著提高试验材料的显微硬度。该合金的最佳固溶处理工艺为490 ℃×13 h时,其平均显微硬度最高,达到77 HV0.2。     

抗高温氧化腐蚀专用焊条

通过A402，A302，A202及Cr24Ni7不锈钢焊条熔敷金属的抗高温氧化腐蚀性能对比试验分析，设计了新的专用焊条合金系统Cr26Nil6，并在焊条药皮中分别添加微量稀土氧化物La2O3及CeO2，研究不同稀土氧化物添加量对焊条熔敷金属在空气中和含硫气氛中抗高温氧化及腐蚀性能的影响，从而确定了合理的稀土氧化物加入量。最后，对合金系统为Cr26Nil6的专用焊条进行工艺评价。结果表明，专用焊条工艺性好，用该焊条所焊焊缝的性能可满足抗高温氧化腐蚀使用要求。微量稀土氧化物在焊条药皮中的加入，对其熔敷金属的抗高温氧化性能有所提高，对在含硫气氛中的抗高温腐蚀性能有显著提高；加入La2O3的焊条熔敷金属比加入CeO2的焊条熔敷金属抗高温氧化及硫化腐蚀性能更好。