微量硼添加对镁合金组织和性能影响的研究进展

在21世纪的今天,由于石油、煤炭等资源的过度开发与使用,人们对节能减排的重视程度越来越高,轻质结构材料也因此受到越来越多的关注。镁合金作为最轻的金属结构材料,具有良好的阻尼减震特性、电磁屏蔽性以及比强度、比刚度高等优点,在航空航天、3C产品、汽车等领域表现出了极大的应用潜力。但是镁合金的综合力学性能和耐腐蚀性能还有待进一步提高。晶粒细化可以同时提高金属的强度和塑性,因此开发出一种高效、低成本的晶粒细化剂是改善镁合金综合性能的重要途径。现在常用的镁合金晶粒细化剂通常有Zr、Si、稀土类元素以及含碳变质剂等。其中Zr与Al共存会恶化其晶粒细化作用,因此Mg-Al系的合金不能采用Zr作为晶粒细化剂,Zr的应用极为有限;Si的大量使用则会使Mg合金中生成粗大的Mg_2Si相,恶化其力学性能,即使少量加入,也会大大降低镁合金的耐腐蚀性能;稀土通常开采成本较高,密度较大,不仅大大增加了使用成本,而且会削弱镁合金的轻量化优势,因此阻碍了其应用推广;含碳变质剂通常对大多数Mg-Al系合金有着较好的细化晶粒的效果,但是诸如CCl_4、C_2Cl_6等会造成一系列环境问题,而且碳的引入会加剧镁合金的腐蚀速率。B作为轻元素,其本身具有密度小、熔点高以及耐腐蚀性强等特点,早在铝合金中就常用作孕育剂和晶粒细化剂。近些年来,有许多研究者对硼化物进行深入的研究,发现B可以与绝大多数金属形成化合物,且晶格类型大多为密排六方结构,且与镁合金的亲和度较强,有潜力成为镁合金中的异质形核剂并有效细化其晶粒。不同含B合金的添加形式对镁合金组织和性能的影响不尽相同,据笔者所知,目前并未有人总结过微量B的添加对镁合金组织和性能的影响及其机理。本文对不同B的添加形式对镁合金组织和性能的影响进行了全面系统的总结和深入探讨,分析了B元素在镁合金中的晶粒细化机制和强韧化效果,最后对B在镁合金中的合金化改性作用前景进行了探讨和展望。认为B是一种在镁合金的开发中有较大研究和应用价值的元素,尤其是在Mg-Al系合金中表现出优异的晶粒细化作用。     

添加硅镍钴对熔模铸造金合金的显微组织和性能的影响

以往的首饰和其它饰物的加工质量取决于金匠们的经验,因此其加工工艺不能最佳化,尤其用熔模铸造法生产首饰时易产生大量次品.     

硼对铜合金组织和性能的影响

研究了加硼铜合金的组织以及力学、腐蚀、腐蚀磨损和冲蚀性能。结果表明：硼能明显细化铜合金的组织，提高其强度、硬度，改善其耐蚀、耐腐蚀磨损及耐冲蚀能力；并确定硼在铜合金中的最佳含量范围。     

添加Fe对CuCr触头材料显微组织的影响

采用机械合金化制粉、爆炸压实制坯、低温烧结成形制备了CuCr以及添加第三组元的CuCrFe触头材料,借助金相、扫描电镜和透射电镜等分析CuCr合金以及CuCrFe合金的显微组织,重点研究添加Fe对CuCr触头材料爆炸态和烧结态显微组织的影响.结果表明,添加Fe对CuCr机械合金化粉、CuCr合金爆炸态和烧结态的显微组织影响较大,即显著细化CuCr合金的显微组织;Fe主要固溶于Cr相中;添加Fe后CuCr合金的应变条纹和位错不仅没有消失,反而出现位错缠结的花纹,因而使CuCr合金的电导率进一步降低.     

微量硼对铜组织和性能的影响

利用拉伸试验机，定氧仪，电子探针，Ｘ射线衍射、扫描电镜等实验手段，研究了Ｂ脱氧Ｃｕ的组织和结果表明，随着Ｂ的增加，夹杂物Ｃｕ２Ｏ的数量减少，Ｃｕ的强度降低，塑性、韧性提高，同时也提高Ｃｕ的耐蚀性和导电性能。     

硼对刃具钢组织与性能的影响

为研制开发适合水淬的新型刃具钢,采用显微组织观察、力学性能测试、热处理试验和磨粒磨损试验等技术手段,对比研究了含硼中碳钢与不含硼的65Mn钢热轧后与热处理后的显微组织和应用性能.结果表明:热轧态中碳含硼钢中存在较多铁素体相,强硬性更低,韧塑性更好;中碳含硼钢水淬回火后组织为回火马氏体,硬度可达50 HRC以上,高于油淬回火的65Mn钢,韧塑性和耐磨性也明显好于65Mn钢.中碳含硼钢完全适合水淬工艺,减少了工业污染,符合环保要求.     

电流密度对Sm-Fe电沉积膜显微组织及性能的影响

在室温下的水溶液体系中,采用恒流电沉积技术在Cu基体上制备了Sm-Fe合金薄膜。研究了电流密度对沉积膜层的表面形貌、厚度、元素含量以及物相组成的影响,并测试了制备出的Sm-Fe合金膜的磁性能。结果表明,银灰色的沉积膜由金属Sm、Fe及少量的O组成;随着电流密度的增加,膜层中Sm含量呈现先上升后下降的趋势;而Sm含量越多,膜层的表面越平整光亮;沉积膜主要由Sm Fe12、Sm3Fe5O12等化合物组成,电流密度影响了膜层中物相组成的含量,进而影响了膜层的磁性能。     

硼改性钛合金的显微组织特征及仿真研究

钛合金的刚度、强度和断裂韧性可以通过添加少量B来改善,这些性能的改善归因于合金加工过程中,TiB晶须的原位析出.B在液相钛中完全溶解,但在固相钛中基本不溶,消除了由间隙元素如H,C,O引起的脆性.     

微量Nb对低合金钢组织转变的影响

研究了微量Nb对低碳钢FNS400连续冷却转变曲线和组织的影响。结果表明,微量Nb使钢的临界点Ac1、Ac3上升,Ms点下降,先共析铁素体转变开始线大幅度向右下移,发生贝氏体转变的最低临界冷速由3℃/s下降至0.8℃/s,发生马氏体转变的最低临界冷速由5℃/s下降到3℃/s,铁素体体积分数减少了1%-19%,珠光体增加了3%-11%,贝氏体增加了2%-18%,马氏体减少了2%-18%。     

显微组织细化对W-ThO2阴极性能的影响

采用热压烧结法制备出W-纳米ThO2新型阴极材料,研究了材料的电学性能.该阴极材料的临界起弧电压比传统材料降低20%,引弧较为容易和平稳,其电弧静特性曲线下降,电子发射能力增强.     

显微组织对高阻尼钢板阻尼性能的影响

研究了显微组织对高阻尼钢板阻尼性能的影响。结果表明，马氏体相的析出，将恶化阻尼性能；碳化物对阻尼性能的影响取决于其颗粒尺寸。     

添加Co对Ti-Ni形状记忆合金组织和性能的影响

以400和600℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金为对象,用示差扫描热分析仪、光学显微术、X射线衍射仪和拉伸试验研究了添加Co对退火态Ti-Ni形状记忆合金相变、组织和形状记忆行为的影响。结果表明,400℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金冷却时皆发生A→R→M(A-母相,R-R相,M-马氏体)两阶段相变;加热时Ti-49.8Ni合金发生M→A一阶段相变,Ti-49.8Ni-1.0Co合金发生M→R→A两阶段相变;600℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金冷却加热时皆发生一阶段AM相变。400℃退火态Ti-49.8Ni和Ti-49.8Ni-1.0Co合金的组织呈纤维状,塑性较差;600℃退火态合金的组织呈等轴状,塑性良好。Ti-49.8Ni合金室温组成相为马氏体,呈形状记忆效应;Ti-49.8Ni-1.0Co合金的室温组成相为母相B2,呈超弹性特性。退火时间对Ti-Ni合金的组织和性能影响不大,合金的相变温度随退火时间延长缓慢升高。形变温度显著影响Ti-Ni合金的超弹性特性,随形变温度升高合金的超弹性应力增加,超弹性滞回面积减小。     

亚温淬火对硼镍添加含铌低合金高强度H型钢组织性能的影响

将硼镍添加的含铌低合金高强度H型钢进行亚温淬火及完全淬火,对淬火以及淬火并高温回火后的试样进行了力学性能和微观组织的研究.结果表明:亚温淬火并回火后,这一新钢种的屈服强度达到512MPa,抗拉强度达到595MPa,伸长率达到27％,韧脆转变温度达到-88℃,具有优异的综合力学性能.近似等轴的铁素体及其上弥散分布的细小碳化物,使得回火时塑性大幅提高而强度下降不多;回火碳化物钉扎晶界,抑制了晶粒的长大,起到了细化晶粒的效果;不连续的细小碳化物分布在晶界上,没有对材料的韧性造成破坏.     

硼含量对铸铝合金组织与电化学性能的影响

为了进一步探讨硼元素对铝合金用作牺牲阳极性能的影响,观察了5组不同硼含量铸铝合金的显微组织,通过动电位扫描研究了铸铝合金在不同温度下3．5％NaCl溶液中的电化学行为。结果表明：硼含量主要影响合金的晶粒大小、树枝晶和第二相粒子的形态分布,硼含量为0．024％时可得到细小均匀的等轴晶组织,其开路电位最负,在不同介质温度下极化曲线平缓,阳极表面活性好。     

变质处理对硼白口耐磨铸铁组织与性能的影响

本文考察了稀土,稀土—铝、■—氮变质处理对硼白口耐磨铸铁机械性能,碳化物形态,分布与热处理的影响。研究结果表明,复合变质处理可将连续网状碳化物转变为断续网状碳化物,从而提高抗弯强度和冲击韧性。其中,稀土—铝复合变质处理可降低退火温度,缩短保温时间和提高空淬能力。稀土适宜加入量为1.0～2.0%,铝适宜加入量为0.1～0.3%。     

Mo含量对牙科用Ti-Mo合金显微组织及性能的影响

采用LZ5型离心铸钛机制备了4种Ti-Mo（5％、10％、15％和20％（质量分数）Mo）合金，研究了其显微组织和力学性能，并对其在Hank’S溶液和0．9％NaCl溶液中的耐蚀性进行了研究。研究结果表明：Ti-5Mo合金由等轴的α相组成，Ti-10Mo合金由等轴的β相和针状的α相组成，Ti-15Mo和Ti-20Mo合金由单一的等轴β相组成。力学性能测试结果表明，随着Mo含量的增加，Ti-Mo合金的压缩强度降低，塑性增强。耐蚀性研究结果表明，Hank＇s溶液中Ti-10Mo合金的自腐蚀电位较高，且易钝化；0．9％NaCl溶液中，Ti-5Mo合金的自腐蚀电位较高。Ti-20Mo合金易钝化且钝化区间较宽，两种腐蚀介质中Ti-15Mo合金的钝化膜较稳定。     

淬火工艺对中碳高硼铁合金显微组织和力学性能的影响

设计一种新型中碳高硼铁合金,研究了淬火工艺对其淬火前后的显微组织和性能的影响。结果表明:中碳高硼铁合金铸态组织由珠光体、硼碳化合物以及马氏体组成,硼碳化合物以M₂₃（B,C）₆为主,并含有少量M（B,C）,M₃（B,C）和M₂（B,C）,体积分数为31.3%。在950℃、1000℃、1050℃和11 00℃淬火,其基体组织转变成马氏体,并含有少量残余奥氏体,体积分数分别为3.5%、4.0%、4.6%和5.4%。在950-1100℃淬火,硼碳化合物的类型不变,局部溶解,出现断网现象,在不同温度淬火后硼碳化合物的体积分数分别为30 6%、29.1%、27.3%和26.4%;随着淬火温度的提高,基体中合金元素的固溶量增加,硼碳化合物逐渐减少,从而减轻了对基体的割裂作用。淬火后,中碳高硼铁合金的硬度和冲击韧性显著提高,在950—1100℃淬火后,冲击韧性提高,硬度呈现先增加后减小的趋势。