机械研磨形成W颗粒／La55A125Cu10Ni5Co5金属玻璃基复合材料

摘要利用X射线衍射，透射电子显微镜和差示扫描量热计分析表征了La55A125Cu10Ni5Co5合金及其添加W颗粒后高能球磨产物的结构与相转变,由数个金属间化合物构成的La55A125Cu10Ni5Co5合金经过机械研磨可转变为与熔体过冷形成的金属玻璃相类似的玻璃态合金，过冷液态温度区间的宽度△Tx可达到76K．合金与W颗粒(体积分数10％—30％)的混和物机械研磨后，形成W纳米颗粒弥散分布于La基玻璃态合金基体上的复合材料,随着W含量的增加，基体合金的玻璃转变温度Tg和晶化起始温度Tx1均提高，同时△Tx增大，含30％W的复合材料，基体玻璃态合金的△Tx可达到92K。     

Formation of W Particles /La55Al25Cu10Ni5Co5 Glassy Alloy Matrix Composites By Mechanical Milling

利用X射线衍射、透射电子显微镜和差示扫描量热计分析表征了La55Al25Cu10Ni5Co5合金及其添加W颗粒后高能球磨产物的结构与相转变. 由数个金属间化合物构成的La55Al25Cu10Ni5Co5合金经过机械研磨可转变为与熔体过冷形成的金属玻璃相类似的 玻璃态合金, 过冷液态温度区间的宽度可达到76 K. 合金与W颗粒(体积分数10%---30%)的混和物机械研磨后, 形成W纳米颗粒弥散分布于La基玻璃态合金基体上的复合材料. 随着W含量的增加, 基体合金的玻璃转变温度和晶化起始温度均提高.     

(Ti,Zr,Hf)-(Cu,Ni,Ag)-Al多组元合金体系的机械驱动非晶化

研究了由前过渡族金属和后过渡族金属按照等原子比替代的(Ti0.33Zr0.33Hf0.33)50(Ni0.33Cu0.33Ag0.33)40Al10多组元合金在机械研磨作用下的非晶化转变,并与由熔体急冷制备的同一成分玻璃态合金进行了对比.两种途径获得的玻璃态相似.在机械研磨的稳态产物中,仍残留有少量尺寸小于30 nm的晶体相颗粒,即非晶化转变未能完全实现.机械研磨形成的非晶相表现有明确的玻璃转变和约80 K宽的过冷液态温度区间,晶化过程分两步进行,第一步晶化转变完成后,剩余的非晶相亦具有玻璃态行为,呈现另一玻璃转变及约100 K宽的过冷液态温度区间.     

（Ti，Zr，Hf）一（Cu，Ni，Ag）—Al多组元合金体系的机械驱动非晶化

研究了由前过渡族金属和后过渡族金属按照等原子比替代的(Ti0.33Zr0.33Hf0.33)50(Ni0.33Cu0.33Ag0.33)40Al10多组元合金在机械研磨作用下的非晶化转变，并与由熔体急冷制备的同一成分玻璃态合金进行了对比．两种途径获得的玻璃态相似．在机械研磨的稳态产物中，仍残留有少量尺寸小于30nm的晶体相颗粒，即非晶化转变未能完全实现．机械研磨形成的非晶相表现有明确的玻璃转变和约80K宽的过冷液态温度区间，晶化过程分两步进行，第一步晶化转变完成后，剩余的非晶相亦具有玻璃态行为，呈现另一玻璃转变及约100K宽的过冷液态温度区间．     

吸铸法制备Mg-基大块非晶合金

采用吸铸方法首次制备出直径为3mm的Mg65Cu20Gd10Co5（原子百分比）四元玻璃态金属合金，并利用X射线衍射法（XRD）和差示扫描量热法（DSC）研究了其结构和热稳定性。实验结果表明，从XRD图谱看，该合金几乎均由非晶相组成，由DSC曲线分析知合金的玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx值分别为413和473K，过冷液相区宽度△Tx值为60K,表明该合金具有较大的玻璃形成能力。     

Ni-Ti-Zr-Al-Cu-Si块体非晶合金的形成及压缩性能

利用DSC，DTA，XRD研究了NiTiZrAlCuSi块体非晶合金的形成。采用铜模铸造工艺使块体金属玻璃最大直径从Ni42Ti25Zr25Al8合金的小于0．5mm增加到Ni42Ti20Zr25Al8Cu5的1mm，然后增加到Ni42Ti20Zr21.5Al8Cu5Si3.5合金的4mm。在Ni42Ti20Zr21.5Al8Cu5Si3.5和Ni42Ti20Zr20.5Al8Cu5Si4.5合金中获得最大的约化玻璃转变温度Trg（=Tg／T1）及最大的过冷液相区△Tx（=Tx-Tg），分别为0．570和93K。Si显著增加玻璃形成能力主要是抑制引起异质形核的Ni（TiZr）相和（TiZr）（CuAl）2相的形成。室温压缩实验表明：Ni42Ti20Zr21.5Al8Cu5Si3.5合金抗压断裂强度为2724MPa。     

含ZrC第二相粒子的Zr—Cu—Al—Ni机械合金化玻璃态复合物的热稳定性

用差分扫描量热计研究了机械合金化的Zr55Cu30Al10Ni5金属玻璃态复合物的粉末，该粉末含的ZrC粉粒体积分数高达30％。实验表明，这种粉粒的存在不影响它们过冷液体的性能，但是其热稳定性的变化表示玻璃态基体的总组分出现了偏差。     

Fe-Co-Ni-Zr-Mo-W-B块体非晶合金的玻璃形成能力与热稳定性

采用铜模铸造法,可以制备出直径为3 mm的非晶圆柱棒.结合差热分析、X射线衍射和透射电镜分析测试结果,从动力学和结构学等方面阐述了Ni元素对Fe58Co10-xNixZr10Mo5W2B15(x=0,3,4,5,6,摩尔分数,%)合金系玻璃形成能力和热稳定性的影响.结果表明:Ni元素含量的微量变化可以明显改善Fe58Co10-xNixZr10Mo5W2B15(x=0,3,4,5,6)合金系的玻璃形成能力;当Ni含量达到4%时,Fe58Co6Ni4Zr10Mo5W2B15具有最佳的玻璃形成能力,晶化温度(Tx)、玻璃转变温度(Tg)、过冷液相区宽度(△Tx)、玻璃形成能力判据Trg和y分别为887 K、957 K、70 K、0.590 2和0.400 4.     

Ce对Sm-Cu-Ni-Al大块非晶玻璃形成能力及热稳定性的影响

用水冷铜模吸铸法制备出名义成分（at％，下同）为Sm55-xCexCu15Ni10Al20（x=0，7，10，13，15，20，25）的合金样品。利用X射线衍射仪确定合金的结构，用示差扫描量热计（DSC）研究合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。通过过冷液相区宽度△Tx和约化晶化温度Tx／Tm来表征Sm基大块非晶的玻璃形成能力，用Tg和Tx来表征其热稳定性。结果表明，Ce的加入使Sm基块体金属玻璃热稳定性降低，当Ce含量为10at％时，其玻璃形成能力最强，可以制备出φ5mm以上的块体金属玻璃，同时应用Miedema理论和等效电负性差△X讨论了该系列合金的玻璃形成能力。     

微量CO、Sn在Fe基非晶合金制备中的作用

采用铜模喷铸法制备了Fe(64-x-y)Ni1Al5Ga2P9.65B9.6Si3C5.75SnxCoy(x=0,0.5,1.0,y=0,0.5,1.0,1.5,2.5,3.5)系非晶合金,用XRD、DSC研究了合金玻璃形成能力.结果表明,单一地加入元素Co或sn并不能提高合金FeNiAlGaPBSiC的玻璃形成能力(GFA);但同时加入Co、Sn会影响合金的GFA:0.5%的Co和0.5%的Sn能有效改善合金的GFA,随着Co含量继续增加,合金的GFA明显提高;但Co含量大于1 .5%、Sn大于0.5%时合金的GFA会减小.添加1.5%的Co和0.5%的Sn时合金的玻璃形成能力最大,其玻璃转变温度(Tg)、晶化温度(Tx)、过冷液相区宽度△Tx、玻璃形成能力判据γ分别为696.3K,782.1K,85.8K和0.413.     

Mg-15%Al-5%Si-0.5%Sb合金制备及其组织研究

采用普通金属型重力铸造法制备了Mg-2.19%Si和Al-17.8%Si中间合金以及Mg-15%Al-5%Si-0.5%Sb自生复合材料。研究表明,采用粒径为4 mm的结晶硅,通过气体保护、添加覆盖剂等保护措施,在810℃下保温5 h可制得Mg-2.19%Si中间合金,Al-Si中间合金可采用低温加硅法制备。Mg-15%Al-5%Si-0.5%Sb自生复合材料中的Sb对Mg2Si相有一定的细化作用,并使树枝状的Mg2Si转变为粒状,但细化尺寸有限,应采取其它方式进一步细化。     

Effects of calcium addition on as-cast microstructure and mechanical properties of Mg-5Zn-5Sn alloy

The effects of Ca addition on the as-cast microstructure and mechanical properties of the Mg-5Zn-5Sn (mass fraction,%) alloy were investigated.The results indicate that an addition of 0.5%-1.5% (mass fraction) Ca to the Mg-5Zn-5Sn alloy not only refines the as-cast microstructure of the alloy but also causes the formation of the primary and/or eutectic CaMgSn phases with high thermal stability;an increase in Ca amount from 0.5% to 1.5% (mass fraction) increases the amount and size of the CaMgSn phase.In addition,Ca addition to the Mg-5Zn-5Sn alloy improves not only the tensile properties at room temperature and 150 ℃ but also the creep properties.Among the Ca-containing Mg-5Zn-5Sn alloys,the one added 0.5% (mass fraction) Ca obtains the optimum ultimate tensile strength and elongation at room temperature and 150 ℃,however,the alloy added 1.5% (mass fraction) Ca exhibits the optimum yield strength and creep properties.     

Effects of quenching conditions on crystallization behavior of amorphous Al90Ni5Ce5 alloys

X-ray diffraction and DSC were used to investigate the crystallization behavior of amorphous Al90Ni5Ce5 alloys at different quenching temperatures.All the amorphous Al90Ni5Ce5 alloys quenched at different temperatures crystallize by two stages.The first stage corresponds to FCC Al phase precipitating from the amorphous matrix.The crystallization onset temperature increases with increasing quenching temperature.The quenching temperature also influences the isothermal behaviors.At low quenching temperatures,the FCC Al precipitation is only through grain growth.At high quenching temperatures,the FCC Al precipitation is through growth of quenched-in Al unclei and nucleation and growth of new crystallites.The reason that the crystallization onset temperature varies with quenching temperature is likely as that the quenched-in Al nuclei decreases with increasing temperature.     

Hydriding combustion synthesis of Mg–CaNi5 composites

The composites of Mg–x wt.% CaNi₅ (x = 20, 30 and 50) were prepared by hydriding combustion synthesis (HCS) and the phase evolution during HCS as well as the hydriding properties of the products were investigated. It was found that Mg reacted with CaNi₅ forming Mg₂Ni and Ca during the heating period of HCS. Afterwards, the resultant Mg₂Ni and Ca as well as the remnant Mg reacted with hydrogen during the cooling period. The lower platform in the P–C isotherms corresponds to the hydriding of Mg, and the higher one corresponds to Mg₂Ni. With the increase of the content of CaNi₅ from 20 to 50 wt.%, the hydrogen content of the HCS products increases at first and then decreases. The Mg–30 wt.% CaNi₅ composite has the maximum hydrogen capacity of 4.74 wt.%, and it can absorb 3.51 wt.% of hydrogen in the first hydriding process without activation.     

Creep properties and controlled creep mechanism of as-cast Mg-5Zn-2.5Er alloy

The creep behaviors of as-cast Mg-5Zn-2.5Er alloy(mass fraction,%) ,under various applied stresses(50-70 MPa) and creep temperatures(150-200℃) for 100 h,were investigated.The stress exponent n is in the range of 1.5-5.8,and the activation energy Qc is in the range of 28.3-77.1 kJ/mol.With respect to the calculated n and Qc as well as the microstructures after creep,it is suggested that there is a transition region between grain boundary sliding(GBS) dominated creep to dislocation creep mechanism(from n3 to n3) ,arising in the steady-stage creep rate value of 2.89×10-9 s-1.     

ZM5镁合金表面电火花合金化改性层的获得

利用电火花合金化技术在ZM5镁合金上进行本体修复和提高耐蚀性的目的，研究了在保护气体的条件下，使用ZM5电极在ZM5基材上进行电火花合金化，基材表面形成了厚0．15mm，显微硬度102～114HV(基材82～90HV)，耐蚀性改善的改性层。表面改性层主要由a-Mg、β(Al12Mg17)和Al2Mg组成。合金化层腐蚀性能的提高可归因于快速凝固组织结构的形成和该层中Al，Zn，Mn元素含量的富集。     

超声波搅拌法制备半固态铝——铜合金的研究

采用高能超声波搅拌法的方法对Al-5%Cu合金进行处理,制备半固态Al-5%Cu合金,重点研究了高能超声波处理熔体的温度、处理时间以及超声波的输出功率等重要参数对半固态Al-5%Cu合金组织形貌的演变过程的影响。实验结果表明:当铝合金熔体温度在610℃～660℃之间时,随着开始导入超声波时熔体温度的升高,铝合金的初生晶粒形貌逐渐演变成细小的球状颗粒;当控制熔体为660℃的时,随着导入超声波输出功率的增大和搅拌时间的延长,Al-5%Cu合金初生相形貌由粗大的枝晶状逐渐转变为细小的球状晶粒。     

Al对Fe-B-C-Si系合金的非晶形成能力和磁性能的影响

利用熔态旋淬法制备了系列铝含量的Fe-B-C-Si-Al系非晶合金薄带试样,采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了合金元素Al对Fe-B-C-Si系合金的非晶形成能力以及磁性能的影响。结果表明,Al元素明显提高Fe-B-C-Si合金的非晶形成能力,非晶合金薄带的临界厚度由无Al合金的小于35μm增加到含铝合金的70μm以上,并具有良好的塑性,可进行180o弯折而不断裂。饱和磁感应强度(Bs)也由无Al合金的1.52T增加到含铝合金的1.72T。