铍青铜的相图、组织及热处理

一、相图工业用铍青铜中含0.2～0.5%Ni,故铍青铜实际上是Cu-Be-Ni三元系合金。图1及图2为此三元系铜角820°及500℃的等温切面。由图可以看出,含Ni时,Be在铜中的固溶度急剧降低。在820°时,二元合金中Be在Cu中的固溶度为2.4%,含0.5%Ni的三元合金,其同溶度已降至0.8%左右,共析温度则由～605℃升至642℃(见图3)。     

混合稀土阻燃镁合金的表面氧化行为

为提高镁合金的阻燃性能,在ZM5镁合金中添加了质量分数为0.1%的混合稀土(RE);通过分析该合金的TGA曲线、DSC曲线、恒温氧化动力学曲线以及表面氧化膜的XRD谱,对其表面氧化行为进行了研究。结果表明:添加0.1%RE能显著提高ZM5合金的抗氧化性能,氧化开始温度由300℃提高到500℃,氧化增重主要发生在500～700℃区间;在该温度区间发生了三种氧化反应,生成的氧化膜主要由RE_2O_3、MgO、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12)等组成;该合金在700℃的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,致密的氧化膜能有效阻止基体的进一步氧化。     

分级供氧体系自蔓延铝热剂的研究

分析并讨论CuO、Cu2O、MgO在自蔓延反应的低温和高热阶段的分级供氧及其热力学行为。研究表明在常温条件下CuO比Cu2O稳定,而在高温条件下则相反;另外,在低温时Mg比Al活泼,但在高温时Al可以从MgO中将Mg置换出来。因此,通过在铝热剂反应体系CuO+Al中添加MgO组分,在反应的初始阶段由CuO分解供氧,在反应的高温阶段由Cu2O和MgO分解供氧,形成不同温度下分级供氧的复合燃烧体系。在这种复合燃烧反应中,MgO分解吸收大量的热,吸收铝热反应产生的部分热量,削减了热峰,且在反应的降温阶段,Mg再次被氧化释放热量,实现自蔓延铝热剂发热量的控制策略。试验研究结果表明,铝热剂燃烧反应平稳,焊剂产热均匀且高热不爆,焊接成型美观且成型质量较好,该分级供氧复合燃烧体系对稳定自蔓延铝热反应过程具有显著效果。     

熔体过热处理对FGH4096镍基高温合金纯净化行为及凝固组织的影响

在不同熔体过热温度(1 415,1 463,1 523℃)和过热时间(10,20,30 min)下对FGH4096镍基高温合金进行熔体过热处理,研究了熔体过热对合金纯净化行为及凝固组织的影响。结果表明：随着熔体过热温度的升高或过热时间的延长,二次枝晶间距逐渐减小;随着过热温度的升高,合金中元素的偏析程度降低,过热时间对元素偏析程度的影响不大;当过热温度为1 415～1 463℃时,熔体主要发生碳-氧反应,吸氮反应较弱,合金中氧含量和氮含量均较低;当熔体过热温度为1 463～1 523℃时,熔体主要发生MgO坩埚分解反应和吸氮反应,因此合金中的氧含量和氮含量均较高。     

锆对低钴瓷封合金性能影响的研究

本文介绍了为改善现用合金质量研制的含锆低钴瓷封合金,添加元素锆对低钴瓷封合金(或称低钴可伐)性能的影响。研究含锆低钴可伐的形变再结晶特性,再结晶全图,再结晶温度及其变形再结晶织构,最大变形度及合理的工艺参数等。锆可有效地抑制低钴可伐的晶粒长大。使1050℃的晶粒度小于4.5～5级,再结晶温度比4J33提高100～150℃。并分析锆在合金中存在的形式及抑制晶粒长大的原因。制管试验表明,含锆低钴可伐封接性能良好,能保证钎焊焊缝的气密性,含锆低于0.18%的低钴可伐合金氩弧焊可焊性能良好。     

Al-4B中间合金对AZ31镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响

通过KBF4与熔融铝反应制备了Al-4B中间合金,研究了不同质量分数(0％～2.0％)Al-4B中间合金作为孕育剂对AZ31镁合金晶粒尺寸和力学性能的影响.结果表明:Al-4B中间合金由AlB2和α-Al相组成;Al-4B中间合金的添加可以明显细化AZ31镁合金的晶粒,提高晶粒尺寸的均匀性,降低孔隙率,Al-4B中间合...     

放电等离子烧结温度对Ti-45Al-6Nb-0.3W合金显微组织和力学性能的影响

在不同温度下(1 150,1 200,1 250℃)对氩气雾化Ti-45Al-6Nb-0.3W合金粉末进行放电等离子烧结,研究了烧结温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结合金由γ相和α2相组成,随烧结温度升高,组织形态由片层和等轴状转变为全片层状,同时晶粒尺寸增大,γ相含量增加;合金密度随烧结温度升高略有增加,硬度变化不大;不同温度烧结合金的压缩性能均优于铸态合金的,1 200℃下烧结合金的室温压缩性能最好,抗压强度、压缩率分别为3 012 MPa,40.8%。     

光谱法水下焊接电弧温度的研究

利用等离子体光谱诊断法对水下焊接电弧温度进行了比较系统的研究，对水下湿法焊接与干法焊接的电弧温度进行了对比分析，讨论了水的冷却作用及水压力对水下电弧温度的影响。探讨了焊接规范、焊条药皮中铁粉和铝热剂的质量分数等因素对水下焊接电弧温度的影响，获得的研究成果对水下焊接电弧物理及焊接冶金的研究有参考价值     

固溶温度对ZK60镁合金耐腐蚀性能的影响

在不同温度(200~300℃)下对铸态ZK60镁合金进行固溶处理,采用扫描电子显微镜观察不同温度固溶后合金的显微组织,并采用质量损失法和电化学方法研究了不同温度固溶后合金在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中第二相的含量减少且由连续分布变为不连续分布;随着固溶温度的升高,合金的腐蚀速率先升高后降低;经300℃固溶处理后,ZK60镁合金的耐腐蚀性能最好,其腐蚀速率为4.575 2mm·a~(-1),自腐蚀电流密度和自腐蚀电位分别为0.011 639mA·cm~(-2)和-1.511 0V。     

铝在B4C陶瓷上的润湿性

运用座滴法研究了纯铝及铝-钛合金在B4C陶瓷基体上的润湿性,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了B4C/(Al-Ti)的界面特性,讨论了提高温度和添加钛对B4C/Al体系润湿性的影响.结果表明:提高温度能使体系的接触角减小;合金元素钛的添加使接触角进一步减小,与纯铝相比,铝-钛合金在1200℃和1300℃时均与B4C形成接近0°的接触角,显著改善了润湿性;在B4C陶瓷和合金之间存在反应层,主要有AlB12C2、TiB2和TiC,正是钛与B4C发生的界面反应才使B4C/Al体系的润湿性得到改善.     

温度和应力比对高强高韧7055铝合金型材裂纹扩展行为的影响

在不同温度(150℃、室温、-70℃)、不同应力比(0.1,0.5)下对7055-T76511铝合金型材进行了裂纹扩展速率试验,研究了温度和应力比对其裂纹扩展速率和门槛值的影响。结果表明:随着温度的降低和应力比的减小,7055-T76511铝合金裂纹扩展门槛值逐渐增大,裂纹扩展速率逐渐降低;-70℃下合金断裂时对应的裂纹扩展速率较小,且裂纹扩展门槛值较大,抗裂纹扩展能力最好。     

硬质颗粒TiC对Al-Sn-Cu合金性能影响研究

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及硬度试验和摩擦磨损试验等方法,研究了TiC颗粒对Al-Sn-Cu合金组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响,结果表明:添加TiC颗粒后该合金组织明显细化,平均晶粒尺寸由87μm降低至37μm,降幅达到57.4％;布氏硬度达到95.2 HB,比未添加Ti...     

含钪Al-Zn-Mg-Zr合金双级时效工艺的正交优化

采用正交试验对含0.25%(质量分数)钪Al-Zn-Mg-Zr合金的双级时效进行了工艺优化,研究了双级时效工艺参数(预时效温度和时间、终时效温度和时间)对合金力学性能和电导率的影响,观察了最佳工艺处理后合金的显微组织。结果表明:对该合金综合性能,尤其是力学性能影响程度由大到小的参数依次为终时效温度、终时效时间、预时效时间、预时效温度;该合金适宜的双级时效工艺为120℃×4h+140℃×12h,经该工艺处理后,合金的抗拉强度为553 MPa,屈服强度为534 MPa,伸长率为12.0%,电导率为37.3%IACS;合金基体组织中弥散分布着η′相以及Al3(Sc,Zr)粒子,有助于合金强度以及抗应力腐蚀性能的提高。     

扫描方式与预热温度对激光选区熔化制备大尺寸AlSi10Mg合金性能的影响

采用激光选区熔化技术制备大尺寸AlSi10Mg合金试样,研究了扫描方式(棋盘式扫描与均匀扫描)及基板预热温度(80℃和120℃)对AlSi10Mg合金试样显微组织、密度和力学性能等的影响。结果表明:扫描方式是影响试样相对密度、拉伸性能和冲击性能的主要因素,而预热温度主要影响试样的硬度;预热温度80℃、棋盘式扫描方式下试样的相对密度最大(98.69%),拉伸性能和冲击韧性最好;预热120℃、棋盘式扫描方式下试样的硬度最高(257HV)。     

铝基复合钎料钎焊机理

采用Cu/Al-Si/Cu式复合钎料,在不同温度下钎焊铝及其合金,通过钎焊接头金相图片和电子探针对焊缝线扫描,分析接头反应结合情况,研究钎焊接头在此条件下共晶反应特征以及铜和硅的扩散特点。研究表明,铜的加入能够显著降低钎焊温度,从而有效保护钎焊母材。不同的钎焊温度,钎焊接头表现出不同的共晶反应,且共晶液相的产生极大地促进了铜和硅的扩散能力。首先内侧发生Al-Si-Cu三元共晶反应,随着钎焊温度超过548℃,铝和铜之间发生二元共晶反应,接头反应能够充分进行,得到较为理想的接触反应区。     

功能验证型尾气驱动金属氢化物车用制冷/空调系统的设计和性能

研究工作温度为150℃／20—50℃／0℃的LaNi4．61Mn0．26Al0．13／La0．6Y0.4Ni4．8Mn0．2合金工质对,作出Van’t-Hoff图,并推导了合金反应焓、反应熵、理论循环性能系数(ε0)和最低制冷温度。在此基础上设计反应床,搭建了高温导热油驱动的功能验证型金属氢化物间歇循环冷水系统;通过改变高温床平均温度,测定了循环性能和最低制冷温度的变化规律。试验结果表明合金对具有较好的吸氢动力性能和滞后小,低温合金吸氢反应焓达-27．1 kJ／mol H2。反应床传质性能良好,但热导率仅为1．5W／(m·K),导致循环时间过长且单位合金制冷量偏低。系统实现了间歇制冷循环,在150℃／30℃／0℃工况下获得了238 W的制冷功率,ε0达0．26。在试验温度范围内,随着高温床平均温度的升高,循环制冷量和ε0升高、最低制冷温度降低,这与金属氢化物制冷系统的理论相符。     

温度对2297-T87铝锂合金拉伸性能的影响及不同温度拉伸后的显微组织

对2297-T87铝锂合金在25～175℃下进行了拉伸试验,研究了温度对该合金拉伸性能的影响,观察了拉伸后的显微组织。结果表明:随着温度升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,伸长率增大;当温度升至175℃时,合金的抗拉强度和屈服强度为室温(25℃)时的77.72%和82.03%,合金仍具有较高的强度;在25～175℃拉伸后,合金的显微组织相似,均主要由轧制变形晶粒和少量细小再结晶晶粒组成。     

高熵合金(CoCrFeMnNi)/铜真空扩散连接的界面行为及接头性能研究

用固态扩散方法实现了CoCrFeMnNi高熵合金与铜在温度750~850℃下的良好连接,利用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、能谱(Energy disperse spectroscopy,EDS)分析、显微硬度测试及拉伸试验研究扩散反应温度对其界面反应行为和接头力学性能的影响,结合菲克扩散第二定律计算和分析Cu原子在高熵合金中的扩散系数。结果表明:Cu在高熵合金一侧的扩散速率大于高熵合金组元在Cu侧的扩散,随温度增加,高熵合金组元向Cu侧扩散时其在扩散区内原子浓度分布降低的程度按MnCrFeCoNi的顺序依次减小。理论计算表明,Cu在高熵合金中的平均扩散系数明显小于铜在不锈钢中的平均扩散系数。经扩散反应后,Cu/高熵合金界面附近均可形成FCC型固溶体组织的反应层,无金属间化合物产生。所有扩散连接接头拉伸后其断裂均发生在远离界面的铜侧,随扩散焊温度升高,其抗拉强度和应变有所降低,其中750℃时铜的抗拉强度与应变分别达到最大值224MPa和33%。     

预氧化温度对Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金抗高温循环氧化性能的影响

通过粉末冶金方法制备了Ni-20Cr-5Al和Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3(质量分数/%,下同)合金,将Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金在不同温度(500~1 100℃)进行预氧化处理,然后将未预氧化及预氧化合金在1 150℃下循环氧化15h,研究了Y_2O_3的添加和不同预氧化温度对合金抗高温循环氧化性能的影响。结果表明:添加0.2%Y_2O_3后提高了Ni-20Cr-5Al合金的抗高温循环氧化性能;预氧化可以有效提高Ni-20Cr-5Al-0.2Y_2O_3合金的抗高温循环氧化性能,其中预氧化温度为700℃的合金有最优的抗高温循环氧化性能,其原因是经过预氧化处理的合金表面形成了致密的保护性氧化膜,阻止了氧化的进一步进行。     

温度对FeAl合金拉伸力学性能和断裂方式的影响

研究了从室温到１０００℃范围内，温度对二元及含Ｃｒ或Ｔｉ的Ｆｅ－３６．５ａｔ．％Ａｌ合金的拉伸力学性能和断口形貌的影响。结果表明，二元ＦｅＡｌ合金的拉伸力学性能及断口形貌发生显著变化的温度在５００－７００℃范围。