Al替代Fe对<110>取向Tb-Dy-Fe合金显微组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响

采用区熔定向凝固方法制备<110>取向的Tb0.3Dy0.7(Fe1 xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)超磁致伸缩合金,研究不同含量Al原子替代Fe原子对于合金微观组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响。结果表明:Al原子替代不改变定向凝固样品形成的<110>轴向择优取向,合金依然保持MgCu2型立方Laves相和部分稀土相结构。随着Al含量的增加,黑色RE(FeAl)2相和白色富稀土RE(Al)相的析出数量、尺寸及分布发生变化。微量Al原子(x≤0.05)替代可以显著提高材料低磁场下的动态响应及饱和磁致伸缩系数,随着Al含量进一步提高,合金系饱和磁致伸缩系数降低。Tb0.3Dy0.7(Fe1 xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)合金的压缩强度随着Al原子含量增加而增加,合金发生解理断裂。当Al替代量x≤0.1时,合金具有良好的综合性能。     

硼含量对有序态(Fe,Co)3V合金环境氢脆的影响

通过在真空和氢气环境下的拉伸实验,研究了硼含量对有序态(Fe,Co)_3V合金力学性能和环境氢脆的影响。结果表明,当在有序态(Fe,Co)_3V合金中添加0.02%B(质量分数)时,相对于无硼合金,合金的晶粒尺寸减小了27.5%,合金在真空和氢气中的抗拉强度和延伸率均达到最大值;而当硼含量继续增加时,合金的晶粒尺寸、合金在真空和氢气中的力学性能均保持不变。无硼有序态(Fe,Co)_3V合金在氢气中呈现严重的环境氢脆,当在合金中添加0.02%B后,合金氢脆因子降低了34.4%,合金的断口形貌由完全沿晶断口转变为穿晶和沿晶的混合断口;当合金中的硼含量继续增加时,合金的氢脆因子不再降低,恒定在50%左右,即硼原子只能部分抑制有序态(Fe,Co)_3V合金在氢气中的环境氢脆。     

微观相场法计算Fe含量对NiAlFe三元合金中反位缺陷的影响

采用三元微观相场模型,对铝含量大于25%(原子分数,下同)与镍含量大于75%(原子分数,下同)的NiAlFe三元合金中反位缺陷NiAl、AlNi随Fe含量变化的规律进行模拟计算,其中NiAl(AlNi)表示Ni(Al)原子占据Al(Ni)格点产生的反位缺陷。结果表明:在一定温度范围内,随着Fe含量的增大,铝含量大于25%的NiAlFe合金中AlNi浓度明显上升,NiAl浓度略有上升,但小于AlNi浓度,相反在镍含量大于75%的NiAlFe合金中NiAl浓度明显上升且远大于AlNi浓度;同一温度下比较铝含量大于25%与镍含量大于75%的NiAlFe合金中反位缺陷受Fe含量影响的程度差异,发现前者的AlNi浓度比后者受Fe含量影响大,而后者的NiAl浓度比前者受Fe含量影响大。此外,反位缺陷NiAl和AlNi浓度随时间的演化规律均是逐渐由初始值降低至平衡值;温度升高促使反位缺陷演化变缓慢以及平衡时浓度增大。     

非等原子比AlCoCrFeNi高熵合金组织及力学性能研究

通过改变Co、Cr、Fe、Ni元素含量,研究了铸态非等原子比Al0.5(Co,Cr,Fe,Ni)4高熵合金的组织和力学性能.结果 表明,Cr元素的增加会提高bcc相体积分数,而Fe、Co、Ni元素的增加会提高fcc相的体积分数;对于Co-Fe、Co-Ni、Fe-Ni元素含量较高的Al0.5(Co,Cr,Fe,Ni)4合...     

LaDy_(0.1)Fe_(11.4)T_(0.1)Si_(1.5)(T=Mn,Fe,Co)合金的磁热效应

使用电弧炉熔炼制备了LaDy0.1Fe11.4T0.1Si1.5(T=Mn,Fe,Co)系列合金。XRD分析表明该系列合金具有NaZn13型立方单相晶体结构,空间群为Fm-3c。磁性测量表明:随着替代原子T原子半径的减小,合金的居里温度(TC)逐渐增大。在外场变化ΔB=1.5T时,该系列合金的最大磁熵变分别为12.3,25.0,11.4J/kg·K。     

LaY0.1Fe11.4T0.1Si1.5（T=Cr,Mn,Fe,Co,Ni）合金的磁热效应

用电弧熔炼法制备了LaY0.1Fe11.4T0.1Si1.5(T=Cr,Mn,Fe,Co,Ni)系列合金。室温XRD分析与SEM成分分析表明,该系列合金中除存在一个明显的杂相峰(富La相,P4/nmm)和α-Fe相外,主相为NaZn13型立方相。除T=Cr外,Fe位原子替代使合金的晶格常数随着替代原子T的原子半径的减小而减小。磁性测量表明,该系列合金除T=Mn以外,随着替代原子T的原子半径减小,合金的居里温度(TC)有增加的趋势。在外磁场变化ΔB=1.5T时,利用Maxwell方程计算得出,该系列合金磁熵变最大值分别为5.1,13.0,20.7,12.7和7.4J·kg-1·K-1。由此可以看出,T=Fe时合金的磁熵变最大值最大,且该系列合金的磁熵变峰值随着外磁场增加向高温区不对称展宽;TC以上磁场引起的变磁转变是磁熵变峰值不对称展宽的原因。     

硼含量对有序态Ni3Fe合金中氢扩散的影响

采用阴极充氢和真空拉伸方法,研究了硼含量对氢原子在有序态Ni_3Fe合金中扩散的影响。结果表明,当合金中硼含量C_B≤0.06%(质量分数)时,氢原子在有序态Ni_3Fe合金中的扩散系数随C_B的增加而逐渐降低,而扩散激活能逐渐增大。当C_B0.06%后,氢原子的扩散系数随C_B的增加而变化很小,而扩散激活能略有减小。原子探针层析方法证实了硼原子在有序态Ni_3Fe合金中晶界处发生偏聚。对比研究硼含量对有序态Ni_3Fe合金中氢扩散系数及对合金在氢气环境中氢脆因子的作用,确认硼原子降低有序态Ni_3Fe合金在氢气环境中的氢脆敏感性的机理,是硼原子降低了氢原子在合金中的沿晶扩散系数。     

高Fe含量Fe-B-Si-Hf块体非晶合金的结构-性能关联

以具有最佳非晶形成能力的新型Fe-B-Si-Hf四元块体非晶合金团簇式成分[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe(Fe_(72.5)B_(16.7)Si_(8.3)Hf_(2.5))为基础,通过添加Fe原子获得了[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fex(x=0、1.5、2、2.5和3,原子个数)系列高Fe含量的Fe-B-Si-Hf四元合金成分。液态急冷、热分析和磁性测量结果表明,随着Fe原子数量的增加,非晶合金的形成能力逐渐降低,形成棒状块体非晶样品的临界尺寸由x=0时的2.5 mm降低到x=2时的1 mm。非晶样品的玻璃态转变温度、晶化温度和Curie温度随Fe原子数量的增加也整体上表现为降低的趋势。该系列非晶样品软磁性能优异,其中[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fe_2(Fe_(76.4)B_(14.3)Si_(7.1)Hf_(2.2))块体非晶合金的饱和磁化强度和矫顽力分别为1.58 T和2.8 A/m。为建立高Fe含量Fe-B-Si-Hf非晶合金的结构-性能关联,构建了{[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]+[Fe-Fe_(14)]_(x/15)}Fe非晶合金的"双团簇"微观结构模型。结果表明,源于a-Fe的[Fe-Fe_(14)]团簇的数量在Fe-B-Si-Hf四元非晶合金的性能变化中起决定作用。     

Fe含量对Ti-xFe-B合金铸态组织演变及力学性能的影响

本文利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度仪和电子拉伸试验机等分析测试方法,系统地研究了Fe元素含量变化对Ti-xFe-B(x=1 ~ 5 wt%)合金铸态组织演变及力学性能的影响。研究表明：在Fe含量1 ~ 3 wt%时,合金组织由片层状α相和少量β相组成,当Fe含量增加至4 ~ 5 wt%时,合金组织的组成中β相增加显著,同时随着Fe含量从1 wt%增至5 wt%,析出化合物中Fe元素含量上升,α相晶粒尺寸下降了56.5%;随着Fe含量增加,合金力学性能改变显著,维氏硬度增加了45.7%,抗拉强度由502 MPa增加至834 MPa,但合金塑性下降明显,断面收缩率从30.4%下降至9.5%,断裂伸长率由19.4%下降到7.9%。结果显示,当Fe含量在3 ~ 4 wt%时,合金可以达到强度和塑性的最佳匹配,具有更大的开发潜力。     

铁对亚快速凝固高铝青铜组织和性能的影响

利用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等研究了Fe含量对亚快速凝固态高铝青铜Cu-15Al-X Fe(X=0,1,4,7,10,12,15)合金组织和性能的影响。结果表明,Fe含量的变化对亚快速凝固态高铝青铜合金的组织形态有显著影响。随着Fe含量增加,合金形貌由单一柱状晶结构向等轴晶转变。当w(Fe)≤7%时,合金主要由先共析γ_2相和(α+γ_2)共析体组成,随着Fe含量增加,柱状晶间距减小,γ_2相由稀疏粗大网状变成细密均匀的枝晶状;当w(Fe)≥10%时,合金主要由(α+γ_2)共析体一定体积的κ相组成,随着Fe含量的增加,κ相逐渐增多并合并长大。合金的硬度呈现出先上升后下降的趋势,合金的最大硬度值出现在w(Fe)为4%时,此时硬度值为492 HV。     

Fe-Ni基合金时效过程中γ'相析出的原子探针层析技术研究

将一种Fe-Ni基沉淀强化奥氏体合金在980℃固溶后水淬,在620℃经过不同时间时效。利用硬度测试及原子探针层析技术(APT)研究时效过程中g'相的析出行为及其对材料硬度的影响。结果表明,当时效时间小于6 h时,合金硬度增加较快,由时效前的145 HV迅速增加至205 HV,随后硬度增加速率缓慢;时效120 h时,硬度为251 HV。APT结果表明,合金经固溶处理后,合金元素均匀分布在基体中。在时效最初阶段,Ti发生了较为明显的偏聚,形成含有Fe、Ni和Al等元素的富Ti纳米团簇。随着时效时间延长,富Ti纳米团簇中的Ni和Al原子的含量逐步增多,而Fe、Cr及Mo等原子的含量不断减少;当时效至120 h时,团簇中Ni与Ti+Al比值近似于3,即已完全形成g'相,表明g'相析出是形核-长大过程。合金硬度的变化与时效过程中g'相的数量密度和体积分数有关。     

Alx-(Cr-Fe)100-x系激光烧结合金的组织及性能

对掺杂不同原子分数(80%、85%、90%、95%)的铝粉和高碳铬铁粉末混合压坯进行激光诱导自蔓延烧结,利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及硬度计、磨粒磨损机、电化学腐蚀仪等试验仪器,分析烧结合金的显微组织、物相结构及力学性能。结果表明：烧结合金物相主要为α-Al 、Al2Fe、AlFe、Fe2AlCr、Al2O3及富Al相,随着Al含量增多,富Al相Al13Fe4、Al13Cr2逐渐消失,产物相多转化为固溶体α-Al相;在Al含量为80%时,烧结合金孔隙率(1.7%)最小,烧结密度(3.35 g/cm3)最大,硬度(817.5 HV0.2)最高,烧结合金的磨损率(0.08 mg/mm2)最低;合金耐蚀性能在Al含量为90%时最好,钝化电流(110.3 μA/cm2)最小。     

Mo对Fe-Nb-B非晶热稳定性和软磁性能的影响

研究了Mo元素部分替代Fe元素对Fe-Nb-B非晶热稳定性和软磁性能的影响。结果表明,Fe基非晶的晶化过程与合金中Mo含量密切相关,当Mo含量为1%和3%(原子分数)时,合金经历2次晶化过程;而当Mo含量为5%时,合金仅经历1次晶化过程。添加Mo元素能够有效提高Fe基非晶的玻璃化转变温度T_g和晶化起始温度T_(x1)。随着合金中Mo含量的增加,Fe基非晶的热稳定性显著改善,而非晶形成能力则略有降低。Fe_(70)Nb_6B_(23)Mo_1合金具有较低的玻璃化转变温度T_g(=830 K)和较宽的过冷液相区宽度ΔT_x(=53 K),具有最佳的非晶形成能力,与热力学参数P_(HS)的预测结果相一致。Fe_(71-x)Nb_6B_(23)Mo_x(x=1,3,5)非晶薄带具有较高的饱和磁感应强度M_s和低的矫顽力H_c,M_s值为60~84(A·m2)·kg~(-1)。Fe基非晶合金热稳定性的高低与其软磁性能具有一致性,即高热稳定性的非晶合金具有更优异的软磁性能。     

NiFe_2O_4尖晶石涂层用纳米Ni-Fe合金的电沉积制备与表征(英文)

采用直流电沉积技术在Ni基体上制备Fe含量为1%~39%(质量分数)的纳米晶FCC Ni-Fe合金涂层。利用X射线衍射技术研究Ni-Fe合金涂层的晶体结构、晶格应变、晶粒尺寸和晶格常数;利用X射线能量分散谱仪(EDS)和原子力显微镜(AFM)分析沉积层的化学成分和表面形态。结果表明,Fe含量对镍铁合金沉积层的择优取向、晶粒尺寸、晶格常数和晶格应变有较大影响。FCC Ni-Fe合金涂层的择优取向为(200)或(200)(111)。随着Fe含量的增加,(200)晶面的择优取向逐渐减弱,而(111)晶面的择优取向逐渐增强。当Fe含量为1.3%~25%(质量分数)时,Fe含量的增加使沉积层的晶粒显著细化。当Fe含量超过25%时,Fe含量的增加不再使FCC Ni-Fe合金晶粒尺寸减小。FCC Ni-Fe合金的晶格应变随Fe含量的增加而增大。由于Fe含量不低于25%的合金具有相似的晶粒尺寸(约为11 nm),所以晶格应变随Fe含量的增加不能归因于晶粒尺寸的变化。     

NiFe2O4尖晶石涂层用纳米Ni-Fe合金的电沉积制备与表征（英文）

采用直流电沉积技术在Ni基体上制备Fe含量为1%~39%(质量分数)的纳米晶FCC Ni-Fe合金涂层。利用X射线衍射技术研究Ni-Fe合金涂层的晶体结构、晶格应变、晶粒尺寸和晶格常数;利用X射线能量分散谱仪(EDS)和原子力显微镜(AFM)分析沉积层的化学成分和表面形态。结果表明,Fe含量对镍铁合金沉积层的择优取向、晶粒尺寸、晶格常数和晶格应变有较大影响。FCC Ni-Fe合金涂层的择优取向为(200)或(200)(111)。随着Fe含量的增加,(200)晶面的择优取向逐渐减弱,而(111)晶面的择优取向逐渐增强。当Fe含量为1.3%~25%(质量分数)时,Fe含量的增加使沉积层的晶粒显著细化。当Fe含量超过25%时,Fe含量的增加不再使FCC Ni-Fe合金晶粒尺寸减小。FCC Ni-Fe合金的晶格应变随Fe含量的增加而增大。由于Fe含量不低于25%的合金具有相似的晶粒尺寸(约为11 nm),所以晶格应变随Fe含量的增加不能归因于晶粒尺寸的变化。     

LaNi5-xFex(x=1～1.8)合金相结构及电化学性能

研究了LaNi5-xF3x(x=1.0,1.2,1.4,1.6,1.8)合金中Fe部分代替Ni对LaNi5型电极合金相结构及电化学性能的影响.结果表明:当x=1.0时,合金由LaNi5和La2Ni7相组成;当x=1.2时,开始出现(Fe,Ni)相;当x=1.6时,还开始出现La2Ni3相.随x增大LdNi5相逐渐减少、La2Ni7和(Fe,Ni)相逐渐增多.随Fe含量的增大,电极合金放电容量减小,扩散系数减小,交换电流密度呈先减小后增大的趋势,当x=1.4时,电极合金的交换电流密度达到最小值.Fe含量对合金电极高倍率放电性能HRD值的影响与对合金电极交换电流密度的影响趋势一致,这表明电极合金表面的电化学反应对合金的动力学性能影响更大.     

定量计算Ni_3(Al_(1-x)Fe_x)沉淀中原子占位的微观相场研究（英文）

采用微观相场方法,模拟研究了化学计量比为Ni_(75)Al_(25-x)Fe_x(x=0,5~10)系列合金在时效温度为1273 K时的原子占位情况。通过该方法,定量计算了L1_2-Ni_3(Al_(1-x)Fe_x)沉淀相中各原子的占位几率(SOP),并获得了其随Fe含量变化的动态响应规律。研究结果表明:随着Fe浓度的增加,Fe原子优先占据B格点位置(FCC结构的角位),且其原子占位几率数值逐渐增高;Al原子在B格点位置的占位几率则明显降低。同时,在L1_2相沉淀过程中出现了Al_Ni和Fe_Ni反位现象;且随着Fe含量的升高,Al_Ni和Fe_Ni原子反位的形成将会变得更加容易。原子占位几率的瞬时动态演化早在L1_2相长大的初期阶段就已完成。     

Si对新型Fe3Al基-石墨合金组织和力学性能的影响

采用熔炼法制备出新型Fe3Al基-石墨固体自润滑材料,研究Si含量对Fe3Al基-石墨固体自润滑材料的显微组织、力学性能以及干摩擦磨损性能的影响。结果表明：Si可以促进C原子在Fe-Al-C液态合金中熔入及凝固过程中的石墨化,对Fe3Al基体有固溶强化作用。随着Si含量增加,C原子的石墨化作用增强,合金的硬度逐渐降低,抗弯强度逐渐增大;但Si合金超过3.5%（质量分数）时,由于Si在Fe3Al基体中的过多固溶,三点弯曲强度明显降低。研究表明,Fe3Al基-石墨合金具有高的耐磨性能和良好的润滑性能,摩擦因数随着合金中石墨面密度的增大而降低,磨损率随Si含量的增加而减小,其中Si含量为3.5%的合金经过900℃、15 h退火处理后,综合力学性能好,其磨损率仅为QT-500球墨铸铁的1/20。     

Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金组织性能的影响

采用拉伸和硬度测试、扫描电镜和X射线衍射仪等手段,研究了不同Fe含量对挤压铸造Al-3.5Mg-0.8Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Fe能改善合金的力学性能,合金中只存在Al₆(FeMn)相。合金的抗拉强度和屈服强度随着Fe含量的增加而增大,伸长率随着Fe含量的增加而降低,原因是随着Fe含量增加,硬脆的Al₆(FeMn)相增多。在挤压压力为75MPa和Fe含量为0.5%时,合金的综合力学性能最佳,其抗拉强度为252MPa,屈服强度为128MPa,伸长率为28%。     

Fe基金属包膜的Mössbauer参量及其在金刚石合成中的催化作用

研究了高温高压下金刚石单晶合成时形成的Fe基金属包膜与触媒合金的Mossbauer参量,并利用它们的差异,讨论了包膜的催化作用.结果表明,虽然Fe基金属包膜与触媒合金中的含Fe相均为γ-(Fe,Ni)和Fe3C,但包膜中的γ-(Fe,Ni)与触媒合金中的γ-(Fe,Ni)相比,同质异能移IS大于后者、超精细场Bhf小于后者.这表明Fe基金属包膜内γ-(Fe,Ni)中Fe原子的3d层电子状态发生了变化,包膜的γ-(Fe,Ni)在高温高压金刚石生长过程中是一催化相.