表面纳米化Zr-4合金组织和性能热稳定性研究

采用表面机械研磨法(SMAT)对Zr-4合金进行处理,在其表面制备出纳米结构表层,并在不同温度下对其进行退火。利用偏光显微镜、X射线衍射仪、透射电镜、显微硬度计和电化学测量仪等分析手段,研究了SMAT处理Zr-4合金经不同温度退火后,其纳米表层组织、硬度的热稳定性,以及退火对耐腐蚀性能的影响。结果表明,SMAT处理Zr-4合金经低于350℃退火,其表层纳米晶组织、晶粒尺寸、显微硬度具有一定的热稳定性;Zr-4合金经SMAT处理实现表面纳米化后,其在1 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性能降低,进一步对其在低于350 ℃进行退火,其耐腐蚀性能得到改善,且退火后的耐腐蚀性能要优于原始未经SMAT处理的Zr-4合金     

表面机械研磨处理Cu-10Ni合金腐蚀性能的研究

利用表面机械研磨处理(SMAT)使Cu-10Ni合金表面纳米化.采用电化学极化曲线和电化学阻抗(EIS)技术,分别研究了原始粗晶的、经表面机械研磨处理60 min的和表面机械研磨处理60 min后200℃下退火6 h的Cu-10Ni合金在0.05 mol/L Na2SO4和0.05 mol/L H2SO4混合溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,表面机械研磨处理的Cu-10Ni合金腐蚀电位产生了负移,其耐腐蚀性能降低了,但其极化曲线呈现钝化特征.     

核电冷凝器用含稀土Cu-30Ni-xRE(x=0~0.213)合金耐腐蚀性能及其机理研究

核电用冷凝器的失效形式以腐蚀为主,本文利用电化学测试系统、XRD、OM、SEM和EDS等分析测试方法研究Cu-30Ni-xRE(x=0~0.213)合金耐腐蚀性能及其机理,结果表明,与不含稀土的Cu-30Ni合金相比,适量稀土添加的Cu-30Ni-0.095RE合金的Ni元素偏析降低,枝晶和晶间腐蚀驱动力减小,导致腐蚀电位提高约11.0%,腐蚀电流密度iC降低约37.3%。     

表面机械滚压对Zr-4合金组织和力学性能的影响

采用表面机械滚压对退火态Zr-4合金进行表面纳米化处理并对其微观组织和力学性能开展了系统研究。滚压处理在Zr-4合金表面形成纳米/超细晶及变形层的厚度与滚压道次、每道次滚压深度有关;对Zr-4合金优化后的滚压参数为每道次滚压深度40μm、滚压8道次,获得从表面到心部由纳米晶、超细晶、变形组织和心部原始粗晶连续梯度变化的组织形貌,其纳米/超细晶层的厚度约为100μm,变形层的厚度约为300μm。Zr-4合金经滚压处理后,表层显微硬度显著提高;屈服强度和抗拉强度分别为352和600 MPa,各提高了7%和9%,延伸率略有降低。用混合法则计算了Zr-4合金表面滚压处理后的屈服强度,与实验值吻合。     

时效处理对Cu-3Si-2Ni合金组织及性能的影响

通过室温拉伸性能测试、X衍射和断口分析等方法研究了时效工艺对Cu-3Si-2Ni合金组织性能的影响.结果表明:Cu-3Si-2Ni合金时效后,强化相粒子可在晶界处及晶粒内部析出,有效提高室温屈服强度和抗拉强度,但导致合金的伸长率降低,室温拉伸断口呈现韧性和沿晶脆性混合断裂特征,而固溶态合金的室温拉伸断口均呈现典型的韧性断裂特征.根据实验结果,得出该合金较佳时效工艺为450℃×2 h.     

表面纳米化对β型钛合金耐腐蚀性能的影响(英文)

采用表面机械研磨处理(SMAT)方法对医用β型TiNbZrFe合金表面处理60 min,研究表面纳米化对TiNbZrFe合金在生理环境下耐腐蚀性能的影响。采用TEM观察表层纳米晶微观结构特征,采用电化学方法研究表面为粗晶与纳米晶的TiNbZrFe合金在0.9%NaCl和0.2%NaF溶液环境下的电化学行为。结果表明:TiNbZrFe合金表面形成深度约30μm的纳米晶层,纳米晶尺寸为10~30 nm。在0.9%NaCl和0.2%NaF腐蚀环境下,与粗晶表面相比,表面为纳米晶的合金表现出较高的电阻、较正的自腐蚀电位以及较低的自腐蚀电流密度。合金耐腐蚀性能的提高主要归因于在纳米化的TiNbZrFe合金表面能够快速形成致密且稳定的钝化膜。     

表面纳米化Cu-10％Ni合金在硫酸钠溶液中的腐蚀行为

采用表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)技术实现了Cu-10％Ni的表面纳米化.采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)等研究了表面纳米化Cu-10％Ni合金在酸性硫酸钠溶液(0.05 mol/LNa2S04+ 0.05 mol/LH2SO4)的电化学腐蚀行为.结果表明:原始Cu-10％Ni合金和表面纳米化合金在腐蚀介质中的极化曲线均有钝化现象产生;但表面纳米化处理之后的合金的耐蚀性下降了,腐蚀速率加快了;且合金的腐蚀性能随着表面纳米化时间的延长逐渐降低.     

机械研磨处理Zr-4合金表面纳米化研究

选用表面机械研磨技术(SMAT)处理密排六方结构Zr-4合金的表面,实现Zr-4表面纳米化,并利用X射线衍射(XRD)对比分析不同时间SMAT处理Zr-4合金表面平均晶粒尺寸。SMAT处理15min时Zr-4合金表面平均晶粒尺寸最小,约为20nm。利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)对其纳米化表层结构进行表征,并研究了其表面纳米化机制。     

表面纳米化Zr的拉伸性能

利用表面机械研磨处理（SMAT）技术在Zr片状拉伸样品表面施加剧烈变形，获得超细/纳米晶粒组织的变形细化表层，其中Zr板厚度1mm，两侧变形层厚度均为100μm。拉伸实验结果表明，表层细化组织提高了屈服强度和抗拉强度，使加工硬化能力及伸长率下降。应变速率在10^-4～10^-3s^-1范围时，拉伸强度随应变速率的提高而提高；应变速率增大至10^-2s^-1量级时，抗拉慢度下降。扫描电镜观察显示出韧性韧窝状断裂特征.     

Cu-14 Fe-C合金拉拔后的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、维氏硬度计等研究了真空熔炼制备Cu-14Fe-C合金不同应变量拉拔和不同温度退火处理后的组织、力学性能和导电性能,结果表明,铸态Cu-14Fe-C合金中碳元素主要存在于富铁相内部;拉拔使Cu-14Fe合金中富铁相由铸态时的树枝状随机分布趋向于沿拉拔方向分布,拉拔变形量越大,纤维状富铁相尺寸越细,分布也越均匀;拉拔使Cu-14Fe-0.2C合金中大部分近似球状富铁相逐渐转变为近似椭球状,拉拔变形量越大,近似球状相被拉长得越明显;拉拔变形显著提高Cu-14Fe-C合金的硬度而降低其电阻率; Cu-14Fe-C合金拉拔后退火,电阻率随退火温度提高不断下降。     

Characteristics and formation of corrosion product films of 70Cu-30Ni alloy in seawater

The corrosion product films of 70Cu-30Ni alloy, composed of recrystallized grains or deformed and recrystallized grains, were investigated in 3.5% NaCl and natural seawater by electrochemical techniques, SEM, EDX and AES. The recrystallized alloy displayed a steady increase in the polarization resistance while the alloy of incomplete recrystallization kept its polarization resistance at a low level as increasing the immersion time in 3.5% NaCl. The films formed on the recrystallized alloy in seawater were thin, uniform and rich in nickel. After long-term immersion, the films, still thin and protective, consisted of convex lines and smooth zones between the lines. The convex lines were richer in nickel and contained more seawater species than the zones, so this led the lines to preferentially dissolve and new lines to appear where the film grew slower. Immersed in seawater, the alloy of incomplete recrystallization showed thick, loose and porous films, of which the inner layer was denickelified and the outer layer contained a great amount of seawater species, and of which the underlying substrate was found with severe intergranular corrosion. The tube specimens of incomplete recrystallization for four-year immersion were perforated by intergranular corrosion.     

70Cu—30Ni合金海水腐蚀产物膜形成过程

本文研究了７０Ｃｕ－３０Ｎｉ合金海水暴露不同时间腐蚀产物膜特征和成分变化。研究表明，该合金腐蚀产物膜内存在的一个富Ｎｉ区随着暴露时间延长而变宽且Ｎｉ的富集程度增加，富Ｎｉ腐蚀产物膜充当阳极，从而保护基体，长期暴露所形成的腐蚀产物膜出现裂纹或沟，这是由于膜下基体在这些位置存在结构或成分的变化使膜的生长速度减慢或者内应力导致膜的破裂，随着外层膜的溶角与脱落，原裂纹或沟成为凸出条纹，凸出条纹中Ｎｉ与Ｃｕ     

退火工艺对Cu-30Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响

    通过电化学测试方法研究了不同参数退火后Cu-30Ni合金管在静止人工海水中的腐蚀行为.结果表明,海水腐蚀初期,富Ni表面膜对Cu3-0Ni合金管耐海水腐蚀性能的影响起主要作用,其相对于基体成为阳极性保护,且随着退火温度升高,保温时间延长,Cu3-0Ni合金管抗蚀能力越好;随着海水浸泡时间的延长,退火后Cu-30Ni合金管的显微组织结构对海水腐蚀性能影响占优,细小的富Ni颗粒成为微电池的阳极,优先被腐蚀;720℃×30 min热处理后试样抗腐蚀性能较好,腐蚀40天后,没有发现点蚀坑.     

Ni对30CrMnSi2钢组织及力学性能的影响

对不同Ni含量的30CrMnSi2钢低温回火后的组织与性能进行了研究。结果表明,试验钢组织由板条状回火马氏体和M/A岛组成;随着Ni含量的增加,M/A岛明显细化,M/A组织由岛状转变为细长条。冲击断口均为韧性断裂,随Ni含量增加,断口的韧性区域面积增大,等轴韧窝加深,韧窝数量增多,冲击吸收能量增加,Ni含量大于1.0%时,冲击吸收能量的增加趋势减弱。1.0%Ni试验钢的强度最大,韧塑性较好,综合性能最佳。     

Effect of rare earth on the microstructure and mechanical properties of as-cast Cu-30Ni alloy

Cu-30Ni-xRE (x = 0–0.213) alloys were prepared by a metal mould casting method. The effect of RE on the microstructure and mechanical properties of the alloys was investigated using optical microscope, scanning electronic microscope with energy-dispersive spectrometer, X-ray diffraction, and mechanical test. The results show that RE has obvious effect on refining dendrite structure and grain size, as well as on purifying the melting of Cu-30Ni alloy. With the increase of RE content, the ultimate tensile strength, yield strength, and elongation increase at first and then decrease after adding RE more than 0.095 wt.%. Cu-30Ni-0.095RE alloy possesses preferable mechanical properties, i.e., the ultimate tensile strength, yield strength, and elongation are 308 MPa, 125 MPa, and 51.2%, respectively. The microstructure and mechanical properties are worsened with increasing RE content more than 0.095 wt.%. The improvement of mechanical properties of Cu-30Ni-0.095RE alloy is attributed to RE refining microstructure and purifying the matrix.     

退火工艺对Cu-2Ag-0.075Y合金线坯组织和性能的影响

采用真空感应熔炼、热锻和冷拉拔等工艺制备了Cu-2Ag-0.075Y合金线坯,通过拉伸性能测试、导电性能测试和显微组织观察,研究不同退火工艺下Cu-2Ag-0.075Y合金线坯的组织和性能。结果表明,Cu-2Ag-0.075Y合金线坯抗拉强度随着退火时间的延长先显著下降至300~435 MPa,随后下降速率明显放缓,最终趋于平稳,退火温度越高,抗拉强度越低。而伸长率和导电率的变化规律则与抗拉强度相反,先是迅速提升,随后提升速率放缓,最后趋于平稳,550 ℃退火试样可获得较高伸长率和导电率。随着退火温度的提高和退火保温时间的延长,都可以使Cu-2Ag-0.075Y合金线坯组织再结晶程度加大。采用550 ℃×60 min退火工艺,Cu-2Ag-0.075Y合金线坯可以获得细小、均匀的等轴晶组织,良好的伸长率和导电率匹配,有利于其进行后续超微细丝拉拔加工。     

Ni对Ag-22Cu-17Zn-5Sn钎料铸态组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、热分析仪以及拉力试验机研究不同Ni含量对Ag-22Cu-17Zn-5Sn钎料显微组织、熔化特性以及力学性能的影响。结果表明,Ag-22Cu-17Zn-5Sn-x Ni钎料主要由Ag基体、Cu基固溶体、Cu_0.64Zn_0.36以及Cu_40.5Sn₁₁化合物组成。当Ni含量增加至0.6%时,钎料组织由粗大枝晶转变为均匀细小晶粒,平均晶粒尺寸约为4.53μm。随着Ni含量的增加钎料的固相线温度基本不变,而液相线温度和熔化温度区间出现不同程度的上升;抗拉强度先减小后增大再减小,延伸率先增大后减小的趋势,而钎料硬度(HV0.2)从140逐渐下降到100。当Ni含量为0.6%时,钎料的抗拉强度最高达到372 MPa,延伸率提高到7.6%。     

Effect of T6-treatments on microstructure and mechanical properties of forged Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si alloy

Transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), hardness tests and tensile tests were performed to investigate the effect of aging on microstructure and mechanical properties of forged Al-4.4Cu-0.7Mg-0.6Si alloy. The results show that the alloy exhibits splendid mechanical properties with an ultimate tensile strength of 504 MPa and an elongation of 10.1% after aging at 170 °C for 16 h. With tensile testing temperature increasing to 150 °C, the strength of the alloy declines slightly to 483 MPa. Then, the strength drops quickly when temperature reaches over 200 °C. The high strength of the alloy in peak-aged condition is caused by a considerable amount of θ′ and AlMgSiCu (Q) precipitates. The relatively stable mechanical properties tested below 150 °C are mainly ascribed to the stability of θ′ precipitates. The growth of θ′ and Q precipitates and the generation of θ phase lead to a rapid drop of the strength when temperature is over 150 °C.     

高能球磨制备Cu-15wt％Cr合金及其微观组织与性能的研究

本文首先采用高能球磨工艺合成Cu15wt％Cr预合金粉末，然后热压成形制备铜铬合金。研究了球磨过程合金粉末的微观组织、成形后块体的力学性能和电学性能，探讨了材料的强化机理，揭示了保温时间和热压温度对材料组织性能的影响规律。结果表明，Cu15wt％Cr可以通过高能球磨工艺形成过饱和固溶体，热压成形后，材料组织细小均匀，兼有细晶强化、弥散强化和析出强化效果，具有优良的综合性能。在900℃热压、保温40分钟，导电性为60％IACS，抗拉强度和硬度分别达到1057MPa和174．8HV。