冷旋压-热处理对亚共析铀铌合金显微组织的影响

在室温条件下用正旋压工艺对一种管状亚共析U-Nb合金施加减薄率为15%的变形.然后分别在700、655和600 ℃进行真空退火处理.采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)和XRD研究了冷旋压及不同温度退火引起的显微组织变化.结果表明:冷旋压变形通过机械破碎使原始组织得到细化.700 ℃退火后得到棒状珠光体组织,655 ℃退火得到层片状珠光体组织,600 ℃退火得到粒状珠光体组织.     

亚共析铀铌合金激光焊接微观结构及电化学行为

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和电化学综合测试仪对亚共析珠光体铀铌合金激光焊接接头的微观结构和电化学行为开展了研究,结果显示:亚共析珠光体铀铌合金焊缝晶粒尺寸约50μm,焊缝相结构为单相正交结构α`马氏体;在50μg/g Cl-的Na Cl溶液中,焊缝金属腐蚀电位比基材低约400 m V,构成了电偶腐蚀对,在电偶腐蚀和自腐蚀共同作用下,焊接接头的腐蚀电流比焊缝金属和基材分别高约3至10倍,接头整体抗腐蚀性能低于基材,腐蚀形式表现为均匀腐蚀。     

受腐蚀亚共析铀铌合金的力学性能研究

利用加速腐蚀实验方法研究了腐蚀对一种亚共析铀铌合金拉伸性能的影响,并用SEM和EDS对拉伸试样的组织结构、成分、表面形貌和断口形貌进行了分析.腐蚀实验表明:随着腐蚀时间的增加,拉伸试样表面的腐蚀程度加剧,经过约180 d的腐蚀后,试样表面形成了腐蚀斑,其大小为50μm左右;力学拉伸测试表明:在实验范围内,合金的屈服强度和抗拉强度无明显变化,而试样的延伸率及断面收缩率则有下降的趋势.断口形貌表明,合金在实验范围内腐蚀后,其断裂方式仍以韧性断裂为主.此外,对引起合金力学性能变化的主要因素也进行了探讨.     

时效处理对亚共析U-Nb合金显微组织的影响

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究时效处理对亚共析U-Nb合金显微组织结构的影响.结果表明:在低于200℃温区时效,亚共析U-Nb合金的显微组织和相结构未发生变化,为α"弹性马氏体;在240℃时效,α"马氏体已部分分解为γ0相;在高温550℃时效时,马氏体沿奥氏体晶界网状分解为α γ双相组织.     

高梯度快速定向凝固下DZ22高温合金的显微偏析

利用超高梯度快速定向凝固装置，对ＤＺ２２合金在快速定向凝固下的枝晶组织和显微偏析进行了研究。实验结果表明：快速定向凝固的一次枝晶间距和二次枝晶间距及冷却速率随凝固速率变化有一极值。在凝固速率８１５μｍ／ｓ时，枝晶间距（λ１，λ２）为最小，而冷却速率为最大。各元素显微偏析程度随冷却速率增大而减小。除Ｈｆ元素外，在最大冷却速率５４℃／ｓ（Ｒ＝８１５μｍ／ｓ）时，其余元素的偏析比均趋于１     

多元Al-Cu系合金凝固过程中显微偏析的计算模拟

以物质守恒方程,液固界面平衡方程为基础,提出一个反映多元合金系中组元间相互作用的凝固模型,并从应用的角度出发,对该模型进行了合理的简化,利用这个模拟对合金元素在多元Ａｌ－Ｃｕ系合金凝固过程中的行为进行计算模拟,所得的情况与实验结果相一致,表明这个多元系凝固模型可以为多元Ａｌ－Ｃｕ系合金化设计作出有效的预测。     

Nb,Ti含量对J—90合金凝固偏析的影响

采用电子探针对不同Ｎｂ，Ｔｉ含量的Ｊ－９０合金凝固组织中的Ｎｂ，Ｔｉ的面分布及枝干心部元素的化学成分进行了分析，结果表明，随合金中Ｎｂ含量增加，合金中Ｎｂ的偏析趋于严重，而Ｔｉ的分布则趋于均匀化；合金中Ｔｉ量增加时，Ｎｂ，Ｔｉ的偏析均趋于减轻，定量测试发现，当合金中Ｎｂ，Ｔｉ含量增加时，Ｎｂ，Ｔｉ的初凝平衡分配系数均有所增加，通过分析比较还，以元素最高含量与最低含量之差作为比较参数，可以合理地反映     

凝固路径对Al-4.5%Cu合金显微偏析参数影响的数值模拟

通过对Al-4.5%Cu合金铸锭显微偏析形成的数值模拟,研究了凝固路径对凝固后铸锭不同位置处显微偏析参数的影响.在显微偏析模型中考虑了树枝晶粗化、固相溶质逆扩散、枝晶尖端过冷、随温度变化的溶质扩散系数等影响显微偏析形成的动力学因素.数值方法中采用变网格技术跟踪移动界面,通过迭代求解溶质扩散方程和溶质守恒方程计算显微偏析参数.结果表明,对于Al-Cu合金,固相扩散主要由溶质扩散速率控制,而非局部凝固时间.显微偏析参数不仅取决于局部凝固时间,还要考虑凝固路径的影响.     

激光金属成形定向凝固显微组织及成分偏析研究

利用高温合金Rene95粉末在镍基高温合金基材上进行激光多层涂覆。研究熔覆层中凝固显微组织的生长特性。基于对柱状晶向等轴晶转化理论的分析，证实通过控制工艺参数组合，可获得具有良好取向的单道多层、多道搭接多层定向凝固涂层和圆环的定向凝固试样，涂层内部的定向凝固柱状枝晶组织细密，枝晶一次间距为5－30μm，二次臂很小或者完全退化。涂层内无明显的成分偏析现象。     

铌在一种高合金化高温合金中的偏析与扩散行为

研究铌在一种高合金化镍基高温合金凝固过程中的偏析和均匀化过程中的扩散行为。铌严重偏析于枝晶间区域,其偏析系数高达4.30。许多富铌相,包括Laves相、δ相、（γ＋γ′）共晶、MC和M6C碳化物等在枝晶间析出。利用差热分析和在不同温度、时间的均匀化处理确定各种富铌相的溶解温度和枝晶偏析的消除程度。元素扩散计算表明：铌的扩散速率随着均匀化温度的提高而显著增加,从而有效地缩短均匀化时间。提出一种无初熔的三步均匀化制度,可以完全消除铌的枝晶偏析,获得均一的组织。     

U-Nb合金的可逆塑性变形及其消除方法

研究淬火态和时效态U-Nb合金在机械加工和静拉伸时的可逆塑性变形,采用透射电子显微镜进行原位拉伸观察,结合变形前后及二次时效后合金的X射线衍射分析探讨U-Nb合金的塑性变形机制,利用时效方法探索消除加工变形的可行性。结果表明:高密度孪晶的相互吞并、长大及发生择优取向是该合金在变形初期的主要变形机制;淬火态和经150℃时效U-Nb合金的变形量差别不大,而经200℃时效U-Nb合金的加工变形量与前两者相比相对较小;利用200℃二次时效的方法消除塑性变形时,U-Nb合金的变形回复量可达50%以上。     

Numerical simulation of microstructure evolution and microsegregation of U-Nb alloy during solidification process

In this work, a cellular automaton model has been developed to simulate the microstructure evolution of U-Nb alloy during the solidification process. The preferential growth orientation, solute redistribution in both liquid and solid, solid/liquid interface solute conservation, interface curvature and the growth anisotropy were considered in the model. The model was applied to simulate the dendrite growth and Nb microsegregation behavior of U-5.5Nb alloy during solidification, and the predicted results showed a reasonable agreement with the experimental results. The effects of cooling rates on the solidification microstructure and composition distribution of U-5.5Nb were investigated by using the developed model. The results show that with the increase of the cooling rate, the average grain size decreases and the Nb microsegregation increases.     

等离子体喷涂Sn和ZrO2涂层／U-Nb合金摩擦副的摩擦性能

探讨了用等离子体喷涂方法制备改善与U-Nb合金之间摩擦性能的减摩层的可行性。比较了U-Nb合金在涂层表面滑动时Sn软涂层，Sn／ZrO2双涂层，ZrO2硬涂层和ZrO2中加入Sn的混合涂层的摩擦特性。结果表明，表层为Sn的单涂层和Sn／ZrO2双涂层的摩擦性能相近，Sn单涂层的摩擦系数最低。ZrO2硬涂层一直保持着较高的摩擦系数，在ZrO2中加入Sn后，涂层的摩擦系数没有得到有效改善。用等离子体喷涂方法制备的ZrO2硬涂层不适合作U-Nb合金的减摩层。切削是Sn、Sn／ZrO2、Sn ZrO2、ZrO2的涂层与U-Nb合金之间主要的摩擦机理。     

U-Nb合金低温分解机制的相场法研究

低温时效处理导致U-Nb合金的力学性能发生显著改变,利用相场法研究了性能变化对应的微观组织演化。结果表明,在较高温度可能发生调幅分解,但必须满足其热力学条件,而且也仅出现在初期。发生普通型析出的范围可能更广,因为合金成分接近于发生结构转变的临界成分,时效对应的母相无论是类高温立方相还是类低温正交相,稳定核胚和母相之间的Nb含量差异都可以相当小。当相界面的迁移率较大而扩散率较低时,处于长大阶段的析出物的Nb含量明显不同于平衡态成分。因此,U-Nb合金的低温时效硬化效应可能是由相分解引起的Nb再分配所导致。     

U-6%Nb二元合金凝固过程中显微组织与显微偏析的模拟

提出一个改进的计算固相分数的模型,利用该模型及元胞自动机方法根据相图计算将固/液界面区域内固相分数表示为一个一元二次方程,不需假设界面的位置和形状.对U-6%Nb(质量分数)二元合金的凝固组织和显微偏析的模拟结果表明:初始形核部位Nb浓度最高,随着凝固的进行,该部位Nb浓度不断下降;凝固后期晶界区贫Nb,Nb浓度最低可达3%以下.     

U-Nb形状记忆合金热弹性马氏体相变的相场模拟

U-Nb形状记忆合金具有优异的抗腐蚀性和力学性能,其中亚稳α?相的典型微观组织为多层级孪晶马氏体。利用相场法模拟α?相热弹性马氏体的形成过程。结果表明,在弹性应变能最小化的驱动下,获得了多种自协调马氏体组织,也发现了多种自协调模式。对比本研究模拟结果和文献中的实验结果,认为相变变形梯度矩阵的反对称性和界面兼容性显著影响变体结对和孪晶面。另外,基于变体重排过程,预测了相变态组织在变形初期的织构演化。     

GH742y合金凝固偏析行为

采用组织分析和差热分析相结合的方法系统研究GH742y合金的凝固偏析行为和铸态组织形成规律。GH742y合金枝晶偏析严重,组织析出复杂:Cr、Co、W、V和Al偏析于枝晶干,而Nb、Ti和Mo等元素在枝晶间的富集导致一次和二次γ′相、(γ γ′)共晶、MC碳化物、M6C碳化物、Laves相和δ相的析出;稀土元素La和Ce的偏析导致Ni5Ce相和富氧硫稀土相的枝晶间析出。相分计算表明,严重的元素偏析以及大量富Nb和Ti相的析出是σ相和μ相等有害TCP相析出的主要原因。GH742y合金的凝固顺序为:γ基体、MC碳化物、一次γ′相、(γ γ′)共晶、Laves相、Ni5Ce相和M6C碳化物。     

偏共析U-Nb合金的变形及应变回复行为

对U-Nb合金施加不同程度的预应变后,利用自制的变形测量装置研究该合金在加热时的应变回复行为,结合透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪等对U-Nb合金的变形机制及形状记忆效应进行探讨。结果表明:高密度的孪晶组织在变形时的相互吞并、长大及择优取向是该合金在形变初期的主要变形机制,并认为U-Nb合金具有显著的形状记忆效应(SME),在加热过程中,其最大应变回复量可达3.2%,升温时粗大的孪晶组织通过逆相变重新取向和分解是导致该合金具有形状记忆效应的主要原因。     

Solidification of Be-free Ni-based dental alloy

A novel, Nb- and Si-rich and Be-free Ni-based alloy was cast by two methods of investment casting and continuous casting to study the microstructure evolution during solidification and its mechanical properties. The solidification of the alloy started with the primary crystallization of FCC-γ, followed by a binary eutectic reaction, with the formation of a heterogeneous constituent: FCC-γ+G-phase, which replaced the low-melting eutectic (FCC-γ+NiBe) in the Be-bearing alloys. AlNi₆Si₃ and γ′ formed during the terminal stages of solidification by investment casting, while the formation of AlNi₆Si₃ was suppressed by continuous casting. The Scheil solidification model agreed very well with the experimental results.