激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金

<正>近日,南京工业大学钛合金材料基础研究团队提出一种新型激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金。激光熔融沉积原料为采用等离子旋转电极工艺(PREP)制备的Ti-Fe-B合金粉末。其中添加适量的B以实现对增材制造钛合金组织的调控,促进等轴晶的形成,有效克服因钛合金增材制造凝固过程自发形核不足而产生柱状晶的问题。同时分别采用铸造、锻造的方式制备了该合金。对比发现,激光熔融沉积制得Ti-Fe-B合金具有更优的力学性能,     

热喷涂Fe基非晶合金涂层的研究现状

综述了超音速火焰喷涂(HVOF),等离子喷涂(PS)技术的性能特征,以及运用热喷涂技术制备Fe基非晶涂层的发展历史与现状。从非晶合金涂层的高硬度、耐磨性及腐蚀性能等方面阐述了非晶合金涂层的优越性,对新型Fe基非晶涂层的形成机理进行研究,探讨采用超音速火焰喷涂技术制备高质量非晶合金涂层的关键因素。并展望了采用热喷涂技术制备非晶合金涂层的未来发展趋势。     

铁基非晶合金涂层的研究进展

铁基非晶合金涂层以其良好的力学性能、 优异的耐磨耐蚀性以及较低的经济成本已成为较有前景的非晶涂层材料之一。 本文综述了铁基非晶涂层材料的设计准则与材料体系, 介绍了激光熔覆技术和热喷涂技术制备铁基非晶涂层的进展和发展趋势, 结合铁基非晶涂层的性能特点介绍了其工程应用概况。 指出了目前铁基非晶涂层研 究领域存在的问题并展望了发展方向。     

非晶合金的性能与应用

非晶合金是利用快速凝固技术制备的一种新型金属材料,特殊的微观结构使非晶合金具有优良的性能.文章简要叙述了非晶合金在力学、电学、磁学性能、电化学等方面的性能,并介绍了非晶合金在变压器、高温材料、防腐材料、医学、航空航天以及军事等领域中的应用.介绍了我国近几年在非晶合金领域取得的研究成果,并对非晶合金的发展进行了展望.     

热喷涂制备非晶合金涂层性能的研究进展

首先介绍了非晶合金的理论基础,然后从耐磨性和耐蚀性两个方面入手,详细地阐述了国内外对于热喷涂非晶合金涂层性能研究进展情况,并系统地总结了非金合金涂层在耐磨性和耐蚀性上的本质联系和根本矛盾,最后指出热喷涂非晶合金涂层性能研究上的局限性,提出三点问题:对于非晶合金基础理论的研究还处在起步阶段、热喷涂制备非晶合金涂层的合金体系种类少、制备非晶合金涂层的热喷涂技术有待开发,并针对以上三点问题提出热喷涂制备非晶合金涂层性能研究的未来发展方向。      

机械合金化制备钨基非晶合金的研究进展

机械合金化(MA)是一种固体粉末制备技术,可以合成非晶等多种非平衡相,是一种具有发展潜力的非晶合金制备技术。概述了MA工艺参数对钨基非晶合金的影响和MA形成的非晶类型,从热力学和动力学2个方面阐述了非晶形成的机理,并着重分析了不同混合焓钨基非晶体系的形成机制。     

材料表面直接非晶化

在机械零件表面用非晶合金作为保护层十分困难,因为非晶合金的热稳定性差,用传统方法制备的非晶薄膜在与其它金属通过热等静压法结合的过程中往往发生晶化。大阪大学焊接工程研究所的松绳朗教授等发明了一种“激光加热急冷法”,利用脉冲激光直接使材料表面非晶化,解决了上述难题。该工艺的特征是。事先用热等静     

Y含量对Mg-Zn-Y非晶合金性能的影响

通过铜模铸造法和熔融纺丝技术合成了具有生物医学应用性能的可生物降解Mg-Zn-Y非晶合金(MGs)。在体外研究了钇(Y)含量对Mg基非晶合金的形成、热稳定性、硬度、耐腐蚀性和细胞相容性的影响。通过细胞毒性测试(MTT)、凋亡测试和细胞骨架染色测定的结果发现,Mg-Zn-Y非晶合金具有良好的生物相容性,可以作为可生物降解材料。     

AC-HVAF喷涂铁基非晶复合涂层结晶度的DSC法测定

利用活性燃烧高速燃气喷涂方法(AC-HVAF)制备出一种高非晶含量的Fe基非晶合金涂层.根据非晶合金相变的热力学原理可知部分晶化的非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变,其相变热应正比于残留非晶相的相含量.采用不同的热处理工艺使喷涂的非晶涂层晶化,利用DSC分析法测定了热处理后涂层中的纳米晶体含量和部分晶化非晶合金涂层试样的相变热,计算了该涂层试样的结晶度.实验结果和理论预测基本相符.     

铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.     

Nanocrystallization of Amorphous Fe73. 5 Cu1 Nb3 Si13. 5 B9 Irradiated by Laser

The surface nanocrystallization of amorphous Fe73.5 Cu1Nb3Si13.5B9 radiated by CO2 laser was studied by means of M（oe）ssbauer spectroscopy, transmission electro iroscope and X-ray diffraction. The result shows that under certain technical conditions, nanocrystalline is fiound on the surface of amorphous Fe73.5 Cu1Nb3Si13.5B9 radiated by laser; the crystallization phase is α-Fe（Si） crystalline, and its size is about 10-20 nm; the nanocrystalline is uniformly distributed on amorphous base to keep the amorphous and crystallized phase in balance; the a mount of crystallization reaches 23% when the laser power is 300 W, the diameter of light spot is 20 mm, and the radiation speed is 20 mm/s. The phase balance can be controlled by adjusting the laser technology parameter. Laser radiation on the amorphous Fe73.5 Cu1Nb3Si13.5B9 alloy is an important technique for surface nanocrystallization of the amorphous alloys.     

制备工艺对无钴AB5型贮氢合金的相结构和电化学性能的影响

用真空熔炼、快淬工艺以及球磨工艺制备稀土基无钴AB5型La（NiMnAlFe）5贮氢合金，用XRD测试了合金的相结构，并测试了不同制备工艺下合金的电化学性能。研究了制备工艺对无钴合金的相结构和电化学性能的影响。结果表明，由真空熔炼和快淬工艺制备的合金为CaCu5型单相结构，球磨合金由CaCu5型相和游离Ni相组成，并出现了非晶化趋势。快淬和球磨均使合金的放电容量降低，循环稳定性提高，但球磨工艺的影响更为显著，主要原因是球磨后合金中出现非晶化趋势。     

铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备出直径3 mm的Zr₄₆Cu₄₆Al₈块体非晶合金, 利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体, 通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法, 研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明, 块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构; 块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应; 单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为: 转速300 r·min-1, 球料比30:1, 球磨时间15 h; 相同条件下, 除过冷液相区外, 块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体, 且晶化放热更剧烈; 随着加热速率增大, 二者热力学参数均向高温区移动, 过冷液相区的宽度也逐渐增加; 块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近, 块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高, 热稳定性更优。     

SLM成形Al-Cu-Mg 合金的摩擦磨损性能

铝合金具有低密度、高比强度、较好的耐蚀性等优点，被广泛应用于航空、船舶和汽车等领域；选区激 光熔化成形可以一次性成形复杂零件，具有良好的应用前景。对选区激光熔化（SLM）成形的Al-Cu-Mg 合金 摩擦磨损性能进行了研究，并与成分相近的铸造ZL205A合金性能进行对比，结果表明，采用SLM工艺成形可 细化合金晶粒，改变Al2Cu 的尺寸与分布，使晶粒细小均匀。与铸造ZL205A合金相比，SLM成形Al-Cu-Mg 合金的磨损率和摩擦因数均有不同幅度的降低。SLM成形Al-Cu-Mg 合金横截面的耐磨性最好，纵截面耐磨 性次之，铸造ZL205A的耐磨性最差。SLM成形Al-Cu-Mg 合金的磨损机制随着载荷的变化而不同：低载荷时 的磨损机制以磨粒磨损为主，粘着磨损和塑性挤出磨损并存；中载荷时的磨损机制为磨粒磨损、粘着磨损并伴 随氧化磨损；高载荷时的磨损机制主要为剥层磨损、粘着磨损和氧化磨损的综合作用。     

Thermodynamics and Magnetostriction of Fe-Co-B-Si-Nb-C Bulk Metallic Glasses

Fe-Co-B-Si-Nb-C glassy alloy with the addition of C was prepared by arc melting and copper suck-casting. The thermodynamics and soft magnetic properties were investigated. The casted amorphous alloys were heat-treated at different temperatures. The differential scanning calorimeter (DSC) results and thermal expansion show complete thermodynamics of crystallization. Its magnetostriction properties were studied by capacitance method. Saturation magnetostriction increases to 38×10-6. The amorphous alloy exhibits good soft magnetic properties with low coercivity and high saturation magnetic induction. The results show that minor addition of C is beneficial to enhance the saturation magnetostriction λs, and do not deteriorate the ability of forming amorphous.     

Mg-TM-Ln型镁基纳米结构材料研究

讨论了Mg-Cu-Y、Mg-Ni-Y和Mg-Zn-Y等三种重要的Mg-TM-Ln型的多组元Mg基纳米结构材料的成分构成、制备过程、微观结构和力学性能以及它们的形成机制。其中,制备方法涉及非晶部分晶化法、机械合金化/粉末冶金法(MA/PM法)和快速凝固(原子雾化)/粉末冶金法(RS/PM法)。结果表明,在Mg-Cu-Y系合金中,分布于非晶相基体之上的纳米晶体相使非晶合金的断裂应力增加。而不同成分的旋淬Mg-Cu-Y非晶条带弯曲断裂韧性的不同,很可能是由于存在于它们之中的纳米晶颗粒的性质有别而造成;在Mg-Ni-Y系合金中,Y部分地置换Ni将严重地影响其晶化行为,使得Mg-Ni-Y三元非晶合金中的纳米晶体相颗粒变得更加细小,而合金晶化行为的改变则导致了其杨氏模量的明显变化;在所有的金属合金中,RS/PMMg97Zn1Y2合金的比强度是最高的。而在所有的Mg基合金中,RS/PMMg-Zn-Y合金具有最佳的综合性能。     

选区激光熔化CoCrFeNi-X高熵合金的研究进展

CoCrFeNi高熵合金因其单一稳定的面心立方固溶体结构,具有优异的塑性变形能力和较高的屈服强度,已成为众多追求高韧性制件研究的热门体系之一。同时选区激光熔化技术因其成形尺寸灵活和超快加热冷却速率,具备传统制备方式不可比拟的优势。通过梳理近些年选区激光熔化技术成功制备出的CoCrFeNiX高熵合金体系,首先针对8种不同合金体系的相结构和组织形貌,分析了组织结构对力学性能的影响;其次针对3种采用不同工艺参数制备的CoCrFeNi-X高熵合金成形件,分析制备工艺对成形密度及力学性能的影响;最后就合金成分设计对CoCrFeNi-Alx、CoCrFeNi-Mn两种主流合金体系做了详细研究现状分析。期望对采用选区激光熔化技术制备CoCrFeNi-X体系高熵合金的实验研究和工业应用提供一定的理论指导。     

Anisotropy of mechanical properties of products manufactured using selective laser melting of powdered materials

Causes of the appearance of anisotropy of properties in products manufactured according to the technology of selective laser melting of metallic powder materials are investigated. The results of an evaluation of mechanical properties of the samples made of Ti–6Al–4V and VT6 titanium-based alloys and Inconel 718 refractory nickel alloy in various directions are presented. The dependence of their mechanical properties on the orientation of billets relative to the working platform of the installation is presented. An analysis of microslices of the Ti–6Al–4V alloy showed that the direction of the granular structure for a rectangular sample corresponds to the growth direction, while, when manufacturing thin elements of a net construction, other thermal processes flow due to their smaller cross section, which affects the crystallization conditions and microstructure being formed. Grain directions and shapes change depending on the slope angle of the element of the net structure.     

Mechanical Properties and Crystallization Behaviors of Microstructured Co-Fe-P Amorphous Alloys

Microstructure with microsized amorphous grains is found in thick-film Co-Fe-P amorphous alloys prepared by electrodeposition. The amorphous alloys exhibit different structure, mechanical properties, and crystallization behaviors compared with those of homogeneous amorphous alloys, e.g., bulk metallic glasses. The mechanical properties of these microstructured amorphous alloys are characterized by tensile tests, dynamic mechanical analysis, and micro- and nanoindentations. Using a differential scanning calorimeter, the activation energy of the crystallization process of the microstructured amorphous alloy is measured and is found to depend on its microstructure.