Ni-Fe-W-B非晶合金的晶化行为及其电化学腐蚀特性研究

采用单辊急冷法制备了57.5Ni-24.5Fe-14.5W-3.5B(质量分数,%)非晶薄带,并在不同温度下进行退火。用DSC和XRD分析了非晶薄带的晶化行为及析出相的演变过程;用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究了试样在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为;用SEM和EDS分析了试样腐蚀后的表面显微形貌及成分。结果表明:该非晶薄带的晶化过程分为3步,其晶化温度约为430,470和700℃;退火试样的耐腐蚀性整体优于非晶合金样,部分晶化试样的抗电化学腐蚀性能优于完全晶化试样;500℃退火试样表面形成致密钝化膜,抗腐蚀性能优异,而非晶薄带和720℃退火试样形成的钝化膜不稳定,易被点蚀和局部腐蚀。     

大厚度钨基合金正挤压棒坯的溶剂脱脂特性

为了实现厚度达15 mm钨基合金正挤压棒坯的无缺陷脱脂,对大厚度正挤压棒坯的溶剂脱脂行为和机理以及大厚度棒坯溶剂脱脂过程的优化方法和效果进行研究。结果表明:大厚度棒坯的溶剂脱脂对温度非常敏感,极易产生脱脂缺陷;棒坯厚度增大,粘结剂脱除速率降低,产生缺陷的几率增大,d 12 mm和d 15 mm棒坯的适宜溶剂脱脂工艺为(30℃,12 h);d 15 mm棒坯在30℃下脱脂6 h,脱脂量不足30%,且随着脱脂时间的进一步延长,脱脂速率显著下降;大厚度棒坯的溶剂脱脂受扩散控制,棒坯越厚,扩散路径越长,棒坯脱脂速率越小;采用短周期多次浸溶剂方法来优化脱脂过程,实现了正挤压棒坯的无缺陷脱脂,且d 12 mm和d 15 mm棒坯的脱脂量分别可高达55%和45%以上。     

Co添加对固溶淬火态钨基合金微观结构和性能的影响

以高能球磨粉末为原料,研究元素钴对固溶淬火态93W-Ni-Fe合金微观结构和性能的影响.对经1 490℃烧结并保温90 min的试样在1 280℃固溶2 h,随后在水中淬火,采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)及EDAX能谱等对样品的组织形貌进行表征,采用准静态拉伸实验对合金的拉伸强度及伸长率进行测试,采用排水法对合金的相对密度进行测量.结果表明:当Co含量为0~0.9%(质量分数)时,随着Co含量的增加,固溶淬火态93W-Ni-Fe合金的拉伸强度、伸长率和相对密度由不添加Co时的1 039 MPa、18.3%和99.3%分别提高到0.9%Co时的1 085.5 MPa、26.5%和99.4%;元素Co的适量加入能增加固溶淬火态合金中钨晶粒的穿晶解理断裂和粘结相的延性撕裂,改善合金组织,提高合金的性能:当元素Co含量超过0.9%时,随着Co含量的增加,固溶淬火态93W-Ni-Fe合金的性能降低;当Co含量为1.5%时,合金的拉伸强度降至1 039.5 MPa,伸长率降至24.6%.     

纳米颗粒增强无铅复合焊料的研究现状

熔化温度、润湿性及长期使用过程中的可靠性决定了无铅焊料的应用范围.通过添加适量纳米颗粒可显著提高无铅焊料的性能,特别是添加适量纳米Ag颗粒后SnCu焊料蠕变断裂寿命是未添加时的13倍.介绍了添加纳米颗粒对无铅焊料的物理化学性能的影响;探讨了纳米颗粒增强无铅复合焊料微观结构和力学性能;展望了纳米颗粒增强手段对焊料应用的前...     

扩散焊接钨/钒/钢体系的界面结构及力学性能

采用厚度为0.5 mm钒片作为中间层,在1050℃/10 MPa/1 h的工艺条件下,对钨/钢异种材料进行扩散焊接.采用扫描电镜、能谱仪和纳米压痕分别对接头的微观组织、元素分布及显微硬度进行分析和测试;对接头的拉伸性能进行测试,并对其断口形貌和元素分布进行分析.结果表明,利用母材与中间层之间元素的相互扩散,可实现钨/钢材料的焊接;钨/钢焊接接头界面区由钨-钒固溶体层、未反应钒层及钒-钢扩散层3部分组成,其中钒-钢界面层结构为钒/VC层/脱碳层/钢;钢/钒扩散层具有最高的显微硬度;钨/钢接头抗拉强度为75 MPa,含脆性相VC的钒/钢界面是接头失效的主要断裂源.     

纳米Ag颗粒/In-3Ag复合焊料的微观组织演变

通过外向法制备纳米Ag颗粒/In-3Ag复合焊料, 研究在多次回流过程中, 添加不同含量的纳米Ag颗粒对In-3Ag焊料焊点基体组织和界面IMC层(intermetallic compound)的影响规律, 采用SEM、HRTEM、能量色散仪(EDS)和电子探针(EPMA)分别对焊点基体及IMC层的微观结构及成分进行观察和分析。研究结果表明: 纳米Ag颗粒能诱发晶粒成核, 多次回流后, 复合焊料基体中颗粒状二次相AgIn₂没有明显长大现象; 通过塞积扩散通道和表面吸附效应, 纳米Ag颗粒能显著抑制焊料界面IMC层在多次回流过程的生长; 纳米Ag颗粒的合适添加量为0.5%(质量分数,下同), 当添加1%时, 颗粒团聚, 导致界面处出现球形AgIn₂, 降低焊料的力学性能。     

基于有限元法对电子束熔炼提纯钨过程的温度场模拟

采用ANSYS软件对电子束熔炼提纯钨过程中的温度场进行数值模拟,探讨了不同工艺参数(熔炼功率(P)及扫描半径(R))对熔体温度及熔池形状的影响。采用已模拟的工艺参数,在250 kW电子束设备上进行了提纯钨的实验验证,并用电感耦合等离子体光谱法(ICP-MS)对熔炼钨锭的成分进行分析。结果表明,熔炼功率和扫描半径对熔体温度和熔池形状都有一定的影响。随着熔炼功率的增加,熔体温度线性增加;随着扫描半径增大,熔体最高温度随之增加,但增加速率逐渐减小,最后趋于平衡;熔炼功率和扫描半径的细微变化皆能引起熔池形状和大小的显著变化,当熔炼功率和扫描半径过小(P=110 kW,R=10 mm)时,由于施加温度过低,铸锭熔解困难,无法形成熔池,随着熔炼功率及扫描半径的增大,熔池宽度和深度均有所增加。对模拟结果进行分析得到熔炼提纯钨的最佳条件为P=130 kW,R=15 mm,在此条件下杂质Cd,As,K,Mg,P的脱除率分别为95.0%,90.0%,75.0%,71.4%和71.4%。实验验证表明所建数学模型对电子束熔炼提纯钨具有较好的适应性。     

Transient Liquid-Phase Sintering Characteristic of W-Ni-Fe Alloy via Microwave-Assisted Heating

研究了W-Ni-Fe合金在2.45 GHz微波炉中瞬时液相烧结的致密化行为和力学性能。结果表明:微波辅助热场下的93W-Ni-Fe合金显示出优异的力学性能和快速的致密化过程,其压缩试样在1500℃下烧结5 min后,拉伸强度、延伸率、相对密度和硬度(HRC)分别是1200 MPa,16.6%,98.6%和42.0;在微波辅助热场下,试样烧结可以减少80%的烧结时间;微波辅助热场下的瞬时液相烧结有利于减少烧结时间,加快致密化过程,并且有利于钨晶粒的细化,获得组织均匀和综合性能高的W-Ni-Fe合金。     

溶胶-凝胶法Al2O3涂覆钨纤维的制备及组织特性

采用溶胶-凝胶法在钨纤维的表面制备Al2O3涂层,用热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子能谱仪(EDS)等方法研究钨纤维表面Al2O3涂层在不同干燥工艺、不同PVA添加量和不同煅烧温度下的组织特征。结果表明:采用分步干燥工艺可以避免涂层团聚和开裂;溶胶制备中加入体积分数为5%的聚乙烯醇(PVA)可以提高溶胶稳定性,有利于制备均匀且无裂纹的Al2O3涂层;钨纤维表面Al2O3涂层制备的最佳煅烧温度为950℃;采用Al2O3涂覆的钨纤维抗氧化温度提高了120℃,氧化增重减少了约9%。     

钒/镍复合中间层扩散焊接钨与钢的界面结构及力学性能

通过添加钒/镍复合中间层,在1 050℃/10 MPa/1 h的工艺条件下,对钨/钢异种材料进行真空扩散焊接.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)、纳米压痕、X射线衍射对接头的微观组织、元素分布及显微硬度进行分析和测试;对焊接接头的拉伸性能进行测试,并对拉伸断口的形貌特征,元素分布及物相组成进行分析.结果表明,采用钒/镍复合层可实现钨与钢的可靠焊接;钨/钢焊接接头界面区由钨-钒固溶体层、未反应的钒层、钒-镍界面层、未反应的镍层、镍-铁固溶体层五部分组成,其中钒-镍界面层结构为碳化钒层/钒-镍金属间化合物和碳化钒混合层/钒-镍金属间化合物层;钒/镍界面由于硬脆碳化物与金属间化合物的产生,具有最高的显微硬度,硬度高达9.7 GPa;接头强度达164 MPa,断裂点位于含脆性相碳化钒及钒-镍金属间化合物的钒/镍界面.