电弧离子沉积钽膜及微结构研究

目的研究电弧离子沉积钽膜的沉积工艺及微观结构,分析钽膜生长机理。方法采用电弧离子沉积法在石墨基体上沉积钽膜,研究了沉积工艺(如弧电流、负偏压等参数)对钽膜的物相组成、沉积速率、表面形貌的影响。结果电弧离子沉积钽膜的物相由α-Ta相和极少量β-Ta相组成。弧电流、负偏压、靶间距等沉积参数对钽膜厚度、沉积速率和膜-基结合力的影响很大,在弧电流为220 A、负偏压为300 V、靶间距为200 mm时,钽膜沉积速率为0.1μm/min,沉积速率适宜,膜-基结合力达到69 N,结合力高。钽膜厚度均匀,在靠近基体侧形成了晶粒细小、组织致密的过渡层,厚度约0.6~0.9μm,其余为细小柱状晶结构。钽膜表面颗粒尺寸随负偏压的升高而减小,负偏压为300 V时,颗粒尺寸细小均匀(仅3~5μm),钽膜表面无细小孔隙和裂纹。结论电弧离子沉积法可以在石墨基体上沉积出组织致密、厚度均匀且膜-基结合力高的钽膜。沉积初期主要通过沉积、移动、扩散等过程形成稳定核,随着沉积时间的延长,稳定核逐渐长大成岛,并在三维方向以岛状生长形成连续膜,为典型岛状生长模式。     

20钢渗硼过程中硼化物形核和生长的TEM观察及室温形变的影响SCIEI

本文采用单向减薄制样法在透射电镜下直接观察了20钢渗硼初期硼化物的形核和生长特性及室温形变的影响。X射线及电子探针分析结果表明:渗硼初期试样表层仅有Fe_2B形成;表层硼原子浓度与形变量之间具有单调增长的关系;偏聚于位错胞壁之中的硼原子阻碍了形变组织的恢复和再结晶,加速了硼化物的形核和长大。     

TRANSFORMATION OF RETAINED AUSTENITE IN CARBURIZED CASE DURING FATIGUE CRACK GROWTH

The morphology of the retained austenite in the carburized case of 20CrNiMo steel and itstransformation during fatigue crack propagation through the case were investigated by usingX-ray and TEM analysis.In the carburized case both film and block shaped retainedaustenite were found.Due to the crystallographic orientation relationship at the interface,thefatigue crack is inclined to pass through the block shaped retained austenite and thereby stim-ulates its strain-induced martensitie transformation.During the process of the fatigue frac-ture,most of the retained austenite structures on the crack path are transformed into themartensite,and the untranaformed parts on the fracture surface remain less than 6%.Thetransformation of the retained austenite,which is restrieted mainly within the plastic zone,oc-curs only during the proeess of fracture,and is independent of the magnitudes of the externalstress,stress ratio and cyclic number.The volume expansion accompanying the transforma-tion creates an additional residual displacement of about 0.44μm on fracture surfaces,whichis equivalent to the magnitude of the plasticity-induced residual displacement.The phasetransformation induced fatigue crack closure is believed to be an important factor affectingthe fatigue crack behaviors in the high carbon laver of the carburized case.     

HT60高拉力钢在人工海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性

对高拉力钢HT60的腐蚀疲劳裂纹扩展特性和门槛值区域特性,采用紧凑拉伸试件在人工海水中进行了实验和研究,结果表明:在空气中的da/dN与ΔK_(cff)关系可以作为在海水中的da/dN与ΔK关系的一个偏保守的预测;在高应力比的高ΔK区域,由于应力诱起溶解促进了裂纹扩展的加速;该裂纹开口应力强度因子K_(op)仅反映了裂纹表面同腐蚀生成物接触的结果,从而导致了K_(op)在裂纹尖端的偏大的估计结果。     

快凝钛合金中富Nd弥散相的析出及其长大规律

系统研究了热处理对Ｔｉ－５Ａｌ－１．５Ｎｄ，Ｔｉ－５Ａｌ－４Ｓｎ－１．５Ｎｄ（质量分数，％）两种钛合金中析出相长大规律的影响．结果表明，含Ｎｄ的钛合金的快凝态基体中分布着大量近球状的析出相，并沿晶体的晶界、亚晶界、位错线等处呈串状析出．在６５０－８００℃温度范围内经不同时间热处理后，析出相逐渐聚集长大，但长大速度都很慢．Ｔｉ－５Ａｌ－１．５Ｎｄ合金中析出相为立方的Ｎｄ_２Ｏ_３，其长大激活能为１１７ｋＪ／ｍｏｌ．加入Ｓｎ后，析出相的分布更加弥散，析出相中Ｎｄ和Ｓｎ的平均原子比为１．３７：１，经衍射花样的标定，判定为正交的Ｎｄ_５Ｓｎ_４，其长大速度更慢，长大激活能为１７０ｋＪ／ｍｏｌ．     

钢中珠光体相变机制的研究进展

简要总结了钢中珠光体相变的机制，特别是珠光体形核的晶体学和长大的动力学。基于形核时的最小形核能和渗碳体与铁素体“合作”生长的要求，珠光体通常在奥氏体晶界形核并只向某一晶粒内生长，因而晶界珠光体与相邻晶粒存在特定取向关系而与生长进入的晶粒无特定取向关系。晶体学研究表明，珠光体形核的领先相与碳浓度及渗碳体与铁素体间的取向关系(分别为Pitsch-Petch、Bagaryatsky或lsaichev)无关。最近的研究发现，具Bl结构的非共格杂质粒子界面是过共析钢中晶内珠光体形核的有效位置，初步的结果表明，晶内珠光体形核的原因在于杂质粒子生长造成的局部区域碳贫化及低能的珠光体，杂质界面取代高能的奥氏体，杂质界面。特定过冷度下的层片间距与正向界面推移速率的关系是珠光体生长动力学的主要问题。基于珠光体与奥氏体间的无序界面假设和稳态扩散方程分别发展了以体扩散控制和以界面扩散控制为主的动力学理论。两种理论均与实验结果符合较好，但后者似更合理。最近的实验在珠光体中发现了生长台阶与结构台阶，表明生长动力学方程需要修正。     

一种改进的晶粒长大Monte Carlo模拟方法

简要回顾了晶粒长大理论并分析了现有Monte Carlo模拟方法的不足，提出了一个“择优转换”方法，确保节点转换时晶界向其曲率中心移动，以致模拟过程更接近物理基础，避免了重新形核的发生，使模拟效率大大提高，模拟的晶粒长大指数达到0．478，已接近理论值，组织形貌和实际材料正常晶粒长大组织基本一致．     

定向凝固铁磁形状记忆合金Ni2MnGa的固-液界面形态

采用超高温度梯度真空区熔法定向凝固制备了Ni2MnGa晶体，改变晶体生长速度、温度梯度和熔区长度，获得了平直的固-液生长界面，制备出Ni2MnGa单晶．用光学显微镜观察了Ni50Mn29Ga21晶粒的竞争生长过程，制备的定向凝固试样无宏观成分偏析．X射线衍射分析仅显示四方结构马氏体Ni2MnGa400峰和004峰，晶体生长轴向择优取向为立方奥氏体(100)方向．采用差式扫描量热分析(DSC)和热重法(TG)分别测定试样中不同部位的相转变温度和Curie温度．在稳定生长区，沿轴向马氏体相变温度在10℃左右变化，而Curie温度几乎没有变化．这进一步表明采用该方法制备的Ni2MnGa晶体沿轴向成分均匀，且马氏体相变温度一致。     

热液环境下氢氧化镁结晶形态机理研究

研究了热液环境下氢氧化镁结晶形态形成机理。根据负离子多面体配位生长理论,构造了氢氧化镁的生长基元,计算了相应于不同维数和多重数n的水镁石生长基元稳定能。根据不同生长基元稳定能的计算结果,发现氢氧化镁的生长基元稳定能在1维方向(n×1×1),随着n值的增大而较快地增大,而二维方向生长基元稳定能为负值,这说明:氢氧化镁晶体是在1维方向(此方向平行于氢氧化镁晶体结构的基本层)优先生长,形成氢氧化镁针状或纤维状结晶形态。并由此推断,陕南黑木林的天然纤维状水镁石矿最初应该是在地壳局部形成的1种热压的环境里,在1种热液状态下生成的。     

哌啶缓蚀作用的原子吸收光谱(AAS)研究——Ⅱ.NaCl介质中304不锈钢孔蚀发展过程及哌啶的缓蚀作用

采用恒电位计时电流法研究了304不锈钢在0.5mol/L NaCl介质中孔蚀发展过程及缓蚀剂对孔蚀发展的抑制作用,同时用原子吸收光谱(AAS)测定合金各组分元素的溶解量。结果表明:304不锈钢蚀孔内,铬元素以三价,铁、镍和锰以二价离子形式溶解,缓蚀剂PD不改变各元素溶解的价态。极化电位对孔蚀自催化效应有显著影响。哌啶对304不锈钢的孔蚀发展过程有良好的缓蚀作用。PD对各合金元素存在“选择性抑制”效应,降低了各元素的溶解速度,弱化孔蚀自催化效应。PD增强孔内沉积层阻力,促使蚀孔向发展速度较慢的类型转变。根据孔蚀发展动力学模型,讨论了PD的缓蚀机制。