Mg-Cu-Y-Si合金玻璃形成能力及力学性能

利用铜模浇铸法制备了Mg₆₀Cu_30-xY₁₀Si_x(x=0,1.0,1.8,2.5,5.0)合金.结果表明,当x=1.0时,合金具有最大的玻璃形成能力,并且其显微硬度和断裂韧性比Mg₆₀Cu₃₀Y₁₀合金也有明显改善.与Mg₆₀Cu₃₀Y₁₀合金比较,Mg₆₀Cu₂₉Y₁₀Si₁合金过冷液相区宽度ΔT_x值减少,但约化玻璃转变温度T_rg值略有增加.     

等温退火对ZrCuAlNiCoNb非晶合金硬度和杨氏模量的影响

采用真空电弧熔炼结合水冷铜模吸铸法制备ZrCuAlNiCoNb大块非晶合金。采用XRD、AFM、SEM及纳米压痕分析手段研究等温退火对ZrCuAlNiCoNb非晶合金显微组织演变、硬度和杨氏模量的影响。结果表明,无论温度高低,退火均能使非晶合金中自由体积的数量减少。在低于玻璃化转变温度下退火,合金中自由体积数量下降,抑制了剪切带的形核,合金的硬度和杨氏模量随退火时间的增加而提高;在高于玻璃化转变温度下退火,短时间即可诱发纳米晶化,合金的硬度和杨氏模量均先增加,达到峰值后下降。ZrCuAlNiCoNb非晶合金力学性能的演变趋势是自由体积演变和纳米晶形核共同作用的结果。     

锆基块体非晶合金力学性能的研究进展

锆基块体非晶合金具有优良的非晶形成能力,可在很小的冷却速率条件下获得.锆基非晶合金具有高强度、超塑性、高弹性、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性能等,有着广阔的应用前景.总结了锆基非晶合金的形成机制,着重对锆基非晶合金的力学性能、耐腐性能等进行了综述.     

超声振动对Zr基大块非晶合金结构与显微力学行为的影响

在室温条件下对铸态Zr52Cu23Al14.5Ni10.5大块非晶合金进行5 h超声振动处理,通过X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、差示扫描量热分析(DSC)以及纳米压痕测试,研究长时间超声处理对大块Zr基非晶合金结构与显微力学行为的影响。结果表明,经过5 h超声振动处理后,Zr基非晶合金仍保留非晶态结构,没有发生晶化;超声振动对大块非晶合金的热力学特征温度如玻璃化转变温度(Tg)、晶化开始温度(Tx)以及晶化峰值温度(Tp)的影响都不大,但可诱导结构弛豫,使其自由体积明显减少;相比铸态合金,超声处理后的合金,其纳米压痕实验的载荷—位移曲线上的锯齿流变现象明显减少,显微硬度和弹性模量均明显提高,分别从铸态的5.7 GPa和102 GPa提高到6.5 GPa和122 GPa。表明超声振动处理是一种室温调控大块非晶合金力学性能的有效手段。     

Fe74Al4Sn2P10Si484C2合金的堆焊层组织和性能

Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金具有良好的非晶形成能力.研究了Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2母合金棒堆焊层的组织和性能.结果表明在非晶纳米晶基体上分布着α-Fe固熔体以及析出的Fe3P、Fe2B、Fe3B、Fe3C相,堆焊层具有很高的硬度.     

Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金的堆焊层组织和性能

 Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金具有良好的非晶形成能力。研究了Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2母合金棒堆焊层的组织和性能。结果表明：在非晶纳米晶基体上分布着α Fe固熔体以及析出的Fe3P、Fe2B、Fe3B、Fe3C相,堆焊层具有很高的硬度。     

微量元素Y、Ag对Cu基非晶合金玻璃形成能力的影响

采用单辊旋淬法制备了Cu50Zr42Al8,Cu46 Zr47-xAl7Yx(x=2,5),Cu43Zr42AlsAg7和Cu43Zr42Al8Ag5 Y2非晶合金薄带,利用X射线衍射和差示扫描量热分析研究了合金样品的玻璃形成能力和热稳定性.结果表明,在Cu50Zr42Al8中添加适量的Ag、Y后使得非晶合金的短程有序结构发生改变.合金Cu46Zr47-xAl7Yx(x=2,5)的过冷液相区宽度ΔTx分别比Cu50 Zr42 Al8增加了19K、30K,约化玻璃转变温度Trg从0.565分别增加到0.579和0.566,参数γ从0.402分别增加到0.418和0.420,说明Y的添加提高了非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力.合金Cu43Zr42 Al8Ag7和Cu43Zr42Al8Ag5Y2与Cu50Zr42Al8相比,约化玻璃转变温度Trg及参数γ均有了明显的提高,达到了0.619、0.416和0.609、0.411,表明Ag的添加、Ag和Y的同时添加均提高了Cu - Zr -Al系非晶合金的玻璃形成能力,但Ag的效果更加显著.     

陶瓷颗粒强韧化Fe基非晶合金复合涂层硬度的研究

通过大气等离子喷涂技术（APS）在Q235基体上制备了一种Al2O3-13%TiO2颗粒增强的Fe基非晶态合金涂层。利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计（MHT）和纳米压痕仪对该涂层的显微组织结构、相组成以及弹性模量等进行了研究。结果表明：采用APS喷涂技术制备的该涂层由...     

Zr对Y56Al24Co20非晶形成能力和热稳定性的影响

以Y56Al24Co20非晶合金为基础合金系,用廉价Zr替代部分高价Y,通过单辊急冷法成功地制备出Y56-x-ZrxAl24Co20(x=5,10,15)非晶合金;通过X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究其非晶形成能力和热稳定性.结果表明,随Zr含量增加,合金的非晶形成能力提高,但当Zr含量超过10%(摩尔分数)时,其非晶形成能力反而降低;Y46Zr10Al24Co20具有最大的非晶形成能力和良好的热稳定性.以上结果均从组元个数、原子半径、混合热和电负性的角度进行了实验论证.     

高能球磨制备非晶粉末的形成机理及形成能力的研究综述

综述了高能球磨制备非晶粉末的热力学条件和动力学条件以及非晶转变机制,介绍了工艺参数对非晶形成的影响以及合金粉末在高能球磨条件下的非晶形成能力预测理论。对利用高能球磨制备非晶粉末时的合金成分设计有一定的意义。     

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。     

熔体过热度对Zr基非晶合金力学性能和热稳定性能的影响

采用吸铸法制备Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金,采用同步差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机对非晶合金显微结构进行表征和力学性能测试,并利用XRD和SEM对试样的相组成和的剪切带观察。研究发现：随着吸铸功率增加,热稳定性、玻璃形成能力不断提高;Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金的锯齿流变现象越明显,综合力学性能越好,其中吸铸功率8 kW时,试样的屈服强度、抗压强度和塑性达到最值,室温综合力学性能最好,且剪切带分布情况最好,但是继续提高吸铸功率,力学性能反而变差。     

退火时间对FeCuSiBAl纳米晶/非晶复合材料的纳米压痕力学行为的影响

采用充氩气的电弧熔炼加单辊甩带法制备一种FeCuSiBAl非晶合金,然后在831K下恒温退火,研究退火时间对非晶合金的显微组织与纳米压痕力学行为的影响。结果表明,FeCuSiBAl非晶合金退火时在非晶基体中产生纳米晶,纳米晶化程度随退火时间延长而增加。在60min退火时间内,合金的硬度随退火时间延长而增大,退火时间超过60min后,硬度开始下降。退火以及降低载荷都导致合金的弹性模量增大。     

Al-Co-Y合金系非晶的形成及其晶化过程

利用熔体快淬法制备出了Al92-xCo8Yx（x=4,6,8,9,10）薄带,采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行结构分析,示差扫描量热仪（DSC）进行热稳定性分析。研究了Y的加入对合金的非晶形成能力的影响以及Al84Co8Y8合金薄带等温退火的晶化过程。结果表明：当Y的原子分数为8%时,合金系的非晶形成能力最好;非晶态Al84Co8Y8合金的晶化过程分为3个阶段进行,退火过程中的组织结构转变为：非晶合金→非晶基体＋初晶α-Al＋少量未知亚稳相→α-Al相＋未知亚稳相＋Al9Co2→α-Al相＋Al9Co2相＋Al3Y相。     

铜镍合金化及半固态处理工艺对ZrCoAl系非晶合金组织的影响

向以Zr80Co15Al5为基体的非晶合金中添加微量铜和镍,利用铜模吸铸法和半固态处理工艺制备棒状(Zr0.88Cu0.12)95-2x Al5(NiCu)x(x=1.5、2.5、3.5)非晶合金。利用SEM、XRD和光学显微镜(OM)分析研究了半固态处理工艺对非晶合金的微观组织结构、玻璃形成能力及断口形貌的影响。结果表明,在半固态处理工艺基础上对Zr80Co15Al5添加微量铜和镍后有较好的晶体形成能力。     

Cu,Co置换Ni对Al-Ni-La非晶合金晶化行为的影响

通过单辊快淬制备了Al85Ni9-xMxLa6和Al86Ni9-xMxLa5(M=Cu或Co,x=0～9)合金的薄带,利用X射线衍射仪(XRD)研究了薄带快淬态和退火态的结构,利用差示扫描量热仪(DSC)研究了上述合金薄带的晶化过程。结果表明,过量Cu,Co置换Ni降低合金的非晶形成能力,形成非晶相和晶态相的混合结构;Cu,Co置换Ni分别促进fcc-Al和亚稳相作为初生相析出:Al85Ni9-xCuxLa6合金的初生相由单独亚稳相MP1逐渐向单独fcc-Al转变,而Al86Ni9-xCoxLa5合金的初生相由单独fcc-Al逐渐向fcc-Al、亚稳bcc-(AlNi)11La3-like相和MP1转变,并趋于析出单独MP1;Cu,Co置换Ni分别降低和提高热稳定性:Al85Ni9-xCuxLa6和Al86Ni9-xCuxLa5合金的晶化开始温度Tx1分别从x=0时的545.5和520.3 K逐渐减至x=8时的415.0 K和x=7时的390.1 K,而Al85Ni9-xCoxLa6和Al86Ni9-xCoxLa5合金的Tx1分别逐渐增至x=6时的592.2 K和x=9时的576.8 K;Cu,Co置换Ni分别减弱和增强玻璃转变:Al85Ni9-xCuxLa6合金的玻璃转变迅速减弱,过冷液相区宽度ΔTx从x=0时的16.5 K逐渐减至x=2时的14.6 K,并于x2时完全消失,Al86Ni9-xCuxLa5合金即使当x=1时玻璃转变也随之消失,而Al85Ni9-xCoxLa6和Al86Ni9-xCoxLa5合金的ΔTx分别从x=0时的16.5和15.4 K逐渐增至x=6时的26.0 K和x=5时的19.9 K。     

紧耦合气雾化制备Al基非晶合金粉末

开展了采用紧耦合气雾化方法制备Al基合金粉末的实验和理论研究.利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末的表面形貌、显微组织和结构特征,根据气雾化过程中熔滴的破碎模式和冷却行为确定了Al基合金的非晶化临界冷却速率及相应粉末粒径.结果表明:气雾化粉末中存在部分非晶粉末,非晶粉末的粒径小于26μm;Al基合金的非晶化临界冷却速率大致为10⁶K·s^-1;雾化中熔体的破碎和冷却是两个相互耦合(矛盾)的过程,快速冷却(大于10⁴K·s^-1)极大地阻碍熔体的充分雾化,同时熔滴的破碎模式对其冷却行为具有显著的影响.目前紧耦合气雾化技术还只能制得非晶/晶态混合的Al基合金粉末.     

微量Ce对Cu-Cr-Zr合金性能的影响

研究了C e对电气化铁路用高强高导接触线Cu-C r-Z r合金的强度、硬度、导电性和耐高温性等的影响。结果表明:微量C e的加入可以提高Cu-C r-Z r合金的强度、硬度和耐热性,抗拉强度可达637M Pa,导电率为82.16%IACS,相对于Cu-C r-Z r合金强度提高了56M Pa,而导电性略有降低。     

微量稀土Ce对Cu-Si-Ni合金性能的影响

采用非真空熔炼的方法制备了Cu-Si-Ni和Cu-Si-Ni-Ce合金,通过显微硬度和电导率测试等方法,对这两种合金的性能进行了研究,并探讨了微量稀土Ce对Cu-Si-Ni合金性能的影响。结果表明,微量稀土Ce的加入,能够提高Cu-Si-Ni合金的显微硬度,改善合金的导电性能;并明显细化了Cu-Si-Ni合金的晶粒。     

Y基非晶合金的形成及晶化动力学

利用单辊急冷法制备Y56-xZrxA124Co20(x=0,5,10)非晶合金,研究Zr含量对该非晶合金的形成能力及热稳定性的影响.研究结果表明,添加元素Zr可以提高Y56A124Co20合金的非晶形成能力和热稳定性,而且随着Zr含量增加,合金的非晶形成能力提高.通过示差扫描量热法(DSC)研究了Y56A124Co20和Y46Zr10A124Co20的晶化动力学,前者的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为366.5 KJ/mol和259.7 KJ/mol,后者的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为415.6 KJ/mol和319.5KJ/mol,从理论上说明添加元素Zr可以改善Y56A124Co20合金的非晶形成能力和热稳定性.