Al-Mg金属间化合物多孔材料的制备

以Al和Mg元素混合粉末为原料,用粉末冶金模压成形和无压反应烧结方法制备出Al-Mg金属间化合物多孔材料,研究反应过程中Al-Mg金属间化合物多孔材料的相转变、体积膨胀、孔结构参数和显微形貌的变化,并对其孔隙形成机理进行讨论。研究结果表明:烧结后Al-Mg金属间化合物形成了均一的Al3Mg2相并发生了显著的体积膨胀,开孔隙率随温度的升高而增大,经435℃烧结后,达到24.7%;造孔机理是压制过程中粉末颗粒间隙孔的产生和固相扩散过程中的Kirkendall效应造孔。     

高能球磨制备铁铝固溶体及其热力学分析

利用新型搅拌式高能球磨机对Fe-Al二元粉末进行了高能球磨,并利用XRD、SEM对Fe-Al二元粉末在球磨反应过程中的物相和形貌变化进行了分析,研究表明:高能球磨促使Al向Fe中逐渐扩散固溶,最终形成了Fe(A1)固溶体,球磨最终产物形貌呈复合片状.热力学计算结果表明:Fe-Al二元系具有形成金属间化合物、固溶体及非晶的热力学驱动力;当Fe-Al二元系因晶粒细化、晶格畸变而储存的能量超过金属间化合物与固溶体形成自用能之差时,反应生成Fe(A1)固溶体.     

Ti_3SiC_2/Al-Mg复合材料制备及界面反应研究

以Ti_3SiC_2作为外加增强相,Al-Mg合金为基体,通过放电等离子烧结法(SPS)制备了Ti_3SiC_2/Al-Mg复合材料,并研究了后续热处理对界面反应的影响。结果表明,SPS法能成功制得Ti_3SiC_2/Al-Mg复合材料,热处理过程中温度是影响界面反应是否发生的重要因素。当温度低于550℃时,未发生界面反应;温度达到600℃时,发生轻微的界面反应,主要产物是Al4C3和Mg2Si。界面反应的发生导致材料硬度增大,密度和导电率降低。此外,随着基体中Mg含量的增加,Ti_3SiC_2/Al-Mg复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,硬度逐渐增大。     

粉末冶金Mg-6Al-xZr合金的组织与力学性能

采用机械合金化和粉末冶金技术制备了Mg-6Al-xZr(x=0、3、6、9)(质量分数)合金,研究了Zr含量对合金微观组织以及力学性能的影响。结果表明:550℃烧结态合金的组织由Mg基体、Zr以及Mg17Al12相组成,同时存在大量微孔;随着Zr含量的升高,Mg基体晶粒尺寸以及孔隙均变小,合金显微组织细化;合金的硬度和抗弯强度随Zr含量的增加而提高;650℃复烧后Al元素向Zr颗粒内部扩散并生成中间相Al3Zr,合金的力学性能进一步提高。     

稀土对低镁铝合金组织与性能的影响

在Al—Mg—RE合金中,稀土与Fe、Si、Al形成多元金属间化合物。以球状分布在晶内起到变质和减少有害相(α和FeAl_3)的作用。从而改善了铝合金的加工性能,提高强度、硬度和塑性。     

粉末冶金法制备SiCp/Al-Cu-Mg复合材料的固溶时效行为

通过XRD、硬度和电导率测试对比了不同固溶温度下Al-Cu-Mg合金与SiCp/Al-Cu-Mg复合材料中的析出相。XRD分析表明,经T4处理后,未增强基体铝合金中析出相为Al2CuMg相和CuAl2相,而复合材料中的析出相为CuAl2相和Mg2Si相。由SiC颗粒提供的游离Si与基体中的Mg生成了Mg2Si相,从而提高基体合金中Cu/Mg含量比,进而影响Al2CuMg相的生成。     

高温结构弛豫对非晶复合材料力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了Cu40Zr44Al8Ag8非晶复合材料(BMGCs),在玻璃转变温度(Tg)退火不同时间(5,10,15,20,25,40,60,85min)后,采用单轴压缩实验测试了试样退火前后的力学性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和同步差示扫描量热仪(DSC)等手段对退火前后试样的显微结构和断口形貌进行分析。结果发现:所制备铸态试样主要为非晶结构,非晶基体中弥散分布着少量的纳米级及微米级的Al3Zr金属间化合物。随着退火的进行,非晶复合材料中微米级晶体相的尺寸和形貌并不发生变化,这些晶体相是裂纹形成的源泉;但是纳米级晶体相不断增加,最终析出产物相为Al3Zr,Cu10Zr7和Ag3Al相。非晶复合材料中自由体积与析出晶体相共同控制着该BMGCs的力学性能。退火初期,试样的强度和塑性缓慢增长,至退火15 min时达到极值,最高强度达到1.77 GPa,最大塑性应变量达到1.67%;但是继续退火,试样内自由体积大量减少,强度和塑性均迅速下降;其断裂方式也由单一剪切面断裂转变为多剪切面断裂,最后发生脆性劈裂。     

粉末冶金技术2004年第1～6期总目次

文　　题期页·研究与开发·Ti(C1-xNx)系固溶体粉末的组织结构研究 13X射线小角散射法测量纳米粉末的粒度分布 17多层喷射沉积制备双金属板材的机理初探 112合金化铁粉对金属 /金刚石复合材料性能的影响 2 6 7纳米镍粉的粒度分析 2 71Cu -Al合金内氧化产物及分布的研究 3131主体聚合物对金属注射成形粘结剂性能的影响 3135镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究 3138ZrO2 悬浮液性能研究 314 2TiC -TiB2 复相陶瓷的自蔓延高温合成研究 4 195机械球磨作用下Al/Ti混合粉末的组织和热稳定性 4 2 0 0金刚石—硬质合金系统超高压烧结…     

铜包铝复合材料的热力学计算稳态分析

将铜包铝复合材料代替纯铜用作电力电缆金属屏蔽层,在节约铜资源方面有着重大的实际意义。铜包铝复合材料的芯材性质和界面特征是影响材料使用性能的重要因素,利用CALPHAD相图计算方法,对铜铝复合材料的稳定相组成、生成条件等进行热力学计算稳态分析。铜包铝芯材6201铝合金在300℃以下,有较多的Al Fe Si相和Mg2Si相可以起到强化作用;芯材AA8030铝合金在285℃以下,可以生成较多的Al13Fe4相。Al2Cu,Al Cu和Al9Cu11等主要脆性相的生成是由Al的扩散控制的。在低温条件下,铜铝二元脆性相不易生成。在300℃,Al在Al2Cu相和Al Cu相中扩散的化学势差较大,表明Al2Cu相和Al Cu相易于在铜铝复合界面处生成。因此,控制铜铝复合界面处Al2Cu相和Al Cu相的相量是提高铜包铝界面质量和结合强度的有效途径。在铜铝复合界面过渡层无两相平衡区域存在,推断从富铝端到富铜端依次主要包括了fcc(Al)固溶体、Al2Cu相、Al Cu相、Gamma相和fcc(Cu)固溶体。     

Al_3Ti_3CoCrCu_(0.5)FeMoNi高熵合金激光涂层的研究

使用激光熔覆制作了单相组成的Al_3Ti_3CoCrCu_(0.5)FeMoNi合金涂层,通过退火处理使基体相析出二元金属间化合物,使用SEM、XRD、显微硬度计分析了涂层的组织形貌、相结构和硬度。结果表明,激光熔覆制得的Al_3Ti_3CoCrCu_(0.5)FeMoNi涂层由BCC单相组成,显微硬度为905.2HV;在500℃以下退火处理,涂层的相组成不变。700℃以上退火,涂层从BCC相中析出二元金属间化合物Al_3Ti_3相,析出相随退火温度升高逐渐长大。涂层硬度随退火温度的升高先降低后逐渐升高,Al2Ti3相析出导致涂层硬度升高。经过900℃退火后,涂层硬度达到938.8HV,超过了未退火时涂覆态的硬度。     

SHS法制备钛基复合材料用的TiC颗粒

研究了由Ti，C，Al元素粉末通过自蔓延高温合成(SHS)工艺制取TiC颗粒过程中体系物相组成的变化情况，以及合成产物的状态。采用燃烧波淬熄法制备了样品，用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)技术分析、检测了所得样品的相组成和微结构。结果表明，在Ti—C—Al系的燃烧合成反应中，分别产生Ti—Al，Ti—C和Al—C间的多个反应，生成多种金属间化合物相，但最终产物以TiC和纯Al相为主。反应产物的形态为纯Al相分隔的符合化学计量比的等轴TiC颗粒多孔堆积体，颗粒大小均匀，尺寸多在2μm一8μm之间。     

微量Mg,Zr在GH 698合金析出相间的分配及其对相组成的影响

采用化学相分析、X射线桁射、SEM等方法研究了微量Mg、Zr在GH698合金析出相间分配规律,及其对γ′的相组成、热稳定性和晶格常数的影响。还研究了Mg在铸态合金经1170℃加热时的扩散现象。结果表明,当合金中Mg含量≤0.012％时,Mg主要进入γ-固溶体,γ′中Ti(Nb)/Al(原子％)比值随Mg含量增加稍有提高;当Mg含量>0.012％时,Mg进入γ′和碳化物中,γ′的Ti(Nb)/Al比值则下降。可以认为,合金强度性能与此比值有关。加入到合金中的Zr主要进入γ′,增大γ′的晶格常数,提高γ′的溶解温度,细化γ′的粒度。     

球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末微观组织及硬度的影响

以机械破碎Al-7Si-0.3Mg合金粉末为原料进行高能球磨, 对不同球磨时间的合金粉末进行金相观察、X射线衍射分析、透射电镜表征及显微硬度测试, 研究球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末的影响。结果发现, 高能球磨导致共晶硅颗粒从微米尺度细化到亚微米尺度, 颗粒形状从多面体转变成圆形, 颗粒内部有层错生成。随着球磨时间逐渐增加到60 h, 合金粉末平均颗粒尺寸从134μm逐渐下降到22μm, Al(Si, Mg)基体晶粒尺寸从438 nm降低到23 nm, 粉末显微硬度从HV 93增加到HV 289。粉末硬度的增加主要归功于球磨导致的晶粒细化(细晶强化作用), 此外, 球磨过程中硅颗粒的细化以及球磨引起的Mg、Si原子在基体内固溶度的增加也有利于粉末硬度的提高。     

铝镁钪合金铸锭均匀化过程中的析出特性

采用半连续铸造制备了成分为Al-6Mg-0.4Mn-0.4(Sc-Zr),规格为300mm×1000mm的铝镁钪合金扁锭,研究了均匀化处理对铸态合金硬度、电导率和显微组织的影响。结果表明,铸态合金在均匀化处理过程中,350℃以下均匀化,合金硬度随退火温度升高而升高;350℃以上均匀化,合金硬度和硬度峰值随退火温度上升而降低,电导率则随退火温度的升高和保温时间的延长而单调上升。铸态合金均匀化处理过程中有类似于传统铝合金固溶时效过程中的析出特性,析出相主要为Al3(Sc,Zr),还有少量Al6Mn相粒子。硬度变化是半连续铸锭过程形成的含钪锆过饱和固溶体发生分解析出Al3(Sc,Zr)粒子所致。同时,含钪锆过饱和固溶体的分解析出导致基体固溶度的贫化,降低了合金的电子散射能力,合金的电导率升高。研究合金铸锭均匀化处理过程中Al3(Sc,Zr)粒子的最佳析出工艺为:300~350℃,6~8h。     

快速凝固Al—Cr—Zr合金时效过程的研究

应用快速凝固技术制取了Al—4.85Cr—1.60Zr合金的完全过饱和固溶体粉末,经爆炸压实成型。研究了原始粉末爆炸压实试样及时效试样的相组成和脱溶过程,结果表明:爆炸压实后试样仍然保持过饱和固溶体状态,时效时共析出Al_(12)Cr_2和Al_3Zr,先以前者析出为主,随之后者析出占主要地位。在350～450℃时效时合金具有明显的时效硬化效应。     

钠热还原法制备铌铝金属间化合物粉末

以Nb2O5和NaAlO2的混合粉末为原料,NaCl和CaCl2为稀释剂,金属钠为还原剂,采用熔盐中金属钠热还原法制备铌铝金属间化合物粉末。研究原料中氧与熔盐中CaCl2的物质的量比、原料粉末中铌与铝的物质的量以及预熔时间对铌铝金属间化合物粉末物相结构、形貌及粒度的影响。结果发现,在NaCl-52%CaCl2体系(摩尔分数,下同)中,预熔时间约为6.0 h,在680℃条件下还原Nb2O5-85.7%NaAlO2(摩尔分数,下同)混合粉末的产物为NbAl3纳米粉末;在750℃条件下还原Nab2O5-40.0%NaAlO2混合粉末获得Nb3Al纳米粉末。NbAl3粉末和Nb3Al粉末的粒径分别在50~260 nm和30~180 nm范围内。随着原料在熔盐体系中预熔时间延长,铌铝金属间化合物粉末的纯度提高。     

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。     

铜热浸镀铝的组织与性能

采用一浴法对铜进行了热浸镀镀铝试验,热浸镀时间为8s,热浸镀温度为690~740℃。研究了热浸镀温度对Cu/Al复合材料组织、导电性能及结合性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜(PM)观察双金属结合界面金相组织形貌,用能谱仪(EDS)进行化学成分分析,用X射线衍射仪(XRD)进行物相分析。结果表明:随着热浸镀温度的升高,Cu/Al复合材料导电性能迅速降低;结合性能出现先升高后降低的趋势。在热浸镀温度为710℃、热浸镀时间为8s的条件下,Cu/Al复合材料过渡层的金属间化合物晶粒比较小而且分布较均匀,相比温度升高获得的粗大晶粒而言更有弥散强化优势,并且有利于应力的缓解释放,此时Cu/Al复合材料结合强度最高,达到了最大的16MPa,过渡层内形成了良好的结合界面;Cu/Al复合材料界面主要生成了CuAl2,CuAl,Cu9Al4,K3AlF6等化合物,但金属间化合物过多会对缺陷比较敏感,易产生裂纹,严重影响Cu/Al复合材料的导电性和结合性。Cu/Al复合材料的界面结构为Cu/Cu-Al化合物+Cu基固溶体/Al-CuAl2共晶组织+Cu-Al化合物+Al基固溶体/Al。     

镱对铝-镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Yb对Al-Mg合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:添加0.3%(质量分数)Yb降低了Al-Mg合金的抗拉强度和屈服强度,主要是由于含Mg和Yb的化合物相的形成降低了Mg和Yb在Al基体中的固溶度,从而减小固溶强化效果.但添加1.0%Yb,基体中Yb溶质原子的浓度提高,产生很强的固溶强化效果,并提高热挤压制品的位错密度和加工硬化程度,改善合金的屈服强度和抗拉强度.     

烧结温度对Al_3Ni金属间化合物增强铝基复合材料力学性能的影响

通过粉末冶金原位合成法制备Al3Ni金属间化合物增强铝基复合材料。采用X射线衍射,扫描电镜,硬度测试和压缩强度测试,研究烧结温度对复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:在铝基体中成功获得了均匀分布的金属间化合物Al3Ni增强相;随烧结温度从570℃上升到590℃,复合材料的密度从2.435 g/cm-3上升到2.990 g/cm-3,维氏硬度从~24升高到~37;经590℃烧结制备的复合材料表现出了高的压缩强度(255 MPa)和伸长率(~40%)。