电场作用下二元液态合金中溶质活度变化理论模型

通过对Cu-0.2%Al合金施加直流、交流和脉冲电场发现,Cu液中溶质Al的活度系数随电场强度的增加,呈不同程度的减小趋势.为了进一步研究溶质Al的活度减小的原因,对Al-5%Cu合金在熔融状态下进行了液态淬火.通过淬火后的金相组织观察发现,电场作用下液态金属的结构发生了明显的变化,溶质在合金溶液中的分布发生了沿某一个方向聚集的现象.从而揭示了电场作用下二元系合金中溶质活度变化的本质,并在此基础上建立了电场作用下二元系合金中溶质活度变化的理论模型.     

交流电场对定向凝固及界面溶质分配系数的影响

对交流电场作用下定向凝固组织的研究发现,交流电场对定向凝固组织有细化作用,且随电流的增大,其效果越明显,同时交流电场使凝固界面的溶质含量减小.通过对电场各种作用的分析发现:界面的化学势的减小使界面的稳定性增加;但界面能的增大、活度系数的减小以及界面溶质层内的震荡会使界面变薄,使界面的稳定性减小,从而破坏了胞晶的稳定生长,使柱状胞晶变成细碎的晶体.     

Al和Sn对再生Bi黄铜组织和性能的影响

在再生Bi黄铜中分别加入不同含量的Al和Sn，研究Al和Sn元素对再生Bi黄铜合金组织和性能的影响。研究表明：随着Al和Sn含量的增加，铸态下合金晶粒不断减小，热轧态下合金晶粒先增大后减小；Bi由薄膜状转变为颗粒状；Al和Sn的质量分数分别为0.5%和0.8%时合金的力学性能最佳。通过计算表面张力的方法分析Bi形态发生改变和力学性能改善的原因。分析可得：质量分数为0.5%的Al和0.8%的Sn可以增大Bi在合金中的润湿角，从而使薄膜状的Bi减少，颗粒状的Bi增多；薄膜状的Bi能抑制基体的割裂，最终改善合金的力学性能。     

7055铝合金的淬火敏感性研究

通过测定时间-温度-硬度曲线并采用透射电镜研究7055铝合金的淬火敏感性.研究结果表明：7055铝合金的淬火敏感温度区间为235～415℃,鼻尖温度约为355℃;7055铝合金的过饱和固溶体在355℃保温时快速分解,析出大量无强化作用的粗大η相,减小基体中溶质原子浓度,降低时效强化效果;该合金较佳的淬火制度为：适当减小高温区间的冷却速率,加大淬火敏感温度区间235～415℃的冷却速率.在此淬火制度下,既可减小铝合金残余应力,又可保证其较佳的力学性能.     

三元合金及金属间化合物中各组分活度系数的计算

根据Kohler三元溶体模型和Miedema二元系统生成热模型，建立了计算三元合金及金属化合物中各组分活度系数的方程。计算了三元合金Ti-5Al-2.5Sn,Ti-6Al-4V及不同温度下金属间化合物TiAl,Ti3Al和Ti2AlNb中各组分的活度系数。并与有关实验值进行了对比.计算结果表明此公式的计算结果与实验值吻合较好，解决了固态二元、三元合金及金属间化合物中各组分的活度系数的计算问题，Ti与A1活度系数均小于1，对Raoultl定律产生负偏差。根据所计算的活度系数和活度值，预测了SiC/TiAl,SiC/Ti3Al和SiC/Ti2AlNb复合材料的界面反应，表明SiC/Ti3Al界面反应较为严重。     

轧制变形量对7A55铝合金淬火敏感性的影响

为了研究轧制变形量与淬火敏感性的关系,测量了变形量为70%,80%和90%的7A55铝合金轧制板材在不同淬火条件下的拉伸力学性能。结果表明,热处理T6态下合金的强度、延伸率随着淬火速率的增加而提高;合金的淬火敏感性随着轧制变形量的增加而增大;固溶发生再结晶的过程中,与基体共格的Al3Zr粒子被大角度晶界扫过转变为非共格粒子;在缓慢淬火过程中,粗大平衡相η（MgZn2）以非共格的Al3Zr粒子作为形核位置析出,显著减弱时效强化效果,造成淬火敏感性现象;再结晶程度随着轧制变形而增大,是导致淬火敏感性提高的主要原因。     

Au-Cu-Al合金相变的内耗

利用内耗方法分别对淬火态和时效态Au7Cu5Al4合金的相变过程进行了研究,分析了2种状态马氏体相变的差异.结果表明：淬火态与时效态Au7Cu5Al4合金的马氏体相变开始温度分别为-2.7和13.8 °C;根据驰豫内耗峰信息得出其晶界驰豫激活能分别为131.5和93.0 kJ/mol,反映了时效前后Au7Cu5Al4合金有序度的差异,即淬火态Au7Cu5Al4合金母相在室温下主要为B2结构,而时效态合金为L21有序结构.     

预时效对高强铝锂合金2A97组织和性能的影响

以高强Al-Cu-Li-X铝锂合金2A97为研究对象,采用拉伸试验、TEM和SEM等手段测试分析了带有预时效双级时效合金组织和性能.结果表明:淬火后的双级时效和淬火变形后的双级时效,由于在终时效前增加预时效,使合金塑性提高,但强度略有下降.淬火变形后预时效过程形成的位错环和变形导致的位错有相同的作用,增加基体T1(Al2CuLi)相数量,使T1分布更均匀,淬火变形后双级时效获得T1,θ′和δ′的混合组织,同时预时效减小晶界T1尺寸.淬火后预时效导致的空位团和位错环增加基体δ′和T1形核,但数量有限,预时效有利于促进溶质原子团簇形成,增加δ′(Al3Li)和θ″(Al2Cu)析出相形核,并有利于...     

基于原子和分子共存理论的Al--Ti熔体反应能力表征

基于原子和分子共存理论建立计算Al- Ti二元合金系结构单元质量作用浓度的热力学模型。利用文献报道的2073、2173和2273 K下Al-Ti二元系的活度计算了生成Al3 Ti、AlTi和Al11 Ti5反应的平衡常数,并进一步得到其标准摩尔吉布斯自由能的表达式。使用文献报道的不同温度下Al-Ti二元合金系全浓度范围内组元Al和Ti的活度aAl和aTi与原子和分子共存理论定义的质量作用浓度NAl和NTi进行比较。结果表明：在Al-Ti二元合金熔体全浓度范围内计算得到的质量作用浓度NAl和NTi与文献报道的活度符合很好。同时,计算得到的Al-Ti二元合金系中结构单元Al3 Ti和Al11 Ti5的平衡物质的量与其质量作用浓度的关系呈“棒状”,而结构单元AlTi的平衡物质的量与其质量作用浓度的关系呈“纺锤”形。     

铁镍代钴新型硬质合金的组织和性能

研究了热处理对粘结剂质量分数为１０％的ＷＣ－（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）合金组织和性能的影响，结果表明：淬火－回火过程中，硬质相ＷＣ的形态、大小和分布基本上没有变化，但粘结相的结构有变化；烧结态粘结相为马氏体和少量残留奥氏体组成；淬火处理使烧结态合金中的残留奥氏体量减小；淬火后回火，粘结相中出现逆转变回火奥氏体；随回火温度升高，逆转变回火奥氏体增加。文中还讨论了烧结态粘结相中马氏体的形成和逆转变回火奥氏体产生的原因，以及不同回火处理态合金中逆转变回火奥氏体与合金性能的关系。     

Influence of nickel and copper on liquid structure of CuAlNi shape memory alloys

Liquid structure of molten pure Cu, Cu-12Al, Cu-12Al-4Ni (mass fraction, %) alloys has been investigated using the X-ray diffraction method. It is found that the main peak of the structure factor of pure Cu is symmetrical. In the front of main peak, the curve takes on a shape of parabola, whereas a distinct pre-peak has been found around a scattering vector magnitude of 18.5 nm^?1 in the structure factor of the liquid Cu-12Al alloy. This pre-peak increases its intensity with the addition of Ni in the liquid Cu-12Al-4Ni alloy. The appearance of a pre-peak is a mark of the mediate-range order. Based on Daken-Gurry theory and according to mutual interaction between unlike atoms, the analysis of correlation between different composition and liquid structure was done: the strong interaction exists between Cu and Ni, so Cu-Al can form strong chemical bond which causes compound-forming behavior. Therefore, the medium-range size clusters can form in melt. The presence of the pre-peak corresponds to these clusters. The addition of Ni can strengthen the interaction between unlike atoms and increase the sizes of clusters, thus result in the height of pre-peak increasing.     

Influence of nickel and copper on liquid structure of CuAINi shape memory alloys

Liquid structure of molten pure Cu, Cu-12Al, Cu-12Al-4Ni (mass fraction, %) alloys has been investigated using the X-ray diffraction method. It is found that the main peak of the structure factor of pure Cu is symmetrical. In the front of main peak, the curve takes on a shape of parabola, whereas a distinct pre-peak has been found around a scattering vector magnitude of 18.5 nm^-1 in the structure factor of the liquid Cu-12Al alloy. This pre-peak increases its intensity with the addition of Ni in the liquid Cu-12Al-4Ni alloy. The appearance of a pre-peak is a mark of the mediate-range order. Based on Daken-Gurry theory and according to mutual interaction between unlike atoms, the analysis of correlation between different composition and liquid structure was done: the strong interaction exists between Cu and Ni, so Cu-Al can form strong chemical bond which causes compound-forming behavior. Therefore, the medium-range size clusters can form in melt. The presence of the pre-peak corresponds to these clusters. The addition of Ni can strengthen the interaction between unlike atoms and increase the sizes of clusters, thus result in the height of pre-peak increasing.     

电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织中枝晶形态的影响

研究了电脉冲处理对Sn-15%Pb合金凝固组织的影响.通过对Sn-15%Pb合金熔体施加电脉冲处理,其凝固组织发生了由原始的树枝晶向球状组织的转化,同时晶粒发生明显细化.分析认为,由于电脉冲处理作用,合金熔体结构发生了改变,使熔体中Pb的活度提高,进而引起溶质平衡分配系数的变化,导致凝固前沿的溶质富集减轻,溶质分布情况发生改变,促使树枝晶向球状组织转化,并且使凝固组织发生细化.     

Wettability and pressureless infiltration mechanism in SiC-Cu systems

The wetting behavior of copper alloys on SiC substrates was studied by a sessile drop technique. The microstructure of SiC_p/Cu composites and the pressureless infiltration mechanism were analyzed. The results indicate that Ti and Cr are effective elements to improve the wettability, while Ni, Fe, and Al have minor influence on the improvement of wettability. Non-wetting to wetting transition occurs at 1210 and 1190℃ for Cu-3Al-3Ni-9Si and Cu-3Si-2Al-1Ti, respectively. All the copper alloys react with SiC at the interface forming a reaction layer except for Cu-3Al-3Ni-9Si. High Si content favors the suppression of interracial reaction. The infiltration mechanism during pressureless infiltration is attributed to the decomposition of SiC. The beneficial effect of Fe, Ni, and Al is to favor the dissolution of SiC. The real active element during pressureless infiltration is Si.     

压铸TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的拉伸性能

利用熔铸——原位反应和压铸成形技术制备了TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复材料,测试了复合材料的拉伸性能。结果表明：TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的室温极限拉伸强度为354MPa,比基体合金提高26%;260℃时复合材料的极限拉伸强度为272MPa,比基体合金提高46%。复合材料的延伸率与Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg合金相当。讨论了进一步提高熔铸——原位反应TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料拉伸强度的途径。     

一种新的滑动剪切技术测量Al-Cu合金的互扩散系数

液态金属扩散系数是液态金属最重要物理参量之一,也是金属材料设计与工业生产应用的必要参数.本文建立了一种新的测量液态金属互扩散系数的技术——滑动剪切技术,该技术避免了传统长管测量技术中升温过程的影响,能够显著地提高测量互扩散系数的精度.利用该技术测量了1023 K时Al70Cu30-Al90Cu10扩散偶的扩散系数,发现扩散系数在所研究的成分范围内呈现出有规律的成分依赖趋势.该结果为理解扩散的微观机制和其结构依赖关系提供了新的证据.     

Zr基大块非晶的研究

利用射流成型法制备出Ｚｒ５２．５Ｃｕ１４．６Ａ１１０Ｔｉ５大块非晶,该合金系统具有很强的玻璃形成能力和宽的过冷区,其玻璃转化温度Ｔｇ＝６５０．６３Ｋ,晶化温度Ｔｘ＝７２１．９０Ｋ,过冷区△Ｔｘ＝Ｔｘ－Ｔｇ＝７１．２７Ｋ,Ｖｉｃｋｅｒ硬度为５５８ｋｇ／ｍｍ＾２,压缩断裂强度１７３０ＧＰａ,弹性模量８２ＧＰａ,观察其断口有大量纹络状河流花样,并有融化的液滴存在,该合金系统大的玻璃形成能力应归功于合金组     

电解Al-Zr母合金的热力学

简要介绍了Zr在铝及铝基合金中的作用,提出利用氧化锆、氧化铝直接在电解槽中电解Al-Zr母合金的工艺方案;从热力学角度对该方案进行了分析,并利用Miedema模型对锆在铝中的活度系数进行了计算·结果表明:在活性阳极电解条件下(1223K),锆与铝可以共同析出,锆在铝中的活度系数接近1;氧化锆在电解液中的溶解度约0·55%;可以在电解槽中直接生产锆的质量分数为2%左右的Al-Zr母合金·     

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的组织性能

采用非真空熔铸方法制备的Cu-Cr-Zr合金,通过显微硬度、导电率测试以及扫描电子显微镜和能谱仪等试验方法和设备观察分析了材料的组织和性能。结果表明:非真空熔铸的Cu-1.02Cr-0.34Zr和Cu-0.90Cr-0.18Zr合金主要由Cu、Cu5Zr、和Cr组成。其铸态显微硬度和导电率分别达到HV102、HV100和51%IACS、53%IACS。经过800℃×50 h的热处理后,合金显微组织更加细小均匀。