强磁场退火对低温ECAP制备1050铝合金组织和性能的影响

通过硬度测试、EBSD测试及透射电子显微观察等手段,研究了不施加和施加12 T强磁场在90℃至210℃退火对低温等通道转角挤压(ECAP)制备1050铝合金的硬度及组织的影响。结果表明,在不小于150℃退火温度下,施加强磁场试样的硬度明显低于不施加强磁场试样的硬度,说明强磁场可以促进该合金的回复和再结晶过程。强磁场的施加,在退火温度为90℃和150℃时促进晶粒长大,在210℃时抑制晶粒的异常长大,形成了更加均匀晶粒尺寸分布,且强磁场可以促进小角度晶界的形成。强磁场的应用促进了位错脱离钉扎中心向晶界或亚晶界移动,并且最终湮灭,从而降低合金的位错密度。     

Fe对稀土电工铝导线性能的影响

探究了Fe元素对稀土电工铝导线性能的影响,测试了合金的抗拉强度、伸长率及导电率。研究结果表明,Fe元素能够显著提高铝导线的抗拉强度和伸长率,但随Fe元素含量增高,其对铝导线导电率的降低作用越明显。综合抗拉强度、伸长率及导电率的检测结果,W（Fe）=0．3％时,合金的力学性能和导电性能较好。     

强磁场下不同晶粒尺寸Fe薄膜生长模式演变及其对磁性能的影响

采用强磁场下物理气相沉积的方法,通过提高蒸发源温度获得晶粒尺寸逐渐降低的纳米晶Fe薄膜,研究了强磁场对不同晶粒尺寸Fe薄膜生长和磁性能的影响.结果表明,当蒸发源温度为1440℃时,Fe薄膜的晶粒细小,强磁场使薄膜从层状生长变成了柱状生长,有效降低了薄膜缺陷.当蒸发源温度为1400和1350℃时,Fe薄膜的晶粒较粗大,强磁场不能改变其柱状生长方式,但是却提高了柱的宽度.强磁场提高了Fe薄膜的平均晶粒尺寸以及颗粒(由晶粒构成)尺寸、降低了薄膜表面粗糙度.随着晶粒尺寸的降低,强磁场提高Fe薄膜矫顽力、饱和磁化强度和剩磁比的能力增强.     

强磁场对Al-2．89％Fe合金凝固组织的影响

考察了冷却速率、磁场强度及高梯度磁场对A1-2.89?(质量分数)过共晶合金中Al3Fe相形貌及分布规律的影响.结果表明,在无磁场条件下,初生Al3Fe相沉积在试样下部;施加12T强磁场后,初生Al3Fe相所受磁力作用和重力作用相平衡,在整个试样中均匀分布,且沿着易磁化方向[121]发生定向排列,其取向程度不受冷却速率的影响,但随着磁场强度的增大而加强;在高梯度磁场中,初生A13Fe相所受磁力作用大于重力作用而偏聚在试样的上部,且多个针状初生Al3Fe相结合在一起,形成近似星状聚合体.此外,对强磁场的作用机理进行了分析和探讨.     

Variety of solidification structures in Al-2.89%Fe alloy solidified under high magnetic field

考察了冷却速率、磁场强度及高梯度磁场对Al-2.89%Fe(质量分数)过共晶合金中Al3Fe 相形貌及分布规律的影响. 结果表明, 在无磁场条件下, 初生Al3Fe相沉积在试样下部; 施加12 T强磁场后, 初生Al3Fe相所受磁力作用和重力作用相平衡, 在整个试样中均匀分布, 且沿着易磁化方向[121]发生定向排列, 其取向程度不受冷却速率的影响, 但随着磁场强度的增大而加强; 在高梯度磁场中, 初生Al3Fe相所受磁力作用大于重力作用而偏聚在试样的上部, 且多个针状初生Al3Fe相结合在一起, 形成近似星状聚合体. 此外, 对强磁场的作用机理进行了分析和探讨.     

MICROSTRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTIES OF Fe-49%Sn HYPERMONOTECTIC ALLOYS IMPOSED BY A HIGH MAGNETIC FIELD

研究了强磁场对Fe-49%Sn(质量分数)偏晶合金凝固组织演变及磁性能的影响. 结果表明: 施加强磁场可以显著改变富Fe相枝晶形貌, 进而改善材料的磁性能.在无磁场作用下富Fe相为无方向性的枝晶及网状组织形貌; 随磁感应强度增加, 富Fe相沿平行磁场方向定向排列程度增加, α-Fe的(110)晶面衍射强度增强. 分析认为, 这是由于强磁场诱使晶体磁各向异性能增加, 使得α-Fe枝晶择优取向作用增强. 根据样品磁滞回线计算的磁各向异性能结果与理论分析一致. 另外, XRD分析表明, 有、无强磁场作用下凝固样品的物相均不变, 都由α-Fe, β-Sn,FeSn及FeSn2组成.     

强磁场下Fe-49％Sn偏晶合金凝固组织及磁性能

研究了强磁场对Fe-49%Sn(质量分数)偏晶合金凝固组织演变及磁性能的影响.结果表明:施加强磁场可以显著改变富Fe相枝晶形貌,进而改善材料的磁性能.在无磁场作用下富Fe相为无方向性的枝晶及网状组织形貌;随磁感应强度增加,富Fe相沿平行磁场方向定向排列程度增加,α-Fe的(110)晶面衍射强度增强.分析认为,这是由于强磁场诱使晶体磁各向异性能增加,使得α-Fe枝晶择优取向作用增强.根据样品磁滞回线计算的磁各向异性能结果与理论分析一致.另外,XRD分析表明,有、无强磁场作用下凝固样品的物相均不变,都由α-Fe,β-Sn,FeSn及FeSn2组成.     

Cu-12.8%Fe复合材料的形变热处理工艺和性能

研究了Cu-12.8%Fe复合材料形变热处理时退火温度和形变量对复合材料微观组织、导电率及抗拉强度的影响。结果表明,退火温度的升高,Fe纤维逐渐出现弯曲、断开等再结晶现象,退火处理后进一步拉拔可以增加纤维的连续性,恢复纤维的拉拔特征,且Fe纤维较退火处理后纤维细小;随形变量的增加,复合材料的抗拉强度逐渐增加,导电率逐渐降低,450℃×1 h退火处理后复合材料的加工硬化率增加最为显著,且450℃退火处理后形变至减面率为81.6%时,抗拉强度与导电率分别增加了10%和5%。对比研究表明450℃是较好的退火处理温度,获得的较优综合匹配性能分别为615 MPa/59.5%IACS（450℃×1 h,η=8.19）、1008 MPa/53.3%IACS（450℃×1 h,η=9.93）,并分析了其原因。     

Fe含量对Al-Fe压铸铝合金导电率及机械性能的影响

为实现汽车零部件对压铸铝合金导电性、强度、成型性和低成本的需求，以Al-Fe系合金为基础，研究了Fe含量对压铸铝合金导电率和机械性能的影响，进行了微观组织分析和高温性能稳定性验证，并探究了热处理工艺的影响。结果表明，Al-(0.25%～3.0%)Fe-0.02%B(质量分数)合金具有良好的压铸成型性，添加Fe可显著提升合金的强度且不造成导电率的大幅下降，Fe含量从0.25%增加到3.0%(质量分数)后，抗拉强度增加130%，导电率仅下降17%。在高温工况下，材料导电率和抗拉强度仅略微下降，表现出较好的高温稳定性。时效处理后导电率提升约1.4%IACS，强度提升约7 MPa。Al-Fe系合金是适合开发兼具高导电、中强度、低成本、可压铸等特点的合金体系。     

强磁场作用下偏晶合金取向凝固组织的形成

研究了强磁场对Fe-49Sn和Cu-40Pb偏晶合金凝固组织的取向作用。研究结果表明,在强磁场作用下,Fe-49Sn和Cu-40Pb偏晶合金都形成具有一定取向的凝固组织。施加10T强磁场后,α-Fe晶体的磁各向异性和α-Fe枝晶的择优取向促使了Fe-49Sn偏晶合金形成沿平行磁场方向取向排列的富Fe相枝晶凝固组织,α-Fe的(110)晶面衍射强度明显增强;在12T强磁场作用下,强磁场对富Pb相小液滴运动及凝固前沿熔体流动的抑制作用,促使Cu-40Pb偏晶合金试样中心形成较长的规则排列的富Pb相棒状组织。     

Al-4%Cu过饱和合金在强磁场中时效行为

采用差示扫描量热仪分析并结合显微硬度测试、电子探针分析、透射电镜观察研究了10-T稳恒强磁场对Al-4％Cu（质量分数）合金130℃时效过程中各沉淀相析出行为的影响。结果表明：在低温时效初期强磁场的引入加速了铜的扩散，降低了G.P.（Ⅰ）区的溶解激活能，促进其溶解，各沉淀相的析出与溶解温度均向低温处移动，时效进程加快；另外，强磁场时效后沉淀相尺寸减小；施加强磁场试样的硬度明显高于未施加磁场试样的，时效硬化效果加强。     

强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响

研究了强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响。对Al-6Si亚共晶铝．硅合金进行Na盐变质处理后,重熔并在720℃下保温20min时,如果不施加强磁场,共晶Si呈粗大的针片状,长度和分布不均匀,凝固组织为未变质组织,即发生了重熔失效的现象。施加强磁场的条件下,共晶Si仍呈细小的颗粒状,凝固组织仍与第一次变质后相当,没有发生重熔失效的现象。分析认为重熔失效是Na的氧化和烧损以及凝固过程中对流的共同作用的结果。而施加强磁场的条件下,合金的变质组织得以保持是由于强磁场强烈抑制了熔体对流的。对固态下的合金施加强磁场对变质组织没有产生影响。     

杂质元素和微合金化元素对纯铝导体导电性能的影响

本文综述了杂质元素、稀土元素和硼元素对纯度≥99.7%工业纯铝导电性能的影响。发现在纯度≥99.7%工业纯铝中,Fe/Si比、稀土和硼对导电率的影响有待深入研究。开发高导电率硬铝导线,需以纯度≥99.7%工业纯铝为研究对象,深入研究Fe/Si比、稀土和硼对纯铝导体导电率的影响规律和机理。     

冷塑变及时效处理对CuCrNi合金导电率的影响

研究了冷塑变及时效处理对CuCrNi合金导电率的影响。结果表明:形变能降低CuCrNi合金的导电率,而形变后再经适当的时效处理能提高合金的导电率,且在变形量为0％-70％时,变形量越大,该合金时效处理后的导电率越高,同时合金获得较高导电率的时效处理时间越短。当CuCrNi合金形变后再经500℃时效处理,可获得最高的导电率。     

交变磁场下Cu-Fe复合材料的凝固组织与性能

研究了低频交变磁场下Cu-14Fe原位复合材料的凝固行为,讨论了磁场施加和磁场强度对铸锭组织、溶质分布和性能的影响。结果表明,Cu-14Fe复合材料常规凝固组织中Fe相主要呈枝晶和不规则长条状分布,施加交变磁场后,Fe相转化成梅花状或等轴状晶粒,分布更均匀。交变磁场的施加导致Cu基体中Fe溶质含量降低,磁场强度越大,浓度下降越明显。交变磁场的施加大幅降低了铸锭中的氧含量,提高了材料的电导率,降低了基体硬度。交变磁场对Cu-14Fe原位复合材料凝固过程的影响分别从动力学和热力学方面进行了分析,磁场一方面通过力场改变了熔体的热流和溶质分布,另一方面作为能量场作用于熔体影响了晶胚形核的势垒,从而影响了Cu-14Fe原位复合材料的凝固组织与性能。凝固过程中施加交变磁场有利于Cu-14Fe原位复合材料中Fe相的细化和析出。     

强磁场下时效处理对铸造镍基高温合金K52中碳化物的影响

针对时效处理铸造镍基高温合金K52的碳化物,研究了其在强磁场作用下的组织形貌与化学成分变化规律。结果表明:在不同磁场条件下时效处理后,合金中碳化物MC和M23C6的组织形貌与分布基本相同,强磁场的施加对碳化物的组织形貌与分布并未产生显著影响,但经强磁场条件下时效处理后,MC和M23C6中强碳化物形成元素W、Mo、Nb和Ti含量有所增加,而弱碳化物形成元素Cr和非碳化物形成元素Co、和Ni含量显著降低。分析指出强磁场的施加可能提高了强碳化物形成元素与C间的亲和力,增强了其形成碳化物的倾向;同时其可能减弱了弱碳化物形成元素和非碳化物形成元素与C间的亲和力,从而使其在碳化物中存在的倾向也进一步降低。     

冷塑变及时效处理对CuCrNi合金导电率的影响

研究了冷塑变及时效处理对CuCrNi合金导电率的影响。结果表明：形变能降低CuCrNi合金的导电率，而形变后再经适当的时效处理能提高合金的导电率，且在变形量为0％-70％时，变形量越大，该合金时效处理后的导电率越高，同时合金获得较高导电率的时效处理时间越短。当CuCrNi合金形变后再经500℃时效处理，可获得最高的导电率。     

强磁场对电沉积镍铁合金膜显微组织的影响

在电沉积镍铁合金膜过程中施加了不同强度的纵向强磁场,研究了磁场强度对电沉积镍铁合金膜的微观形貌、晶粒取向和成分的影响。结果表明:随着磁感应强度增加,镀层表面晶粒先粗化,然后细化为数百纳米的颗粒层;同时样品截面组织经历了由层状生长转为树枝晶、脊状晶和条状晶的一系列变化;在12 T强磁场下条状晶沿外磁场方向破碎为球状微晶组织;强磁场使样品(111)晶面择优取向,并进一步促进了Fe2 的优先沉积,使样品中铁含量随外加磁场强度的增大而增加,而膜的饱和磁化强度也线性提高。     

强磁场对纯铁渗碳的影响

研究了稳恒磁场(0T、1T和12T)对纯铁渗碳行为的影响。试验发现,当磁场方向与渗碳表面垂直时,施加强磁场将促进渗碳过程的进行,且随着磁场强度的增加,这种促进作用增强;当磁场方向与渗碳表面平行时,施加磁场则抑制渗碳过程,且随着磁场强度的增加,其抑制程度也加强。     

强磁场下Ni-Cu系原子的扩散行为

采用Cu/Ni/Cu扩散偶研究强磁场对Ni?Cu系原子扩散行为的影响。发现该扩散偶在有、无强磁场条件下退火处理时,Ni?Cu 系原子互扩散过程中的互扩散系数随着互扩散区内 Ni 原子摩尔分数的增加而增加,并且在强磁场条件下退火处理后,所有的互扩散系数均小于相应条件下无磁场处理时的互扩散系数。表明强磁场的施加延迟了Ni?Cu系原子的互扩散行为。分析指出,上述强磁场对原子扩散的延迟行为是通过降低互扩散过程中的频率因子而不是互扩散激活能来实现的。