Fe50 Mn30 Co10 Cr10高熵合金组织结构对其绝热剪切敏感性的影响

在室温下利用分离式霍普金森压杆对Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金帽型样进行动态加载,通过动态加载曲线对比及金相观察分析了不同组织结构对Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金的绝热剪切敏感性的影响规律与机制。结果表明,在相同动态加载条件下,试样晶粒越小、密排六方(hcp)相含量越多,绝热剪切带形成时的应力坍陷时间、临界应变、单位体积绝热剪切吸收能越大,绝热剪切带的宽度越小,绝热剪切敏感性降低。以面心立方(fcc)相为基体的Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金的晶粒越小、hcp相含量越多,其应变硬化效应和应变速率强化效应越大,在相同动态加载条件下绝热剪切敏感性越小。     

Cu含量对铁基中熵合金涂层组织与性能影响

采用激光熔覆方法制备了(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)100-xCux(x=0,1,3,5和7at.%)中熵合金涂层。研究了Cu元素含量对涂层物相结构、微观组织、显微硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,随着Cu元素含量增加,合金涂层均为单一的FCC结构,呈典型树枝晶结构。显微硬度均高于基材304不锈钢,且随Cu元素含量增加呈递减趋势。在3.5%NaCl溶液中,(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)99Cu1中熵合金涂层的腐蚀电位最高,相比基材304不锈钢向正方向移动了29mV,且具有最低的腐蚀电流密度为4.977×10-6 A·cm-2,涂层表面腐蚀主要发生轻微的晶界腐蚀。(Fe63.3Mn14Si9.1Cr9.8C3.8)100-xCux合金涂层中Cu元素含量较低时,涂层具有较高的硬度和耐蚀性能,具有良好潜在的价值。     

飞片冲击加载下Fe50Mn30Co10Cr10合金的动态损伤研究

采用一级轻气炮对2种预处理状态下的Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金进行了冲击加载,利用多普勒测速系统对加载中样品自由面粒子进行速度测量; 通过背散射电子衍射、金相显微镜探究了Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀高熵合金的初期层裂特征。结果表明: 马氏体和孪晶对层裂初期孔洞的形核、长大,裂纹的扩展有重要影响。孔洞并非在基体/马氏体的相界面间形核,而是优先形核于基体的晶界中,再沿基体相内部聚集形成微裂纹。与静态加载不同,动态载荷下孔洞的形核受孪晶界限制,微裂纹的拓展受马氏体阻碍,其方向并非完全与冲击方向垂直。冷轧退火试样中,晶界密度大,孔洞形核多,损伤程度较大,层裂强度低,而含有较多马氏体的热轧退火试样中裂纹扩展慢,最终损伤程度较小,层裂强度高。     

钼合金双层结构MoSi2涂层的制备与组织性能

采用料浆烧结法在TZM钼合金表面制备Mo层,再通过包埋渗法制得双层结构的MoSi₂厚涂层。利用内热法在大气环境下测试了钼合金Si-Mo涂层在1 600 ℃下的高温抗氧化性能。结果表明,涂层由多孔MoSi₂外层和致密MoSi₂内层组成,Mo粉细化对涂层组织致密化和高温抗氧化性能提升有益,平均粒度9.8 μm和2.2 μm的Mo粉制备的涂层在1 600 ℃下的高温抗氧化寿命分别为5.1 h和14.8 h,高温氧化后涂层结构转变为SiO₂氧化层-多孔MoSi₂层-致密层-Mo₅Si₃层。随着氧化持续进行,SiO₂层和Mo₅Si₃层不断增厚,而MoSi₂层持续减薄并转化为Mo₅Si₃,硅元素的持续贫化导致涂层最终失效。     

铸渗工艺对刮板输送机铲板组织和性能的影响

采用涂料法在刮板输送机铲板表面渗硼、铬和碳以形成硬度较高的表面合金化层.通过改变合金粉末各自的比例来研究不同的涂料配比对表面合金化层组织和性能的影响.研究结果表明,表面合金化层内主要含有Fe-Cr,Fe₂₃(C,B)₆,Cr₂₃C₆、马氏体和莱氏体;当涂料的配比：B为10％,Cr为80％,C为10％时,表面合金化层的维氏硬度最高达到800 HV,刮板运输机铲板表面的维氏硬度提高了近3倍;试样的表面合金化层的厚度在8 mm左右,且随着B含量的增加维氏硬度逐渐下降.     

激光织构对Fe基非晶合金涂层润湿性的影响研究

为提高页岩油气钻进过程中钻头表面的耐磨性能及防泥包性能,采用冷喷涂(CS)和超音速火焰喷涂(HVAF)技术在35CrMo钢基体上制备了Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂非晶合金涂层,并利用紫外激光制备了涂层的疏水表面,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的微观结构和力学性能,利用接触角测量仪表征涂层的润湿性,并分析其润湿机理。结果表明:利用CS技术制备的Fe基非晶合金涂层结构更加致密,非晶质量分数达到90%,且具有更好的热稳定性。激光过程中的熔融物快速冷却在涂层表面形成纳米尺寸级别的凝结物以及团聚物形成微纳复合结构,在激光扫描次数为7次时,CS涂层表面水接触角最高,具有良好的疏水性。     

CoCrFeNiMn系高熵合金热力学研究

热力学性质在高熵合金设计中起着重要作用,利用可靠的热力学模型进行理论计算来获取合金关键热力学数据已成为一种重要而有效的途径。利用现有二元热力学数据和改进的分子相互作用模型(M-MIVM)对CoCrFeNiMn系高熵合金固溶体的混合吉布斯自由能、混合焓、混合熵、过量吉布斯自由能、过量熵进行预测,同时考虑原子尺寸差异,从热力学角度评估该高熵合金形成的可能性、相稳定性和结构稳定成分。研究结果表明：CoCrFeNiMn体系满足高熵合金的热力学判据,易于形成五元高熵合金;在低Fe、高Ni和高Mn的条件下,该合金体系的混合自由能更负,结构越稳定,Co_0.15Cr_0.15Fe_0.1Ni_0.3Mn_0.3是一个较优的合金成分设计方案;在高温条件下,该合金体系的混合自由能显著下降,合金稳定性增强。研究可为CoCrFeNiMn系高熵合金设计提供较为可靠的热力学数据和理论指导。     

共沉淀反应时间对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极材料形貌和电化学性能的影响

采用共沉淀法制备Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂前驱体, 并通过高温固相法合成LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料, 研究了反应时间对Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂前驱体和LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料的形貌、结构以及电化学性能的影响。结果表明, 随着反应时间增加, 前驱体和正极材料的二次颗粒粒径逐渐增大;若反应时间过短, 二次颗粒粒径小, 易加剧电化学循环过程中材料与电解液的副反应, 正极材料循环性能较差;若反应时间过长, 二次颗粒粒径过大, 增加了锂离子扩散路径, 也不利于正极材料在高倍率下的循环。反应16 h制备的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料具有适中的颗粒粒径, 拥有优异的电化学性能, 在1C倍率经过180圈循环容量保持率可达75.3%, 5C倍率经过300圈循环容量保持率可达56.0%。     

混凝剂处理选矿废水的研究

以硫酸铝[Al₂(SO₄)₃]、硫酸铁[Fe₂(SO₄)₃]、三氯化铁(FeCl₃)、氯化铝(AlCl₃)为混凝剂处理选矿废水, 探讨了不同混凝剂的处理效果及三氯化铁处理砷、镉等离子的混凝机理。结果表明, 用混凝工艺处理选矿废水效果显著, 三氯化铁(FeCl₃)为最佳混凝剂, 最佳添加用量为16 mg/L, 废水经处理后符合国家排放标准。     

Si、Mg添加量对Al-Mg-Si合金的显微组织和Mg2Si相形貌的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究分析了Al-8.8Mg-9.2Si、Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si三种不同Mg₂Si含量的合金在金属型下的铸态凝固组织演化。结果表明,合金的凝固路径为L→L₁+Mg₂Si→L₂+Mg₂Si+(Al+Mg₂Si)_二元共晶→Mg₂Si+(Al+Mg₂Si)_二元共晶+(Al+Mg₂Si+Si)_三元共晶,室温下的凝固组织为一定量的初生Mg₂Si相、二元共晶和三元共晶集群构成。随着Si含量和Mg含量的增加,初生Mg₂Si相的数量增加,其生长形态由八面体多边形向二次枝晶壁较为发达的树枝晶状转变,共晶Mg₂Si相的形态并没有明显的转变。通过对比Al-12.6Mg-7.4Si、Al-15.4Mg-9.8Si合金的凝固组织形貌,发现共晶晶胞的纵横比率累积值随着计算Mg₂Si含量的增加而下降。     

Ag添加对Fe基中熵合金组织与腐蚀性能的影响北大核心

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和负压铜模吸铸法制备双相FCC结构的铁基中熵合金,研究Ag元素微量添加对合金的组织结构以及在不同介质中腐蚀行为的影响。结果表明,合金中主要组元与添加的Ag元素的二元混合焓为正值,由于相分离在枝晶间富集形成FCC2相。随着Ag含量的增加,合金的腐蚀电位逐渐正移,腐蚀电流密度减小,容抗弧半径增大,合金耐蚀性能明显得到提升。其中,合金Fe_(60.8)Mn_(13.4)Si_(8.7)Cr_(9.4)C_(3.7)Ag_(4)在PBS溶液中的腐蚀电流密度可达2.139×10^(-8) A/cm^(2),耐腐蚀性能最优。     

Phase Selection in 6082 Al-Mg-Si Alloys

In this work two new kinds of particles in continuous casted 6082 alloy were observed. nm-size Al(Fe,Mn,Cr)Si particles and large U2-AlMgSi particles were found secondary to the expected, coarse Al(Fe,Mn,Cr)Si and Mg₂Si on the grain boundaries and nm-size Mg₂Si inside the grains. Because of the small size of the Al(Fe,Mn,Cr)Si precipitations an increase of the strength of the alloy is expected.     

ECAP变形铜锰合金的微观组织和力学性能

为研究Mn元素对铜合金的变形机制和力学性能的影响,在室温下对纯铜和铜锰合金（Cu-5Mn）进行等通道转角挤压（ECAP）。结果表明, Mn元素的添加使得铜锰合金的短程有序度增加,平面滑移倾向变强,促进了变形过程中的位错积累,刺激大量滑移带形成,且局部应力集中效应诱发变形孪晶产生,因此铜锰合金的晶粒细化效果优于纯铜,晶粒尺寸约为400 nm。位错强化、细晶强化、孪晶强化和固溶强化的共同作用,使得ECAP铜锰合金的力学性能显著提升,抗拉强度高达482 MPa,从而为高性能靶材的制备提供了一种有效方法。     

Mn合金化对ZA33显微组织和热疲劳性能的影响

研究了Mn合金化对ZA33合金显微组织、力学性能和热疲劳性能的影响,利用光镜对合金显微组织和热疲劳裂纹进行了观察。结果表明：加入0.6%的Mn可以有效细化ZA33合金组织,热疲劳性能得到明显提高;随着Mn加入量的增加,抗拉强度呈现先提高再降低的变化规律,硬度略有增加,而延伸率略有降低。在Mn含量为0.6%时合金的强度与塑性配合最佳,此时的综合力学性能最优,并且合金的裂纹长度最短,热疲劳性能最好。当Mn含量大于0.6%后,由于合金液中的富锰相在晶界处聚集并长大,产生应力集中,恶化热疲劳性能。     

合金元素及SiCp镀覆对铁基复合材料组织性能的影响

研究了合金元素及SiCp镀覆对烧结铁基复合材料组织与性能的影响,结果表明,在Fe-Cu-C基体合金中添加w(Ni)=2%,w(Mo)=0.5%,w(Fe-Cr)=1.5%,可以获得高强度,高硬度及综合机械性能优良的铁基合金,在Fe-Cu-C-Ni-Mo-Cr合金中分别添加SiCp净质量分数相同的未镀覆的,镀Ni的或镀Cu-Ni合金层的SiCp时,会对复合材料的硬度和强度产生不同的影响;镀Ni的SiCp能使复合材料的硬度明显高于基体合金,而未镀覆的SiCp则导致复合材料的硬度明显 于基体合金,镀Cu-Ni合金层的SiCp亦使复合材料的硬度略低于基体合金;各类SiCp均使复合的抗弯强度低于基体合金,镀Ni的SiCp含量较多时对强度的影响最为显著,基体合金中同时添加Ni,Mo,Cr3种元素时,改善了基体对SiCp的支撑强度,SiCp镀覆与基体多元合金化使复合材料的耐磨性大为提高。     

钴基合金等离子转移弧堆焊显微结构研究

应用光学金相、X 射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和透射电镜 (TEM ) ,研究Co Cr W系钴基多元合金等离子转移弧堆焊的显微组织、相组成和微观结构。结果表明 ,堆焊合金层主要由呈面心立方结构Co基固溶体以及分布在其中的 (Cr ,Fe) 7C3型碳化物构成。Co基固溶体中存在许多堆积层错 ,这些堆积层错受阻于共晶碳化物处 ,与固溶体组成共晶体的碳化物主要为具有六方点阵并含有层片状孪晶的 (Cr,Fe) 7C3。     

Cu及Mn元素对高铁含量铝硅合金显微组织和力学性能的影响

为了实现高铁含量的铝硅合金的有效回收,本文对Cu和Mn复合变质处理后的高铁含量铝硅合金进行扫描电子显微镜观察、X射线能谱仪以及X射线衍射分析,研究了Cu和Mn对高铁含量铝硅合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：在铝硅合金中加入Cu和Mn后,再结合热处理,合金中铁相得到较大改善,合金抗拉强度得到较大提高(193.1MPa),优于未含铁合金性能(150MPa)。     

新型低钴AB5型贮氢合金

在贮氧合金MLNi3.55Co0.75Al0.3Mn0.4的基础上,采用Cu,Fe,Zn,Cr替代Co和加入稀土Dy的方法制备低钴AB5型贮氢合金,得到稀土基多元贮氢合金.并对其放电容量、循环稳定性以及微观结构进行了测试和分析.结果表明,采用适量的Cu,Fe,Zn,Cr替代Co所得的高容量低钴贮氧合金具有较好的循环稳定性,添加Dy不仅使合金具有较高的放电容量,而且明显改善低钴贮氢合金的组织均匀性和充放电循环稳定性.     

几种铸造铝合金的铸造性能、力学性能及耐蚀性

研究了5种铸造铝合金的铸造性能、力学性能及耐蚀性。5种铸造铝合金分别为铝硅系的A（ZL101,Al-7.1%Si-0.3%Mg0,铝镁系的B（Al-6.50%Mg-0.28%Ti)、C（Al-8.58%Mg-1.4%Z-0.07%Ti）、D（ZL301,Al-10.0%Mg-0.09%Ti)及新近研制开发的低镁低硅铝合金E（Al-2.5%Si-2.1%Mg-0.8%Mn-0.2%Cr）。结果表明,5种铝合金具有良好的力学,合金A铸造性能较好,耐蚀性差,合金B、C、D耐蚀性好,但铸造性、抗应力腐蚀性能差,低镁低硅的铝合金E具有极好耐蚀性及其它综合性能。