Al熔体粘度的突变点及与熔体微观结构的关系

通过测量Ａｌ熔体的粘度，研究了Ａｌ熔体粘度随温度的变化规律，发现在升温过程中熔体粘度值在７８０和９５０℃左右发生突变。在降温过程中，粘度的突变发生在９３０和７５０℃。Ａｌ熔体氢含量的测定表明，氢含量随温度变化曲线也在７８０℃发生突变。通过对液态Ａｌ的分子动力学模拟，发现Ａｌ的第一近邻配位原子的排布方式随温度的变化在７８０℃左右与９５０℃左右也存在突变。探索了Ａｌ熔体液态微观结构与熔体粘度的内在联系     

熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织和性能的影响

在温度梯度和抽拉速率一定的条件下,研究熔体过热温度Ts对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能的影响,利用综合热分析仪测定Al-4.7%Cu合金熔体结构特征及变化过程。试验结果表明:熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能有显著影响,经过1 050℃过热处理的一次枝晶间距1λ比在750℃无过热直接定向凝固的减小了35%左右,抗拉强度提高了近30%,伸长率提高了近40%;熔体过热处理改变了熔体的结构状态,从而影响了最终组织及性能;通过熔体过热处理的Al-4.7%Cu合金,其富Cu相明显减少,断口韧窝数量显著增加。     

Al-Si合金熔体热处理的结构转变

用示差扫描量热分析了Al-Si合金温度处理的熔体结构变化规律及结构变化温度。结果表明,在升温阶段的Al-7%Si亚共晶、Al-12%Si共晶及Al-20%Si过共晶合金的熔体中均存在额外的热效应,范围均在798～850℃之间,额外热效应温度范围与含硅量无关,结构转变焓值随合金的硅含量增加而增加,氢含量不影响结构转变的温度;而在降温过程中仅在Al-20%Si过共晶合金中发现了额外热效应,额外热效应的出现及温度范围取决于降温速度。分析认为,升温阶段的额外热效应体现了Al的熔体结构变化,降温阶段的额外热效应与熔体中的Si-Si原子团簇的行为有关。     

Sn-Bi-Cu合金熔体结构变化及对凝固组织影响

为了探索合金熔体结构与凝固组织间的相关性,进一步改进Sn-Bi-Cu无铅焊料合金组织性能,运用四探针电阻法对Sn70Bi10Cu三元合金的熔体过热行为进行了初步探索.结果表明,升温过程中合金熔体电阻率在812～821℃温度范围内发生了突变,且在降温过程中突变不再发生,表明熔体结构在这一温度区间发生了不可逆的结构转变.通过金相组织观察及力学性能测试发现,该不可逆的转变行为使其凝固组织明显细化及力学性能得到一定的提高:压缩强度极限σd提高了约8%,表面维氏硬度提高约18%.     

熔体过热处理对SnAg3Te5合金凝固组织的影响

本文以直流四电极法、热分析法分别测量了SnAg3Te5合金熔体的电阻率-温度曲线及热分析曲线.结果表明:在连续两轮的升降温过程中,合金熔体的电阻率在远高于液相线几百度的温区内发生了不可逆转变,不同热历史下相同成分合金的热分析曲线也存在明显差异.同时,在不同冷却方式下转变前后的合金凝固组织都发生了显著变化,这些差别充分表明,SnAg3Te5合金熔体在升降温过程中的某个特定温度区间内,由于熔体内部化学短程序的打破或重组而发生了温度诱导的液态结构转变.     

电子束冷床熔炼TC4合金温度场模拟

利用ANSYS软件对电子束冷床熔炼TC4钛合金过程进行模拟研究.结果表明:熔体从冷床滴入坩埚之后,主要出现熔体升温、形成稳定熔池、熔体凝固、熔体温度下降和凝固结束这5个阶段.在开始熔炼时,熔体温度较低,升温也比较慢,但随着熔炼的进行,熔体升温加快,并维持在高温状态,最后熔体发生凝固降温,且降温速度很快.降温过程主要分为两个阶段,在快速降温阶段,熔体快速出现部分凝固,而在降温平衡阶段,熔体主要进行补缩.当降温时间达到500 s时,熔体温度基本保持不变.     

In-5％Cu合金的液态结构与粘滞性研究

利用高温液态金属X射线衍射仪研究了In-5％Cu合金熔体的结构。结果表明：随温度由400℃升高到900℃，In-5％Cu合金熔体的平均最近邻原子间距ri总体上呈现出减小的趋势，原子配位数Ns的变化比较复杂，R1和Ns都在600℃左右出现转折，原子团簇出现热收缩现象，其结构在600℃附近出现异常变化。利用回转振动粘度仪对In-5％Cu合金在液相线以上不同温度进行粘度测量的结果表明：随温度升高，In-5％Cu合金熔体的粘度值减小，总体上呈现指数变化规律，在600℃左右发生突变.粘度突变温度与结构突变温度一致。     

熔体过热处理对Al-4.7%Cu合金定向凝固力学性能及晶体取向的影响

在熔体过热温度Ts分别为750、850、950、1050℃时,研究熔体过热温度对Al-4.7%Cu合金定向凝固组织及力学性能的影响,利用综合热分析仪测定Al-4.7%Cu合金熔体结构特征及变化过程,用扫描电镜观察断口形貌。结果表明,定向凝固试样力学性能与非定向凝固的相比,强度提高60%,断后伸长率提高近1倍。断口形貌观察表明,富Cu相明显减少,韧窝数量显著增加。随熔体过热温度提高及过热时间延长,试样强度及塑性提高,随低温保持时间延长,试样强度及塑性变差。Al-4.7%Cu合金枝晶沿择优方向<100>生长,且随熔体过热温度提高,(100)晶面衍射强度减弱,表明晶面取向产生分支。Al-4.7%Cu合金过热处理会使熔体结构(即团簇结构)发生一定变化。     

Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1纳米晶合金的粘度特征

研究了Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1纳米晶合金高温下的粘度随温度的演化规律,发现其在1 400℃附近存在一个不可逆结构转变。在1 350℃之前升降温,则粘度曲线完全可逆。而在不同温度下进行弛豫,则温度越高,达到平衡所需要的时间越短,证实了结构转变的存在。据此对熔体进行不同温度的过热处理发现,过热有助于细化组织结构。这为纳米晶合金熔体认知及带材制备提供了理论参考。     

电加热快速热循环注塑模具热响应分析研究

研究了电加热快速热循环注塑工艺原理和模具结构,构建了电加热注塑模具的二维和三维热响应分析模型,分析获得了加热过程和冷却过程中模具型腔表面的热响应规律和温度分布规律,探讨了模具结构、加热元件和模具材料等因素对模具热响应效率和温度均匀性的影响。加热阶段,模具型腔表面的平均升温速率可达3．3℃／s,经过70S加热,模具表面可升高至250℃左右;冷却阶段,熔体的平均降温速率约为3．6℃／s。     

Dependence of viscosity of Cu9In4 intermetallics melt on thermal history

The temperature dependence of the dynamic viscosity of Cu9In4 intermetallics melt has been investigated in five kinds of different heating and cooling processes with a torsional oscillation viscometer, It has been found that the viscosity of all Cu9In4 intermetallics decreases with increasing temperature in five kinds of different thermal processes. Thermal history has considerable effect on the viscosity. The viscosity in the cooling process with high superheating is greater than that in the cooling process with low superheating. The viscosity in the heating process is greater than that in the cooling process. No anomalous change in viscosity is measured in three kinds of cooling processes with low superheating. The anomalous change occurs at about 1050℃ in cooling with high superheating and at 800℃ in heating. Furthermore, the structural variation in different thermal processes has also been discussed on the basis of the change in viscosity and DSC analysis.     

Viscosity of In and In-Sballoys

The dynamic viscosity of pure In, In-1%Sb (mass fraction, so as the follows) alloy, In-55%Sb hypoeutectic alloy and In-69.5%Sb eutectic alloy was measured by using a torsional oscillation viscometer at different temperatures above liq-uidus. The experimental results show that the viscosity of these melts decreases with increasing temperature. The anomalous change of viscosity occurs at about 430 and 470℃in pure In melt. The variation of viscosity with temperature well meets exponential correlation and no anomalous change occurs in measured temperature range in the In-1%Sb alloy melt. A transition occurs at about 800℃ in both of In-55%Sb and In-69.5%Sb alloy melts. The sudden change of viscosity suggests the structure change of melts. DSC (differential scanning calorimetry) curves of In-1%Sb alloy during heating and cooling were measured, and the results show that no structural variation in In-1%Sb alloy melt was testified further. In addition, the viscosity of In melt decreases with the addition of1%S     

铌对管线钢连续冷却过程相变温度和显微组织的影响

通过热模拟试验,研究了相同的工艺条件下不同Nb含量管线钢的组织及性能,分析了合金元素Nb对相变温度、显微组织、显微硬度的影响。结果表明,在同样工艺条件下,随着Nb含量的增加,过冷奥氏体连续冷却相变温度降低,尤其在冷速较低时(1℃/s),相变开始温度降低约70℃,结束温度降低100℃以上,显微组织中出现明显的粒状贝氏体及针状铁素体;Nb促进低温贝氏体组织的形成,并且细化晶粒,使材料的显微硬度升高。     

Co对Ti-Ni形状记忆合金相变和形变特性的影响

用热重分析仪、X射线衍射仪、示差扫描量热仪及拉伸试验研究了Co对Ti-49.8Ni(at%,下同)形状记忆合金相变和形变特性的影响。结果表明,中温退火态Ti-49.8Ni合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→A(A—母相,R—R相,M—马氏体相);随退火温度升高,该合金的马氏体相变温度升高,R相变温度先升高后降低;该合金室温相组成为马氏体,具有形状记忆效应(SME)。用1%Co置换等量Ti后所得Ti-49.8Ni-1Co合金冷却/加热时的相变类型为A→R→M/M→R→A,相变温度低,室温组成相为母相A,具有超弹性(SE)特性。退火温度低于600℃时,Ti-Ni基合金的SME和SE特性良好,退火温度超过600℃后,合金氧化加剧,SME和SE特性变差,塑性显著提高。     

TC4-DT钛合金SH-CCT曲线的测定

通过金相法进行了TC4-DT钛合金相变点温度T_β测定,并利用热膨胀法进行了验证。对不同冷却速度下TC4-DT钛合金的热膨胀量曲线进行测绘,结合显微组织分析和硬度测试,绘制了TC4-DT钛合金的SH-CCT曲线。结果表明,TC4-DT钛合金的相变温度为(945±5) ℃。当冷速小于10 ℃/s时,由β相转变的α相呈不同取向的集束状,同时,晶内出现网篮状α相;当冷速大于10 ℃/s后,组织为马氏体α′相+块状α_m相;当冷速超过100 ℃/s后,组织为马氏体α′相。TC4-DT钛合金发生马氏体转变的开始温度为836 ℃,终了温度为760 ℃。     

温度对U-2.5%Nb合金力学性能的影响

研究了U-2.5%Nb合金在-100～700℃温度范围内的力学性能。结果表明,合金的抗拉伸强度随试验温度上升呈下降趋势,其塑性在600℃以下温度并非单调变化,而是在500℃附近延伸率和断面收缩率分别出现极小值,合金拉伸断口与室温(20℃)相比具有明显的沿晶断裂特征。试验温度高于600℃后,合金塑性明显升高。热处理后的该合金加热至500℃经保温并冷至室温后,合金的冲击韧性有所降低。在-100℃～室温的温度范围,合金的冲击韧性随试验温度的降低而下降,并在-30～-10℃的温度范围发生韧脆转变。当温度低于-30℃后冲击韧性下降趋势明显减缓,合金冲击断裂面颗粒高低不平,具有准解理断裂特征。     

铝合金脱模剂热性能评价测试方法

研究了样品量、升温速率、载气流量、热分析气氛、坩埚状态等参数对铝合金脱模剂热重分析DTG的影响。确定了脱模剂热性能评价的最佳测试条件是:循环水水温为25℃,载气气氛为N2(流量:100mL/min),保护气体为N2(流量为20mL/min),升温速率为15K/min,起始温度为80℃,终止温度为660℃,样品量为10mg左右,坩埚不加盖。在该条件下,不同的时间,3次测试了同一脱模剂样品的剧烈分解温度,其差值不超过2℃。     

X80与X100管线钢粗晶区SHCCT曲线的比较研究

采用相变仪DIL805A/D将X80、X100管线钢空心微缩管状试样,以200℃/s加热至1 350℃,保温10 s后以1~200℃/s的不同速度冷却至室温,在分析显微组织、硬度和相变温度的基础上获得两种管线钢的粗晶区SHCCT曲线。对比发现,随着冷却速度的增加,X80与X100的相变温度均降低,而硬度都增加;在相同冷却速度下,X100的相变温度明显低于X80,硬度却更高。对于X100管线钢,当v10℃/s时,粗晶区为GB、QF和M-A组元的混合组织;当10℃/s≤v≤50℃/s时,组织由GB、BF和M-A组元组成;当v50℃/s时,出现LM组织,当v100℃/s后转变为LM和M-A组元的混合组织。而X80管线钢只有当v≥25℃/s时才出现BF,v100℃/s时开始出现LM组织。     

加热速率对CuAlBe形状记忆合金相变的影响

通过差示扫描量热技术研究了不同的加热速率对CuAlBe形状记忆合金的相变特征的影响。结果表明：在不同加热速率下的相变点在一个区域内变化（Ms=120-128℃,Mf=99-105℃,As=142-130℃,Af=151-141℃）。快速加热使两个相变峰靠近,随着加热速率的降低,两个相变峰逐渐分离。用超低降温速率法分离后的DSC曲线,右瑞的大峰变为了一连串由许多微区依次发生马氏体逆相变所产生的许多小的放热峰。     

Effects of Heat Treatment and Thermal Cycling on Martensitic Transformation Behavior of Ni59Al11Mn30 High Temperature Shape Memory Alloy

A reversible martensitic transformation (MT) takes place during cooling and heating in the solution quenched and the solution quenched plus aged Ni59Al11Mn30 alloy. The MT temperature increases with increasing solution temperature. The excellent MT characteristics can be obtained from a process of 1000℃ solution quenched plus 400℃ aged. Follow this process, the MT start temperature (Ms) and the reverse MT finish temperature (Af) are 469℃ and 548℃,respectively. The martensitic stabilization effect in the solution quenched and aged Ni59Al11Mn30 alloy is observed as an increase in the Af temperature of the first reverse MT during thermal cycles. This stabilization effect vanishes from the second thermal cycle. Thermal cycling can enhance the stability of the reversible MT. The microstructure of the quenched Ni59Al11Mn30 alloy consists of martensite (M) and gamma phase. The volume fraction of gamma phase is about 40%. The substructure of M and gamma phase is twins and dislocations, respectively. The hardness of M is higher than that of gamma phase. After aging treatment the basic phases of alloy do not change, but the hardness of the phases increases.