碳纳米管增强钛铝基复合材料的组织与性能

采用激光熔铸技术制备碳纳米管增强钛铝合金复合材料,对铸块的组织、结构及断口形貌进行分析。结果表明：铸块的基体主相为TiAl,Ti3Al合金,碳纳米管细化了基体组织晶粒,适量的碳纳米管提高了材料的硬度和韧性,w（CNTs）=1．5％时,复合材料显微硬度（738HV）与相同条件下基体合金硬度（647HV）相比提高了14％,材料断口为韧性断裂。     

基于递归法Cu-Zr合金的强化机理及导电性

为了研究Cu-Zr合金强化机理及导电性能,采用递归法计算Cu-Zr合金电子结构,并用电子结构参数解释了合金的强化与导电机理.研究发现,在Cu基体原子中Zr原子间相互作用能为正,互相排斥形成有序相,以化合物形式从基体析出.环境敏感镶嵌能的计算结果显示,稀土元素Y从晶粒内向晶粒表面扩散,并填补在生长中的Cu晶粒表面缺陷处,阻碍晶粒长大,使晶粒细化.Y在Cu晶粒表面互相排斥形成有序相,能阻止晶界或位错的运动,使合金的强度增加.电子的偏移使合金原子带负电荷,而周围的Cu基体带正电荷,进而在合金内部产生微电场.微电场的存在对电子产生散射作用,使合金电阻增大,降低导电能力.     

稀土铝钛硼细化剂的研究

本文研究了作为铝细化剂的稀土铝钛硼合金。通过各种试验确定了该合金简单有效的制备方法,讨论了该合金细化铝晶粒机理、变质有效寿命及最佳加入量。     

锆合金的晶粒观测与亚结构分析

为了研究锆合金包壳管再结晶退火的程度及合金的晶粒尺寸,用直线截点法、同心圆截点法以及晶粒度软件法分别对经塑性变形后再结晶退火的国产M5、法国产M5以及国产N18锆合金包壳管晶粒尺寸进行了观测,并用透射电子显微分析观察了合金的亚结构.结果表明:法产M5包壳管的晶粒尺寸为(3.73±0.107)μm,位错较少,再结晶退火程度良好;国产M5包壳管的晶粒尺寸为(3.63±0.239)μm,存在混晶,位错密度高,再结晶退火程度不足,国产N18包壳管的晶粒尺寸为(5.37±0.079 2)μm,位错较少,发生了沉淀相变,再结晶退火程度已经过度.     

微量元素锆对4J29合金氢脆特性的影响

可伐合金在真空工业中应用广泛,但此合金制成的半导体管及固定电路的外引线易发生延迟断裂,即应力腐蚀断裂。本实验测定了加锆4J_(29)合金和无锆J_(29)合金的氢脆特性,明确了错对4J_(92)合金抗应力腐蚀性能的作用其原因为在4J_(29)合金中加入微量锆以后,由于晶粒细化和陷井作用,使该合金抗应力腐蚀的性能提高。     

锆合金的品粒观测与亚结构分析

为了研究锆合金包壳管再结晶退火的程度及合金的晶粒尺寸,用直线截点法、同心圆截点法以及晶粒度软件法分别对经塑性变形后再结晶退火的国产M5、法国产M5以及国产N18锆合金包壳管晶粒尺寸进行了观测,并用透射电子显微分析观察了合金的亚结构．结果表明：法产M5包壳管的晶粒尺寸为（3．73±0．107）μm,位错较少,再结晶退火程度良好;国产M5包壳管的晶粒尺寸为（3．63±0．239）μm,存在混晶,位错密度高,再结晶退火程度不足,国产N18包壳管的晶粒尺寸为（5．37±0．0792）μm,位错较少,发生了沉淀相变,再结晶退火程度已经过度。     

MgCO_3对AZ31镁合金晶粒的细化

研究了MgCO3对AZ31镁合金凝固组织的影响。结果表明:随着MgCO3的增加,合金中的β-Mg17Al12相由晶内分布变为晶间分布。在AZ31中添加0.6%的MgCO3,于760℃时保温10min,细化效果最佳。α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至100μm,降低幅度约为82.5%,抗拉强度提高了57.9%,延伸率约提高了11.1%。通过能谱分析,结合能计算及自由能计算证实,细化机理是MgCO3反应后生成的部分Al4C3质点作为异质核心细化晶粒。多余的Al4C3质点钉扎晶界阻碍晶粒长大。Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用。合金元素的分布均有改变。     

真空自耗熔炼钛锆合金锭的研制及性能研究

采用真空自耗电极电弧熔炼法熔炼钛锆合金铸锭．实验分析了真空自耗熔炼钛锆合金锭的影响因素,并对钛锆合金力学性能分析．结果表明：钛锆合金与纯钛相比具有较高的硬度及良好的抗拉强度．     

Mg-10Al2Nd中间合金制备及晶粒细化效果研究

采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)等试验方法研究了Mg-10Al_2Nd中间合金对Mg-3Nd合金的晶粒细化行为。研究结果表明:Mg-10Al_2Nd中间合金由α-Mg基体和Al_2Nd颗粒组成,添加Mg-10Al_2Nd中间合金可以细化Mg-3Nd合金,并且随着中间合金含量增加细化效果增强,添加20%的Mg-10Al_2Nd中间合金可使Mg-3Nd合金晶粒尺寸从1242±135μm细化至173±19μm。晶粒细化的机理是溶质效应与Al_2Nd的异质形核协同作用。     

Al-TiC对AZ91合金铸态组织的影响

利用EPMA、SEM和XRD等测试手段研究了铸造反应法制备的Al-10%TiC(质量分数,下同)中间合金对AZ91合金晶粒的细化作用。结果表明:晶粒尺寸随中间合金加入量的增加而减小,当加入量为0.5%时,-αMg晶粒的尺寸由基体合金的107μm降至48μm,降低幅度约为55%,而且β相由连续网状向断网状或粒状转变,弥散程度增加。α-Mg晶粒的细化机制可能为:原位TiCp可作为初生-αMg的异质晶核。此外,悬浮在熔体中的TiCp在结晶过程中被推移到固/液界面前沿的液相中,从而降低了初生-αMg相的生长速度,最终导致α晶粒的进一步细化。     

HRB400 MPa超细晶粒碳素钢筋组织性能

采用临界奥氏体控轧控冷新技术,开发出不含Nb、V、Ti等微合金元素的超细晶HRB400III级钢筋,对其力学性能和显微组织进行分析,结果表明晶粒尺寸达到2～6μm,性能符合GB1499-98要求     

纳米Cu粉对Nd_2Fe_(14)B磁性材料性能的影响

为了提高磁性材料的耐腐蚀性和力学性能,采用二元合金法制备了Nd2Fe14B磁性材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粒度分布仪和磁性材料测试设备分别对样品进行了性能检测.结果表明,添加纳米Cu粉后,Nd2Fe14B磁性材料的性能得到了明显的改善.当纳米Cu粉的质量分数为0.25%时,样品的剩磁、矫顽力、磁能积均得到了不同程度的提高;样品的晶界十分清晰,晶粒尺寸趋于均匀化;样品的耐腐蚀性能得到了明显的改善,且样品在0.005 mol/L的H2SO4溶液中腐蚀96 h后的质量损失仅为0.021 7 g/cm3.     

机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的机理研究

以3Ti／Al／2C粉体为原料,采用机械合金化的方法以合成Ti3AlC2材料。研究结果表明,在机械合金化过程中诱发自蔓延反应,反应会产生大量坚硬的小块体颗粒,大小约为0．2-11mm。粉体的组成相为TiC、Ti3AlC2、Ti2AlC,而块体仅含有TiC和Ti3AlC2。获得的粉体和块体产物中Ti3AlC2含量分别约为63wt％和84．8wt％。提出了一个机械诱发自蔓延反应合成Ti3AlC2的反应机制,即Ti3AlC2是从固相TiC与Ti-Al液相中形核并长大。     

机械合金化制备碳化钛纳米粉体的合成机理研究

本研究中,以金属钛（Ti）粉与环己烷为原料,利用机械合金化制备了碳化钛（TiC）纳米粉体。利用X射线衍射并结合Rietveld精修对球磨产物进行定性与定量分析;借助透射电子显微镜对产物进行形貌与元素以及结晶性进行分析;对球磨过程中TiC的合成机理进行了研究。结果表明,球磨产物中主相为TiC,另有少量残留的氢化钛（TiH2）与Ti;所制备TiC粉体易于团聚、颗粒度均匀、结晶性良好;TiC合成机理属于扩散型机制。     

金属氮化物硬质膜层“合金化”的研究进展

通过展示近年来国内外金属氮化物膜层的研究结果，探究了膜层晶体结构、微观组织的变化规律和提高性能的途径；列举了大量文献进行分析.结果表明：添加C或B元素，可形成“替位式”的金属氮碳化物或氮硼化物膜层，具有明显的固溶强化效应；大部分氮硼化物膜层，都可生成细小的金属硼化物，对性能的提高非常有力；加入Si可以细化晶粒，提高膜层的韧性和耐磨性.在TiN和CrN膜层中加入金属合金化元素(如Al、Zr等)，除具有明显的固溶强化效应外，还能显著提高膜层的高温氧化阻力和腐蚀阻力，提高膜层的耐磨性.沉积膜层的显微组织结构，可以通过调整“合金化”元素的比率来改变，并由此可以对膜层性能进行调制.通过“合金化”，金属氮化物膜层的晶体结构、微观组织都可以调制，综合性能显著改善和提高.     

Dynamic recrystallization behaviour of Nb-Ti microalloyed steels

The dynamic recrystallization （DRX） behavior of Nb-Ti microalloyed steels was investigated by isothermal single compression tests in the temperature range of 900-1 150 ℃ at constant strain rates of 0.1-5 s^-1. DRX was retarded effectively at low temperature due to the onset of dynamic precipitation of Nb and Ti carbonitrides, resulting in higher values of the peak strain. An expression was developed for the activation energy of deformation as a function of the contents of Nb and Ti in solution as well as other alloying elements. A new value of corrective factor was determined and applied to quantify the retardation produced by increase in the amount of Nb and Ti dissolved at the reheating temperature. The ratio of critical strain to peak strain decreases with increasing equivalent Nb content. In addition, the effects of Ti content and deformation conditions on DRX kinetics and steady state grain size were determined. Finally, the kinetics of dynamic precipitation was determined and effect of dynamic precipitation on the onset of DRX was clarified based on the comparison between precipitate pinning force and recrystallization driving force.     

Coordinately Improving the Wear and Fatigue Properties of Ti6Al4V Alloy by Designed CrZr-alloyed Layer

A CrZr-alloyed layer was prepared through a pre-zirconizing and subsequent chromizing treatment on a Ti6Al4V substrate.After the removal of the top Cr deposit and Ti_4Cr layers,a(Cr,Zr)-Ti solidsolution layer was obtained.The microstructure,composition,microhardness and toughness of the(Cr,Zr)-Ti solid-solution layer were evaluated.The results showed that the pre-addition of Zr played an important role in inhibiting the precipitation of the soft Ti_4Cr phase,which in turn allowed us to obtain a material characterized by a remarkable hardness.Wear and fatigue tests showed that the(Cr,Zr)-Ti solid-solution layer could coordinately improve the properties of the Ti6Al4V alloy.This was mainly due to the good match of hardness and toughness of the(Cr,Zr)-Ti solid-solution layer.In addition,the gradual change in composition and mechanical properties was conducive to the coordinated deformation between the(Cr,Zr)-Ti solid-solution layer and the Ti6Al4V substrate during fatigue tests.This reduced the stress concentration in correspondence of the interface between the two materials.     

Novel titanium particles reinforced Zr-based bulk metallic glass composites prepared by infiltration casting

A novel Ti /Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5 composite was successfully prepared by infiltrating the melt into sintered Ti preform. It shows that the introduction of Ti particles into the composite results in an increase in elastic strain to 3% and an enhancement of the strength up to 2.1 GPa. High specific strength has been obtained because of the decrease in density of the composite. It is suggested that an improvement in the mechanical properties of the composite may be attributed to the generation of multiple shear bands and some deformation in the Ti particles.