离心铸造制备Al－Fe系金属间化合物梯度功能材料的组织及耐磨性的研究

过渡性金属与Ａｌ形成的金属间化合物具有极好的耐热、耐蚀、耐磨性。利用过渡性金属与Ａｌ间的密度差，采用离心铸造工艺，通过控制凝固温度场、凝固速度和溶质传输，可获得铸件表面层主要由初晶金属间化合物组成的耐磨、耐热、耐蚀的梯度功能层。给出了制配参数；分析了离心转速、合金化学成分对梯度功能层组织的影响；检测了金属间化合物、成分及硬度的分布，并讨论了三者与耐磨性的关系及形成梯度功能层的机理。     

激光熔化沉积NiTi/Ni3 Ti金属间化合物合金的显微组织和耐磨性

利用激光熔化沉积技术制备出分别以NiTi和Ni3Ti为初生相的NiTi/Ni3Ti金属间化合物耐磨合金,采用XRD、OM、SEM、EDS等手段分析合金的组织,测试合金的室温干滑动磨损性能。结果表明,其室温干滑动磨损机制为软磨料磨损和氧化磨损;对于以Ni3Ti为初生相的合金,其室温干滑动磨损机制在中低负荷下为氧化磨损和显微切削,在高负荷下则是Ni3Ti的显微切削;以NiTi为初生相的NiTi/Ni3Ti金属间化合物合金具有更好的抗室温摩擦磨损性能。     

离心铸造制备Al—Fe系金属间化合物梯度功能材料的组织及耐磨性的研究

过渡性金属与Ａｌ形成的金属间化合物具有极好的耐热、耐蚀、耐磨性。利用过渡性金属与Ａｌ间的密度差，采用离心铸造工艺，通过控制凝固温度场、凝固速度和溶质传输，可获得铸件表面层主要由初晶金属间化合物组成的耐磨、耐热、耐蚀的梯度功能层。给出了制配参数；分析了离心转速、合金化学成分对梯度功能层组织的影响；检测了金属间化合物、成分及硬度的分布，并讨论了三者与耐磨性的关系及形成梯度功能层的机理。     

Mechanism and Process of the Intermetallic Compound Particles Reinforced TiAl/Steel Brazing Seam

为了解决性质活泼的TiAl合金钎焊过程中界面金属间化合物厚大的问题,对Ti、Al、Ag的三元相图进行了分析,设计了特别的工艺方法。该方法有悖于传统钎焊工艺,在钎料熔化初期设置了一个保温段,在该保温段有初生的、致密性较差的金属间化合物生成;由于钎料中Ag元素向母材中的扩散形成新液相,在浓度梯度、热扰动等作用下初生的金属间化合物破碎并被推向焊缝内部,从而获得金属间化合物颗粒弥散分布的焊缝。为了验证上述工艺可行性,在1033~1173 K、100~300 s参数范围内对TiAl合金与42CrMo钢进行了真空扩散钎焊。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对界面组织进行了分析。结果表明,采用特殊工艺方法对TiAl合金与42CrMo钢进行钎焊,可以获得金属间化合物颗粒弥散分布的焊缝。     

形成金属间化合物颗粒增强焊缝的TiAl与钢钎焊机理及工艺(英文)

为了解决性质活泼的Ti Al合金钎焊过程中界面金属间化合物厚大的问题,对Ti、Al、Ag的三元相图进行了分析,设计了特别的工艺方法。该方法有悖于传统钎焊工艺,在钎料熔化初期设置了一个保温段,在该保温段有初生的、致密性较差的金属间化合物生成;由于钎料中Ag元素向母材中的扩散形成新液相,在浓度梯度、热扰动等作用下初生的金属间化合物破碎并被推向焊缝内部,从而获得金属间化合物颗粒弥散分布的焊缝。为了验证上述工艺可行性,在1033~1173 K、100~300 s参数范围内对Ti Al合金与42Cr Mo钢进行了真空扩散钎焊。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法对界面组织进行了分析。结果表明,采用特殊工艺方法对Ti Al合金与42Cr Mo钢进行钎焊,可以获得金属间化合物颗粒弥散分布的焊缝。     

定向凝固Al-Mn-Be合金初生金属间化合物相生长行为及力学性能

对Al-3Mn-7Be合金(原子分数,%)在1~1500 mm/s的抽拉速率下进行定向凝固实验,研究了抽拉速率对合金组织演化、金属间化合物形貌演变和合金力学性能等的影响规律。结果表明,Be元素的加入使二元相图向高Mn区移动,引入了金属间化合物l相、T相、Be4Al Mn和准晶I相,而且Be的加入明显细化了合金的组织。随着抽拉速率的增加,固/液界面过冷度和溶质过饱和度增加,引起初生金属间化合物相的竞争生长,初生相先由λ相转变为T相,后转变为准晶I相,伴随着形成初生Be_4AlMn相。同时,初生相的形貌、尺寸和生长方式也随抽拉速率的增加而发生改变。随着抽拉速率的增加,定向凝固合金的强度先下降后提高,在抽拉速率较低和较高时,定向凝固合金均呈现了较大延伸率,这主要由其定向凝固组织、强化相的种类、形貌以及与基体构成的界面结构决定。     

激光熔炼TiCo／Ti5Si3双相金属间化合物合金组织及耐磨性

利用激光熔炼技术制备出以金属硅化物Ti5Si3为耐磨增强相、以金属间化合物TiCo为增韧相的双相金属间化合物新型耐磨合金。用OM，SEM，XRD与EDS等方法分析了合金的显微组织、相组成及成分。在室温干滑动磨损条件下测试了合金的耐磨性能，研究了合金组织中TiCo含量对合金显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明，合金的显微组织均由块状Ti5Si3初生相及TiCo／Ti5Si3共晶基体组成并具有优异的室温干滑动耐磨损性能。随TiCo含量的增加，初生相Ti5Si3的体积分数与合金的显微硬度下降，合金的韧性与耐磨性能随之显著提高。Ti5Si3的高硬度和TiCo的高韧性是该合金具有优异耐磨性能的主要原因。     

深过冷三元Fe_(35)Cu_(35)Si_(30)合金的液相分离与枝晶生长特征（英文）

采用熔融玻璃净化技术研究了三元Fe_(35)Cu_(35)Si_(30)合金的液相分离与枝晶生长特征。实验获得的最大过冷度为328 K(0.24T L)。结果表明,合金在深过冷条件下具有三重凝固机制。当过冷度小于24 K时,α-Fe相为初生相,凝固组织为均匀分布的枝晶。过冷度超过24 K之后,合金熔体分离为富Fe区和富Cu区。在过冷度低于230K的范围内,Fe Si金属间化合物为富Fe区的初生相;当过冷度高于230 K时,Fe_5Si_3金属间化合物取代Fe Si相成为富Fe区的初生相。随着合金过冷度的增加,Fe Si相的生长速率逐渐升高,而Fe_5Si_3相的生长速率将逐渐降低。在富Cu区,初生相始终为Fe Si金属间化合物。能谱分析表明,富Fe区和富Cu区的平均成分均已严重偏离初始合金成分。     

Ti-Cu表面阻燃钛合金研究

利用双层辉光离子渗金属技术，在Ti-6Al-4V的表面渗入Cu元素，在其表面形成Ti-Cu阻燃合金层。阻燃合金层的成分及硬度呈梯度分布，显微组织为基体组织加弥散分布的Ti2Cu金属间化合物。初步阻燃试验证明，渗铜合金层起到了预期的阻燃效果。     

Cr3Si／Crl3Ni5Si2金属间化合物合金组织与高温滑动磨损性能的研究

利用水冷铜模激光熔炼炉制得了由初生枝晶Cr3Si和枝晶间Cr3Si／Crl3Ni5Si2共晶组成的金属间化合物合金。利用OM，SEM，TEM，EDS和XRD分析了该金属间化合物的显微组织，在400℃，500℃和600℃条件下测试了其耐磨性能。结果表明，由于Cr3Si和Crl3NisSi2硬度高、原子键合力强、组织细小、均匀，在高温滑动磨损条件下具有优良的耐磨性能。     

Numerical model of solidification process in binary Al-Fe alloy under centrifugal casting

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｂｉｎａｒｙＡｌ Ｆｅａｌｌｏｙｕｎｄｅｒｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｃａｓｔｉｎｇｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｅｍａｓｓ,ｍｏｍｅｎｔｕｍ ,ｈｅａｔａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｐｅｃｉｅｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａ ｔｉｏｎ .Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ,ｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｔｏｋｎｏｗｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆｂｉｎａｒｙＡｌ Ｆｅａｌｌｏｙｕｎｄｅｒｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｃ…     

离心铸造Al-Fe合金凝固过程中的固相迁移运动

离心铸造Ａｌ－Ｆｅ合金凝固过程中的先析出相与合金液之间具有较大的密度差,在离心力场作用下,先析出相将沿径向由内向外迁移,致使初生相沿铸件向呈梯分布,根据离心铸造Ａｌ－Ｆｅ合金过程中固相迁移运动的特点,建立了描述这一运动过程的数学模型,并提出采用求平均速度的方法对固相迁移速度进行数值求解,求出了凝固过程中时刻固相迁移运动速度的分布情况,揭示了离心铸造Ａｌ－Ｆｅ合金过程中的固相迁移运动规律 。     

Al-10％Fe合金梯度材料的组织与性能

采用离心铸造技术成功地制得了过共晶Ａｌ－１０％Ｆｅ梯度材料,离心机转速每分钟１４００转,金属模具预热温４５０℃,浇注温度１０００℃,采用金相及扫描电子显微镜、ＨＶ－５小负荷维氏硬度计及销盘式ＭＬ－１００型磨粒磨损试验研究了梯度材料组织、硬度及耐磨性的分布规律,结果表明由于初晶Ａｌ３Ｆｅ密度比Ａｌ液密度高,在离心力场初中晶Ａｌ３Ｆｅ向试样外侧移动。Ａｌ－１０％Ｆｅ合金梯度材料的组织分布为最外层初晶Ａ     

固液反应合成铝基自生复合材料

利用Ａｌ－Ｍｇ合金液与Ｆｅ３Ｏ４粉末的反应,获得了细小Ａｌ－Ｆｅ相和Ａｌ２Ｏ３分布于铝基体上的复合材料;在离心铸造过程中,利用Ａｌ－Ｍｇ合金液与Ｆｅ２Ｏ３的反应,获得了外层含有初生Ａｌ－Ｆｅ相、内层不含初生Ａｌ－Ｆｅ相的复合材料。分析了复合材料的组织特征和物相组成。     

离心铸造Al—Fe—Si合金自生FGM的研究

对几种不同的Al-Fe-Si合金进行了离心铸造。试验表明,在离心力场下合金中的初生相发生径向移动,但不同尺寸形态的初生相移动的效果不同,同时引起元素浓度的不同变化。初生相分布及元素的倾斜变化,将带来相关性能的梯度变化,形成一定意义上下的梯度功能材料。     

IN SITU GRADIENT DOUBLE-LAYER COMPOSITES OF Al-Fe ALLOY BY CENTRIFUGAL CASTING

ＩＮＳＩＴＵＧＲＡＤＩＥＮＴＤＯＵＢＬＥＬＡＹＥＲＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳＯＦＡｌＦｅＡＬＬＯＹＢＹＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬＣＡＳＴＩＮＧ①ＷａｎｇＱｕｄｏｎｇ，ＪｉｎＪｕｎｚｅＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｏｕｎｄｒｙＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇ，Ｄａｌ...     

微量元素Sc和Zr对过共晶Al-5%Fe合金组织和性能的影响

二元过共晶Al-5%Fe合金中的初生Al3Fe相为粗大的针片状。微量元素Sc和Zr加入到过共晶Al-5%Fe合金中,合金的初生Al3Fe相形貌发生显著变化。其细化作用在Sc、Zr加入量分别为0.3%和0.1%时效果较好,合金的初生Al3Fe相转变为细小的针状、粒状和花朵状。合金的抗拉强度达到266.8 MPa,提高了119.8%。讨论了Sc、Zr联合添加对过共晶Al-5%Fe合金初生Al3Fe相的作用机理。     

Morphology and distribution of Al3Fe phase in hypereutectic Al-Fe alloy solidified under magnetic field

In this study,the (low) DC and AC magnetic fields and the high magnetic field were applied separately during the solidification process of Al-2.89％Fe alloy.The influences of these magnetic fields on the morphology and distribution of Al3Fe phase in Al-2.89％Fe alloy were investigated.The microstructure and macrostructure of the samples were observed using an optical microscope.The results show that the majority of the primary Al3Fe phase particles in the hypereutectic Al-2.89％Fe alloy is gathered at the bottom of the sample under DC and AC magnetic fields or without magnetic field.The primary Al3Fe phase becomes coarse when the alloy solidifies under DC magnetic field,while it are refined and accumulated towards the center of the sample under the AC magnetic field.When the high magnetic field of 12 T is applied,the primary Al3Fe phase distributes throughout the sample homogeneously because the magnetic force acting on the primary Al3Fe phase balances with the gravity force; and the long axis of the Al3Fe phase aligns perpendicularly to the magnetic field direction.Also,the mechanism of the effect of magnetic fields is discussed.     

冷却速度对Al-3Fe合金凝固特性和微观组织的影响

采用冷却曲线测定、光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)研究了冷却速度对Al-3Fe合金凝固特性和凝固组织的影响。结果表明,在冷却速度为0.69~11.8℃/s的范围内,Al-3Fe合金的显微组织均由α-Al枝晶、初生富Fe相及枝晶间的共晶组织组成,其中富Fe相主要为Al₃Fe、Al₅Fe₂和Al₆Fe相。冷却速度对Al-3Fe合金的凝固特性和凝固组织有明显的影响。随着冷却速度的提高,合金初生相形核温度和共晶反应温度降低,合金的凝固组织明显细化。     

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.