不同形态和热历史条件下Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的晶化行为

研究了不同形态Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀非晶合金（块体和粉末）在不同升温和冷却条件下的晶化行为.发现Zr₅₅Al₁₀-Ni₅Cu₃₀在不同热历史下的晶化行为有较大差别.对于块体非晶合金,在常规热处理条件下,合金的升温和冷却速率较低,Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀块体非晶合金在初始晶化温度Tx以上开始晶化,形成CuZr₂纳米晶.随着热处理温度的升高,晶粒尺寸增大,当热处理最终温度超过熔点后,合金在随炉冷却过程中形成了粗大的CuZr₂板条+板条间（CuZr₂）+（Zr,Cu,Al,Ni）共晶组织;在激光熔凝条件下,合金的升温和冷却速率较高,Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀块体非晶合金随单点熔凝次数的增加,晶化效应逐渐累加,热影响区中逐渐出现微米级球晶的弥散析出,并长大,随后失稳形成沿熔池边界带状分布,尺寸可达几百微米的等轴晶.对于粉末非晶合金,由于Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀非晶粉末的冷却强度不如块体非晶,冷却速率较块体低,造成粉末颗粒在激光熔凝过程中晶化为微米级的等轴枝晶,并随着激光能量的升高,等轴枝晶尺寸增大.     

Al25Nb20Ti30Zr25低密度高熵合金的组织和性能

通过Thermo-Calc软件计算、微观组织多尺度表征以及热模拟试验等研究了Al₂₅Nb₂₀Ti₃₀Zr₂₅合金的组织结构、高温组织稳定性和热加工性能。结果表明,Al₂₅Nb₂₀Ti₃₀Zr₂₅合金的铸锭组织主要由BCC基体相和Zr₅Al₃析出相组成,Zr₅Al₃相在BCC晶界连续析出,晶粒内部的Zr₅Al₃相呈块状分布,平均尺寸在750 nm左右;合金在750~1000 ℃保温24 h后,基体中的晶粒尺寸并未发生明显变化;随着温度的增加,Zr₅Al₃相含量小幅度降低,合金的高温组织稳定性较好。建立了合金的本构方程为$\dot{ε}$=4.5×10¹⁴×[sinh(0.0063σ_p)]^2.8exp(-419/RT),并绘制了合金的能量耗散系数图;在1050 ℃/1 s^-1变形条件下,能量耗散系数达到峰值0.69,在该变形条件下等温锻造出尺寸为$\phi$ 180 mm×20 mm完整无开裂的圆形块体材料。锻造消除了原始晶界处连续分布的Zr₅Al₃相,使其分解成短杆状均匀分布于合金基体中,BCC基体组织发生了动态回复和部分再结晶。     

铸造工艺参数对Zr基非晶合金充型能力的影响

液态金属的流动性是影响其充型能力的主要因素之一,采用U形铜模研究了不同工艺参数对Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅和Zr₆₁Ti₂Cu₂₅Al₁₂合金充型能力以及非晶形成能力的影响。结果表明:随吸铸功率和吸铸压力的升高,两种合金熔体的流动长度增加,充型能力逐渐增强。Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅在吸铸功率8 k W,吸铸压力0.02 MPa,Zr₆₁Ti₂Cu₂₅Al₁₂在吸铸功率7 k W、吸铸压力0.03 MPa时,充型能力强。采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)分析结果表明不同铸造参数下的试样均为非晶态结构,且适当提高吸铸功率,有助于提升铸造合金非晶形成能力(GFA)。     

SiC陶瓷真空钎焊接头界面结构及机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料对SiC陶瓷进行了真空钎焊,研究了SiC陶瓷真空钎焊接头的界面显微组织和界面形成机理.试验中采用扫描电子显微镜(SEM)对接头组织进行了观察,并进行了局部能谱分析.结果表明,接头界面产物主要有TiC,Ti₅Si₃,Zr₂Si,Zr(s,s),Ti(s,s)+Ti₂(Cu,Ni)和(Ti,Zr)(Ni,Cu)等.接头的界面结构可以表示为:SiC/TiC/Ti₅Si₃+Zr₂Si/Zr(s,s)/Ti(s,s)+Ti₂(Cu,Ni)/(Ti,Zr)(Ni,Cu).钎焊过程分为五个阶段:钎料与母材的物理接触;钎料熔化和陶瓷侧反应层开始形成;钎料液相向母材扩散、陶瓷侧反应层厚度增加,钎缝中液相成分均匀化;陶瓷侧反应层终止及过共晶组织形成;钎缝中心金属间化合物凝固.在钎焊温度960℃,保温时间10 min时,接头抗剪强度可达110 MPa.     

粉末冶金工艺制备Ir-Zr-W合金及其显微结构研究

采用粉末冶金工艺制备Ir-4Zr-0.3W(at%)合金,并对合金粉末和合金的相组成和显微结构分别进行了研究.发现,即使对合金粉末高能球磨24 h,也无法生成Ir3Zr相,不发生机械合金化现象.但是,当合金粉末经1300℃煅烧后,完全转变为Ir3Zr相.采用粉末冶金工艺制备的铱合金晶粒尺寸细小,约4～5 μm,并且在铱合金中原位生成Ir3Zr相颗粒.     

ZrAlNiCuCo非晶合金的组织及力学性能

采用电弧熔炼-铜辊甩带法制备Zr₅₀Al₅Ni_15-xCu₁₅Co_15+x(x=2、4和6 at%)非晶合金条带，使用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及万能力学试验机等研究了样品厚度、合金成分以及热处理工艺对其微观结构、相组成、热稳定性和拉伸力学性能的影响。结果表明：Zr₅₀Al₅Ni_15-xCu₁₅Co_15+x(x=2,4,6 at%)合金条带为非晶态，退火后非晶基体上析出简单立方结构的CoZr和CuZr纳米晶。在相同样品厚度下，随着Ni含量的减小，合金的室温拉伸塑性增加；随着条带厚度的增加，合金的室温拉伸塑性逐渐增加。其中，51μm厚的Zr₅₀Al₅Ni₉Cu₁₅Co₂₁合金条带经513℃退火1800 s...     

Ni60与NiCr-Cr3C2涂层的机械和热冲击性能对比研究

目的 合理选择涂层材料，以提高5CrNiMo热作模具的使用寿命。方法 采用超音速火焰喷涂制备Ni60和NiCr-Cr₃C₂涂层，对比研究2种粉末所获涂层的微观组织结构、力学性能及机械冲击和热冲击性能。结果 Cr₃C₂硬质颗粒可大幅度提高涂层的硬度，在喷涂过程中，Cr₃C₂硬质颗粒在撞击过程中具有更高的压应力，促进了喷丸效应，使20%NiCr-80%Cr₃C₂涂层内部及与基体结合界面无明显裂纹。因而，与Ni60涂层相比，20%NiCr-80%Cr₃C₂涂层具有较高的表面显微硬度(818.9HV)和结合强度(64.04MPa)。机械冲击试验后，20%NiCr-80%Cr₃C₂涂层因具有优异的力学性能，被冲击区域的宏观裂纹较少，且未发生明显剥落。2种涂层机械冲击失效的主要机理为高载荷冲击所致的涂层塑性损伤与断裂。由于20%NiCr-...     

等离子喷涂制备镍基Al2O3-TiB2金属陶瓷涂层

利用X射线衍射仪和扫描电镜分析了机械合金化对Ni、Al、TiO₂、B₂O₃混合粉末组织的影响。采用等离子喷涂在铝合金基体表面制备了Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层,并对涂层进行了显微硬度的测试。结果表明,30%Ni-(Al-TiO₂-B₂O₃)粉末球磨20 h后作为喷涂原料效果最好;在铝合金基体表面成功制备了Al₂O₃-TiB₂金属陶瓷涂层,涂层显微硬度高于铝合金,达到了1400 HV0.1。     

BaZrO3/Y2O3复合耐火材料制备及其与TiAl合金界面反应研究

使用电熔BaZrO₃耐火材料和Y₂O₃耐火材料复合,在1650℃保温24h烧制成坩埚,感应熔炼制备TiAl合金。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和氧/氮分析仪等手段分析了复合坩埚耐火材料相结构和显微结构,研究了复合耐火材料坩埚与TiAl合金熔体界面反应。结果表明,复合坩埚耐火材料由Zr固溶Y₂O₃和Y掺杂BaZrO₃两相组成,Y₂O₃的引入提高了电熔BaZrO₃耐火材料稳定性。熔解侵蚀作用是复合坩埚耐火材料与TiAl合金熔体界面作用机制,但游离Al_2O_3仍会与分解的BaO反应生成BaAl₂O₄附着在坩埚内壁;熔炼制备TiAl合金锭中氧含量仅为0.0986%(质量分数),与理论计算值相一致,且符合工业用TiAl合金铸锭用氧含量标准,表明了电熔BaZrO₃/Y₂O₃是一种极有潜力的TiAl合金感应熔炼制备用耐火材料。     

锆合金激光熔覆镍基复合层微观组织及界面特征

以Ni35自熔性合金粉末为熔覆材料,采用激光熔覆技术在锆合金表面原位生成了NiZr₂/陶瓷增强镍基涂层.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对熔覆界面附近的微观组织、物相组成及界面结合特征进行分析.结果表明,熔覆层基体组织为NiZr+Ni₁₀Zr₇,增强相NiZr₂以细针状均匀分布在熔覆层上部和底部,块状及棒状的陶瓷相Zr₅（Si_xNi_1-x）₄/Zr（Si_xNi_1-x）分布在熔覆层中部,熔覆层与基体间实现良好的熔焊冶金结合,界面结合区组织不均匀,分布有等轴状NiZr及晶间的α-Zr,熔覆层的显微硬度分布均匀,平均值约为1 100 Hv.     

Cu-Cr-Zr复合粉末机械合金化研究

以Cu、Cr和Zr粉末为原料,采用机械合金化制备了Cu-90%Cr2Zr复合粉末。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了机械合金化过程中粉末的物相和微观形貌。结果表明:Cu-Cr-Zr粉末可通过机械合金化获得过饱和固溶体;在一定的球磨时间内,随球磨的进行,Cu-Cr-Zr粉末晶粒细化至纳米尺寸,晶格常数增加,晶格畸变降低,粉末形貌呈片状;但进一步球磨会导致铬的晶格常数降低,导致畸变增加,使得粉末变得不规则及颗粒大小不均。     

20Wf／30zRcP／W复合材料的组织结构与力学性能

采用真空热烧结法制备了致密度为98．5％的20Wf/30ZrCp/W复合材料,分析测试了复合材料的相组成、微观组织结构和力学性能。结果表明：W丝在复合材料中分布较均匀,且基本平等于热压面：W与ZrC在界面处发生互扩散,形成（Zr,W)C固深体;W丝与基体间的界面结合强度过高,并发生明显的再结晶现象;加入W丝未能起到强韧化作用。复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为504MPa和9．48MPa.m^1/2。     

W的添加对MoSi2显微组织的影响

以Mo、W、Si粉为原料,采用机械活化结合热压烧结的方法制备了不同W含量的MoSi2合金试样.结果表明,合金元素W加入后,其主要物相为MoSi2、(Mo,W)Si2固溶体及少量Mo4.8Si3C0.6碳化物,引起MoSi2显微应变增大,晶粒尺寸减小,从而细化了晶粒,晶粒尺寸在59.7～78.6 nm之间,具有纳米晶结构,强化了基体;随着W含量的增多,MoSi2合金材料的晶格参数和晶格体积增大,晶格密度减小.     

Synthesis of MoSi2/WSi2 nanocrystalline powder by mechanical-assistant combustion synthesis method

MoSi₂/WSi₂ nanocrystalline powder has been successfully synthesized by the mechanical-assistant combustion synthesis method. This method includes a ball-milling process followed by combustion synthesis. The composition and microstructure of the as-milled powder mixture were detected by X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyses. Their results show that the Mo(W) solid solution and Si nanocrystals could be obtained during the ball-milling process. Compared with normal powder mixture (Mo + Si + W), it could be easily ignited and high maximum combustion temperature was achieved. It was also confirmed that MoSi₂/WSi₂ solid solution powder with nanometric structure could be prepared through combustion synthesis method from the mechanical activated powder mixture.     

Properties of Porous TiNbZr Shape Memory Alloy Fabricated by Mechanical Alloying and Hot Isostatic Pressing

In the past decades, systematic researches have been focused on studying Ti-Nb-based SMAs by adding ternary elements, such as Mo, Sn, Zr, etc. However, only arc melting or induction melting methods, with subsequent hot or cold rolling, were used to fabricate these Ni-free SMAs. There is no work related to powder metallurgy and porous structures. This study focuses on the fabrication and characterization of porous Ti-22Nb-6Zr (at.%) shape memory alloys produced using elemental powders by means of mechanical alloying and hot isostatic pressing. It is found that the porous Ti-22Nb-6Zr alloys prepared by the HIP process exhibit a homogenous pore distribution with spherical pores, while the pores have irregular shape in the specimen prepared by conventional sintering. X-ray diffraction analysis showed that the solid solution-treated Ti-22Nb-6Zr alloy consists of both ?? phase and ???? martensite phase. Morphologies of martensite were observed. Finally, the porous Ti-22Nb-6Zr SMAs produced by both MA and HIP exhibit good mechanical properties, such as superior superelasticity, with maximum recoverable strain of ~3% and high compressive strength.     

真空处理和Ti含量对Mo-0.1Zr合金性能与显微

将粉末高能球磨,经压制、预烧、高温烧结和真空处理,制备Mo-0.1Zr(质量分数,下同)和含有不同Ti含量的Mo-0.1Zr-nTi(n分别为0.4,0.55,0.7,0.9)合金。研究真空处理和Ti含量对Mo-0.1Zr合金性能和组织结构的影响。结果表明,真空处理能够使Mo-0.1Zr合金的性能大大提高,尤其使合金的延伸率达到25.6%,达到甚至超过了锻造态合金的延伸率,合金的断口也由真空处理前的沿晶断裂特征转变为明显的穿晶断裂。Ti的添加,使Mo-0.1Zr合金生成了(Mo,Ti)xOy第二相粒子,第二相粒子存在于晶界之间,并随着Ti添加量的增加而增加,从而使合金的力学性能随Ti添加量的增加而下降。     

机械合金化制备Ni-W(B)非晶-纳米晶的粉末特性

利用机械合金化(MA)制备了Ni-20.7W和Ni-17.9W-27B(at%)非晶-纳米晶粉末,分别采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析了不同球磨时间粉末的微观形貌和结构参数,探讨了B的添加对非晶化过程的影响。研究结果表明:MA过程中,Ni-20.7W样品没有明显发生非晶化,而Ni-17.9W-27B样品在40 h时发生了非晶化,说明B提高了Ni-W合金体系的非晶化形成能力;非晶化过程为W/B首先固溶于Ni中生成Ni(W,B)过饱和固溶体,然后转变为非晶;Ni-20.7W样品球磨30 h后Ni的晶粒尺寸为32.9 nm,晶格畸变为0.48%,而Ni-17.9W-27B样品球磨10 h后的晶粒尺寸为9 nm,晶格畸变为0.62%。     

选区激光熔化法制备的M2052锰铜合金的组织与性能

使用真空感应熔炼气雾化法(VIGA)制备M2052锰铜粉末,通过选区激光熔化技术(SLM)直接成形合金试样,经固溶时效处理和热等静压加工,从热力学计算、显微组织分析及力学性能测试等方面对SLM法制备的锰铜合金进行了研究。研究发现SLM法成形的锰铜合金的抗拉和屈服强度较高,但冲击吸收能量低,塑性差。经过热等静压处理后,合金的综合力学性能明显提高。     

W含量及预热温度对Ti—W—C体系燃烧合成产物的影响研究

研究了W含量及预热温度对Ti-W-C体系燃烧合成产物相组成及粉末形貌的影响。研究结果表明，体系W含量减少，或燃烧之前进行预热，通过提高体系的燃烧温度，其燃烧反应机制由扩散－固溶机制转变为熔化－溶解－析出机制；结果，燃烧反应随之完全,有利于合成单相（Ti,W)C粉末，且产物粉末粒度增加，同时合成单相所需的预热温度随W含量增加而提高。