铁基电热合金丝显微组织均匀性的对比分析

电热合金的性能与合金成分、显微组织及织构存在密切关系。对两种成分的商用铁基电热合金丝(0Cr25Al5合金和0Cr21Al6Nb合金)样品的显微组织进行评测,重点分析了合金丝中显微组织的均匀性,探讨了合金元素、织构类型及合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布特征的关联关系。结果显示,与0Cr25Al5样品相比,含Nb的0Cr21Al6Nb样品表现出更为均匀的晶粒尺寸分布,且平均晶粒尺寸稍小。不同取向的晶粒在合金丝中的分布存在差异,<110>取向晶粒的平均晶粒尺寸较大,而小尺寸的<110>取向晶粒占比较小。同时,不同成分合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布均匀性存在差异,0Cr21Al6Nb样品晶粒尺寸分布跨度较小,不同位置差异不显著,即晶粒尺寸分布对位置不敏感;0Cr25Al5样品晶粒尺寸分布跨度较大,且合金丝不同位置晶粒尺寸分布不同。综上表明,添加碳化物形成元素能明显降低合金丝中平均晶粒尺寸及促进晶粒尺寸分布均匀性;晶粒取向与晶粒尺寸及其在合金丝中的分布存在一定关联性,可为电热合金丝制备工艺优化、显微组织改善与综合性能提升提供一定参考。     

稀土添加量对Ni80Cr20合金晶粒度、纯度和均匀性的影响

采用真空熔炼,结合锻造和轧制成形,制备了加入0%、0.2%和0.4%不同稀土的Ni80Cr20合金。借助光学显微镜、扫描电镜观察合金的显微组织,用能谱仪和电感耦合等离子发射光谱仪分析合金的成分,研究了稀土添加量对Ni80Cr20合金的晶粒度、纯净度和成分均匀性的影响,探讨了稀土元素对合金晶粒度和纯度的影响机理。结果表明:适量添加稀土,可细化Ni80Cr20合金晶粒,有利于净化合金熔体,改善合金成分分布均匀性;随着稀土加入量增加,合金的晶粒减小,含氧量和气孔减少,纯净度提高。当稀土添加量为0.4%时,合金的晶粒细小均匀,平均直径约为26.7μm,纯度达到99.95%。     

Cr和Y对Fe- Cr- Al合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中长期腐蚀行为的影响

Fe-Cr-Al合金因具有适中的热中子吸收截面、较好的抗辐照性能和优良的抗高温氧化性能等优点，成为事故容错燃料包壳的候选材料之一。熔炼制备了低Cr(Fe-12Cr-5Al、Fe-12Cr-5Al-0.01Y)和高Cr(Fe-20Cr-5Al、Fe-20Cr-5Al-0.01Y)的Fe-Cr-Al合金，采用静态高压釜研究了4种合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中长达2 000 h的腐蚀行为。采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜分析了合金和氧化膜的显微组织。结果表明：Cr含量的增加使合金晶粒细化，添加微量Y可以细化低Cr合金晶粒。在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀时，提高Cr含量可以明显降低Fe-Cr-Al合金的腐蚀增重速率；添加质量分数0.01%的Y可适当降低低Cr合金的腐蚀增重速率，但对高Cr合金的腐蚀增重速率影响并不明显。低Cr合金腐蚀形成的氧化膜为3层结构，从外到内依次为Fe₃O₄、Fe-Cr-Al的尖晶石氧化物、富Fe的内氧化过渡区；高Cr合金的氧化膜为两层结构，由外层Fe₃O₄     

高塑性高熵合金的设计与制备

高熵合金是一种新型合金,具有高强度、高塑性及高温稳定性特点,在航空航天、电子、医疗器械等领域有着巨大的应用潜力。本文设计高塑性高熵合金组分,采用高频感应熔炼技术制备出Cu25Al10Ni25Fe20Co20高熵合金,分析了合金组织与性能。研究结果表明,Cu25Al10Ni25Fe20Co20高熵合金具有简单面心立方晶格结构,为粗大发达的树枝晶组织,晶粒尺寸为400μm到1 000μm之间。合金具有较高的塑性,其伸长率达21%。合金硬度为HV210,抗拉强度421 MPa。     

电热合金的研究现状及发展趋势

针对电热合金的分类、特点及应用,讨论了Ni-Cr-(Fe)系合金中,稀土对使用寿命和工艺性能的影响,结合Fe-Cr-Al系合金在元器件领域的研究进展,提出了粉末冶金的基础上新型电热合金的发展方向,并对Heusler系合金作为电热工程材料的特点和应用潜力进行了论述.     

Cr20Ni35合金的晶粒尺寸对电阻率的影响

通过拉伸变形和再结晶退火改变Cr20Ni35合金的晶粒尺寸,研究晶粒尺寸对Cr20Ni35合金电阻率的影响。结果表明,Cr20Ni35合金经过拉伸变形后,随着伸长率的增加其电阻率出现递减的趋势,此时晶粒尺寸呈现递增的趋势;随后经过退火后,其电阻率值又重新升高,分析观察其金相组织,晶粒尺寸越小,电阻率越大。     

碳含量对0Cr25Ni35AlTi合金组织、力学性能和耐晶间腐蚀性能的影响

研究了不同碳含量对0Cr25Ni35Al Ti合金显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,用电化学再活化法测定0Cr25Ni35Al Ti合金的晶间腐蚀敏感性。结果表明,在合金不完全固溶状态下,随着碳含量增加,0Cr25Ni35Al Ti合金的晶间析出物增加;主要析出物是M23C6富铬碳化物;M23C6析出物的质量分数从0.186%增加到0.499%;室温抗拉强度从686.5 MPa增加到714 MPa。随着碳含量的增加,0Cr25Ni35Al Ti合金的平均晶粒尺寸减小,M23C6析出量增加,合金的力学性能提高,但合金的耐晶间腐蚀性能下降,当合金中C含量控制在0.025%以下,具有良好的耐晶间腐蚀性能,且其强度仍能保持在300 MPa以上,满足合金的应用性能指标。     

Fe-20Mn-5Al-8Cr-1.9C合金中Al的作用

利用X射线衍射仪、电子探针、透射电镜对Fe Mn Al(Cr) C系合金在 112 0℃固溶处理、不同温度时效后的组织进行了研究。结果表明 ,Al在固溶处理和时效后都均匀分布在固溶体中 ,并可以增加Fe Mn Al(Cr) C系合金时效时奥氏体基体和碳化物的稳定性 ,使Fe Mn Al(Cr) C系合金形成有序固溶体的温度升高。     

稀土系贮氢合金的生成焓计算

利用Miedema理论和几何模型计算了二元合金系La M ,Ni M和三元合金系LaNi5-xMx(M =Co ,Mn ,Al,Cr ,Fe,Cu)的生成焓。对二元合金系 ,计算结果与已有实验结果在xM ≥ 70 % (摩尔分数 )范围符合得较好 ;三元合金系计算结果表明 ,当分别添加合金组元Mn ,Co ,Cr,Fe和Cu时 ,LaNi5-xMx 的生成焓不同程度地增大 ,其中Cr ,Fe和Mn的影响较大 ,而添加Al时生成焓明显减小。讨论了生成焓对合金高温氢化时发生歧化反应的影响 ,合金的生成焓越大 ,越有利于歧化反应。     

Zr-Nb、Zr-Sn-Nb合金轧制板材织构分析

采用电子背散射衍射(EBSD)技术对Zr-Nb、Zr-Sn-Nb两类锆合金的终轧退火板材组织、织构进行了研究,并对再结晶晶粒的取向差进行了表征。结果表明,两类锆合金经终轧退火后都得到了均匀细小的再结晶组织,多数晶粒尺寸在2～5μm之间;两种合金中形成的第二相差别很大,Zr-Sn-Nb合金中第二相均匀弥散,而Zr-Nb合金中第二相则存在两种形态;两种合金退火后织构均为基面平行于轧面的取向织构,并向TD方向偏转一定角度,且多数晶粒的1210∥RD方向。     

稀土元素对新型Al-Mg合金焊接接头组织和性能的影响

研究了Sc,Zr元素对新型Al-Mg合金焊接接头组织和性能的影响。建立了MIG电弧二维数值分析模型,模拟出电弧温度场的分布情况,电弧最高温度超过20 000 K,且温度分布存在较大的温度梯度,说明高温电弧对合金有益元素有一定的烧损作用。采用合金元素不同的焊丝ER5356,ER5B06和ER5B71作为填充材料,对2 mm厚新型Al-Mg合金进行MIG焊接试验,研究高Mg焊丝添加不同稀土元素对焊接性能及组织的影响。结果表明,使用3种焊丝均可获得性能优良的焊接接头,使用ER5B06焊丝的接头力学性能得到一定提升,但焊缝晶粒细化效果不明显;使用复合添加Sc,Zr微量元素的ER5B71焊丝,接头晶粒能够有效细化,力学性能进一步得到提升。3种焊丝中,采用ER5B71焊丝的焊接接头强度最高,焊接系数为83%,焊接接头中起到细化晶粒作用的析出相以Al3(Sc,Zr)为主。同时,无论采用哪种焊丝,焊接热影响区未发生明细的晶粒粗化,说明在母材中加入一定的Sc,Zr微量元素,可提升合金材料抗软化能力,有效抑制热影响区再结晶行为。 创新点： 采用电弧物理数值模拟和进行试验结合的方法,进行研究论证,使研究内容充实,有理论深度,更具说服力;选择具有稀土元素的铝合金和焊丝作为研究对象,对新材料及焊材的研发具有一定指导意义。     

机械抛光后的时效工艺对0Cr25Al5电热合金拉拔性能的影响

对机械抛光后的0Cr25Al5电热合金进行了不同温度(150、250、350 ℃)和不同时间(1、2、3 h)的时效处理,并与抛光前后的力学性能、显微组织以及析出相进行了对比。结果表明:0Cr25Al5电热合金机械抛光后有析出相Cr₃C₂析出,集中于晶界处分布,其形状以棒状、针状为主,并伴有少量球状析出相;机械抛光后再经250 ℃×1 h时效处理时的硬度下降,抗拉强度略有上升、伸长率略有下降,残余应力明显降低,晶粒度大小不变,析出相基本为球形,尺寸较小,分布较为集中且多分布于晶界,为析出相Cr₃C₂溶解并以离位析出的方式重新形成的Cr₇C₃,同时由于时效温度较低,氧化膜无再生现象,符合后续拉拔工艺要求。与未时效相比,经250 ℃×1 h时效处理的0Cr25Al5电热合金在后续拉拔过程的模具损耗、断丝率均明显下降,成材率上升。     

Influence of chemical composition and alloying elements on microdefects and electron density in Ni—Al alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬｌ2 Ｎｉ3ＡｌａｎｄＢ2 ＮｉＡｌａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｅｒｍｅｔａｌ ｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎＮｉＡｌａｌｌｏｙｓ .ＡＮｉ3Ａｌａｌｌｏｙｈａｓｒｅｌａ ｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓｒｅ     

Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的钨极氩弧焊接

采用钨极氩弧焊（GTAW）和奥氏体不锈钢焊丝LNT309LSi作为填充金属,研究了Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接工艺和焊接质量。借助金相显微镜分析了焊缝组织特征,采用电子探析分析了焊缝成分。按照国家标准研究了焊接接头的硬度、拉伸性能和弯曲性能。结果表明,用奥低不锈钢焊丝焊接Fe-Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢,可获得理想的奥氏体＋少量的铁素体＋马氏体的焊缝组织,焊缝的抗拉强度和抗弯性能均高于阻尼合金。所采用的焊接方法、焊接工艺和焊丝能满足这两种钢的焊接要求,焊接质量可靠。     

溅射靶材用Cr20Ni80合金管材的微观组织与再结晶退火

对溅射靶材用Cr20Ni80合金冷轧管材的微观组织和再结晶退火工艺进行了研究。首先观察了冷轧管材轴向与径向的微观组织变化;其次利用JMatPro计算了Cr20Ni80合金的相图,并设计了再结晶退火工艺;最后对冷轧管材进行了再结晶退火试验,表征了退火后管材的微观组织、晶粒尺寸和硬度。结果表明,冷轧管材沿轴向均为拉长晶,且存在大量孪晶;管材沿径向的微观组织中晶粒尺寸因形变量的增大而减小;当再结晶退火温度为690 ℃时,冷轧管材试样已开始发生再结晶;790 ℃×30 min时,形变晶粒已完全再结晶,平均晶粒尺寸为24.1 μm,为最优再结晶退火工艺;当退火温度进一步升高、保温时间进一步延长时,再结晶晶粒逐渐长大;试样的硬度随退火温度的升高而减小。     

Mn-30Al中间合金对镁合金的晶粒细化

采用真空淬火炉制备出含ε-AlMn相的Mn-30Al中间合金和含γ_2-Al_8Mn_5相的Mn-30Al中间合金,观察了两种中间合金的组织,并探讨ε-AlMn相、γ_2-Al_8Mn_5相、Mn和Al对镁合金的晶粒细化效果.试验表明,相比添加Mn、Al,含γ_2-Al_8Mn_5相的Mn-30Al中间合金对AZ31镁合金存在一定的细化效果,含ε-AlMn相的Mn-30Al中间合金对AZ31镁合金具有更好的细化效果.当含ε-AlMn相的Mn-30Al中间合金添加量为0.4%时,AZ31镁合金的晶粒尺寸由原来的898μm减小至320 μm,Mg-Zn合金晶粒尺寸由原来的320 μm减小至180μm.通过面错配度计算,ε-AlMn可以成为初生α-Mg晶粒的良好异质形核核心.     

Magnetic properties and structure of Ni80Fe20/Ni48Fe12Cr40 bilayer films deposited on SiO2/Si（100） by electron beam evaporation

Ni80Fe20/Ni48Fe12Cr40 bilayer films and Ni80Fe20 monolayer films were deposited at room temperature on SiO2/Si（100） substrates by electron beam evaporation. The influence of the thickness of the Ni48Fe12Cr40 underlayer on the structure, magnetization, and magnetoresistance of the Ni80Fe20/Ni48Fe12Cr40 bilayer film was investigated. The thickness of the Ni48Fe12Cr40 layer varied from about 1 nm to 18 nm while the Ni80Fe20 layer thickness was fixed at 45 nm. For the as-deposited bilayer films the introducing of the Ni48Fe12Cr40 underlayer promotes both the （111） texture and grain growth in the Ni80Fe20 layer. The Ni48Fe12Cr40 underlayer has no significant influence on the magnetic moment of the Ni80Fe20/Ni48Fe12Cr40 bilayer film. However, the coercivity of the bilayer film changes with the thickness of the Ni48Fe12Cr40 undedayer. The optimum thickness of the Ni48Fe12Cr40 underlayer for improving the anisotropic magnetoresistance effect of the Ni80Fe20/Ni48Fe12Cr40 bilayer film is about 5 nm. With a decrease in temperature from 300 K to 81 K, the anisotropic magnetoresistance ratio of the Ni80Fe20 （45 nm）/Ni48Fe12Cr40 （5 nm） bilayer film increases linearly from 2.1% to 4.8% compared with that of the Ni80Fe20 monolayer film from 1.7% to 4.0%.     

铝合金/Cu/不锈钢接触反应钎焊及中间层溶解行为(英文)

以Cu作为接触反应材料连接6063铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢,探讨焊接工艺参数对接头组织的影响规律,分析中间反应层Cu的溶解特性结果表明:在1Cr18Ni9Ti不锈钢一侧界面反应层由Fe2Al5、FeAl3金属间化合物和Cu-Al金属间化合物构成,与之相邻区域主要含Cu-Al金属间化合物,焊缝组织由Al-Cu共晶及大块状的Al固溶体组成;随着保温时间的延长,焊缝组织最为显著的变化是在1Cr18Ni9Ti不锈钢一侧界面的金属间化合物层厚度增加,共晶组织宽度逐渐减小;中间反应层Cu的溶解速度非常迅速,是以秒为计量单位的快速过程,厚度为10μm的Cu溶解时间仅为0.47s。     

Microstructural evolution of direct chill cast Al-15.5Si-4Cu-1Mg-1Ni-0.5Cr alloy during solution treatment

Heat treatment has important influence on the microstructure and mechanical properties of Al-Si alloys. The most common used heat treatment method for these alloys is solution treatment followed by age-hardening. This paper investigates the microstructural evolution of a direct chill (DC) cast Al-15.5Si-4Cu-1Mg-1Ni-0.5Cr alloy after solution treated at 500, 510, 520 and 530℃, respectively for different times. The major phases observed in the as-cast alloy are α-aluminum dendrite, primary Si particle, eutectic Si, Al7Cu4Ni, Al5Cu2Mg8Si6, Al15(Cr, Fe, Ni, Cu)4Si2 and Al2Cu. The Al2Cu phase dissolves completely after being solution treated for 2 h at 500℃, while the eutectic Si, Al5Cu2Mg8Si6 and Al15(Cr, Fe, Ni, Cu)4Si2 phases are insoluble. In addition, the Al7Cu4Ni phase is substituted by the Al3CuNi phase. The α-aluminum dendrite network disappears when the solution temperature is increased to 530℃. Incipient melting of the Al2Cu-rich eutectic mixture occurrs at 520℃, and melting of the Al5Cu2Mg8Si6 and Al3CuNi phases is observed at a solution temperature of 530℃. The void formation of the structure and deterioration of the mechanical properties are found in samples solution treated at 530℃.