铝镁锌共晶合金的热分析研究

利用差示扫描量热仪(DSC)和H-90型膨胀仪,对潜热储能材料Al-34%Mg-6%Zn和Al-28%Mg-14%Zn合金的热物性参数--固液态时的比热容、30～500℃间的质量密度、熔化温度和熔化潜热等进行了测定.测试结果表明,两种合金的熔化温度和熔化潜热分别为454和447℃及314.4和303.2kJ/kg.从室温加热到熔化温度时,两种合金的密度分别减少1.05%和1.09%.在相变之前,两种合金的比热容随温度的升高而增大,在445℃时,分别为1 368.5和1 203.6 J/(kg·K).在相变过程中,由于熔化潜热的原因,合金的比热容变化很大.对合金组元和合金相对热物性参数的影响进行了讨论.     

退火温度对La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six（x=0、0.1）合金电化学贮氢性能的影响

采用真空感应熔炼制备了La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Si x(x=0、0.1)电极合金,并将铸态合金进行真空退火处理,退火温度为900、950、1000和1050℃,保温时间为8h。用XRD分析了铸态及退火态合金的相结构,测试了铸态及退火态合金的电化学贮氢性能。结果表明,铸态及退火态合金均具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)2Ni7和LaNi5以及一个残余相LaNi3。退火处理未改变合金的相组成,但使两个主相的含量发生明显改变。合金主相的晶格常数及晶胞体积随退火温度的增加而增加。铸态及退火态合金均具有良好的活化性能,第1次循环即可达到最大放电容量。退火处理明显改善了合金的电化学循环稳定性,合金的放电容量随退火温度的升高先增加后减小。合金的高倍率放电性能(HRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)以及氢扩散系数(D)的测试表明,合金的电化学动力学随退火温度的升高先上升后降低。     

变更合金化元素对IMI550超塑性形变的影响

大量实验数据表明,化学成分的变换决定α+β钛合金的超塑性形变性能.在一定温度下,这种变更不仅引起α/β比例的变化,而且改变α和β相的蠕变性能.普遍使用的β稳定元素使β-Ti的示踪自扩散系数发生很大的变化.英国学者对工业板材合金IMI550(Ti-4Mo-4Al-2Sn-0.5Si)的超塑性形变性能进行研究.同时,用1wt%Fe(快速扩散合金元素)取代基础合金IMI550中的1wt%Mo(缓慢扩散合金元素),以形成特殊的"改良"合金,其中的铁作为微量杂质.     

氧元素对Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金热变形组织及性能的影响

通过严格控制合金熔炼过程原料中杂质元素含量并添加TiO_2来熔炼出实验所需不同氧元素含量的Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金铸锭。在Gleeble-3800热模拟试验机上对不同氧含量的钛合金铸锭进行热压缩实验,获得不同温度和变形速率下热压缩变形的应力-应变曲线。通过分析热变形应力应变曲线、计算本征常数,获得氧含量(质量分数)为0. 04%、0. 14%的Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo钛合金的热变形本构方程。观察金相组织后发现,提高氧元素含量会显著提高合金热变形激活能,抑制合金塑性变形;但适当的氧含量又可以促进合金发生动态再结晶,使得发生动态再结晶所需要的温度降低,发生再结晶的变形速率也有所提高。促进钛合金动态再结晶形核同时,拓宽钛合金热变形过程的加工温度、变形速率的范围;但过量的氧含量也会造成合金热变形过程中流变失稳导致加工区域变小。因此在工业生产过程中需要根据具体的热加工工艺,将合金中杂质元素氧的含量控制在一个合理的范围之内,从而取得更加优异的综合性能。     

退火温度对La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six(x=0、0.1)合金电化学贮氢性能的影响

采 用 真 空 感 应 熔 炼 制 备 了La0.8Mg0.2Ni3.3Co0.2Six(x=0、0.1)电极合金,并将铸态合金进行真空退火处理,退火温度为900、950、1000和1050℃,保温时间为8h。用XRD分析了铸态及退火态合金的相结构,测试了铸态及退火态合金的电化学贮氢性能。结果表明,铸态及退火态合金均具有多相结构,包括两个主相(La,Mg)2Ni7和LaNi5以及一个残余相LaNi3。退火处理未改变合金的相组成,但使两个主相的含量发生明显改变。合金主相的晶格常数及晶胞体积随退火温度的增加而增加。铸态及退火态合金均具有良好的活化性能,第1次循环即可达到最大放电容量。退火处理明显改善了合金的电化学循环稳定性,合金的放电容量随退火温度的升高先增加后减小。合金的高倍率放电性能(HRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)以及氢扩散系数(D)的测试表明,合金的电化学动力学随退火温度的升高先上升后降低。     

均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织及性能的影响

采用井式电阻炉熔炼及真空感应熔炼的方法制备名义成分为50Al-48.9Zn-1Ti-0.1Ce(原子百分数，at%)的合金，然后在380℃保温20 h进行均匀化处理，并于150℃下分别进行1 h、2 h、4 h、6 h, 10 h的时效处理，研究了均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织和性能的影响。结果表明：均匀化处理消除了原铸态组织中的枝晶偏析，此时合金主要由α-Al分布在η-Zn基体上的共析组织所构成。然而经不同时间时效处理后的合金则主要由η-Zn分布在α-Al基体上的共析组织所构成。随着时效时间的增加，α-Al相含量逐渐增加(在均匀态下以及时效1 h、2 h、4 h、6 h、10 h后α-Al相的面积百分数分别约为16.1%、40.3%、47.2%、54.7%、60.1%、68.2%),共析组织不断粗化，且其形貌逐渐从不规则片层或颗粒状向近似等轴的颗粒状而转变。随着时效时间的延长，Al-Zn共析阻尼合金的阻尼性能不断上升(对于时效10 h后的合金试样，当应变振幅为8×10^-4时，其tanδ的值约为0.052)。与均匀态下的合金相比，短时时效处理后Al-...     

Ti元素掺杂对Fe-3Si基软磁复合材料组织结构及磁特性的影响

采用气雾化制粉技术并结合模压成形方法制备xTi/Fe-3Si-0.5Al-2Ni（x=0,1,2）软磁复合材料,通过XRD、SEM、综合物性测量系统（PPMS）以及软磁交流测量仪等装置表征和分析了合金粉末的相结构、形貌、磁特性及Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni软磁复合材料的磁性能,探讨了Ti元素掺杂对合金粉末居里温度、饱和磁化强度等性能的影响,并着重研究了Ti元素添加对Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni软磁复合材料有效磁导率、功率损耗、矫顽力等动态磁学特性的影响。结果表明：气雾化合金粉末只存在单一的α-Fe（Si）固溶相,球形度高;Ti元素的掺杂可提高粉末居里温度,但饱和磁化强度有小幅度的弱化;另外,随着Ti元素含量的增加,Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni软磁复合材料有效磁导率升高,而功率损耗和矫顽力降低,当Ti元素含量为2wt%时,软磁复合材料获得较佳的综合磁性能。     

真空条件下含银铅锑多元合金中锑的蒸发行为研究

根据真空冶金原理,以选择性分离银锑为目的,采用真空蒸馏法研究含银铅锑多元合金在真空(5～25 Pa)的条件下蒸馏过程中Sb的蒸发行为,考察蒸馏温度、蒸馏时间、多元合金中其它组元对锑蒸发的影响;并测定了不同温度下Sb元素的蒸发速率.实验结果表明:随着蒸馏温度的升高及恒温时间的延长,Sb的蒸发量和挥发率均增大.X射线衍射分析表明,蒸发物中锑为元素Sb,残留物中Cu与Sb形成化合物Cu2Sb及Cu10Sb3,Ag与Sb生成Ag3Sb,阻碍部分Sb的彻底蒸发.结合Sb元素的蒸发机制,根据实验结果计算得出Sb元素的蒸发速率为15.169～18.066g·cm-2·h-1.     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

Ti_3Al基合金在不同温度下的形变与断裂行为

一、前言 Ti_3Al基合金(如Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo at％)是未来用于650～700℃具有发展前途的新一代高温结构材料。其微观组织与力学性能的关系,如拉伸、蠕变、疲劳和断裂韧性等,均得到了广泛的研究。研究表明,Ti_3Al基合金的形变与断裂机制不仅与形变温度有关,而且与环境因子密切相关。然而,目前较少报道Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo合金在不同温度下和不同形变环境中的断裂机制和形变行为。本论文通过研究Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo合金在25～980℃温度范围的拉伸形变行为和在不同拉伸环境(真空或空气)下的断裂方式,探讨Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo合金的形变和断裂机制。 二、试验方法 本研究采用的合金为Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo(at％),其化学成分(重量百分比)为14.4Al,19.3Nb,3.5V,2.2Mo,0.100,0.018N,其余为Ti。经真空自耗电极电弧炉熔炼的铸锭在开坯,α_2+β两相区锻造和α_2+β两相区热处理后,制成φ5×25mm拉伸试样。在     

环境温度对Fe-14Mn-0.22C合金阻尼性能的影响

为了了解Fe-Mn基阻尼合金的高温阻尼性能,用真空感应电炉的方法制备了Fe-14.04Mn-0.22C合金.用倒扭摆内耗仪测试了环境温度在23～400℃变化时合金阻尼性能的变化规律,并用热机械分析仪和光学显微镜分析了合金的组织结构及其相变特点.研究结果表明,在常温条件下合金的阻尼性能随扭转应变的增加而呈线性方式增加,扭转应变在1×10-4时,对数衰减率达0.1,且没有出现峰值;随着环境温度的变化,对数衰减曲线与应变的线性关系没有发生改变,但是曲线发生了整体的上下平移;当环境温度低于200℃时,合金的阻尼性能随温度的升高而增加,但当温度达到或超过200℃后,合金的阻尼性能迅速下降,其原因在于合金发生了奥氏体转变(As为270℃),马氏体的百分含量降低,阻尼源减少.     

Al-17Si-xLa合金室温阻尼-应变振幅行为研究

研究了过共晶Al-17Si-xLa合金在室温下不同频率的阻尼一应变振幅行为。Al-17Si-xLa合金通过常规的铸造和喷射成形工艺制备,并采用动态热机械分析仪(DMTA)对其阻尼行为进行研究。结果表明大多数铸态以及喷射成形态Al-17Si-xLa合金显示了类似的室温应变振幅-阻尼行为：即随振幅的增加,阻尼先不增大,然后明显升高出现阻尼峰,最后回落,可以用G-L位错阻尼理论加以解释;铸态下添加La对Al-17Si合金的阻尼行为影响不大,过量La(6％(质量分数))添加明显降低阻尼性能。La的添加明显提高喷射成形态Al-Si合金阻尼性能。喷射成形态Al-Si合金的阻尼明显比相应铸态Al-Si合金的阻尼高。     

Zn—4%Al合金超塑性变形性能及添加Cu、Mg的影响

本文研究了Zn—4％Al合金的超塑性拉伸性能,板材成型性以及合金元素Cu、Mg对上述性能的影响。结果表明:在350℃以下的温度区间和1.38 ×10~(-3)/s以上的应变速率区间内,该合金的延伸率随温度的升高和应变速率的降低而提高;合金元素Cu、Mg可同时提高该合金的超塑性变形性能和室温强度;经超塑性变形后合金的室温强度明显提高。     

高性能钛合金Super-TIX800的实用特性

日本开发了Super-TIX系列钛合金,它不含高价的添加元素,具有优良的热加工和冷加工性能,室温强度在700～1 000 MPa之间.该系列钛合金大致可分为2大类:①Ti-Fe-O-N系,其强度水平在CP纯钛与TC4合金之间;②Ti-Fe-Al系,目的是代替TC4合金.特别是第1类的代表性合金Super-TIX800(Ti-1.0Fe-0.35O-0.01N),具有介于Ti-6Al-4V和Ti-3Al-2.5V之间的高强度,且有很好的热加工和冷加工性能,添加元素仅是Fe,O,N等廉价元素,而且该合金的残废料可以通过电子束炉重熔后作为CP纯钛再次利用.这种合金的热延性和热变形抗力与CP纯钛相当,可不经中间退火直接从φ13.5 mm冷拉到φ1.5 mm,而且具有与CP纯钛和TC4同等的焊接性能.     

多晶硅冶金法除磷的研究进展

磷是多晶硅中的一种主要杂质元素,目前国内外采用冶金法除磷的工艺主要包括酸洗除磷、合金定向凝固除磷和真空除磷工艺.其中,酸洗除磷工艺可以很有效地去除磷杂质,但仍未达到太阳能级多晶硅小于0.1×10-4%(质量分数)的要求.采用合金定向凝固工艺可以去除80%以上的磷杂质,但目前对凝固后硅中残留溶剂金属的去除方法还有待进一步的研究.通过真空感应熔炼实验已将磷含量从15×10-4%(质量分数)降低至0.8×10-5%(质量分数),并对除磷的热力学条件进行了初步探索.     

纤维聚合物复合材料的有效湿扩散系数

根据纤维聚合物复合材料的微观结构, 建立了基于复合材料单胞模型的湿扩散计算方法, 研究了不同温度和不同体积分数下纤维聚合物复合材料的湿扩散性能。假设纤维是不可渗透的, 并在聚合物基体中均匀分布, 计算了不同温度不同体积分数下复合材料的有效湿扩散系数。结果表明: 复合材料的有效湿扩散系数随温度的升高而增大, 随纤维体积分数的增大而减小; 在相同温度、 相同体积分数下, 正六边形排列的纤维复合材料的湿扩散系数比正方形的略大。计算结果及经验公式与Gueribiz曲线基本一致, 说明用单胞模型计算复合材料的湿扩散性能是非常有效的, 有助于理解纤维复合材料的湿扩散机制和性能。      

热处理制度对Ti-10V-2Fe-3Al组织性能的影响

本文研究了不同固溶和时效温度对Ti-10V-2Fe-3Al合金组织和性能的影响,结果表明,随着固溶温度的升高(700—820℃),组织中的α相含量减少,β相含量增加。时效处理可以提高β基体强度,使材料的强度随固溶温度的升高而升高,塑性下降;随着时效温度的升高(420—620℃),合金的组织成分更加均匀,塑性明显提高,但强度下降。760℃/2h固溶+520℃/8h时效,材料的综合性能最好。     

高性能贮氢电极合金的研究进展

报道了高性能贮氢电极合金的研究进展,主要内容包括AB5型贮氢合金的A侧稀土元素组成、主要杂质元素(Fe,Si,Mg）以及合金制备技术（真空退火处理和快速凝固）对合金的相结构和电化学性能的影响。AB2型Zr基Laves相合金的相结构和相组成与电化学性能的关系,以及若干新型多元Zr基贮氢电极合金的性能。     

基于TraPPE-UA势能模型的超高压乙醇分子动力学模拟

采用分子动力学方法,将Tra PPE-UA模型应用于乙醇分子动力学模拟,分析温度298~500 K,压强10~300 MPa下乙醇的热力学性质、结构性质和动力学性质,模拟结果与文献模拟值吻合较好。通过对体系径向分布函数的研究,发现在压强很大的情况下,乙醇体系的结构依然很有规律。研究表明,随温度的升高,乙醇体系焓值增大;随着压强和温度的升高,各径向分布函数的第1峰高度明显下降,体系的长程有序程度下降;乙醇的自扩散系数随温度的升高而增大,而压强对扩散系数的影响与温度正好相反。     

Ti-25V-15Cr阻燃钛合金组织结构及氧化行为研究

采用氢化/脱氢方法及真空烧结技术制备了Ti-25V-15Cr合金,研究了合金的显微组织及氧化行为。研究表明,合金的氧化增重随温度升高而快速增加;随温度升高,合金氧化产物由树枝状V2O5(600℃)转变为疏松多孔的球状TiO_2(800℃)及致密的TiO_2(1000℃);合金氧化层与基体之间的过渡区较小,表明在氧化层中有某种阻止氧元素向基体扩散的机制存在。