稀土Ce对HMn64-8-5-1.5合金组织及耐磨性能的影响（英文）

研究了稀土Ce对HMn64-8-5-1.5合金显微组织及摩擦磨损性能的影响。研究表明,稀土Ce在熔炼过程中起到脱氧、脱硫、除氢和除杂的作用,可以净化合金基体,使晶粒尺寸显著细化。摩擦磨损实验表明,稀土Ce能明显改善材料的摩擦磨损性能,添加0.2%Ce (质量分数)时,较无Ce的合金磨损量减小了25%。添加0.2%Ce后,合金的主要磨损形式从严重的黏着磨损转变为磨粒磨损。结合2种摩擦磨损模型对合金的磨损机理进行了深入分析,添加稀土Ce前后合金的磨损机制发生变化的主要原因是稀土Ce能去除杂质、细化晶粒的作用,使合金本身的表面强度、极限变形值增大。     

AEZ611镁合金挤锻复合成形组织与性能的演变

研究了含1wt%Ce的混合稀土的AEZ611镁合金在挤锻复合成形过程中组织与性能的变化。结果表明:加入1wt%Ce混合稀土后,铸态AZ61组织中β相明显减少,Ce与Al结合生成高熔点、高稳定性的Al4Ce稀土相,呈针状或规则块状分布于晶界或晶粒内部;挤压预变形使针状或块状相破碎,铸态组织细化,大量黑色点状相呈条带状分布于晶粒的内部;在模锻成形过程中,试样长度方向不变,合金呈单向流动,消除了挤压态中纤维组织,破碎的Al4Ce稀土相阻碍晶粒或亚晶粒长大,弥散分布于基体内,合金强度进一步提高;但在不同温度下的拉伸试验表明:合金随温度提高力学性能下降,尤其高于130℃时,力学性能下降较快;断口形貌由解理断裂转变为韧性断裂。     

Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金的组织结构及性能研究

采用真空电弧熔炼预合金化-高频熔炼方法制备Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜及电子拉伸试验机等,研究Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金的显微组织结构、力学性能及高温抗氧化性能。结果表明,稀土的添加可有效细化合金的晶粒尺寸,提高合金的室温及高温力学性能,同时对合金的高温抗氧化性能无明显负面影响。     

稀土元素Ce、La、Y对5182铝合金组织的影响

在5182铝合金中分别加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%的Ce、La和Y稀土元素,用金相显微镜观察研究不同稀土元素以及其不同含量对5182铝合金铸态晶粒尺寸和析出相形貌的影响。结果表明,在5182铝合金中添加一定量的稀土Ce能使合金的第二相得到了很大程度的细化并且呈弥散分布;而在稀土La的作用下,5182铝合金中的第二相出现了球化现象;在5182铝合金中添加稀土Y的变质效果较添加等量Ce或La的要差一些。     

稀土Ce对铸态AlCuMgAg合金耐热性能的影响

采用拉伸测试与透射电镜(TEM)，研究了稀土Ce对铸态Al-5.3Cu-0．8Mg-0．6Ag(质量分数)合金的组织和耐热性能影响。结果表明，添加质量分数为0．20％～0．45％的Ce，在室温到300℃，铸态合金的室温抗拉强度和高温耐热性能得到了提高。金相显示，稀土Ce的添加能明显细化铸态合金的晶粒，减少晶界上Cu的偏析。透射电镜分析表明，合金中的主要强化相为Ω相；添加微量Ce能细化合金中的强化相，提高该相的析出密度。同时研究也表明，当合金中同时添加微量Ce和Ti时，铸态合金中形成了一种AlxTi6Ce3Cu的大块稀土化合物相，这种化合物相严重降低了合金的拉伸性能。     

电磁搅拌和Ce含量对半固态A356合金组织与成分影响

利用电磁搅拌和稀土细化剂制备了不同Ce含量的A356铝合金半固态浆料,对比了电磁搅拌对稀土Ce分布的影响,分析稀土Ce在半径方向上的分布。结果表明,添加1.0%的Ce时合金晶粒细化效果最好,大多数晶粒呈等轴晶,电磁搅拌能显著影响Ce的分布,在金属熔体最大旋转速度处稀土产生微观偏聚,能使Ce分布更加均匀,减少宏观偏析。     

Ce在黄K金中的分布及对铸态组织影响

研究了在黄色金合金中添加不同含量微量稀土元素Ce对合金的影响,包含稀土元素Ce的黄色金合金的中间合金中,稀土在中间合金中除少量固溶在合金基体中外,其余与合金元素反应生成化合物相CeAg6在晶间析出。在金合金中,这些稀土化合物相在熔炼过程中熔入合金熔液中,当Ce含量低于固溶度时,Ce基本上均匀固溶在合金基体中,随Ce含量增加,Ce与金反应生成析出相Au51Ce14在枝晶间隙析出。当微量稀土添加到彩色金合金中时,合金晶粒及铸态组织均得到明显细化。当稀土含量增加到0．5％时,合金发生明显变质作用。微量稀土添加黄彩色金合金中,随稀土添加,合金液相温度区间增大。凝固过程中溶质再分配,造成固液界面前沿成分过冷度增大是稀土在彩色金合金中主要的晶粒细化机理。     

Cu和Ce对Mg-1.5Zn-0.2Mn合金组织和力学性能的影响

本文通过光学显微镜、拉伸试验机对比研究了Ce、Cu元素对Mg-1.5Zn-0.2Mn合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,Cu、Ce元素对铸态Mg-1.5Zn-0.2Mn合金晶粒细化效果并不明显,但经350℃热变形后,能显著细化挤压态Mg-1.5Zn-0.2Mn合金的晶粒组织,其中Ce细化晶粒的效果更加明显,而且Ce能够抑制合金的动态再结晶。此外,Cu、Ce元素的添加均能提高Mg-1.5Zn-0.2Mn合金沿ED和TD方向的屈服强度和抗拉强度,其中Ce元素提高幅度更大,Mg-1.5Zn-0.2Mn-0.2Ce合金ED、TD方向屈服强度分别为185 MPa和162 MPa。与此同时,这两种元素还可以改善Mg-1.5Zn-0.2Mn合金板材强度的各向异性,其中Cu元素的改善效果更明显。     

微量Ce对7B04铝合金组织性能的影响

用实验室井式坩埚炉熔炼铸造了2种合金,通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机等,研究了添加微量Ce对7B04铝合金的组织变化、成分分布和力学性能的影响。结果表明:添加微量Ce后,因成分过冷的作用,合金铸态晶粒明显细化;经固溶时效处理后,在合金的抗拉强度和屈服强度变化不明显的情况下,添加Ce的合金伸长率提高明显;经断口形貌分析,添加稀土Ce的合金断口形貌晶粒明显细化,韧窝明显增多,属于穿晶断裂为主的形貌,而未添加稀土Ce的合金,断口以沿晶断裂为主,晶界处有裂纹,断口韧窝少。     

稀土元素对镁合金晶粒细化的研究

根据稀土元素在镁合金中存在的形式及其作用,综述了稀土Ce、Nd、Y、Er及Sc在镁合金中的晶粒细化效果及其作用机理。一定量的Ce、Nd、Y、Er及Sc对镁合金晶粒均有细化作用,根据稀土固溶度的不同,其细化合金晶粒所加入的量也不同;镁合金晶粒开始粗化时所添加的稀土量是随着其在镁合金中的固溶度增加而增大的。     

稀土元素对Cu14AlX涂层组织和摩擦性能的影响

采用气雾水冷方法制备Ce质量分数分别为0和0.6%的Cu14AlX合金粉末,超音速等离子喷涂的方法制备喷涂层,利用光学显微镜、XRD、SEM-EDS以及EPMA分析Ce元素对Cu14AlX喷涂层表面组织形貌、合金相结构和化学成分的影响。在边界润滑条件下,比较不同Ce含量下喷涂层摩擦磨损性能,用SEM-EDS分析喷涂层磨损形貌及成分变化。结果表明:Ce的加入可以细化Cu14AlX喷涂层组织,使得Fe元素和K相增多且分布更加均匀,提高了喷涂层的耐磨性。两种喷涂层有不同的磨损形式,随着载荷的增大,不含Ce的喷涂层粘着磨损严重并伴随轻微的磨粒磨损,在高载荷(4.90Mpa)下,由粘着磨损转化为磨粒磨损;含Ce(质量分数)0.6%的喷涂层以轻度磨粒磨损为主,在高载荷下,转变为中度磨粒磨损,部分区域出现加工硬化现象.     

稀土元素对AgCuNi合金材料组织性能影响研究

银铜镍系合金主要用作直流微电机换向器材料。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度仪、拉力试验机,以及真空熔炼等分析技术手段,研究了La、Ce等稀土元素对Ag-4Cu-0.5Ni0.5合金组织和性能的影响。结果表明,混合稀土的加入可对合金的显微组织进行细化和第二相球化,产生细晶强化和弥散强化的作用,合金的硬度、强度、摩擦磨损性能得到进一步地提高,有助于改善合金材料的耐磨性。     

NiCrBSiWCe合金粉末喷熔层滑动磨损特性研究

采用热喷熔方法在45钢表面制备了NiCrBSiWCe合金粉末喷熔层,在SRV磨损试验机上进行小振幅滑动磨损试验研究.结果表明,NiCrBSiWCe合金喷熔层的摩擦磨损性能明显高于SAE52100钢.在较低载荷和滑动速度较低下,小振幅滑动磨损机理为磨损表面的划痕、裂纹和疲劳脱层.而在较高滑动速度下,小振幅滑动磨损机理为磨损表面的氧化磨屑层的形成,含稀土的磨屑层阻碍了喷熔层小振幅滑动磨损.     

等离子表面钨钼稀土(钇)合金强化层滑动磨损性能

通过在Q235钢表面渗入钨、钼、钇和碳的表面合金化,并进行淬火和回火以强化表面合金层的性能。利用M200滑动磨损实验机进行滑动磨损性能研究进行对比。结果表明:钇的加入可以促进渗层形成足够多的碳化物核心,为碳化物弥散析出创造良好的条件。表面钨钼稀土合金层、表面钨钼合金层、T10钢、M2高速钢(均进行了淬火+回火的强化处理,下称强化处理)的平均摩擦系数分别为:0.30、0.47、0.57、0.31;表面稀土合金层经强化处理后耐磨性能最好;在干滑动磨损条件下,表面稀土合金强化层的滑动磨损失效形式主要是粘着磨损;加入钇后,试样的摩擦系数降低,显示出优异的耐磨性及良好的减摩性能。     

基于稀土调控的激光熔覆Ni60强化铝合金的高温摩擦磨损性能研究

目的 提高铝合金的综合使用性能。方法 采用激光熔覆技术对6063铝合金表面分别进行了Ni60、Ni60+4%CeO2、Ni60+5%Y2O3和Ni60+5%La2O3激光熔覆处理,然后进行了硬度和高温摩擦磨损实验,通过分析各试样的摩擦系数、磨痕轮廓、磨损量、物相、成分和磨损后微观形貌,进而分析各试样的耐磨性能和磨损机理,以及稀土对熔覆层耐磨性能和磨损机理的影响。结果 熔覆层的硬度呈梯度分布,加入稀土Ni60熔覆层的硬度明显提升。6063铝合金随着载荷和磨损温度的升高,磨损机制从二体磨粒磨损,到粘着磨损,再到严重的熔融磨损和氧化磨损,由轻微向严重磨损转变。Ni60熔覆层的磨损机制主要为剥层磨损、氧化磨损和轻微的犁削磨损,并随着载荷和磨损温度的升高,剥层磨损的程度越来越严重。添加最佳稀土含量的熔覆层随着载荷和磨损温度的升高,磨损机制逐渐由以犁削磨损为主过渡为以剥层磨损为主,并含有氧化磨损和犁削磨损。与Ni60熔覆层相比,加入最佳稀土含量的熔覆层的高温摩擦磨损性能均有明显提高。结论 对比三种稀土熔覆层,高温摩擦磨损性能由好到差的顺序为Ni60+4%CeO2熔覆层>Ni60+5%Y2O3熔覆层>Ni60+5%La2O3熔覆层。     

6061铝合金表面激光熔覆稀土CeO_2+Ni60组织及摩擦磨损性能

为提高铝合金的表面性能,利用激光熔覆技术在6061铝合金表面制备了添加稀土Ce O2的Ni60熔覆层,并通过金相显微镜、SEM、显微维氏硬度计和摩擦磨损试验机等设备研究了CeO2对Ni60熔覆层组织结构、硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明,加入2%的Ce O2可有效地减少熔覆层中的裂纹、孔洞和夹杂物,促进晶粒细化,提高熔覆层的组织均匀性、表面硬度及耐磨损性能;在相同磨粒磨损条件下,CeO2+Ni60熔覆层的耐磨性是铝合金的7.1倍,是Ni60熔覆层的1.6倍;Ni60熔覆层可以显著降低铝合金表面摩擦系数,而添加稀土CeO2能提高Ni60熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善Ce O2+Ni60熔覆层的耐磨性能.     

AZ71E镁合金的高温摩擦学行为(英文)

用销-盘摩擦磨损试验机考察 Z71E压铸镁合金在载荷为10~50 N时的高温摩擦学行为,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对磨损表面和亚表面进行分析,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、差示热扫描(DSC)等对AZ71E合金的高温微观结构、热稳定性和力学性能进行研究。结果表明:随着载荷和滑动距离的增加磨损率增大,而摩擦系数则随着载荷的增加而减少。在低载荷时,AZ71E镁合金的磨损机制主要是磨粒磨损;在150℃和高载荷下,粘着磨损和轻微的剥层磨损是主要的磨损机制;而在200℃及高载荷下,镁合金的主要磨损机制是严重的剥层磨损和熔融磨损。AZ71E镁合金的高温摩擦学性能提高的内在机制是AZ71E镁合金中第二相Al11Ce3使镁合金的高温拉伸和延展性能显著提高。     

稀土含量对Ti6Al4V钛合金等离子渗氮层组织和摩擦学性能的影响

目的研究稀土含量对Ti6Al4V钛合金表面等离子体渗氮层结构和性能的影响。方法运用等离子表面改性技术对Ti6Al4V(TC4)钛合金进行等离子渗氮处理,渗氮过程中通入不同含量的稀土作为催渗剂,以获得钛合金表面强化层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察渗氮层组织,用X射线衍射仪(XRD)分析渗层相组成,用能谱仪(EDS)检测渗层的化学成分,用维氏显微硬度计测量渗层的显微硬度,用球-盘式摩擦磨损试验机和三维轮廓仪检测渗层的摩擦磨损性能。结果TC4钛合金表面等离子渗氮层结构包括表面化合物层(主要成分为δ-TiN)和扩散层(主要为N原子扩散形成的N-Ti固溶体),加入稀土可以促进N原子向基体的扩散,提高渗氮速度。渗层厚度增加,硬度和耐磨性能提高,扩散层使钛合金基体与化合物层之间的硬度梯度更加平缓。当稀土通入速率为60 mL/min时,渗层厚度可达155μm,表面硬度为1275HV0.05,摩擦系数降到0.27,磨损率明显降低。结论钛合金等离子渗氮过程中加入稀土可以有效提高渗速,改善渗氮层硬度,提高材料表面的耐磨性能。     

热处理工艺轿车同步器齿环用HMn59-2-1-0.5合金磨损性能的影响

制定了国产HMn59-2-1-0.5合金同步器齿环的热处理工艺, 对比了该合金齿环和进口齿环的磨损性能, 分析了HMn59-2-1-0.5合金的磨损机理.结果表明: 国产HMn59-2-1-0.5合金同步器齿环耐磨性优于进口同步器齿环或与之相当, 磨损机理主要是磨粒磨损, 热处理后形成的"硬质点 软基体"和"软质点 硬基体"的典型多相复合耐磨组织使合金具有良好的摩擦特性.     

不同环境下AlSiFeMm非晶纳米晶涂层摩擦磨损行为研究

目的研究AlSiFeMm(Mm为镍包混合稀土)非晶纳米晶涂层在干摩擦和3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为。方法采用Rtec(MFT-3000)往复式磨损试验机测试涂层在干摩擦条件和有腐蚀介质条件下的摩擦磨损性能,使用LEXTOL3000-IR非接触三维表面轮廓仪测定涂层的磨损体积和磨痕的三维形貌,利用扫描电子显微镜对磨痕进行形貌观察和成分分析。结果铝基非晶纳米晶涂层的摩擦系数随着载荷的增加而不断减小。干摩擦条件下,铝基非晶纳米晶涂层的磨损率随着载荷的增加而增大,当磨损速度为10 mm/s、载荷为15 N时,涂层相对耐磨性为6061铝合金的2.5倍,其磨损机制为脆性剥落、磨粒磨损,并伴随氧化磨损。在3.5%NaCl溶液中,涂层的磨损率随着载荷的增加而逐渐降低,当磨损速度为35 mm/s、载荷为30N时,涂层的耐磨性能约为6061铝合金的8倍,其失效机制主要为剥层磨损和腐蚀磨损。结论铝基非晶纳米晶复合涂层在干摩擦和腐蚀介质中均表现出较为优异的耐磨性能,可以作为轻质合金涂层应用于表面防护领域。