冷却速率对多相透氢V-Ti-Ni合金组织与性能的影响

研究了冷却速率对多相V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金的显微组织、硬度和氢渗透性能的影响。结果表明,V_(55)Ti_(30)Ni_(15)合金显微组织由V(Ti,Ni)固溶体、Ni Ti和NiTi_2化合物组成。凝固时冷却速率对合金的组织和性能有很大的影响。合金铸锭凝固过程中,V(Ti,Ni)固溶体的体积分数随冷却速率的增大而减小,二次枝晶臂间距和宽度也呈现出同样的变化趋势。合金硬度随着冷却速率的升高不断增大,氢渗透率却随之降低。V-Ti-Ni多相合金400℃的氢渗透率与V(Ti,Ni)固溶体体积分数成线性关系。合金铸锭氢渗透率不仅与V(Ti,Ni)固溶体的相对含量有关,而且与固溶体中Ti、Ni合金元素含量和相界的体积有关。     

冷却速率对多相透氢V-Ti-Ni合金的组织与性能的影响

本文研究了冷却速率对多相V55Ti30Ni15合金的显微组织、硬度和氢渗透性能的影响。V55Ti30Ni15合金显微组织由V(Ti, Ni)固溶体、NiTi和NiTi2化合物组成。凝固时冷却速率对合金的组织和性能有很大的影响。合金铸锭凝固过程中V(Ti,Ni)固溶体的体积分数随冷却速率的增大而减小,二次枝晶臂间距和宽度也呈现出同样的变化趋势。合金硬度随着冷却速率的升高不断增大,氢渗透率却随之降低。V-Ti-Ni多相合金400℃的氢渗透率与V(Ti, Ni)固溶体体积分数成线性关系。合金铸锭氢渗透率不仅与V(Ti, Ni)固溶体的相对含量有关,而且与固溶体中Ti、Ni合金元素含量和相界的体积有关。     

AlCoCrNiSiTi_x高熵合金微观组织结构与力学性能

通过XRD、SEM、EDS分析及显微硬度测试,研究了不同Ti含量的AlCoCrNiSiTix高熵合金微观组织结构与力学性能。结果表明:AlCoCrNiSiTix高熵合金主要以bcc1+bcc2两相共存,其中bcc1为AlNi固溶体,bcc2为CrSi固溶体。随着Ti元素的添加,合金中出现了少量Ni3Ti金属间化合物;合金铸态组织形态呈树枝晶状,微观组织中Al、Ni、Ti主要存在于枝晶内,Cr、Si主要偏析于枝晶间;同时合金硬度显著提高。     

热处理工艺对透氢V55Ti30Ni15合金的显微组织和硬度的影响

采用硬度测试、金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究热处理工艺对V55Ti30Ni15合金组织和硬度的影响.不同热处理温度和时间下的合金显微组织对合金硬度有很大影响.研究结果表明:铸态合金由过饱和钒基固溶体以及非平衡的NiTi和NiTi2相组成.合金在750和800℃热处理时,细小NiTi粒子从过饱和钒基固溶体中析出,随着保温时间延长,NiTi粒子析出增多.NiTi粒子析出降低了钒基固溶体的晶格畸变度,合金硬度降低.合金在850和900℃热处理时,NiTi析出粒子逐步回溶到钒基固溶体中,晶格畸变度升高,合金硬度升高.在900℃热处理初期,合金硬度下降是由于铸造应力的消除,晶格畸变度降低.而随后由于NiTi2相在相界上聚集球化,使得合金的硬度开始升高.     

CoCrFeNiTiAlx高熵合金的组织演变及其力学性能研究

采用真空电弧炉熔炼法制备了CoCrFeNiTiAl_x高熵合金(x=0、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2,x为摩尔比)。研究了Al含量对于CoCrFeNiTiAl_x高熵合金相结构和力学性能的影响。结果表明:CoCrFeNiTi合金为FCC晶体结构。随着Al含量的增加,晶体结构开始向BCC晶体结构转变。CoCrFeNiTiAl_x合金的显微组织为树枝晶组织,枝晶区富含Co、Ni、Ti和Al元素,枝晶间富含Cr和Fe元素。CoCrFeNiTiAl_x展现出优异的室温力学性能,当x=0.5时性能最佳,枝晶区显微硬度为829HV、枝晶间显微硬度为952HV、抗压强度为2.023GPa、弹性模量为21.29GPa。     

钛元素含量对CoCrFeNiTi高熵合金涂层硬度及耐磨性能的影响

目的 系统研究钛元素含量对CoCrFeNiTi系高熵合金涂层成形过程、组织性能、力学性能和耐磨性能的影响，设计并制备工业应用价值较高的合金涂层。方法 采用激光熔覆技术在Q235钢上制备了CoCrFeNiTi高熵合金涂层，基于第一性原理预测了不同Ti元素涂层力学、形成特性，研究表征了涂层的显微组织、显微硬度和耐磨性能，结合试验和计算阐明了耐磨性能强化机制。结果 CoCrFeNiTi高熵合金固溶体相剪切模量较高，形成能较低，并且随着Ti元素含量的提升，两者逐渐升高。试验结果证明，CoCrFeNiTi涂层整体为FCC固溶体相，高钛元素组会出现FeCr相、NiTi相和CoTi相组成。组织呈典型树枝晶状，枝晶区域富含Fe和Cr元素，枝晶间区域富含Ni和Ti元素。随着Ti元素含量的提高，CoCrFeNiTi涂层的显微硬度逐渐增加，摩擦因数、磨损率和磨损质量不断降低，耐磨损能力明显增强，试验与计算结果一致。其磨损机制主要为磨粒磨损，Ti元素含量较低组还伴随着黏着磨损。Ti元素含量提高会加剧合金内晶格畸变效应，促进σ相等硬质相析出，产生固溶强化与析出强化作用，阻碍裂纹发展，磨损面积较小，提高耐磨性能。结论 随着钛元素含量的增加，CoCrFeNiTi高熵合金涂层的硬度和耐磨性能有了明显的提升。CoCrFeNiTi0.7激光熔覆涂层具有更高的工业应用价值。     

Cr_xCuFe_2Mo_(0.5)Nb_(0.5)Ni_2高熵合金的微观组织与力学性能

采用电弧熔炼工艺制备了CrxCuFe2Mo0.5Nb0.5Ni2(x=0,0.5,1.0,2.0,摩尔比)高熵合金,采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计对合金的物相结构、微观组织形貌、元素分布和硬度进行了分析。结果表明,合金物相主要由面心立方固溶体相(FCC)、体心立方固溶体相(BCC)和密排六方固溶体相(HCP)组成。Cr含量的增加,有利于BCC相的形成。合金组织主要呈树枝晶和枝晶间结构组成。合金中Nb、Mo和Cu元素分别偏聚于枝晶和枝晶间区域,Fe、Cr和Ni元素的分布相对均匀。合金硬度随Cr含量的增加而逐渐增加,但增幅较小。     

原位激光沉积NiTi涂层提高Ti-6Al-4V合金的耐腐蚀性能（英文）

采用激光金属沉积工艺通过熔化Ni、Ti粉末在Ti-6Al-4V合金表面沉积NiTi涂层。研究NiTi涂层含量对合金显微组织、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,涂层由NiTi、NiTi2和NiTi3相组成。含NiTi涂层的Ti-6Al-4V合金的耐腐蚀性能均得到一定程度的提高,且涂层成分为Ti55N45的Ti-6Al-4V合金的耐腐性能最好,其次为含Ti50Ni50和Ti45Ni55涂层的合金。在实验条件下,所有含NiTi涂层的材料具有良好的耐蚀性能,且NiTi中Ti元素的影响更加显著。     

汽车电池用新型钒基固溶体合金的组织与性能研究

采用先球磨后烧结的两步法,进行了汽车电池用新型钒基固溶体合金V3Ti Ni0.56In0.2Zr0.1的制备,并进行了显微组织、物相组成、吸放氢性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,该合金由大部分的V基固溶体相和少量Ti2Ni相、Ti Ni相组成;室温吸氢量高达1.654%,放氢平台压力为0.5MPa;与钒基固溶体合金V3Ti Ni0.56相比,合金的腐蚀电位正移514m V。     

Ni含量对镍钛合金的力学和摩擦学性能的影响

本文通过机械合金化和放电等离子烧结法(SPS)在1000 ℃制备具有不同Ni含量的镍钛合金,采用显微硬度仪研究不同Ni含量NiTi合金的显微硬度变化规律,通过摩擦磨损试验机和万能试验机研究NiTi合金室温摩擦学性能和力学性能,采用三维白光轮廓仪扫描磨痕形貌并计算NiTi合金的磨损体积和磨损率,采用扫描电子显微镜研究磨损表面形貌。结果表明：通过球磨和SPS制备的NiTi合金组织均匀,在镍含量低于50 wt. %时,显微组织中只有NiTi相和NiTi₂相,镍含量高于50 wt. %时,显微组织中只有NiTi相和Ni₃Ti相。Ni含量为50 wt. %时可以显著提高NiTi合金的显微硬度,随着镍含量增加NiTi合金的抗压强度降低,Ni含量为55 wt. %时可以显著改善NiTi合金的摩擦学性能,其主要磨损机理是磨粒磨损和疲劳磨损。     

Microstructure and tensile properties of isothermally forged Ni–43Ti–4Al–2Nb–2Hf alloy

NiTi-Al-based alloys are promising high-tem- perature structural materials for aerospace and astronautics applications. A new NiTi-Al-based alloy Ni--43Ti-4AI- 2Nb-2Hf （at%） was processed via isothermal forging. The microstructure and mechanical properties at room temperature and high temperature were investigated through scanning electron microscope （SEM）, X-ray diffraction （XRD）, and tensile tests. Results show that the micro- structure of as-forged Ni-43Ti--4AI-2Nb-2Hf alloy con- sists of NiTi matrix, Ti2Ni phase, and Hf-rich phase. The simultaneous addition of Nb and Hf, which have strong affinities for Ti sites, promotes the precipitation of Hf-rich phases along the grain boundaries. The tensile strengths of Ni-43Ti-4A1-2Nb-2Hf alloy are dramatically increased compared with the ternary Ni-46Ti-4A1 alloy. At room temperature and 650℃, the yield stress of Ni--43Ti-4Al- 2Nb-2Hf alloy reaches 1,070 and 610 MPa, respectively, which are 30 % and 150 % higher than those of Ni--46Ti- 4Al alloy. The improved tensile property results from the solid solution strengthening by Nb and Hf, as well as the dispersion hardening of the Ti2Ni and Hf-rich phases.     

V含量对低钒Ti-V-Cr储氢合金储氢性能的影响

研究了V含量由5at%升高到35at%时,Ti-V-Cr储氢合金组织、相结构及储氢性能的变化.SEM及XRD结果显示:V含量为5at%的Ti-V-Cr合金由Cr1.97Ti1.07相和Cr2Ti相及很少量的Ti相组成;V含量为10at%的Ti-V-Cr合金除了包含前述的3相外还出现了一定量的V基bcc固溶体相;而V含量为35at%的Ti-V-Cr合金转变为以V基bcc固溶体为主相的固溶体储氢合金.随着V含量的升高和组织结构的变化,Ti-V-Cr合金最大吸氢量升高,放氢率也增大,但是吸氢速率显著减小,活化性能变差.室温下,V含量为35at%的合金具有最大的吸氢量并且放氢率也最高,最大储氢量和放氢率分别是2.86%(质量分数)和61%.     

颗粒尺寸对微波烧结多孔NiTi合金的显微结构及力学性能的影响

以不同颗粒尺寸的Ni/Ti粉末为原料,采用微波烧结技术制备了多孔NiTi合金,并系统考察了颗粒尺寸对多孔NiTi合金的显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着颗粒尺寸的减小,多孔NiTi合金中的Ti2Ni和Ni3Ti第二相减少而单质Ni相消失。同时,多孔NiTi合金的孔隙形貌由带尖角的不规则形状向近球形转变。此外,多孔NiTi合金的孔隙率和孔径随着颗粒尺寸的增大而增大,而洛氏硬度、抗压强度和抗弯强度均下降。因此,减小颗粒尺寸有利于获得理想的显微结构(纯净的物相和均匀的孔隙结构)和提高微波烧结多孔NiTi合金的力学性能。     

Microstructure and mechanical properties of laser melting deposited Ti2Ni3Si/NiTi Laves alloys

Two Ti2Ni3Si/NiTi Laves phase alloys with chemical compositions ofNi-39Ti-11Si and Ni-42Ti-8Si （%, mole fraction, the same below）, respectively, were fabricated by the laser melting deposition manufacturing process, aiming at studying the effect of Ti, Si contents on microstructure and mechanical properties of the alloys. The Ni-39Ti-llSi alloy consisting of Ti2Ni3Si primary dendrites and Ti2Ni3Si/NiTi eutectic matrix is a conventional hypereutectic Laves phase alloy while the Ni-42Ti-8Si alloy being made up of NiTi primary dendrites uniformly distributed in Ti2Ni3Si/NiTi eutectic is a new hypoeutectic alloy. Mechanical properties of the alloys were investigated by nano-indentation test. The results show that the decrease of Si and the increase of Ti contents change the microstructures of the alloys from hypereutectic to hypoeutectic, which influences the mechanical properties of the alloys remarkably. Corrosion behaviors of the alloys were also evaluated by potentiodynamic anodic polarization curves.     

NiTi40合金微观组织结构的电子显微学分析

采用扫描电子显微分析(SEM)、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)、高分辨电子显微分析(HRTEM)、高角度环形暗场-扫描透射(HAADF-STEM)等技术手段,对NiTi40(60%Ni+40%Ti,质量分数)合金淬火态样品的微观组织结构进行分析。结果表明:NiTi40合金在950℃、150 min固溶水冷和1050℃、150 min固溶水冷的硬度值相近,为60~61 HRC,但微观组织结构有显著的区别。经950℃固溶水冷后,合金中的粗大第二相主要为NiTi2和Ni3Ti相,还有少量和NiTi2相互伴生的TiC相;经1050℃固溶水冷后,合金中的Ni3Ti相接近完全回溶的,粗大第二相主要为相互伴生的NiTi2及Ti C相。随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸明显增大,合金晶界处的小晶粒在1050℃固溶时基本消失。经950℃固溶处理,晶内析出相主要为10~20 nm的Ni4Ti3相;经1050℃固溶处理,晶内析出相主要为几十至几百纳米的Ni4Ti3相。     

Microstructure and Mechanical Properties of NiTi Shape Memory Alloys by In Situ Laser Directed Energy DepositionEI北大核心CSCD

以Ni粉与Ti粉为原料,采用激光定向能量沉积(LDED)技术制备NiTi形状记忆合金。利用XRD、物相拟合、SEM、EDS和DSC等测试方法,对NiTi合金的显微组织、物相含量和物相转变进行分析,随后采用压缩圆柱样品进行形状记忆效应测试,并评估其形状记忆效应。激光能量密度较低时,NiTi合金中产生大量Ni_(4)Ti_(3)相沉淀,随着激光能量密度增加,Ni_(4)Ti_(3)相消失。激光能量密度为20.0 J/mm^(2)时,NiTi合金具有2878 MPa的压缩断裂强度与34.9%的压缩失效应变,且样品在循环20 cyc后具有88.2%形状记忆恢复率。     

Influence of Oxygen Content on Microstructure and Electrochemical Properties of V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35) Hydrogen Storage Alloys

为了提高V基固溶体贮氢合金的充放电循环稳定性能,研究了O含量对V2-xTi0.5Cr0.5NiOx (x=0~0.35)合金的组织结构和电化学性能的影响。组织结构分析表明,当没有添加O时,合金主要由bcc结构的V基固溶体相和TiNi相组成,随着O含量的增加,合金中出现了Ti4Ni2O新相。电化学测试表明,随着O含量的增加合金电极的最大放电容量有所降低,从x=0时的366.8 mAh/g降低到 x=0.35时的225.3 mAh/g,而较少氧含量时,合金电极的循环稳定性能明显得到了改善,从x=0时的69.9%增大到 x=0.2时的83.7%,而后又降低到76.9%（x=0.35）。电化学动力学分析结果表明,合金的高倍率放电性能,交换电流密度和氢的扩散系数均随着O含量的增加先增加而后减小。     

Al含量对铸态V-Alx合金组织和力学性能的影响

V-Al合金膜有着良好的抗氢脆性和高的氢渗透率,有望成为未来取代Pd合金膜的替代材料。V-Al合金的显微组织不仅影响氢分离性能,还将影响强度和塑性成形性能。本研究通过真空非自耗电弧炉熔炼制备了氢分离用V-Alx(x=5,10,20,30,at%,下同)合金。利用扫描电镜/能谱仪、X射线衍射仪及拉伸试验机和维氏硬度仪等手段,研究了Al含量对铸态V-Alx合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:V-Alx合金凝固组织均由V基固溶体及Al2O3粒子组成。Al元素的添加对合金有细化晶粒的作用,随Al含量增加,合金晶粒尺寸减小。当Al元素含量为5at%时,合金抗拉强度达到最大,为236MPa,比纯V提高了12%,这是细晶强化、固溶强化和析出强化的共同结果,此时延伸率相比纯V略有降低。当Al元素含量达到10at%及以上时,Al2O3粒子发生粗化导致合金抗拉强度下降,延伸率急剧下降,合金失去塑性。     

铝合金搅拌摩擦焊管液压胀形性能及变形规律

采用热模拟实验研究了Ni50Ti46-xAl4Hfx (x=0～6,at％)合金的微观组织特点和高温变形行为.合金由基体相NiTi和第二相Ti2Ni组成.Hf全部溶解在基体相和第二相中,并且促进了第二相的析出,显著提高了合金的高温强度.Ni-Ti-Al-Hf合金在700～800℃下变形行为的研究表明:合金具有良好的高温压缩性能,流变应力随着应变速率的减小或变形温度的增加而降低,其高温变形行为符合温度补偿幂规律描述.Hf的添加使合金的应力指数(n)和变形激活能(Q)上升,这主要是由于Hf的固溶强化、促进Ti2Ni相析出强化和高温稳定性造成的.