形似塑料的非晶态金属合金

非晶态金属由于缺乏长程排序和相关晶界，具有许多非凡的特性，如超高强度、改进的抗蚀性能以及引人注目的磁性能。金属玻璃，即非晶态金属，其实是凝固的液体，具有非晶态的原子结构，在凝固过程中跨越了结晶这一过程。这些独特有趣的金属可以看作是另类崭新的材料。具有非晶态原子结构和成分的这类合金强度高，且处理恰当的话，可以像塑料一样进行加工。良好的性能和易加工性，为高强合金的加工和利用展示了一个新的空间。本文概述了液态金属合金的非晶金属技术，探讨了它的开发潜力。     

非晶态合金材料的发展现状及在配电变压器中的应用

<正>一、非晶态合金材料概述非晶态合金又称为金属玻璃,是一种无晶体结构合金,是近30年来发展起来的新一代软磁材料。非晶态合金采用快速凝固技术,运用平面流高速连铸工艺、以每秒100万℃的冷     

块状非晶钢可铸成12mm宽的条钢

美国橡树岭国家试验室宣称，他们能将块状非晶钢铸成12mm宽、1cm多厚的条钢，而此前4mm宽的薄钢带已是非晶钢的最大制品了。这种钢材含有铬、锰、钼、碳、硼和钇。含有约1．5％钇的合金可在相当低的温度下仍保持熔态，这有助于金属凝固时仍保留其非晶结构。钇还可以减缓碳化铁的生长，后者会起到合金冷却剂的作用，而使钢铁变为结晶态。     

快速凝固Mg-35Zn-13Nd合金的退火组织与性能研究

为改善常规凝固条件下镁合金微观组织粗大,力学性能较差等缺点,用单辊快速凝固法制备了Mg52Zn35Nd13合金急冷薄带.采用透射电镜、X射线衍射仪、热分析仪等手段研究了急冷态及退火态薄带的显微组织、相结构转变与性能特点.实验结果表明:急冷薄带显微组织中存在大量非晶态结构.退火处理发现,在本实验条件下,102℃×3h退火条件下薄带显微组织结构最佳,力学性能最好.而后薄带微观组织将随退火温度的不断升高而明显粗化,力学性能不断下降.该合金成分具有一定的非晶成形能力;快速凝固工艺可显著改善镁合金微观组织粗大等缺陷;适当的退火工艺可进一步优化急冷薄带微观组织并获得更好力学性能.     

超声波筛选激光增材制造非晶合金

目的 快速优化出无缺陷非晶合金激光增材制造工艺。方法 以Zr51Ti5Cu25Ni10Al9非晶合金为模型材料,利用超声波对金属内部缺陷的衰减,来快速筛选激光增材制造非晶合金的最佳工艺组合(激光功率和扫描速度)。结果 超声波检测可以准确有效地检测出非晶合金试件的晶化比例,并且当激光功率为1 300 W、扫描速度为600 mm/min时超声波衰减系数降至最低。进一步对该工艺下获得的样品分析发现,该工艺成型的Zr51Ti5Cu25Ni10Al9非晶合金缺陷最少、晶化程度最低、性能最佳。结论 超声波技术是快速筛选激光增材制造非晶合金等高性能金属最佳工艺参数的有效技术手段。     

快速凝固Mg-Zn-Y-Zr合金条带的组织和性能研究

采用普通凝固和快速凝固技术制备Mg-5Zn-1Y-0.6Zr合金,用XRD,SEM,显微硬度测量等分析方法研究其凝固组织和性能特征.结果表明,普通凝固合金由α-Mg固溶体和在晶界处呈不连续网状分布的三元相I-(Mg3Zn6Y)准晶相和W-(Mg3Zn3Y2)相组成.快速凝固合金晶粒细化并产生非晶相,晶间化合物全部转化为准晶I相.非晶相的出现及显微组织细化是造成快速凝固合金条带显微硬度提高的主要原因.快速凝固合金条带的显微硬度随冷速提高显著增大,最大值HV167.23是普通凝固合金的2.2倍.     

凝固速率对Al-Ni合金组织特征的影响

采用气体雾化亚快速凝固工艺制备了Al-Ni合金粉末,并将粉末的组织形貌与金属模重力铸造的Al-Ni合金组织形貌进行了比较.实验结果表明,提高凝固速率可以使Al-Ni合金获得理想形貌的金属间化合物强化相.     

非晶复合材料制备与性能

总结了近年来本课题组在外加强化相非晶复合材料制备方面取得的主要研究结果。通过制备过程凝固控制获得了性能优异的非晶复合材料,其中金属W/Zr基非晶合金双连续相复合材料压缩强度达到3 450 MPa,压缩应变为48%;金属Ti/Mg基非晶合金双连续相复合材料压缩强度达到1 750 MPa,塑性应变为30%;8%Nb颗粒/Mg基非晶复合材料压缩强度达到900 MPa,塑性应变为12.1%;6%S iC颗粒/Zr基非晶复合材料压缩强度达到2 230 MPa,塑性应变为3%。     

真空快淬材料研究的新近进展

真空快淬材料也叫急冷材料或快速凝固材料,真空快淬技术是制备非晶态金属和纳米晶合金的重要手段.近年来,真空快淬材料发展迅速,其性能指标已经达到实用化、产业化要求,本文主要介绍了真空快淬技术在贮氢合金、Nd-Fe-B永磁材料、非晶态钛基钎焊料、Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金等金属功能材料制备中的应用研究进展.研究实践证明应用真空快淬技术,不仅可以研究新型非晶态和纳米晶合金,进一步发展新型合金相,而且还可以定性、定量控制晶态材料的晶粒,如非晶、纳米晶、微晶的形成及其含量比例.     

快速凝固Al-Si-Fe合金粉末工艺研究

快速凝固技术也称为急冷凝固技术,主要是通过提高金属凝固冷却速度的方法来增大凝固过冷度和凝固速度,从而获得传统铸件冷却速率下所不能获得的成分、相结构或显微结构。利用快速凝固技术制备Al-Si合金可显著改善合金组织,大幅度提高合金性能,使合金具有良好耐磨性、耐热性,以及高强、质轻及低热膨胀系数等特点。     

非晶态镀膜技术进展

对非晶态合金的特性,非晶材料研究的历史与现状,制备非晶材料的各种技术和非晶应用作了简要介绍。侧重说明应用电镀和化学镀方法制备非晶态合金技术、各种非晶合金的类型及其工艺,展望了非晶镀层的应用及其发展趋势。     

高压条件下非晶态合金的研究进展

综述了高压条件下非晶凝固的发展过程,阐述了高压对非晶态凝固的影响机制,分析了高压对熔体粘度、密度及相图的影响,对非晶形成温度和能力的影响及对形核率和生长速率的影响.最后展望了高压制备合金材料、高压凝固模型等方面的发展方向.     

快淬低钴AB5型贮氢合金的研究及产业化前景

快淬技术就是使金属或合金熔体经过快速凝固，获得具有特殊微观结构的非平衡组织。钢铁研究总院将真空快淬工艺应用到AB5型贮氢合金的制备中，获得具有微晶、纳米晶、非晶混合结构的组织。具有这类结构的AB5型合金不仅解决了低钴AB5型贮氢合金循环寿命低的问题，而且合金保持了高的电化学容量、优良的初始活化性能以及高的倍率放电能力。该项技术已经通过中试试验，合金的电化学性能、制备工艺技术及设备等均达到了实用化及产业化要求，具有广阔的应用前景。     

对GASARITE脱合金制备微-纳复合多孔金属的研究

Gasar工艺是一种制备规则排列微米多孔金属的定向凝固工艺,脱合金工艺是一种通过选择性溶解固溶体合金而制备无序纳米多孔金属的工艺方法,将Gasar和脱合金工艺相结合可以制备一种有序-无序结合、微米-纳米复合的特殊结构多孔金属.选择Cu-Mn二元合金为研究对象,研究了Gasar工艺参数及合金成分对定向凝固多孔Cu-Mn合金结构的影响.脱合金工艺在Gasar工艺制备的定向凝固多孔Cu-Mn合金基础上进行,分析了腐蚀温度等脱合金工艺参数对纳米多孔结构的影响.在优化的Gasar和脱合金工艺参数下,制备得到了一种特殊结构的微-纳复合多孔金属.     

快速凝固过共晶铝硅合金的显微组织及摩擦学行为研究现状

过共晶铝硅合金由于具有高耐磨性、低热膨胀系数和高比强度而广泛应用于汽车和飞机制造业.该类合金在常规铸造下易产生粗大的脆硬初生硅相,降低合金力学性能及耐磨性.而利用快速凝固技术能够有效细化硅相,制备出高耐磨的过共晶铝硅合金.过共晶铝硅合金的性能可以通过改变共晶硅和初晶硅的形态及其分布、二次枝晶胞的尺寸或臂间距等方式加以改善.目前过共晶铝硅合金的研究大多是关于控制共晶和初晶硅的形态和分布,而针对常规铸造的细化晶粒工艺只对25％(质量分数)硅含量以下的过共晶铝硅合金有明显效果,因此研究人员聚焦于能对高硅含量的过共晶铝硅合金实现晶粒细化的快速凝固技术.快速凝固技术区别于常规铸造的特点是高冷却速度,研究发现冷却速度对过共晶铝硅合金的相平衡和微观结构有着显著的影响.随着冷却速度的增加,过共晶铝硅合金的微观结构细化、化学均匀性提高、固溶度增加,形成非晶及亚稳相,极大地改善了过共晶铝硅合金的性能.根据不同快速凝固技术制备的过共晶铝硅合金,其细化的显微组织及对应的摩擦学行为也有所不同.这些差异对于完善快速凝固过程中硅晶粒形核长大机制、形态演化机制及其对过共晶铝硅合金性能影响的理论体系能够起到有效的补充作用.本文综述了快速凝固过共晶铝硅合金四种主要制备方法:衬底急冷技术、快速凝固-粉末冶金技术、喷射沉积技术和选择性激光熔化技术,分析了相关快速凝固工艺的研究现状,对比了不同工艺制备的过共晶铝硅合金的显微组织及耐磨性能,并从理论体系、性能预测和技术工艺三方面对其未来的研究方向提出了一些可行建议.     

喷射成形Al_(95)Cu_2Fe_1Ni_1Ce_(0.5)Zr_(0.5)合金的微观组织形成机制及拉伸性能

采用喷射成形技术制备了Al95Cu2Fe1Ni1Ce0.5Zr0.5合金材料，研究了该合金快速凝固组织的形成机制，并对沉积态及热挤压态材料的拉伸性能进行了测试．结果表明：喷射成形快速凝固技术显著地细化了合金组织．预成形毛坯组织的微观不均匀性使沉积态材料的综合力学性能降低；热挤压工艺可改善合金的均匀性，提高材料性能．     

非晶合金的应用

非晶合金又称金属玻璃,是一种长程无序的金属固体,通常是通过快速冷却金属熔体而获得,最早是由美国的Duwez教授于1960年发明。非晶态合金的原子呈无序排列,因而不存在晶态合金中的空位、位错、晶界及层错等缺陷,这一特性使其不仅具有优异的耐腐蚀性、高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳     

快速凝固铝锂合金研究进展

快速凝固铝锂合金是一种低密度、高强度、高弹性模量的引入注目的新型航空航天结构材料。本文概述了快速凝固铝锂合金的特点、基本制备工艺及力学性能，着重综述了提高锂含量，减少氧化物的危害和研制离锆的铝锂合金这三个方面的最新进展，并简要介绍了应用现状和发展前景。     

超高比强度铝基块体金属玻璃面世

20世纪80年代,美国弗吉尼亚大学Pooh研究组和日本东北大学Inoue研究组分别发现越基合金可通过快速凝固技术形成非晶态结构。Al基非晶态合金及其部分结晶后形成的纳米复合薄带材料表现出超高的比强度（5．2&#215;10^5Nmkg^-1）及良好的塑性,被认为是极具应用前景的新一代超高强度轻质合金。然而,与Pd、Mg、Zr、Fe等合金相比,灿基合金的玻璃形成能力较低,无法通过熔体浇铸直接形成尺度大于1mm的块体材料。舢基金属玻璃块体材料的获得主要依赖于粉末固结的途径。探索具有高玻璃形成能力、可通过熔体直接浇铸形成块体材料的合金体系始终是人们追求的目标。     

含Be多元合金非晶形成能力的替代效应研究

利用晶胞平移和分子动力学模拟建立了Zr4lTil3.8Be22.5Ni17.5Cu5．2晶态和非晶合金的原子结构模型，利用递归方法研究了Zr4lTi13.8Be22．5Ni17．5Cu5．2晶态及非晶态合金中元素的替代效应．Be与B、Al、Si状态密度形状相似表明Be与B、Al、Si具有相似的性质，可以用Al、B、Si代替Be；非晶态相对于晶态的结构能差表明，用Al、B、Si代替Be后均使合金的非晶形成能力下降，只是Al、B下降的幅度较小；用Al、B替代Be，再用其它过渡金属替代Cu、Ni或zr、Ti可使非晶形成能力达到含Be合金的水平．