Sc、Zn、B等元素对Ag-4Cu-0.5Ni合金力学与电学性能的影响

本文以高真空感应炉制备Ag-4Cu-0.5Ni电接触合金,并对其显微结构、硬度和电导率进行了表征与分析。研究表明,Sc、Zn、B等元素的加入可以细化合金的晶粒;XRD计算表明,随着Sc、Zn、B等元素的加入,合金的晶格常数降低;由于细晶强化和第二相强化的作用,Sc、Zn、B元素的加入可提高Ag-4Cu-0.5Ni合金硬度;另一方面,添加Sc、Zn、B产生了更多的晶界和缺陷,使电子传输过程中的散射增强,导致Ag-4Cu-0.5Ni的电导率有所降低。     

Sc元素对Ag-Ni合金力学性能与抗硫化性能的影响

采用真空感应熔炼炉制备Ag-Ni-Sc系列合金。采用浸泡腐蚀、电化学测试研究了系列合金在0.1 mol/L的Na₂S溶液和H₂S气氛中的腐蚀行为,采用SEM、EDS、OM及硬度测试研究了Sc含量对Ag-Ni合金的腐蚀形貌、腐蚀产物组分、显微结构及力学性能的影响。结果表明,适量添加Sc元素可以降低合金的腐蚀电流,提高合金的抗硫化性能,细化合金晶粒,提升合金的硬度。过量的Sc会导致合金组织中出现过多金属间化合物、晶界偏析,从而使得合金硬度和抗硫化性能变差。综合考虑,Sc元素在Ag-Ni合金中的最优添加量为0.15%。     

Ti和Ag元素添加对Cu-Cr系合金微观组织及力/电性能影响研究

以Cu-0.5Cr和Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag合金为实验材料,研究同时添加Ti和Ag元素对Cu-Cr系合金微观组织及力/电性能的影响。结果表明,Cu-0.5Cr和Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag两种合金在450 ℃×1 h退火时达到峰时效状态,且Ti和Ag元素的加入显著提高了Cu-Cr系合金的硬度,但导电性能有所降低。同时研究了两种合金的高温抗软化行为,发现软化过程伴随着晶粒回复和再结晶,Ti和Ag元素的添加提高了Cu-Cr系合金的再结晶活化能,延缓了软化过程中合金的再结晶过程,使得Cu-0.5Cr-0.1Ti-0.1Ag合金的抗软化温度比Cu-0.5Cr合金提高约25 °C。     

Ni元素对Al-Cu-Mn合金组织及力学性能的影响

为研究添加Ni元素对Al-5.0Cu-0.6Mn合金组织及力学性能的影响,通过硬度试验、拉伸力学试验及摩擦磨损试验对合金力学性能进行研究;采用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜及透射电子显微镜对合金微观组织进行检测分析。结果表明：向Al-5.0Cu-0.6Mn合金中添加Ni元素后,由于Al₃CuNi相析出的强化作用,并且与基体结合良好的增强相颗粒能均匀分布于合金中,使得合金硬度和强度大幅提高,摩擦磨损深度显著降低,综合力学性能得到有效的提升。当Ni元素的添加量为0.3%(质量分数)时,由于T相(Al₂₀Cu₂Mn₃)和Al₃CuNi相分布比较均匀,合金综合性能较为理想,其HV硬度、抗拉强度、摩擦磨损系数分别为126.4 MPa、395.2 MPa、0.12。     

微量元素对铝硅合金影响

本文研究了在铝硅（Al13%Si）合金中添加微量元素Ti、Mg、Mn、Cu、Cr、Zn、Ni等，其对合金的组织结构、焊接、着色、成型性能、机械强度以及耐磨性带来的影响。实验结果表明，添加Cu、Cr、Ti、Mg、Zn、Ni元素可以有效提高Al-Si合金的耐腐蚀性能，其中添加Mg的效果尤为显著；而添加Ti、Mn则能够显著提高合金的韧性；添加Ni、Cr则能够显著提高Al-Si合金的硬度。然而，添加Ti、Mg、Mn、Cu、Cr、Zn、Ni等元素会以不同程度降低Al-Si合金的耐磨性能。     

微量铈和铬对Cu-0.1Ag合金接触线的性能影响

采用显微硬度计、电子拉伸试验机、光学显微镜和TEM等，通过与Cu-0．1％Ag合金对比，分析了Cu-0．1％Ag-0．06％Ce合金和Cu-0．1-kAg0．1％Cr合金的抗软化性能、合金元素的作用及组织形貌特征。结果表明：Cu-0．1％Ag合金中分别加入铬和稀土铈后，综合性能明显提高。软化温度分别提高了110和35℃，稀土化合物以小球状分布在晶体内，细化晶粒，提高硬度（强度）和抗软化性能。     

合金元素对钒基固溶体储氢合金组织与电化学性能的影响

制备了添加不同含量合金元素Sc、Y的V3Ti Ni0.56系钒基固溶体储氢合金,通过显微组织观察,以及电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性的测试与分析发现:合金元素Sc或Y的添加,有利于提高合金的电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性,复合添加合金元素Sc和Y的效果较单一添加好。与V3Ti Ni0.56合金相比,复合添加合金元素Sc和Y可以使合金腐蚀电位正移193 m V,充放电循环20次后合金的放电容量衰减率从95%减小至21%。     

微合金化设计耐高温、高H2S分压的HP-13Cr-Cu不锈钢

为了提高不锈钢在高温、高H₂S分压油气开采环境下的耐蚀性能，通过“溶解-电离-沉积”热-动力学一体化模型明确了微/低合金元素对不锈钢耐蚀性能的影响规律，实现了对不锈钢耐蚀性能的初步调控。通过添加质量分数为1%的铜元素对HP-13Cr不锈钢的抗H₂S腐蚀性能进行调控，制备了HP-13Cr-Cu不锈钢。模型计算结果表明，HP-13Cr-Cu不锈钢在H₂S腐蚀过程中，铜元素先在不锈钢表面富集，随后进行溶解产生较高摩尔浓度的Cu²⁺,CuS因其溶度积常数较小，所以在腐蚀产物沉积过程中优先沉积，且作为Cr₂O₃的异质形核位点促进Cr₂O₃形核，Cr₂O₃又作为二级异质形核位点进一步提高其他腐蚀产物的形核率，从而使HP-13Cr-Cu在H₂S环境下形成的腐蚀产物致密度更高、保护能力更强。H₂S腐蚀试验结果表明，与HP-13Cr相比，HP-...     

阴极铝液法制备Al-M-Sc合金组织及其力学性能研究

铝合金在现代工业、交通、航空航天等领域广泛应用,微量添加合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能。采用阴极铝液法熔盐直接制备Al-M-Sc合金,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Sc含量、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察含Sc相形貌以及X射线衍射(XRD)、显微硬度测试研究,发现在相同电解条件下,以二元合金阴极铝液电解合金的Sc含量大于高纯铝阴极电解合金Sc含量(0.41%,质量分数),且Al-5Li阴极电解合金中Sc含量可达1.25%。Al-M-Sc合金中含Sc形式以二元Al₃Sc相、三元W-(Al,Cu,Sc)相和AlSi₂Sc₂相为主。这与添加合金元素增大阴极铝液过热度而有利于与强化其扩散有关。Al-5Mg-Sc,Al-7Zn-Sc和Al-5Li-Sc合金中Sc以Al₃Sc相形式存在;Al-4Cu-Sc合金中以Al₃Sc和W-(Al,Cu,Sc)相两种形式存在;Al Si₂Sc₂相存在于Al-7Si-Sc合金中。Al...     

稀土对Fe-43Ni膨胀合金热塑性的影响

Fe-43Ni膨胀合金因其凝固组织粗大导致合金的热塑性较差,在热加工过程中开裂严重。针对该问题,通过Gleeble高温拉伸试验、SEM、EDS等手段研究了稀土Ce及其含量对Fe-43Ni膨胀合金组织和热塑性的影响。结果表明,常规Fe-43Ni合金在温度小于1 000℃时热塑性较差。添加质量分数为0.025%的Ce,合金中形成了大量的Ce₂O₃和Ce₂O₂S稀土夹杂物,合金的热轧组织显著细化。850～1 100℃温度区间的热塑性明显提高,热塑性良好的温度区间向低温区扩大了50℃。但是添加质量分数为0.063%的Ce时,合金铸锭在热轧过程即发生开裂,热塑性严重恶化。稀土添加适量可提高合金的热塑性,反之过量会恶化热塑性。试验结果为大生产中热轧稀土微合金化Fe-43Ni膨胀合金提供一定的指导。     

添加微量稀土元素对Sn-Ag-Cu系无铅焊料性能的影响

以Sn-3．0Ag-0．5Cu（质量分数，％）焊料为母合金，探讨了微量稀土元素Ce、Er、Y和Sc对Sn—Ag—Cu合金物理性能、润湿性能以及力学性能的影响。试验结果表明：稀土元素对焊料的性能有不同的影响，添加微量Ce元素可以更好地改善焊料综合性能。     

稀土元素镧对Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析研究添加稀土元素镧(La)及其添加量对Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能的影响。研究结果表明,添加微量La元素可以细化枝晶组织,改善合金的枝晶偏析,并且随着La添加量增加,改善效果越明显。La可与Ni或Sn反应形成LaNiSn相或La₅Sn₃相,并且随着La添加量增加,析出相逐渐由LaNiSn相向La₅Sn₃相转变。添加0.8%(质量分数,下同)La可以有效抑制形成不连续沉淀,分布在晶界上的La₅Sn₃相可以占据不连续沉淀的形核位点,分布在晶体内的La₅Sn₃相可以抑制不连续沉淀前沿界面的移动,共同作用抑制了Cu-15Ni-8Sn-0.8La合金时效过程中不连续沉淀的形成。此外,Cu-15Ni-8Sn-0.8La合金在450℃时效30 min获得HV硬度峰值为324。     

新型低膨胀Mo-Cu合金电子封接材料研究

本试验研究了添加活化元素Ni对Mo-Cu合金的相对密度、烧结性能、热导率、电导率、热膨胀系数及组织的影响.研究结果表明:在Mo-Cu合金中加入Ni能降低合金烧结的致密化温度,促进烧结的进行.但Ni的加入降低了合金的导电和导热性能,并且使合金的组织变得粗大,75Mo-20Cu-5Ni的导热系数和95%Al2O3,陶瓷非常匹配,可被用作与其封接的合金.     

具有良好耐蚀性和断裂韧性的铸造铝合金

正欧洲专利EP1167560本专利提供一种铸造性能好、抗拉强度180MPa和断裂伸长率9%的铝合金,而且这种铸造铝合金还不用添加Sc、V和Ce等贵重合金元素。它的主要化学成分是(wt%):1.0~2.6Mg、0.5~2.0Si、0.9~1.4Mn、0.5.Fe、1.0Cu、0.3Zn、0.2Ti、0.003Be,余量是Al。该合金适用于汽车零件的生产。     

Zn-(0.3～0.9)Cu-0.3Ti合金组织演变与耐蚀性能研究

设计熔炼了Zn-(0.3～0.9)Cu-0.3Ti(%，质量分数)合金，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电化学腐蚀测试等研究了不同含量Cu添加对Zn-Cu-0.3Ti合金组织与耐蚀性能的影响。在Zn-Cu-0.3Ti合金的凝固组织中发现析出相有CuZn₅, TiZn₃和TiZn₁₅。CuZn₅纳米颗粒(15～50 nm)弥散分布在Zn基体内部，微米级TiZn₃颗粒(0.8～2.5μm)存在于相界面附近，条状的TiZn₁₅相存在于晶界处。随着Cu含量的增加，Zn基体由不发达枝晶或等轴晶形貌演变为等轴晶形貌，并且析出的CuZn₅纳米颗粒明显增多。通过分析Zn-(0.3～0.9)Cu-0.3Ti合金的极化曲线和交流阻抗(EIS)曲线，讨论了合金的腐蚀机制。     

Al?Zn?Mg?Cu?Zr?(Sc)合金搅拌摩擦焊接头组织和性能

利用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和万能拉伸试验机等分析手段,表征了Al?Zn?Mg?Cu?Zr?(Sc)合金搅拌摩擦焊（FSW）接头的显微组织和性能,探究了Sc元素对改善超高强Al?Zn?Mg?Cu?Zr合金焊接性能的作用机制。结果表明:Al?Zn?Mg?Cu?Zr?(Sc)合金焊接接头具有相似的组织特征,焊核区为动态再结晶组织,由细小均匀的等轴晶组成,包含较高密度的位错线,大部分时效析出相回溶;热力影响区晶粒被拉长,位错密度更高,残留的时效析出相显著粗化;热影响区保留与母材相同的晶粒形态,大部分时效析出的η'相发生长大,少部分粗化成η相。添加质量分数0.17%的Sc,可以使合金FSW接头抗拉强度提升43 MPa,屈服强度提升23 MPa,断后伸长率改善2.3%,焊接系数达到74.1%。Al₃(Sc,Zr)二次析出相可以强烈抑制位错、亚晶界、晶界的移动,细化晶粒的同时保留大量的亚结构,且自身可发挥Orowan弥散强化作用。因此,可通过细晶强化、亚结构强化和弥散强化三种方式显著提高合金FSW接头的力学性能。      

CeO2/Cr3C2对WC-Co-Ni基硬质合金电化学腐蚀行为的影响

为了探讨WC-Co-Ni基合金腐蚀性能提升路径,采用相同基础原材料,制备WC-6Co-6Ni、WC-6Co-6Ni-1.0Cr₃C₂、WC-6Co-6Ni-1.0CeO₂和WC-12Co-1.0CeO₂等4种合金。分别在NaOH(pH=13)、Na₂SO₄(pH=7)和H₂SO₄(pH=1)等3种腐蚀介质中对4种合金进行电化学阻抗谱和动电位极化曲线测试。结果表明,腐蚀介质对合金耐腐蚀性能及其腐蚀机理具有重大影响,合金添加剂Cr₃C₂和Ni能够提升WC-Co-Ni基硬质合金在Na₂SO₄中性介质中的耐腐蚀性能,而在WC-6Co-6Ni合金中添加1.0%Cr₃C₂会降低合金在NaOH介质中耐腐蚀性能;WC晶粒相对细小的WC-12Co-1.0CeO₂合金在NaOH介质...     

合金添加剂对WC基硬质合金氧化行为及其关联特性的影响

为了同步改善合金的高温抗氧化性能及物理与力学性能,设计WC-6Co-6Ni、WC-6Co-6Ni-1Cr₃C₂、WC-6Co-6Ni-1CeO₂和WC-12Co-1CeO₂等4组WC基硬质合金,分别对应1^#～4^#合金,对比研究合金的微观结构、物理与力学性能和700℃连续16 h的氧化行为。结果表明,CeO₂弥散相的存在不会导致WC基硬质合金强度降低,合金硬度遵循复合材料硬度及晶粒度和各相体积分数的耦合作用规律。4组合金中,4^#合金的硬度最高,其次为2^#合金,Co、Ni黏结金属对硬质合金硬度的影响显著。Cr₃C₂和CeO₂添加剂均可显著改善700℃下合金的抗氧化性能,但Cr₃C₂的改善效果明显优于CeO₂。在WC基硬质合金中添加适量的Cr₃C...     

纳米晶Cu-Co合金在不同浓度H2SO4溶液中耐蚀性能研究

为探究纳米晶Cu-Co合金在H₂SO₄溶液中的腐蚀机理以及纳米化对其耐蚀性能的影响机制,采用电化学方法通过测定Cu-50Co纳米晶和粗晶块体合金在不同浓度H₂SO₄溶液中的极化曲线、活化能曲线和电化学阻抗谱,研究了2种Cu-50Co合金的耐蚀性能以及纳米化对其耐蚀性能的影响。结果发现：溶液浓度升高,2种Cu-50Co合金的腐蚀电流密度均变大;溶液浓度相同,晶粒尺寸降低,Cu-50Co合金的腐蚀电流密度变小。2种Cu-50Co合金均能产生钝化,溶液浓度升高,维钝电流密度均变小;溶液浓度相同,Cu-50Co纳米晶合金的维钝电流密度比相应的粗晶合金小。2种Cu-50Co合金的电化学阻抗谱均由单一容抗弧构成,溶液浓度升高,电化学反应电阻和活化能均降低;溶液浓度相同,Cu-50Co纳米晶合金的电化学反应电阻和活化能比相应的粗晶合金大。这些都说明,2种Cu-50Co合金的腐蚀速率均随H₂SO₄溶液浓度的升高而变大,其耐蚀性能下降;Cu-50Co合金纳米化后,其腐蚀速率...     

形变时效处理对Cu-0.5Cr-2Ni合金性能的影响

通过中频熔炼—铁模铸造—热轧—固溶处理—冷轧—时效处理工艺制备了Cu-0.5Cr-2Ni合金板材。采用拉伸力学性能测试、电导率测试、金相和透射电子显微镜观察研究了不同时效处理对该合金组织和性能的影响。结果表明,Cu-0.5Cr-2Ni合金在固溶处理为930℃×1 h、冷变形量为60%、时效状态为450℃×4 h的条件下综合性能最好。该合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、电导率分别达到438 MPa、398 MPa、12.4%、45.5%IACS。