Sc与Zr对Al-Mg-Mn合金力学性能和剥落腐蚀性能的影响

为了寻找Al-Mg-Mn合金力学性能和耐剥蚀性能的最佳组合,采用对比法探索Sc和Zr对Al-Mg-Mn合金力学性能和剥落腐蚀性能的影响,测定了含与不含微量Sc和Zr的Al-Mg-Mn合金板材在不同退火态的力学性能和剥落腐蚀性能,测量了它们的极化曲线.采用扫描电镜观察了合金的腐蚀微观形貌、用能谱仪分析了腐蚀产物的成分.采用光学显微镜和透射电子显微镜分析了合金的显微组织和力学性能、剥落腐蚀性能之间的关系.结果表明： 添加微量Sc和Zr能显著提高Al-Mg-Mn合金强度,改善合金强度和塑性的配合,而且Sc和Zr的添加没有引起合金耐剥蚀性能的明显下降.经过350 ℃/1 h退火的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金具有优良的力学性能和耐蚀性能组合.可通过添加微量Sc,Zr,减少Mg的含量,选择合理的退火工艺,使该类合金的力学性能和耐剥蚀性能达到理想组合.     

AZ31和AZ61镁合金在模拟海水中的腐蚀电化学行为

应用极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了两种Mg-Al-Zn系合金——AZ31和AZ61在模拟海水中的腐蚀电化学行为.根据两种镁合金在浸泡过程中腐蚀介质pH值的变化以及扫描电子显微镜对合金微观金相组织和腐蚀形貌的观察,讨论了镁合金的腐蚀机理及合金元素Al的含量对镁合金耐蚀性能的影响.结果表明,AZ61镁合金具有比AZ31镁合金更好的耐蚀性能,其原因主要是AZ61镁合金中Al含量较高使合金的微观组织结构更有利于耐蚀性能的提高.     

含钪铝镁合金微生物腐蚀行为的研究

采用电化学、微生物学和表面分析的方法，研究了厌氧环境硫酸盐还原菌（subtere ducing bacteria，SRB）溶液中Al-6Mg-Zr添加Sc元素前后的腐蚀行为。结果表明，添加Sc元素后，合金的氧化膜更加致密，具有更好的保护作用，使电极开路电位正移100mV左右，同时Sc元素的加入降低了材料在SRB菌液中的点蚀敏感性，使材料耐微生物腐蚀性能得到提高，但是添加Sc后的合金对SRB更加敏感。显微观察表明添加Sc前后两种铝镁合金的腐蚀特征均为点蚀，能谱分析表明随浸泡时间增加，腐蚀越来越严重，腐蚀产物堆积和阳极金属溶解造成进一步腐蚀。     

微量钪对超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了5种不同Sc含量的超高强Al-8．1Zn-2．3Cu-2．05Mg-0．12Zr合金，利用光学显微镜和透射电镜以及扫描电镜分别观察了合金的显微组织与断口形貌，测试分析了合金的拉伸力学性能。结果表明：采用Sc微合金化，凝固过程中形成的初生Al3（Sc，Zr）粒子可显著细化合金铸态晶粒组织，消除枝晶偏析，均匀化过程中形成的次生Al，（Sc，Zr）粒子可抑制合金的再结晶，并强烈钉扎位错及亚结构；微量Sc的添加使合金强度提高26～94MPa，同时保持较高的伸长率，合金拉伸断口表现为层状和韧窝混合型形貌特征，合金中适宜的Sc添加量为0．21％。     

铒对AZ91镁合金铸态组织与力学性能的影响

采用X射线衍射、金相观察、扫描电镜及拉伸性能测试,研究了Er的添加对AZ91镁合金的显微组织与力学性能影响。结果显示,基体合金中添加0.98%~1.92%Er后,显微组织主要由-αMg基体相、Mg17Al12相及Al3Er组成。添加Er能有效细化铸态合金的晶粒,使其平均晶粒尺寸从57μm降低到21μm;同时铒的添加改善了基体合金中Mg17Al12相的形态与分布,使AZ91镁合金的室温抗拉强度从162 MPa提高到211 MPa。     

稀土元素在LD30铝合金真空钎焊中的作用

研究了添加La和Ce的Al-Si基钎料真空钎焊LD30铝合金接头的力学性能，微观组织形貌和EDS，并与未添加稀土元素的Al-Si基钎料真空钎焊接头进行对比。结果表明，添加稀土元素的LD30铝合金真空钎焊接头抗拉强度为288MPa，达母材抗拉强度的97．6％，明显高于未添加稀土的LD30合金真空钎焊接头。其机制在于La,Ce能够明显提高Al-Si基钎料与LD30铝合金的润湿性能，改善LD30铝合金真空钎焊接头焊缝及其基体中杂质元素的分布，促进钎料和母材中各元素的均匀扩散，从而提高真空钎焊接头的力学性能。     

微合金化对Sn-9Zn合金湿润性、氧化性和凝固性能的影响

低熔点合金Sn-9Zn在无铅焊料中引人注目。然而，它与铜焊接的湿润性却很低，因此，它的应用受到很大限制。在合金中添加1％的稀土(如La和Ce，稀土Y，纯P，Al，Mg及Ti元素)对Sn-9Zn合金与铜焊接时影响其润湿性、氧化性和凝固性有待检验。本文实验表明，添加Al和Ti对湿润性有害，添加Mg，Y元素有稍好的改善，而添加稀土和P却有明显的改善，其氧化性也随添加稀土而增加，而添加P影响不大，凝固的Sn-9Zn合金表面粗糙，而Sn-37Pb却很光滑。     

钇对AZ91镁合金微观组织及腐蚀性能影响的研究

通过金相分析、扫描电镜析及化学成分分析等测试手段,对添加不同含量Y的AZ91镁合金的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明,加入Y后,合金中有稀土相Al4MgY生成,并显著细化了合金的微观组织,合金微观组织由典型的枝晶组织转变为细小的等轴晶组织,当Y含量达到1.52%时,合金组织的细化程度最大;Y的加入,减少了合金中的-βMg17Al12相,并使β相断续、弥散,同时合金的耐腐蚀性能提高,在3.5%NaCl水溶液腐蚀实验中,稀土含量为1.52%Y的合金耐腐蚀性能最好。     

铈对压铸镁合金AZ91组织和高温性能的影响

采用Olympus—PMG3型光学显微镜、D／Max 2500PC型X射线衍射仪(XRD)、带有EDAX—Falcon能谱仪(EDS)的JSM-5500LV型扫描电子显微镜(SEM)及AG-10TA型电子万能实验机，研究了Ce对压铸镁合金AZ91显微组织、常温性能及高温(150℃)性能的影响。结果表明：AZ91合金中加入Ce后，形成了新的Al4Ce相，使Mg17Al12(γ)相尺寸减小、数量减少、并由网状分布变得离散分布。Ce对AZ91合金常温性能的影响不大，但显著提高了高温性能。加入1．0％Ce的合金具有最好的显微组织和性能，但是Ce的加入量过高，反而使合金的性能降低。     

微量钪添加对Al-Cu合金时效析出及电化学腐蚀行为的影响

采用透射电子显微镜及三维原子探针观察及统计分析研究了0.3%(质量分数)Sc添加对Al-2.5%Cu合金时效析出行为的影响,采用电化学分析方法对比了Sc添加前后合金的电化学腐蚀行为,藉此建立了时效析出第二相与电化学腐蚀性能之间的关联并阐明了Sc的微合金化作用。研究结果表明:Sc的加入显著影响了Al-Cu合金中θ’-Al2Cu的析出,使得析出相密度增加尺寸减小,同时由于Sc原子在析出相/基体界面的偏聚降低了界面能,从而影响了合金的电化学腐蚀行为,使得含Sc合金的耐蚀性明显优于纯Al-Cu合金。结果可以为耐腐蚀、高性能Al-Cu合金的微合金化材料设计提供参考。     

Al-5Mg-Er合金中Al3Er相的析出及其热力学计算分析

通过应用Miedema热力学模型方法对添加了微量Er的Al-5Mg合金中的Er的存在形式进行了初步的分析，并结合XRD，TEM试验进行了验证。微量Er在Al-5Mg合金中主要是以Al3Er的形式存在，并且不会出现元素Mg与Er之间的金属间化合物；同时通过XRD和TEM分析证实，含微量Er（0．1％～0．7％）的Al-5Mg合金中Er是以Al3Er相存在并且弥散分布，讨论了Al3Er相与Al基体之间的取向关系，分析了Al3Er相的存在能够改善Al-5Mg合金材料的机械性能。     

T6处理后Al-Zn-Mg-Cu合金电子束焊接接头组织与织构的演变

采用扫描电镜、EBSD、透射电镜等方法研究了Al - Zn - Mg - Cu合金电子束焊接接头的微观组织特点,并分析了焊缝基体与熔合区在热处理前后织构的变化.结果表明,接头熔合区由尺寸约3～8 μm的等轴细晶组成,析出相沿晶界均匀分布,经T6处理后熔合区的晶粒尺寸无明显变化,晶界变细,沿晶界分布的连续析出相溶解,残余孤立的MgZn2析出相,尺寸约1～2 μm.基体主要织构为＜111＞和＜001＞丝织构,经T6(固溶时效)处理后,两种织构的含量无明显变化,织构强度略有下降,焊缝熔合区无明显的织构.     

钪元素对AB2型合金Zr1-xScxMn0.6V0.2Ni1.2Co0.1（x=0～1）储氢和电化学性能的影响

用真空电弧熔炼方法制备了Zr1-xScxMn0.6V0.2Ni1.2Co0.1(x=0～1)AB2型储氢合金,研究了Sc元素替代Zr对合金的微观组织结构、气态储氢及电化学性能的影响。研究结果表明,Zr1-xScxMn0.6V0.2Ni1.2Co0.1合金主要是由FCC型C15相、CsCl型结构的(ScZr)Ni相和少量的Ni10Zr7相组成,随Sc含量的增加,C15相丰度逐渐减小,(ScZr)Ni相丰度逐渐增加,当x=0.2时Ni10Zr7相基本消失;Sc元素对合金的首次气态吸氢动力学行为影响较大,随Sc含量的增加,合金吸氢动力学性能逐渐变缓,但吸氢容量逐渐提高,直至达x=1.0时的最大吸氢量1.87%;Sc元素对合金吸氢PCT曲线平衡氢压的影响规律不明显,随Sc含量增加,合金氢化物的形成焓ΔH从-26.66 kJ.mol-1逐渐减小到-8.14 kJ.mol-1。Sc元素的加入可明显改善合金电极的活化性能,提高放电容量,随Sc含量的增加,合金电极最大放电容量从x=0时的350.3 mAh.g-1增加到x=1时的429.8 mAh.g-1,呈先减小后增大的趋势,但电极容量的保持率S100随Sc含量增加而快速下降。     

V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03M0.10 (M=Cr,Co, Fe,Nb, Ta)储氢合金的微结构及电化学性能

采用磁悬浮感应熔炼方法制备了V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03M0.10(M=Cr, Co, Fe, Nb, Ta)储氢电极合金, 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子衍射能谱(EDS)分析和电化学测试等手段系统研究了添加元素M对合金微结构与电化学性能的影响. 结果表明, 所有合金均由BCC结构的V基固溶体主相和C14型Laves第二相组成, 且第二相沿主相晶界形成三维网状分布; Cr、Nb 和Ta元素主要分布在合金主相中, 而Co和Fe元素主要分布在第二相中. 电化学性能测试表明, 在V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03合金中掺加Cr、Co、Fe、Nb或Ta元素后, 虽然会降低最大放电容量, 但能有效抑制合金中V和Ti的腐蚀溶出, 提高电极充放电循环稳定性; 同时还能明显改善合金的高倍率放电性能. 相比之下, V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03Cr0.10合金具有最佳的综合电化学性能.     

热处理对Mg-Gd-Y-Zr合金组织、性能和腐蚀行为的影响EI北大核心CSCD

以铸态、固溶态和时效态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM)以及电子拉伸试验机分析了热处理对Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金的微观组织、微区成分、物相组成以及力学性能的影响,并通过静态失重实验和电化学测试研究了不同热处理状态合金的耐蚀性能。结果表明:铸态Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金组织主要由α-Mg基体、Mg_(5)Gd和少量的Mg_(24)Y_(5)相组成,固溶处理后组织均匀,部分未熔相(富Y相)以颗粒状形式存在,时效态合金析出相尺寸较小且弥散均匀分布。固溶和时效态合金的抗拉强度有不同幅度提升,分别为191.33和265.73 MPa,均表现为准解理断裂特征,在本研究范围内,Mg-11Gd-2Y-0.5Zr合金耐蚀性主要与热处理工艺、析出相的形貌和尺寸有关,不同状态下的合金在腐蚀过程中化学反应类型相似。     

V2.1TiNi0．4Zr0．06Cu0．03M0．10（M=Cr，Co，Fe，Nb，Ta）储氢合金的微结构及电化学性能

采用磁悬浮感应熔炼方法制备了V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03M0.10(M=Cr,Co,Fe,Nb,Ta)(M=Cr,Co,Fe,Nb,Ta)储氢电极合金,通过X射线衍射(XRD)、扫描电了显微镜(SEM)、电子衍射能谱(EDS)分析和电化学测试等手段系统研究了添加元素M对合金微结构与电化学性能的影响.结果表明,所有合金均由BCC结构的V基同溶体主相和C14型Laves第二相组成,且第二相沿主相品界形成三维网状分布;Cr、Nb和Ta元素主要分布在合金主相中,而Co和Fe元素主要分布在第二相中.电化学性能测试表明,在V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03合金中掺加Cr、Co、Fe、Nb或Ta元素后,虽然会降低最大放电容量,但能有效抑制合金中V和Tj的腐蚀溶出,提高电极充放电循环稳定性;同时还能明显改善合金的高倍率放电性能.相比之下,V2.1TiNi0.4Zr0.06Cu0.03Cr0.10合金具有最佳的综合电化学性能.     

添加元素对AB2型Laves相合金电化学性能的影响

比较系统地研究了AB2型Laves相合金Zr0.9Ti0.1Ni0.1Mn0.7V0.3M0．1(M=None，Ni．Mn．V．Co．Cr．Al．Fe，Mo．Si．C．Zn，Cu和B)的相结构和电化学性能以及高温和低温放电性能等．结果表明．14种合金均具有六方C14型Laves相的主相晶体结构．同时，含有少量立方Cl5型Laves相和一些由Zr9Ni11及ZrNi组成的非Laves相；添加V和Mn可提高AB2合金的放电容量；添加B和Mn则显著提高了AB2合金的高倍率放电性能和低温放电容量；添加Al，C．Si和Co对合金电极的循环稳定性改善明显；而Mn．Ni．V．Fe．Cu．Mo和B等却不同程度地降低了循环稳定性；添加Si．Mo，V，Cr和Al可明显改善合金电极的自放电性能；添加Si．Cr．V可显著改善AB2合金电极的高温放电性能．讨论了各种添加元素影响合金性能的可能原因．     

La_(0.63)Gd_(0.2)Mg_(0.17)Ni_(3.2-x)Co_(0.3)Al_x(x=0～0.4)储氢合金的微观组织和电化学性能

采用真空感应熔炼方法制备了La0.83Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1和La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.2-xCo0.3Alx(x=0~0.4)贮氢合金,并在氩气气氛900℃进行退火处理。通过X射线衍射(XRD)、显微电子探针(EPMA)分析方法和电化学测试分析研究了Gd和Al元素对合金微观组织和电化学性能的影响。研究结果表明,该系列合金退火组织主要由Ce2Ni7/Gd2Co7型、Pr5Co19型、PuNi3型和CaCu5型相组成;Gd元素的加入使合金中CaCu5型相明显减少,Ce2Ni7型/Gd2Co7型相显著增加,x=0.1时其相丰度达到81.2%;随Al含量x不断增加,合金中CaCu5型相丰度逐渐增多,当x=0.1~0.2时,CaCu5型相丰度为4%~5%,x=0.4时,其相丰度达到66.65%。电化学测试分析表明,Gd和Al元素对合金电极活化性能影响不大,当x=0.1时,含Gd合金电极放电容量达到最大值391 mAh.g-1,随Al含量x进一步增加,合金电极放电容量降低。含Gd和加入适量的Al元素可使合金电极循环稳定性得到明显提高,当Al含量x=0.1,0.2时,经100次充放电循环后其电极容量保持率S100分别为93.7%和90.1%,其中La0.63Gd0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1合金具有最好的综合电化学性能。     

钙对Mg-Gd-Nd-Zr-xCa合金组织和力学性能的影响

镁合金的轻量化优势使其有广阔的应用前景,然而普通镁合金低强度限制了它的应用。镁稀土合金拥有良好的力学性能,在Mg-GdNd-Zr合金的基础上,添加不同量的Ca元素,通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸性能测试等方法,对Mg-9Gd-2Nd-x Ca-0.5Zr (x=0,0.5,1.0,1.5(%,质量分数))合金热处理前后的组织和性能的变化进行了探究。结果表明：合金组织由α-Mg,Mg₅Gd相和Mg₄₁Nd₅相组织,添加Ca元素后,组织中形成了Mg₂Ca相。铸态合金经过热处理后,晶界上的第二相大部分溶入基体,时效态组织中析出了大量细小的板条状析出相,使合金的力学性能得到提高。时效态Mg-9Gd-2Nd-1Ca-0.5Zr合金有最高的抗拉强度,达到了256 MPa。     

铈对铁基合金热腐蚀性能的影响

采用电化学极化电阻技术研究了铈对３１６不锈钢和表面涂覆ＣｅＯ２预氧化处理对ＨＫ４０合金耐热腐蚀性能的影响。结果表明，在合金中添加少量铈可以改善３１６不锈钢的耐蚀性能，特别是抑制沿晶界的内硫化；表面涂覆ＣｅＯ２可以明显ＨＫ４０合金的耐蚀性能，促进Ｃｒ２Ｏ３氧化膜的形成。