时效Ag-7wt.%Cu合金的微观组织、电阻率和硬度

采用差示扫描量热法、X射线衍射及透射电子显微镜研究了固溶和固溶一冷轧Ag-7wt.%Cu合金在时效过程中富Cu相的析出动力学和形貌特征,同时结合电阻率和显微硬度的测量,定量对比了固溶和固溶一冷轧Ag-7wt.%Cu合金时效过程中富Cu相对电阻率和硬度的影响及其机理.研究结果表明:固溶样品中富Cu相反应温度为300℃-350℃,析出激活能为(111±1.6)kJ/mol;而固溶一冷轧样品中由于形变能的存在,富Cu相温度降低为290℃-330℃,析出激活能升高为(128±12)kJ/mol.XRD结果证实富Cu相的析出过程与时效温度有关.固溶和固溶一冷轧合金在450℃时效后均能观察到球状的富Cu相,富Cu相的析出和溶解过程对电阻率和显微硬度有显著影响.当时效温度低于450℃时,随时效温度的提高,固溶一时效样品的电阻率降低,显微硬度增加:而固溶一冷轧一时效样品的电阻率和显微硬度均逐渐降低.显微硬度除了受富Cu相的影响外,还受到位错和形变孪晶的影响.当时效温度高于450℃时,两种样品的电阻率增大,而显微硬度降低.     

7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究

采用三种等通道转角挤压（ECAP）与热处理相结合的工艺制备了超高强度细晶7050铝合金， 应用小角x射线散射技术定量地分析了ECAP过程中显微结构参数的变化情况，合理地解释了E CAP过程中力学性能的变化，揭示了合金强化机理. 研究发现，“固溶淬火＋ECAP＋时效” 工艺是获得高性能7050铝合金的合适工艺，可以使7050铝合金的抗拉强度提高到677 MPa， 延伸率保持在15％左右. 关键词： 7050铝合金 小角x射线散射 显微结构 力学性能     

基于剪切模量和热分析数据研究Zr_(50–x)Cu_(34)Ag_8Al_8Pd_x(x=0,2)非晶合金缺陷浓度演化

非晶合金具有独特物理和力学性能,如何建立非晶合金微观结构非均匀性与物理/力学性能之间的关联是非晶固体的重要研究课题之一.微合金化是调控非晶合金微观结构有效手段之一.本研究以玻璃形成能力优异的Zr_(50–x)Cu_(34)Ag_8Al_8Pd_x(x=0, 2)非晶合金为模型合金,借助差示扫描量热仪和电磁声转换设备,研究非晶合金铸态、弛豫态和结晶态热流和剪切模量随温度的演化规律,以及物理时效(低于玻璃转变温度)过程剪切模量的变化随时间演化规律.基于自间隙原子理论,利用热流曲线表征非晶合金在相同热历史剪切模量热效应.通过分析铸态和弛豫态自间隙缺陷浓度和激活能谱,发现结构弛豫导致自间隙缺陷浓度减小,诱导剪切模量随温度演化偏离软化过程,并伴随体系放热.与此同时,研究发现添加微量Pd元素可抑制模型合金体系原子迁移,增加特征弛豫时间.本研究从非晶合金模量热效应角度进一步理解非晶合金微观结构非均匀性.     

静磁场复合电流下时效对Cu—Cr—Zr合金组织及性能的影响

本文在经过固溶和冷变形处理Cu—Cr-Zr合金的等温时效过程中同时施加电流密度为100A／cm2的直流电流和不同磁感应强度的静磁场,发现电磁复合场能显著影响Cu—Cr-Zr合金的组织及性能．和无磁场下时效后合金性能相比,施加磁场后的合金电导率和显微硬度值均有一定程度的升高,其中在350℃,10T磁场下效果最明显,分别升高了22．1％IACS和25．3HV．利用透射电镜观察显微组织观察发现,施加磁场后合金组织中位错密度有所降低,同时出现了大量细小弥散的铬析出物,表明电磁复合场能进一步促进铜合金的时效过程,在低温时效时尤其明显．分析认为,电磁复合场对Cu-Cr-Zr合金时效过程的促进作用机理是磁场增强了电流的“电子风”效应．     

超过饱和固溶W-B合金力学性质的第一性原理研究

针对小原子元素在金属合金中可同时提高硬度和韧性的现象,本文采用基于第一性原理方法,研究了W-B合金的超过饱和固溶结构和力学性能.计算结果表明：无论是几何结构的晶格畸变,还是热力学上的结合能,B原子以置换形式固溶于W晶体中均优于其他固溶形式,这主要是由于置换B原子与周围W原子形成以共价型为主兼有离子型的键合作用.在合金中添加B元素虽然降低了合金材料的弹性模量,杨氏模量由414.34 GPa降低至338.36 GPa,但却显著增加了材料的韧性,B/G值由1.97提高到2.30(纯W晶体相较于B含量6.25 at.%时).并且合金的各向异性显著地减弱.另外,合金中B元素的添加,还使得材料理想剪切强度和最大应变值也得到了增加,分别由原来的19.981 GPa和0.187增加至21.814 GPa和0.209.这说明B元素在W合金中的超过饱和固溶不仅增加了合金的强度,还提高了合金的韧性.     

低密度Co-Ni-Al-Mo-Cr-Ti/Nb/Ta系列高温合金方形γ/γ′共格组织设计及其稳定性

利用团簇成分式方法设计系列低密度Co基高温合金[Al-(Co₈Ni₄)]((Al_0.5(Ti/Nb/Ta)_0.5Mo_0.5)(Mo_0.5Cr_0.5Co_0.5))(=Co_8.5Ni₄Al_1.5Mo_1.0Cr_0.5(Ti/Nb/Ta)_0.5),采用真空非自耗电弧炉制备合金铸锭,并对其在1300℃固溶15h,在900℃下进行长期时效处理,进而对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试.结果表明,当Ti/Nb/Ta,Ti/Nb和Ti/Ta以等物质的量比匹配时,3种合金的微观组织均表现为立方形γ’相均匀地分布在γ基体中,这取决于合金适中的γ/γ’点阵错配度(0.27%—0.34%).在900℃长期时效过程中,3种合金中的γ’相均具有较小的粗化速率,且合金的显微硬度随时效时间基本不发生变化(27...     

高Co-Ni二次硬化钢的电子结构及合金化行为

在紧束缚框架下用Ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ方法计算了高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化钢的电子结构，替位和间隙固溶元素的局域态密度通过总态密度的积分计算了体系的费米能及原子间相互作用的键级积分，讨论了替位和间隙溶元素对合金网物理性质的影响。     

固溶处理态Alnico8合金的微观组织

本文利用透射电镜，X射线衍射及小角散射的分析手段，研究了淬火碥Alnico8合金的微观组织结构。研究结果表明，Alnico8合金在固溶淬火过程中就发生了调幅分解，且冷却速度越快，组织越细小。合金在冷却过程中的调幅分解过程进行的并不充分。合金在固溶淬火过程中发生了两次有序化转变。     

喷射成型FGH4095静态再结晶组织特征

为了研究喷射成型FGH4095高温合金经热等静压、近等温锻后固溶热处理的组织特征,采用喷射成型高温合金,经1170℃,120 MPa,3 h热等静压和75%压缩量的近等温锻,经1120℃,1140℃,1160℃保温10,20,40 min固溶热处理,再经油淬后研究其再结晶过程及晶粒尺寸、析出相的变化规律.结果表明,固溶温度强烈影响静态再结晶过程及固溶后的组织.在1120℃下固溶20 min,由于区域化的不完全再结晶,可形成项链组织;1140℃下固溶40 min可基本完成再结晶,并得到细化的再结晶组织,平均晶粒尺寸约为8μm;1160℃下固溶10 min即可基本完成再结晶,晶粒尺寸长大到约18μm.     

Mg8Sn4-xMx结构稳定性与弹性常数的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的CASTEP软件构建Mg₈Sn_4-xM_x(M=Al、Cu;x=0、1或2)晶体结构模型,采用第一性原理计算其晶格常数、结构稳定性和弹性常数,并分析不同量的M原子固溶于Mg₂Sn后体系的电子特性、弹性性能和本征硬度.计算结果表明,M原子能自发固溶于Mg₂Sn相,且所得Mg₈Sn_4-xM_x(x=1或2)晶体结构均可稳定存在;当2个M原子固溶于Mg₂Sn时,使其晶体结构由立方晶系转变为四方晶系.态密度分析表明,M原子固溶后体系原子存在明显轨道杂化现象,表现出较强的共价键,增加M原子固溶量不会改变各原子对态密度的贡献规律,但会提高该原子对电子对态密度的贡献度.弹性性能和本征硬度分析表明：Mg₂Sn中固溶M原子后,体系力学性能仍稳定,增加M原子固溶量,体系硬度逐渐降低,韧塑性不断提高,即M原子固溶量增加能提升体系的...     

Effect of solution temperature and cooling rate on microstructure and mechanical properties of laser solid forming Ti-6Al-4V alloy

The effect of solution temperature and cooling rate on microstructure and mechanical properties of laser solid forming (LSF) Ti-6Al-4V alloy is investigated.The samples are solutions treated at 900,950,and 1000°C,followed by water quenching,air cooling,and furnace cooling,respectively.It is found that the cooling rate of solution treatment has a more important effect on the microstructure in comparison with the solution temperature.The martensite α'formed during water quenching results in the higher hardnes...     

Microstructure and age characterization of Cu-15Ni-8Sn alloy coatings by laser cladding

The present work has investigated the influence of direct aging treatment on the precipitation sequence and properties of the Cu-15Ni-8Sn alloy coatings prepared by laser cladding. The experimental results show that the tendency of Sn segregation in the conventional Cu-15Ni-8Sn solidification microstructure is effectively relieved. Before aging, there are only two phases in the coating: the α-Cu solid solution dendrites with 7 wt.% Sn solubility, and a small fraction of Sn-enriched δ-phase at the interdendrites in rapid solidified microstructure. After the coating was directly aged at 370 °C without traditional solution pretreatment, the α-Cu solid solution dendrites experience precipitations in the order of pure spinodal decomposition, DO₂₂-ordered structure and discontinue γ-DO₃. The microhardness of the coating treated by direct aging reached 390 HV 0.5, which was higher than that treated by conventional solution and aging process owing to the solidified fine grains and hardening effect of spinodal decomposition. In addition, the Sn-enriched δ-phase at the interdendrites also decomposes to laminar discontinuous precipitated γ-DO₃ phase after aging. Precipitation sequence and properties of the clad coatings change obviously during the direct aging treatment.     

Fe-B-Si非晶钎焊W/CLF-1接头组织和性能研究

通过电弧熔炼制备了Fe75B16.67Si8.33非晶合金,通过真空钎焊获得了钨/低活化钢接头.通过对钎焊接头表面形貌、微观组织、成分和力学性能的表征,发现在1250℃保温10min下所获得的钎焊接头界面无孔洞、裂纹等宏观缺陷,接头组织中生成了Fe固溶体、Fe3B和FeWB金属间化合物,拉伸强度高达450MPa.     

Theoretical investigation of V2xFe2(1-x)Zr and ScxY1-xFe2 (0

《Physics letters. A》2020,384(26):126658

碳化物弥散强化钢力学性能及微观组织研究

用碳化物粒子对低活化钢CLF-1进行弥散强化.结果表明机械合金化的方法可以制备高强度的碳化物弥散强化钢,经过60h球磨可完成合金化过程,同时添加的碳化物粒子很好地提高了低活化钢CLF-1的拉伸性能,得到了比熔炼低活化钢更高的强度和硬度,同时保持了较好的延伸率.     

DISSOLUTION OF IRON TO COPPER IN Fe60Cu40 ALLOY BY MECHANICAL ALLOYING AND SUBSEQUENT DECOMPOSITION

A metastable alloy with composition Fe₆₀Cu₄₀ can be prepared in single phase of a fcc structure by mechanical alloying, although Fe-Cu system is virtually immiscible in its equilibrium state at ambient temperature. The M?ssbauer spectra of this supersaturated solid solution could be fitted by two subspectra whose hyperfine magnetic fields are 200 kOe and 250kOe. In this metastable alloy, the iron atoms at the interface are easy to form clusters characterized as α-Fe at a temperature below 250℃, whereas the iron atoms in the body will cluster together at a higher temperature above 350℃ and behave as γ-Fe, and then transform to ferromagnetic bcc iron occurs.     

Ti_3(Ge_(1-x)Si_x)C_2固溶体力学和热力学性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,系统研究了Ti_3(Ge_(1-x)Si_x)C_2(x=0, 0.5, 1)固溶体的晶体结构、弹性性质以及热力学性能.研究结果表明,Ti_3(Ge_(1-x)Si_x)C_2体系均具有力学和热力学稳定结构,并且为脆性材料;Ti_3(Ge_(1-x)Si_x)C_2固溶体的力学性能随Si含量的增加而提高;Ti_3(Ge_(1-x)Si_x)C_2固溶体在室温下具有稳定的晶格结构和较高的晶格热导率,有望用于一些需要良好散热性能电子元器件的封装材料.     

Mn-Cu系高阻尼合金的凝固组织控制及阻尼特性的改善

Mn—Cu系阻尼合金兼有较高的阻尼特性和良好的力学性质，因而具有较大的实用前景。这类合金通常经过铸造，塑性加工和热处理来获得要求的性能和组织。加工后的Mn—Cu合金存在一个特定温度，在此温度以上合金的阻尼性能将会消失，因而影响了合金的在较高温度下的使用。该温度和合金的Mn含量有关，然而提高合金的Mn含量有会降低合金的加工性及力学性能。一般Mn-Cu合金的热处理都是利用400℃附近的时效来获得相分解后的局部高Mn组织。但是目前的时效处理后的Mn—Cu阻尼合金的最高使用温度只在80℃以下。为解决Mn—Cu阻尼合金使用温度的局限性，本研究选用凝固过程控制的方法在铸造组织中来获得较大幅度的Mn含量分布。从而在Mn-Cu合金得到较高的高阻尼特性温度。本工作利用铸型温度控制的方法，将M2052（Mn-20Cu-5Ni-2Fe）合金在250～0．1K／s冷却速度范围内控制凝固。随凝固冷却速度的降低在合金的铸态组织中观察到二次枝晶间距和晶粒尺寸的明显增大。同时还发现缓冷凝固的合金的成分比快冷凝固有较大的分布幅度。铸态下的合金阻尼性能评价也证实了凝固冷却速度对合金的凝固组织有很大的影响。尽管铸态组织的合金的高温阻尼性能并没有很大的改善，然而通过对铸态组织实施时效处理后发现缓冷凝固合金的高温阻尼性能有很大的改善。凝固冷却速度对时效处理后合金的阻尼性能有明显的影响。实验结果表明0．1K／s的冷却速度下缓慢凝固的合金在时效处理后高阻尼特性可持续高达120℃．     

Al-4.5wt%Cu合金中溶质原子及析出相对锯齿形屈服时空特性的影响

借助不同温度下的固溶处理，得到一系列具有不同溶质原子浓度及析出相含量的Al-4.5wt%Cu合金材料试件.比较这些试件在拉伸实验中的锯齿形屈服现象的时空特性，分析溶质原子与析出相对位错运动的影响，从而探究动态应变时效产生的微观机理.实验结果显示，当固溶处理温度由500℃逐步降低，应力-时间曲线上的应力锯齿跌落幅值逐渐减小，并在300℃时达到最小.继续降低固溶处理温度至100℃，应力锯齿跌落幅值又逐渐增大.同时，热处理方式的改变对剪切带的传播特性也有显著影响.实验发现，固溶处理温度高于300℃时，溶质原子对DSA的影响强于析出相；反之，固溶处理温度低于300℃时，析出相对DSA的影响强于溶质原子；室温下析出相是影响Al-4.5wt%Cu合金DSA机理的主要因素. 关键词： 铝铜合金 锯齿形屈服 动态应变时效 固溶处理