铈对铝锂合金板材屈服强度各向异性的作用及其理论预测

对比研究2090和2090 Ce铝锂合金板材沿轧向、横向和45°方向屈服强度的变化, 采用ODF测试分析了两合金板材形变织构的差异. 结果表明, 稀土Ce有增强Brass和S轧制织构分量, 降低Cube和Goss再结晶分量的作用, 使得含Ce板材屈服强度的各向异性程度高于2090合金板材; 本工作在采用Taylor/Bishop-Hill模型对两合金板材不同取向屈服强度预测的基础上, 利用Hall-Petch关系式对晶界的强化作用进行了估算, 通过与拉伸实验结果的拟合引入晶粒取向因子和T1相取向因子的概念, 提出了一个修订的"塑性内含物模型(PIM)".     

Mg-13Gd-2Nd-2Cu合金的显微组织与力学性能

通过熔炼铸造及热挤压方法制备了Mg-13Gd-2Nd-2Cu(质量分数)镁合金。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、维氏硬度、拉伸性能测试等方法,研究了Mg-13Gd-2Nd-2Cu合金的铸态显微组织特征及退火温度对挤压态合金的组织与力学性能影响。结果表明:退火热处理促进了晶界处Mg5(GdNdCu)_1相充分溶入α-Mg基体中。提高退火温度使基体晶粒发生再结晶长大,改变了Mg5(GdNdCu)_1相的形态和分布。当退火温度超过500℃时,晶粒粗化并部分发生过烧现象。提高退火温度,会使挤压态合金的屈服强度有所降低。     

定向凝固法制备稀土超磁致伸缩材料

对Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５超磁致伸缩材料定向凝固过程进行了研究和分析，结合ＴｂＤｙＦｅ合金凝固特性，研究了凝固参数（包括定向凝固速率Ｖ和固液界面温度梯度Ｇ）、样品尺寸及起始晶粒取向三个主要因素对ＴｂＤｙＦｅ合金样品轴向取向的影响。当定向凝固参数（Ｇ／Ｖ）控制在适当范围，有利于保持平直的固液界面，因此有利于形成轴向＜１１２＞取向；当Ｖ增大或Ｇ减小，固液界面出现下凹，将影响择优取向的形成。样品尺寸与Ｇ和Ｖ应该相匹配，样品直径太大不利于保持平直的固液界面，因此不利于形成轴向＜１１２＞取向。采用＜１１２＞取向的晶粒作籽晶可以加快晶粒的择优竞争生长过程，有利于形成轴向完全＜１１２＞取向。这些因素的恰当控制，制备出了轴向具有完全＜１１２＞取向的Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５合金样品，对样品进行高温退火处理，磁致伸缩性能达到了近１７００×１０－６。     

Mg-Zn-Zr-RE系镁合金中的稀土相分析

用光学显微镜、电子探针、X射线衍射及电手显微分析等手段研究了Mg Zn Zr RE合金铸态及挤压态的稀土相。在铸态组织中,稀土及锌均富集于晶界,形成三元金属间化合物Mg_3RE_2Zn_3(W)相及Mg_3REZn_6(Z)相,在0.8Y和0.79RE合金中以Z相为主,而在2.56RE合金中W相多于z相;挤压型材中均存在W和Z相。铸态合金经350℃保温并挤压后,合金发生如下相变:Mg+Mg_3REZn_6(Z)→MgZn+Mg_3RE_2Zn_3(W)实验测定了Z相为六方结构,其a=0.640～0.642nm,C=1.029～1.031nm。     

镧对含镍铟铝青铜组织和性能的影响

本文用金相观察、微差热分析、X射线衍射分析和硬度测量等方法,研究了镧对含少量镍、铟的铝青铜合金组织和性能的影响。结果表明,合金的晶粒尺寸明显减小,α相区缩小并改善了合金的热处理效果。     

RE-Al对含钨高铬铸铁变质效果的试验研究

考察了RE，Al对含钨高铬铸铁组织、冲击韧度、硬度、耐磨性等性能的影响。结果表明：铸态未变质的铸铁组织中，奥氏体含量多，碳化物呈粗大板条状分布，晶粒比较粗大；变质后残余奥氏体量明显减少，初生奥氏体显著细化，碳化物由粗大板条状向细板条状、菊花状转变；RE，Al复合变质处理可使铬钨合金白口铸铁的硬度、冲击韧度、耐磨性都得到提高。     

铒对铸态Mg-5Sn合金的变质作用研究

通过金相(OM)和扫描电镜(SEM)的显微组织分析、荧光成分分析(XRF),能谱微区成分分析(EDS)、X射线物相分析(XRD),显微硬度(HV)和差热分析(DSC)等测试手段和方法,对铸态Mg-5 Sn-xEr(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,4,6)合金的组织性能进行了全而研究研究结果表明,稀土Er对Mg-5 Sn合金的影响是多方而的,首先是稀土Er对晶粒有明显的细化作用;再就是稀土Er能抑制盘状Mg2 Sn第二相的形成,同时促进不规则ErMgSn稀土相的形成,最后就是提高了合金的相转变温度和显微硬度.因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金具有显著的变质效果.     

微量铈对7136铝合金微观组织和性能的影响

在7136铝合金中添加微量Ce,通过金相分析、力学性能测定、扫描电镜等分析手段,研究了添加Ce后7136铝合金铸态组织的变化、成分分布和力学性能影响。结果表明:添加微量Ce后,由于溶质再分配,Ce元素富集在固液界面前沿,出现成分过冷,造成枝晶缩颈、熔断,结晶核心增多,促进了形核率,使晶粒细化;使合金元素Zn,Mg,Cu分布更加均匀,晶粒细小,尤其是Mg,作用明显;能够提高硬化速率、缩短时效时间,改变合金的断裂形式,提高合金的综合性能。     

钇对2024铝合金铸态组织的影响

采用定量金相、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究了钇(0～0.35 wt％)对2024合金铸态组织的影响。结果表明,钇的加入可显著细化2024合金的铸态组织;钇加入2024合金中可形成YAl_3、MnYAl_8等稀土化合物。在加钇的2024合金中,没有发现粗大的块状化合物。     

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。     

铈及其碳化物对钢力学性能的影响

通过金相、扫描电镜能谱分析和冲击、拉伸等实验方法,研究了钢中及其碳化强度、塑性、冲击韧度等力学性能的影响,固溶于钢中的微量有抑制奥氏体晶粒粗的作用,至少可使奥氏体晶粒粗化温度提高５０Ｋ以上;如果铈在晶界上过量富集,可显著降低钢的冲击韧度。钢中的碳化物对钢的韧性和塑性都有改善作用,对钢的屈服点没有发现显著的影响。     

铒和钕对铸态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了铒和钕对铸态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：ZK60镁合金中添加Er或Nd能够细化晶粒，改变合金的显微组织。当ZK60镁合金中加入1．0％（质量分数）的Er或Nd具有最佳的细化效果，与原ZK60镁合金晶粒尺寸相比较，晶粒的平均直径由原来的33．0μm分别减少至23．6和25．2μm。添加Er或Nd的ZK60镁合金形成古有Er或Nd的稀土共晶相，其熔点为518℃。稀土共晶相对晶粒具有钉扎作用，提高合金在150℃时的抗拉强度。稀土共晶相的形态和分布对室温力学性能有显著影响。含有Er的共晶相析出数量较少，沿晶界不连续分布，提高合盒室温强度的同时塑性略有改善，而含有Nd的共晶相形态粗大，析出数量较多，沿晶界网状连续分布，合金固溶强化效果明显减弱，室温强度和塑性均降低。     

钇系涂层超导体金属基带再结晶织构及显微组织

用轧制－再结晶热处理方法制备了强立方织构的纯Ni基带和无磁性Cu-Ni合金基带，为第二代钇钡铜氧高温超导带材提供了较好的基带材料，用三维取向分布函数（ODF）和ψ扫描曲线研究了织构，用金相显微镜研究了截面显微组织。分析表明，Cu0.70Ni0.30合金和纯Ni在再结晶温度为1000℃时，获得最强的立方结构；Cu0.85Ni0.15在900℃时获得最强的立方织构，立方织构强度大小各不相同，3种不同组分金属都获得了均匀的等轴的等轴晶粒组织，其中Cu0.85N0.15的晶粒大于Cu0.70Ni0.30和纯Ni的晶粒，Cu0.85Ni0.15和Cu0.70Ni0.30都出现了退火孪晶。     

Sm2Co17型永磁材料弹塑变形阶段的微纳压痕尺寸效应

采用准静态法分别对固溶态和最终态Sm₂Co₁₇型永磁的两种取向面样品进行了纳米压痕分析。结果表明,两类磁体不同取向面上的硬度和弹性模量均出现了随着压入深度的增加而减小的现象,表现出典型的压痕尺寸效应。基于Nix-Gao模型的硬度与压入深度拟合结果表明,两种磁体的硬度H₀和特征长度h~*均呈现出明显各向异性。较大的h~*值揭示出最终态磁体在较大的压入深度范围内可观察到明显的尺寸效应现象。进一步地,通过计算反映压痕尺寸效应强弱的效应因子i可知,最终态磁体的i值均比固溶态磁体的大,其中在取向平行加载方向时,i值高出58%。最终态Sm₂Co₁₇磁体中存在的胞状组织结构增强了尺寸效应因子,进而改善了Sm₂Co₁₇型磁体在弹塑变形阶段的塑性。     

微量铈对7085铝合金组织和性能影响

将微量Ce添加到7085铝合金中,采用金相分析、硬度测试、力学性能拉伸、断口扫描、能谱分析等手段,研究了添加Ce后对7085铝合金铸态组织及力学性能的影响。结果表明:添加Ce后,Ce元素在固液界面前沿富集,出现成分过冷,使二次枝晶间距缩小,细化铸态结晶组织;Ce的添加,Zn和Mg元素在晶界偏聚情况不再明显,由晶界向基体转移,使基体中合金元素增多,造成畸变能和应变能增加,为弥散相析出提供了能量条件;添加Ce后,合金抗拉强度变化不大,塑性明显提高,提高了7085铝合金的综合性能。     

铝钛硼稀土中间合金的微观组织及其细化纯铝机制研究

采用氟盐与稀土铝水反应法制取Al5Ti4RE1B中间合金,对其进行物相、微观组织和细化效果分析,通过深入观察细化处理后晶粒形貌和微区成分分析对细化机制进行了研究。XRD及EDS分析显示RE和TiAl3结合生成了Ti2Al20RE相,细化试验表明Al5Ti4RE1B比Al5Ti1B具有更强的细化能力。微观组织及面扫描结果显示细化后的晶粒呈菊花状,在花瓣的不同位置存在RE和Ti分布的不均匀性,热处理后晶粒花瓣减少,成分也趋于均匀。这是由于Ti2Al20RE相在铝液中逐渐溶解并释放出RE和Ti原子,而-αAl晶体以枝晶的方式生长,同时将稀土原子排到枝晶间,最终形成了菊花状组织及元素分布的不均匀性。     

La+Ce复合细化CuZnAl形状记忆合金

通过金相观察、拉伸和弯曲试验、电阻测量、电子探针和扫描电镜等方法，研究了Ｌａ＋Ｃｅ对ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金的微观结构和性能的影响。结果表明，复合添加微量稀土（Ｌａ：Ｃｅ＝１：１），能够明显细化ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金的晶粒组织，提高合金的综合机械性能，显著改善合金的冷加工性能。合金经过Ｌａ＋Ｃｅ复合细化后（〈０．１０％），仍具有良好的形状记忆效应，同时降低了马氏体相变温度滞后宽度，并使马氏体不易     

冷却速度对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和固溶行为的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、差热(DTA)分析等手段,研究了砂型差压铸造和金属型Mg-10Gd-3Y-Zr合金的组织和固溶行为差异.结果表明,与金属型相比,砂铸Mg-10Gd-3Y-Zr合金的晶粒明显粗大,而第二相含量则相对较少;冷却速度不仅影响了合金的铸态组织,同时也影响了合金随后的固溶行为.金属型条件下,500℃× 8 h的热处理已使第二相达到完全固溶,而砂型铸造合金则需525℃×8 h的高温固溶才能使第二相溶解完全.     

注入Y离子对Ni3Al合金高温氧化行为的影响

以40 KeV的能量和3×1017 /cm2的剂量在Ni3Al合金中注入Y离子, 利用热重分析、 X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和划痕分析等技术研究了离子注入对其900 ℃恒温氧化行为的影响. 结果表明 注入Y离子不仅改变了合金的氧化动力学, 而且改变了其氧化机理. 注入Y离子后合金氧化产物中的NiO含量大为增加, 从而降低了合金的抗氧化性能. 但Y离子的注入使NiO晶粒细化, 增强了氧化膜的塑性和粘附性.     

Al3Ti1B1RE细化剂对罐用铝材的细化效果及稀土的作用

采用XRD，OM，SEM，EDAX等探讨了一种新型Al3Ti1B1RE中间合金细化剂对罐用铝材的细化效果及RE的作用。结果表明，该细化剂对罐用铝材的细化效果优于进口和国产Al3Ti1B，且具有长效性，达6h后仍未见明显衰退，明显提高了该材料的强度和塑性；其细化效果及稳定性好的主要原因是：RE可降低铝液的表面能，增加铝液对细化核心(如TiAl3，TiB2)的润湿性，既充分发挥了异质形核作用，又防止了TiB2聚集沉淀倾向；RE也极易在结晶前沿富集造成成分过冷，阻碍了α-Al晶粒生长，并促进其在细化核心上形核；此外RE还兼有一定的净化、细化和变质作用，尤其是净化作用提高了该细化剂的冶金质量。