快速凝固TiAl基合金稀土相显微组织的研究

利用两种不同的快速凝固方法对TiAl-RE合金中稀土相的显微组织进行了研究并与铸态组织进行对比,选择的快速凝固方法为溶体旋转法（MS）和锤钻法（HA）,试验结果表明,随着材料冷却速度的变化稀土相的显微组织发生了很大的变化,由铸态完全分布于晶粒边界之上过渡到锤砧法极细的层片和弥散分布的颗粒组织,选区电子衍射结果表明,稀土相的衍射斑点与AlCe金属间化合物一致。     

Y对Ti-47Al合金显微组织及室温拉伸性能的影响

系统研究了Ti-47Al-xY（0，0．1，0．3，0．5，0．7，1．0％）合金的显微组织及室温拉伸性能。结果发现：Ti-47Al合金的晶粒尺寸和层片厚度均随着Y含量的增加而降低；当Y含量高于0．1％时，晶内弥散分布YAl2化合物的同时，YAl2开始在晶界处偏析，且随着Y含量的增加Y的晶界偏析越严重；力学拉伸表明，带有0．3％．0．5％Y的Ti-47Al合金有较好的拉伸性能。分析得知，富集Y的YAl2化合物的尺寸及分布对Ti-47Al合金的室温拉伸性能影响起着重要的作用。一方面，组织的细化和晶内细小的YAl2相有利于性能的改善，另一方面，在高Y含量的合金中（超过0．5％Y），晶界处大尺寸YAl2相的解理断裂使Ti-47Al合金提前失效，显著恶化Ti-47Al合金的拉伸性能。这两个方面的因素综合影响着Ti-47Al合金的性能。     

混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响

研究了富La混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响。当混合稀土加入量较少时，合金中的α—Al相为明显的胞状枝晶；随着混合稀土加入量的增加，α-Al枝晶优先形核生长得到抑制，共晶Al3Fe相得到细化；当稀土加入量增至0．6％(质量分数)共晶Al3Fe相尺寸逐渐增大。并对混合稀土对共晶Al-2％Fe合金组织形态的影响机制进行了探讨。     

TiAl-RE合金中稀土相的形成机理

在TiAl合金中加入以Ce和La为主要元素的混合稀土得到普通铸态和熔体旋淬法试样，稀土元素金属间化合物AlCe(AlLa)分别存在于晶粒边界和层片结构之上。本文基于对二元合金平衡相图的分析以及应用Miedema 生成热模型对稀土相AlCe(AlLa）的形成进行了分析。结果表明，Al元素与Ce和La的亲和力远大于其与Ti之间的亲和力。因此，TiAl基合金中的富稀土相似AlCe(或AlLa)的形成存在，是必然的结果。     

混合稀土对共晶Al-2%Fe合金组织形态的影响

研究了富La混合稀土对共晶Al-2?合金组织形态的影响. 当混合稀土加入量较少时, 合金中的α-Al相为明显的胞状枝晶;随着混合稀土加入量的增加, α-Al枝晶优先形核生长得到抑制, 共晶Al3Fe相得到细化;当稀土加入量增至0.6% (质量分数)共晶Al3Fe相尺寸逐渐增大. 并对混合稀土对共晶Al-2?合金组织形态的影响机制进行了探讨.     

钇对2618合金组织及性能的影响

采用X射线，光学显微镜及扫描电镜等手段研究了2618合金中的组织与相结构，并研究了元素钆在2618合金中的存在形式及其对合金力学性能的影响。结果表明，微量钆元素在铝合金中是以化合物形式存在的；钆对合金中的铸态组织及Al9FeNi仃形态没有影响。由于微量钆的加入，降低了铜与镁在2618合金中的固溶量，减少了时效析出相A2CuMg数量，从而降低2618合金的室温强度帮在250℃的高温瞬时强度；但由于微量钆减少了铜与镁在2618合金中的扩散速度，延缓了时效机的粗化，并由于第二相数量的增多，因此提高了2618合金在250℃经100h高温热暴露后的高温瞬时强度。     

镧对Al-Ti-C晶粒细化剂显微组织与细化性能的影响

采用自蔓延＋熔铸法制备Al-Ti-C晶粒细化剂。通过光学显微镜（OM）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱分析（EDS）等手段，研究了稀土镧对晶粒细化剂的组织结构和细化性能的影响。结果表明：镧极大地提高了石墨在铝熔体中的润湿性；镧的加入改变了TiAl3和TiC的形貌、数量和分布，使块状TiAl3和非团簇状TiC均匀分布在α—Al基体上，从而对工业纯铝产生优异的晶粒细化效果。     

镱对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

在Mg-9Al-1Zn合金的基础上添加不同质量分数的Yb, 制备了4种合金. 通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析仪等手段分析了Yb的添加对AZ91D显微组织和力学性能的影响. 结果表明: Yb的加入, 显著改变了AZ91D合金的铸态组织, 细化了β-Mg17Al12相, 且β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状, 同时晶界上出现了块状的Al11Yb3和点状Al6Mn4Yb化合物. 当Yb含量为1.0%时, 该合金具有最佳的综合力学性能, 抗拉强度达到194 MPa, 比AZ91D提高22%, 伸长率和硬度也随着Yb含量的增加而提高. 研究表明, 重稀土元素Yb在镁合金中显示出与轻稀土更相近的作用效果.     

铈对高Cu/Mg比率Al-Cu-Mg合金组织和耐热性能的影响

采用拉伸测试和透射电镜(TEM),研究了微量Ce对高Cu／Mg比率的Al-Cu-Mg合金组织和耐热性能的影响。结果表明,添加0．20％Ce后,在室温到350℃测试范围内,合金的室温拉伸强度和高温耐热性能得到了提高。透射电镜分析表明,合金中的主要强化相为{111}型Ω相和少量的θ’相,添加微量Ce能细化合金中的强化相,提高强化相的高温热稳定性。     

钇对NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf合金显微组织和力学性能的影响

采用压缩实验研究了在应变速率为 1 94× 10 - 3s- 1 时随着温度的变化不同Y含量对铸造NiAl 2 8Cr 5 5Mo 0 5Hf合金力学性能的影响 ,同时 ,运用扫描电镜 (SEM)及其能谱和X射线衍射 (XRD)方法分析了合金的显微组织。结果表明 ,加入Y后 ,合金的显微组织随Y含量的增加而逐渐得到细化 ,表现为共晶团的数目增多 ,共晶团内的Cr(Mo)纤维层间距减小 ,胞界处的Cr(Mo)棒减小 ;当Y含量达到 0 1% (质量分数 )时 ,在NiAl和Cr(Mo)的相界处形成稀土化合物Ni1 7Y2 和Al3Y ,削弱了界面结合力 ,导致屈服强度和塑性下降。此外 ,压缩实验测得在不同温度下 ,0 0 5 %Y含量的合金的压缩强度和压缩率优于其它Y含量的合金 ,所以适量Y可以改善NiAl 2 8Cr 5 5Mo 0 5Hf从室温到高温的强度和塑性     

La, Ce在钛镍合金中的作用

以近等原子比钛镍形状记忆合金为研究对象，通过向其分别添加微量第三元素稀土La，Ce，利用示差扫描热分析法、X射线衍射法分析研究了稀土元素La和Ce对Ti-Ni形状记忆合金相变类型、相变温度、物相组成的影响，利用透射电子显微镜观察和分析了马氏体相的形貌1和结构。加入微量稀土元素能提高Ti-Ni合金相变程度，但是合金的物相组成无明显变化，仍为B2母相和畸变单斜马氏体相B19。结果表明，可以通过添加第三元素La，Ce得到一定工作条件下性能优良的Ti-Ni形状记忆合金，提高Ti-Ni合金在实际中的应用价值。     

稀土元素对Cu-6%Ag及Cu-24%Ag合金微观组织的影响

制备了Cu-6％Ag及Cu-24％Ag合金铸锭并进行了均匀化处理。通过在合金中添加0．1％混合稀土的方法，研究了稀土元素对高Ag含量和低Ag含量两种合金原始组织的影响。稀土元素可在一定程度上使共晶体数量增加，细化低Ag含量合金的铸态α基体晶粒，降低高Ag含量合金中被连续网状共晶组织包围的枝晶轴问距。在均匀化退火过程中，稀土元素可明显细化在α基体中析出的次生相，并使共晶组织更趋于分散和向离异共晶形态发展。     

含稀土抗蠕变压铸镁合金的开发

针对商用压铸镁合金抗高温蠕变性能较差的现状，开发了抗高温蠕变压铸镁合金，其开发的目的是针对大马力柴油发动机汽缸罩盖，其抗高温蠕变性能应该能够保障其在150℃条件下稳定工作，而且其成本的增加应该控制在AZ91D合金成本的15％以内。讨论了稀土元素Ce，Y，Nd及Ca和Si的添加对压铸镁合金在常温拉伸性能以150℃条件下的蠕变行为、显微组织的影响，以及对表面处理和腐蚀试验的影响，并进行了实际产品的压铸牛产。试验结果表明，所开发的抗蠕变压铸镁合金具有应用于汽车动力系统部件的制造并大幅度减轻重量的潜力。     

稀土盐对铝合金阳极化过程的影响

在阳极化溶液中添加稀土盐得到的铝合金氧化膜在腐蚀试验中表现出优良的耐蚀性能,现场椭圆法对阳极氧化过程的研究结果表明,稀土盐的加入,对椭圆编振参数的振荡方式没有显著影响,但却使振荡的周期和振幅发生了一些变化,由此可以推知,稀土盐的加入并未改变氧化膜的组成,但却在一定程度上影响了成膜过程,使膜的结构发生了变化。对椭圆数据进行定量分析的结果进一步表明：加入稀土盐后,氧化膜多孔层生长速率加快,阻挡层厚度增加,多孔部分变得更加致密,这种结构上的变化是阳极化膜耐蚀性能得以提高的主要原因,EDAX和TEM分析结果也证实了椭圆法研究的结果。     

稀土离子氮化层的组织结构观察和分析

将纯稀土金属镧、铈、钕分别放入氮化炉中，对722M24钢进行离子氮化处理，用金相显微镜、扫描电子显微镜以及透射电镜观察和分析比较了稀土离子氮化和普通离子氮化氮化层的组织结构，发现在相同条件下，不同稀土元素对氮化影响是有区别的，其中铈、钕对离子氮化有一定的促进作用，可以抑制硬脆的Fe2-3N相形成，改善扩散层的脉状组织，但纯镧金属阻碍氮的扩散，抑制铁氮化物生成，降低扩散层深度，不利于加速氮化进程。     

稀土对电沉积Ni-P合金镀液性能的影响

通过在电镀Ni P合金的镀液中加入一定量的镧和铈的氯化物 ,用赫尔槽实验、远近阴极实验等方法探讨了稀土元素对Ni P合金镀液性能的影响规律。结果表明 :CeCl3 ,LaCl3 以及它们的混合物的最佳添加量均为 2g·L- 1 。稀土元素的加入 ,能够显著增加Ni P合金镀液的光亮区范围 ,而且 ,这种作用在低电流密度范围内更显著。稀土元素加入到镀液中能够显著增大Ni P合金镀液的电流效率 ,并且导致电流效率随电流密度的变化趋势发生变化。实验结果还表明 ,稀土元素能够使镀液的分散能力有所提高。根据这一结果 ,从理论上推断稀土元素能够促进电沉积Ni P合金阴极过程的极化度。这一推断与阴极极化曲线的测量结果是一致的     

稀土对近共晶Sn60-Pb40软钎料合金凝固组织及高温力学性能的影响

通过加入微量稀土元素改善了软钎料合金的力学人晶Ｓｎ６０－Ｐｂ４０合金的高温接伸强度提高７０％左右。通过对共晶组织凝固过程的分析,发现稀土元素的“亲Ｓｎ”现象导致固液两相交汇点接触角的变化,并最终促使共晶组织直接在先析出富Ｐｂ相上生长,从而抑制了原始组织中粗大的富Ｓｎ相晖圈的出现,实现了金相的均匀化。