分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 综述了镁基牺牲阳极材料的性能特点,并从组织结构、腐蚀电位、电流效率、晶粒细化等方面探讨了合金元素及热处理对镁阳极腐蚀性能的影响,为镁阳极的发展和研究提供一些思路和参考。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 采用高能微弧合金化技术沉积TiCN冶金结合涂层,用于金属双极板的表面防护。沉积过程中的参数,如输出电压、功率、频率、气流量等对沉积层耐蚀性的影响较大。随着功率增加,TiCN涂层在304不锈钢基体上的沉积圈半径由小变大,且对应酸性溶液中腐蚀电流密度随功率的增大而减小;随频率的增加,单点脉冲放电能量是呈减小的趋势,且腐蚀电流密度随频率的增大而增大,这与沉积过程中的输出能量相关。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 通过添加0-1.0%(质量分数)的Cu或Sn来合金化4343合金,获得一种熔点更低、抗塌陷性能更优良的钎焊材料。熔点测试结果表明,随Cu或Sn含量的增加,合金的固相线温度和液相线温度逐渐降低,添加1.0%的Cu或Sn后合金固相线温度、液相线温度降低10-15℃。微观组织和挤压变形后力学性能研究结果表明,随Cu或Sn含量的增加,铸态合金中含Cu的第二相量或Sn颗粒逐渐增多;热挤压后含Cu第二相趋于溶解,而Sn促进含Si、Fe第二相溶解;合金室温抗拉强度逐渐升高,但延伸率略有降低。模拟钎焊实验结果表明,添加Cu或Sn可降低4343合金的可钎焊温度,添加1.0%的Cu或Sn可使钎焊温度降低15-20℃。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 利用SEM, OM和XRD等手段分析了HK40 合金铸件铸造疏松形成原因, 并研究了添加微量B对HK40 合金的凝固组织及疏松形成的影响. 结果表明: HK40 合金铸件主要存在A和B 2 种铸造疏松缺陷. A类疏松主要由于枝晶的快速生长并架桥联接导致架桥枝晶之间区域的补缩不足引起; B类疏松产生原因是相邻枝晶间区域生长的枝晶状M7C3型碳化物堵塞枝晶间补缩通道. B微合金化能降低HK40 合金铸件较强的柱状晶生长趋势, 细化枝晶, 能抑制HK40 合金A类铸造疏松缺陷的产生. 同时, B微合金化增加了HK40 合金枝晶间共晶相的体积分数, 使枝晶间呈枝晶状M7C3型碳化物转变为层片状的M23C6型碳化物析出, 避免碳化物堵塞相邻枝晶间的补缩通道, 因而也减小了B类铸造疏松缺陷的形成倾向.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用OM, SEM和TEM对V微合金化钢与V-N微合金化钢的组织与析出相进行了分析, 研究了强化机制. 结果表明, V微合金化钢与V-N微合金化钢的显微组织主要为铁素体与少量珠光体的混合组织. 随着卷取温度的升高, V-N微合金化钢的强度呈现出先增加后下降的规律, 600 ℃时获得了最优的力学性能, 其屈服强度与抗拉强度分别达到了605与687 MPa, 延伸率为24.5%. 与V微合金化钢相比, V-N微合金化钢的铁素体晶粒更细小, 平均晶粒尺寸达到4.5 mm, 析出相更细小弥散, 尺寸在3~50 nm之间, 平均尺寸达到8.0 nm, 以及更高的位错密度. 晶粒细化、析出强化与位错强化是V-N微合金化钢具有高屈服强度的主要原因, 其中细晶强化是最主要的强化机制, 占总屈服强度的43.05%, 析出强化与位错强化对屈服强度的贡献高达34.44%.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 研究硅化物(Nb5Si3相)析出对高Nb-TiAl 合金组织及室温拉伸性能的影响. 实验结果表明, 硅化物脱溶析出温度在1000~1200 ℃之间, 析出物位于片层团晶界处、b(B2)相偏析处以及片层之间. 添加Si 元素后, 合金室温拉伸性能有所增加.因为Nb5Si3相的形成使得b(B2)相稳定元素Nb含量下降, 导致脆性相b(B2)相体积减少. 但是, 含Si 高Nb-TiAl 合金经过热处理后, 室温拉伸性能随热处理温度提高而逐步降低. 因为沿片层析出的硅化物会导致裂纹沿片层产生与增殖, 而且应力会导致硅化物进一步析出, 加速裂纹扩展. 而且, Si 的加入会导致g 相区扩大, 在1280~1300 ℃之间形成g 单相区. 硅化物析出在片层边界处, 会导致块状g+b(B2)相组织, 脆化晶界; 而硅化物析出在片层内部会导致二次g 板条形成, 割裂了初始片层组织.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及拉伸和冲击试验等方法研究了V(0.03%-0.12%)(质量分数,下同)、Si含量(0.32%-0.89%)对中碳(0.54%)珠光体车轮钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:提高V含量细化了实验钢的奥氏体晶粒尺寸、珠光体团尺寸及其片层间距,并且提高了铁素体体积分数。随着V含量的提高,由于VC沉淀强化和细化晶粒的作用,室温屈服强度和-20℃冲击韧性得到改善;但软相(先共析铁素体)增多,室温抗拉强度降低。提高Si含量显著降低了铁素体体积分数和细化了珠光体片层间距,略细化奥氏体晶粒和珠光体团尺寸;Si也促进VC的析出但作用很小。Si主要以固溶强化和细化片层间距的方式提高屈服强度和抗拉强度。结合适中含量的V(0.07%-0.08%)微合金化和较高含量的Si(0.8%-0.9%)合金化,可以使中碳珠光体钢获得较好的强韧性匹配。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用Cu模铸造方法制备了直径2 和3 mm的Zr61.5Cu21.5-xFe5Al11Sn1Nbx (x=0, 1, 2, 原子分数, %)和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金棒. 结果表明, Sn 和Nb微合金化略微降低了Zr-Cu-Fe-Al 非晶合金的玻璃形成能力. Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金具有优异的压缩塑性, 并且表现出“应变硬化”现象. 高分辨透射电镜观察显示Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12合金均为完全非晶态, Sn 和Nb微合金化后合金内部原子排列更紧密. 正电子湮没谱分析结果表明, 与Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金相比, Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金内部原子密排间隙和结构自由体积尺寸减小、总量增加. 大量弥散分布的自由体积有利于Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金剪切带的形成、分枝和相互作用, 最终改善了非晶合金的塑性.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-05 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用铜模铸造方法制备了直径2和3 mm的Zr61.5Cu21.5-xFe5Al11Sn1Nbx(x=0, 1, 2 原子分数%)和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金棒。结果表明, Sn和Nb微合金化略微降低了Zr-Cu-Fe-Al非晶合金的玻璃形成能力。Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金具有优异的压缩塑性,并且表现出“应变硬化”现象。高分辨透射电镜显示Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12合金均为完全非晶态,Sn和Nb微合金化后合金内部原子排列更紧密。正电子湮没谱分析结果表明,与Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金相比,Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金内部原子密排间隙和结构自由体积尺寸减小、总量增加。大量弥散分布的自由体积有利于Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金剪切带的形成、分枝和相互作用,最终改善了非晶合金的塑性。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 应用动电位极化、电化学阻抗谱、周浸腐蚀实验的方法研究了HRB400普通碳钢钢筋和两种Cr合金化的低合金钢筋在2%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:相比HRB400钢筋,Cr合金化的钢筋的开路电位明显正移,Cr加入提高了钢的热力学稳定性;随着Cr含量的增加,钢筋的自腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,Cr合金化的钢筋具有相对较小的电化学腐蚀速率;周浸加速腐蚀72h后,HRB400钢筋以均匀腐蚀为主,Cr合金化的钢筋以局部腐蚀为主,添加Cr可以显著降低HRB400钢筋的均匀腐蚀速率。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 对球磨时间不同的Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3混合粉末进行热压烧结制备CIGS靶材,发现在球磨时间较短时靶材出现分层,随着球磨时间延长分层缺陷消失。由此考察了粉末在球磨过程中发生的物理化学变化及其对分层的影响。结果表明:Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3三种硒化物粉末在球磨过程中发生机械合金化反应形成黄铜矿相Cu(In,Ga)Se2(CIGS)。随着球磨时间的延长,黄铜矿相结构CuInSe2(CIS)首先在Cu-Se二元化合物表面产生,并随着Ga原子的扩散逐步形成CIGS四元相。当球磨时间达到48h时,粉末由黄铜矿相CIGS和少量Ga2Se3组成。由于Cu2-xSe与CIGS晶体结构相近,因此通过外延反应的方式有效促进了CIGS的合成。球磨过程中Cu-Se二元相的消失和CIGS相的形成有助于抑制烧结过程中分层缺陷的产生。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用机械合金化-放电等离子体烧结(MA-SPS)技术原位合成近全致密的Al13Fe4/Al 复合材料. 在MA过程中采用磨球级配对材料的组织结构和性能进行了优化. 利用XRD, SEM, TEM, 显微硬度计和力学性能测试系统等手段对粉末及烧结试样的组织结构和性能进行了分析表征. 结果表明, 相同MA时间下, 采用磨球级配可有效提高球磨效果, 其粉末粒径分布更均匀, 固溶度也得到很大的提高. SPS 烧结后, 复合材料的组织由a-Al 和金属间化合物Al13Fe4 2 相构成. 金属间化合物Al13Fe4 相的形态分为大颗粒(1~2 mm)、超细颗粒(0.1~1.0 mm)和纳米颗粒(20 nm) 3 种, 其中大颗粒和超细颗粒Al13Fe4由未固溶的Fe 与Al 直接反应原位生成, 纳米颗粒Al13Fe4是Fe 从过饱和Al(Fe)固溶体中析出生成. 采用磨球级配处理的Al-10Fe 合金含有更多大颗粒a-Al 和超细颗粒Al13Fe4, 因此它具有更优的综合力学性能, 显微硬度为227 HV, 抗压强度为845.8 MPa, 最大塑性变形量为13.6 %.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用热膨胀仪测定了3 种不同钒、氮含量试验钢的CCT曲线, 观察了在不同冷速下的组织, 分析了钒的析出行为, 计算了各形核基底与铁素体的晶格平面点阵错配度, 研究了增氮对钒微合金化钢连续冷却相变行为的影响。结果表明, 增氮促进了铁素体的形成, 提高了试验钢的相变开始温度, 也提高了形成全贝氏体组织的临界冷却速率; 在冷速0.8-1.6℃/s 范围内, 低氮钢的显微组织为粒状贝氏体+板条贝氏体, 而在增氮钢内则有大量的针状铁素体; 在低氮钢中钒主要在相变前后析出, 析出物以VC为主, 增加钒含量只能提高其析出量, 不能改变析出温度和析出物的成分; 而增氮后钒在奥氏体内析出, 以VN为主; 在900℃, 奥氏体、VC和VN与铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89%和1.55%, VN与铁素体存在近似共格的低能界面, 能作为铁素体优先形核位置, 有效促进铁素体形成。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 简述了外场辅助球磨技术的发展及其在材料制备中的应用。介绍了近年来发展的介质阻挡放电等离子体辅助球磨(DBDP-milling)新技术的基本原理和方法,阐述了DBDP球磨利用等离子体的热效应、高能电子轰击效应和球磨机械力效应的协同作用,增强粉体在球磨过程中的组织细化、活性激活、化学反应等效果和机理。在此基础上,简要介绍了该方法在硬质合金、锂离子电池负极材料、储氢材料等制备中的应用。研究结果表明,采用等离子体辅助球磨制备上述材料,不仅极大提高了球磨方法制备材料的效率,而且通过形成独特的结构显著提高了材料的性能;此外,还有可能建立新的材料生产制备工艺。已取得的研究成果表明,等离子体辅助球磨技术在粉末材料细化、材料表面改性、机械合金化、复合材料制备和气固反应等方面具有巨大的潜力。