Al對Fe3Si基有序合金800℃氧化行為影響

借助力學(xué)性能測試及光學(xué)金相(om)和透射電鏡(tem)的觀察和分析,研究了sc含量的變化對al-2%cu合金固溶處理行為和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著sc含量增加,合金的熔點降低;520℃/20min固溶態(tài)時,合金的拉伸強(qiáng)度提高(σmax達(dá)到40mpa),晶粒組織在固溶完全時仍較細(xì)小,這要歸功于sc的加入形成了細(xì)小al3sc粒子起到很好的作用。

研究了ni-10al和ni-xcr-10al(x=3,5,10)合金在700—800℃的h_2-h_2s-co_2混合氣氛中的腐蝕行為.結(jié)果表明,添加cr可降低ni-10al合金的腐蝕速率;在700℃,ni-10al合金氧化動力學(xué)曲線遵循直線規(guī)律,而ni-xcr-10al合金的氧化動力學(xué)曲線則為多段拋物線;在800℃,所有合金的腐蝕均遵循近似拋物線規(guī)律且合金中的cr含量越高腐蝕速率越低;ni-10al合金生成含ni_3s_2和al_2o_3的復(fù)雜氧化膜;ni-3cr-10al生成不規(guī)則的al_2o_3膜,其下為crs的內(nèi)腐蝕區(qū);而ni-5cr-10al和ni-10cr-10al則生成al_2o_3薄膜.計算了混合氣氛中的平衡氧勢和硫勢,預(yù)測了合金與氣氛可能發(fā)生的反應(yīng),并解釋了腐蝕機(jī)制.

Si含量對1473K下SUS304鋼水蒸氣氧化行為的影響

研究了含mn量對共晶al-2%fe合金組織的影響。結(jié)果表明,在al-2%fe合金中加入mn后,其組織中出現(xiàn)了先析相(femn)al6,且隨著mn量的增加,先析相的數(shù)量增加,當(dāng)mn量增加到一定程度后,先析相出現(xiàn)發(fā)達(dá)的分枝。文中還對mn的影響機(jī)理進(jìn)行了探討。

為了消除粗大針狀富鐵相對al-fe合金組織和性能的不良影響,在金屬型鑄造共晶al-2%fe合金中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%~0.8%的合金元素mg,利用光學(xué)顯微鏡和電子探針研究了mg對共晶合金組織以及富鐵相形態(tài)的影響.研究結(jié)果表明:共晶al-2%fe合金組織為針狀al3fe相與(α-al)相所組成的非規(guī)則共晶組織;添加mg后,合金組織轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸渲畛跎?α-al)和枝晶間網(wǎng)狀分布共晶體所組成的亞共晶組織,富鐵相尺寸顯著降低;隨著mg添加量的增加,初生(α-al)枝晶二次枝晶間距增大,一次枝晶出現(xiàn)熔斷.

利用電鍍方法在鐵素體不銹鋼表面沉積了fe-ni合金層,研究了電鍍不同時間樣品在800℃空氣中的氧化行為。結(jié)果表明:在氧化初期,鍍層樣品的氧化增重較快。對于電鍍5min、10min和20min的樣品,氧化5h后氧化速率與基體不銹鋼的氧化速率相似;而電鍍60min樣品的氧化增重仍隨氧化時間的延長而增加。電鍍fe-ni合金層樣品的氧化增重均比基體不銹鋼的高。x射線和掃描電子顯微鏡分析表明:鍍層樣品氧化產(chǎn)物由fe2o3、(ni,fe)3o4和nio外氧化物層及cr2o3內(nèi)層組成,外氧化物層與cr2o3內(nèi)層的結(jié)合隨電鍍時間的延長而變差。

本文采用化學(xué)氣相沉積的工藝方法在鈷基高溫合金上制備了鋁化物涂層,研究了所得典型鋁化物涂層在靜態(tài)空氣中的高溫氧化動力學(xué)規(guī)律。用xrd、sem、eds等方法分析了dz40m鋁化物涂層的組織結(jié)構(gòu)及氧化產(chǎn)物的演變變化,dz40m高溫合金擴(kuò)散型鋁化物涂層在1050℃條件下氧化主要生成α-al2o3保護(hù)膜,提高了dz40m合金的抗氧化性能。經(jīng)1050℃靜態(tài)氧化150h后,大量coal相轉(zhuǎn)化為α-co相,到500h時coal涂層消失殆盡。

分別以1020℃保溫30min后空冷和爐冷得到的ta15合金為原材料,對其進(jìn)行等溫恒應(yīng)變速率壓縮試驗,研究了溫度800～950℃、應(yīng)變速率0.001～1s-1、真應(yīng)變0.51～1.20時,不同原始α片層厚度對ta15合金動態(tài)球化行為的影響。結(jié)果表明:真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線均呈現(xiàn)出明顯的流動軟化,峰值應(yīng)力和流動軟化率對α片層厚度的依賴程度較小。當(dāng)熱變形參數(shù)相同時,細(xì)片狀比粗片狀組織更容易發(fā)生動態(tài)球化,這與其在試驗范圍內(nèi)測得的變形激活能分別為597kj/mol和650kj/mol是一致的。ta15合金中片狀α除了形成低和高角度界面及強(qiáng)烈的局部剪切帶導(dǎo)致動態(tài)球化外,還有動態(tài)再結(jié)晶等其它方式。

對加入稀土(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)la0~0.087的gh230合金進(jìn)行了1000℃恒溫氧化實驗。實驗結(jié)果表明:適量la能有效地提高gh230合金的抗氧化能力和增強(qiáng)表面氧化膜的剝落抗力。但當(dāng)合金中l(wèi)a含量達(dá)到0.087%時,合金中析出富la相會降低其氧化抗力。

采用電化學(xué)循環(huán)極化曲線、fecl3溶液浸泡以及掃描電子顯微鏡(sem)等方法,研究了表面噴丸對國產(chǎn)800合金管抗點腐蝕性能的影響。結(jié)果表明,噴丸處理后800合金管的耐點腐蝕性能降低。對電化學(xué)極化試驗后的試樣進(jìn)行sem觀察,未噴丸管點蝕坑面積大,且較淺;而噴丸處理后800合金管點蝕坑面積小而深。相對于未噴丸管,噴丸處理后材料表面晶粒的細(xì)化、噴丸過程中所帶來的殘余應(yīng)力及表面變粗糙可能是800合金噴丸管耐點蝕性能降低的原因。

研究了富la混合稀土對共晶al2%fe合金組織形態(tài)的影響。當(dāng)混合稀土加入量較少時,合金中的αal相為明顯的胞狀枝晶;隨著混合稀土加入量的增加,αal枝晶優(yōu)先形核生長得到抑制,共晶al3fe相得到細(xì)化;當(dāng)稀土加入量增至0.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))共晶al3fe相尺寸逐漸增大。并對混合稀土對共晶al2%fe合金組織形態(tài)的影響機(jī)制進(jìn)行了探討。

采用金相、掃描電鏡等檢測手段,對不同鎂、錳及鐵元素含量5083鋁合金超塑性變形后微觀組織與結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。結(jié)果表明,在相同的應(yīng)變率下,鎂、錳、鐵含量高的合金(合金a)形成了由al-mg-fe及al-mg-mn金屬間化合物組成的第二相粒子,這些金屬間化合物為超塑性變形中空洞的形核提供了條件。

將al、si配比為1:1、11:9、3:2(at%)的料漿分別涂刷在帶有碳化硅內(nèi)涂層的碳/碳復(fù)合材料表面,分別在1400、1450、1500℃進(jìn)行擴(kuò)散處理制得al-si合金外涂層。另外,在1500℃靜態(tài)空氣氣氛中對al-si涂層sic-c/c試樣的抗氧化性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明,料漿比例和擴(kuò)散熱處理溫度對涂層的抗氧化性能均有一定的影響,當(dāng)料漿中al、si配比為3:2,擴(kuò)散熱處理溫度為1400℃時,所得的al-si合金涂層抗氧化17h后的質(zhì)量損失未超過5wt%。

鈦合金螺栓陽極氧化處理中出現(xiàn)顏色不一致現(xiàn)象,文中通過鈦合金螺栓加工原理進(jìn)行了分析,并通過試驗驗證了產(chǎn)生原因,并制定了改進(jìn)措施。

利用無鉻陽極氧化技術(shù)在鎂-鋰合金表面生成了陽極氧化膜,通過掃描電鏡、x射線衍射、極化曲線和電化學(xué)阻抗譜等測試技術(shù)對氧化膜進(jìn)行了表面形貌、晶相組成和耐蝕性能的研究。討論了在基本電解液里添加植酸對氧化膜性能的影響。研究結(jié)果表明:基本電解液中加入植酸后獲得的氧化膜表面形貌沒有得到很大改善,仍然存在孔洞;當(dāng)植酸的質(zhì)量濃度達(dá)到10.0g/l時,可得到表面光滑亮白、耐蝕性最好的陽極氧化膜。

采用不同熔體處理工藝獲得3種不同冶金質(zhì)量的3003鋁合金,通過gleeble-1500熱模擬試驗機(jī)對3003鋁合金進(jìn)行變形溫度為300℃~500℃,應(yīng)變速率為0.01s-1~10s-1高溫等溫壓縮實驗。結(jié)果表明,3003鋁合金具有正的應(yīng)變速率敏感性,熱變形激活能q與含雜量h呈線性關(guān)系,經(jīng)高效綜合處理的3003鋁合金熱變形激活能最低為174.62kj.mol-1,有利于材料熱塑性變形。采用加工硬化率計算不同熔體處理的3003鋁合金的臨界應(yīng)變值,獲得了經(jīng)不同熔體處理的3003鋁合金發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的臨界條件。

研究了單獨與復(fù)合添加v/nb/al元素對q345鋼奧氏體晶粒長大行為的影響規(guī)律。以astm晶粒度級別等于6.0定義實驗用鋼的實用奧氏體晶粒粗化溫度。結(jié)果表明:和fe-v處理相比,以vn12進(jìn)行微合金化可使q345鋼的奧體氏晶粒粗化溫度提高約40℃;和fe-nb處理相比,nb和v復(fù)合加入對q345鋼晶粒粗化溫度無顯著影響;al微合金化q345鋼中復(fù)合添加微量nb對其晶粒粗化溫度無明顯影響。nb、v、al的抗奧氏體晶粒粗化能力依次為:nb>al>v。

在鎂-鋰合金陽極氧化中以氨基乙酸為添加劑制取氧化膜,并討論氨基乙酸對氧化膜結(jié)構(gòu)、形貌及性能的影響。利用x射線衍射儀(xrd)、掃描電子顯微鏡(sem)、無損渦流測厚儀、極化曲線(tafel)和電化學(xué)交流阻抗譜(eis)等分析了鎂-鋰合金基體和氧化膜的組成、表面形貌、厚度以及耐蝕性,并討論其耐蝕機(jī)理。結(jié)果表明:陽極氧化膜主要由氧化鎂、氫氧化鎂和氫氧化鋰構(gòu)成;隨著氨基乙酸的質(zhì)量濃度的增加,陽極氧化膜趨于平整、致密,孔洞均勻;添加氨基乙酸形成的陽極氧化膜的自腐蝕電位正移,自腐蝕電流密度變小,當(dāng)其質(zhì)量濃度為6g/l時,氧化膜耐蝕性最優(yōu),自腐蝕電流密度為1.12×10-7a/cm2;但當(dāng)氨基乙酸的質(zhì)量濃度過高時,氧化膜耐蝕性反而下降。電化學(xué)阻抗譜對氧化膜耐蝕性變化規(guī)律的分析與極化曲線結(jié)果相一致。

為研究ti(c,n)基金屬陶瓷在高溫條件下的可應(yīng)用性,采用xrd、sem、eds等方法分析了該陶瓷在900～1150℃的氧化行為及其機(jī)理。結(jié)果表明:在900～1150℃范圍內(nèi),陶瓷氧化程度隨氧化溫度的升高而顯著增加,其質(zhì)量增加曲線近似呈拋物線形;在900℃空氣中氧化100h后,陶瓷表面生成致密氧化膜(nio+tio_2),厚度小于10μm,對基體具有保護(hù)作用;而在1150℃條件下,在致密層氧化膜(nio+tio_2)表面衍生出島狀疏松層(tio_2),100h后厚度達(dá)80μm,氧化膜逐漸失去保護(hù)作用。

第10卷第1期過程工程學(xué)報vol.10no.1 2010年2月thechinesejournalofprocessengineeringfeb.2010 收稿日期：2009-09-25，修回日期：2009-11-09 作者簡介：胡文鑫(1984-)，男，內(nèi)蒙古錫林浩特市人，博士研究生，有色金屬冶金專業(yè)，e-mail:neuhuwenxin@126.com；馮乃祥，通訊聯(lián)系人，e-mail: fengnaixiang@163.com al-si-fe合金真空熱法煉鎂過程動力學(xué) 胡文鑫，劉建，馮乃祥，彭建平 (東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院，遼寧沈陽110004) 摘要：采用收縮未反應(yīng)核模型研究al-si-fe合金真空熱還原煅后白云石制鎂過程動力學(xué)，考察了制團(tuán)壓力、還原 溫度(t)和

以50.0g/lnaoh+10.0g/lh3bo3+20.0g/lna2b4o7.10h2o為基礎(chǔ)電解液,采用恒電位模式,研究了幾種添加劑對az31鎂合金陽極氧化膜性能的影響。采用掃描電鏡、點滴實驗和極化曲線分別對陽極氧化膜的表面形貌和耐蝕性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明:硅酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為10.0g/l,檸檬酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為7.5g/l,草酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為0.2g/l。硅酸鈉增強(qiáng)了火花放電的劇烈程度,檸檬酸鈉減緩了火花放電,而添加草酸鈉后為無火花放電。

為了解決5a06鋁合金熱軋過程中的斷裂行為,采用半連續(xù)鑄造的5a06鋁合金鑄錠進(jìn)行不同開坯溫度熱軋,肉眼觀察鑄錠軋制過程中的斷裂行為,采用掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡進(jìn)行斷口觀察,為了進(jìn)一步觀察斷口晶體學(xué)特點,采用混合酸進(jìn)行了侵蝕。研究表明,5a06合金在高溫軋制時,容易產(chǎn)生斷裂,斷口表現(xiàn)為解理和沿晶混合型。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),微量元素na對5a06合金的斷裂行為有顯著的影響。na含量較低時合金熱軋塑性很高,熱軋過程中很少有斷裂情況發(fā)生;而na含量較高時則易發(fā)生脆性斷裂。研究了減少半連續(xù)鑄造5a06鋁合金鑄錠中na含量的措施。