采用线性极化、电化学阻抗谱等电化学方法研究了连续柱状晶组织BFe10-1-1合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性能,并与普通铸造多晶组织BFe10-1-1合金进行了对比.极化曲线测试结果表明,两种合金具有相似的电化学行为,极化曲线都包括活性溶解区、活化-钝化转变区和极限电流区,但连续柱状晶组织合金腐蚀速率小于普通铸造多晶组织合金,主要是由于连续柱状晶组织BFe10-1-1合金的微观偏析程度较小,能有效避免枝晶间局部腐蚀的发生.电化学阻抗谱测试结果也表明,该合金的电荷传递电阻和腐蚀产物膜电阻均大于普通铸造多晶组织合金,具有更高的耐蚀性

设计并熔炼了成分为(Ti50Al50)100-xYx(x(atom)=0~2.0%)的合金,用金相显微镜、扫描电镜、三点弯曲试验等手段,研究了添加钇(Y)对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:钇的添加能改变TiAl合金显微组织,使γTiAl合金晶粒细化,促进γ+α2片层状组织的形成。适量钇的添加能降低TiAl合金中O、N等间隙原子含量并增加TiAl合金的室温抗弯强度和塑性;当钇的添加量超过其在TiAl合金中的固溶度时,将形成新的Ti-Al-Y三元化合物,反而会降低TiAl合金的室温强度和塑性

根据准二元合金随其中某种合金元素含量的不同,其合金电阻率发生单值变化的规律,提出了一项硅锰合金电阻法定硅的检测技术.实验结果表明,硅锰合金中硅含量与电阻率变化的关系可表示为[Si%]=-12.51+2×107ρ-4×1012ρ2,当合金中硅的质量分数小于6%时,合金中锰铁比对其电阻率变化的影响不大,定硅误差为0.005%～0.178%.用于电阻率测量的合金样品适合的尺寸为φ6.00～6.50mm、长1cm左右,可以避免试样中夹渣、裂隙等缺陷对电阻测量精度的影响

为满足锆合金热挤压时的润滑与防护需求，试制了一种锆合金热挤压用防护润滑剂，主要成分包括有机硅树脂、低软化点玻璃粉、氧化铝粉、二硫化钼、石墨粉、滑石粉、云母粉等。实验温度为700～800 ℃时，采用圆环压缩法测得涂覆有润滑剂的Zr-4合金摩擦因子为0.19～0.25，润滑效果良好。将有润滑剂防护的锆合金分别加热至700、800和900 ℃并保温1 h，未发生明显氧化，热防护性能良好。测定了有、无润滑剂条件下Zr-4合金和H13模具钢的界面接触温度随接触时间的变化曲线。当Zr-4合金和H13钢的初始界面温度分别约为700 ℃和350 ℃时，无润滑剂时Zr-4合金表面温度达到稳定的时间为7.7 s，界面换热系数由250 W·m?2·℃?1增大至2700 W·m?2·℃?1；有润滑剂时Zr-4合金表面温度达到稳定的时间延长至12 s，界面换热系数由131 W·m?2·℃?1增大至1900 W·m?2·℃?1。这表明该润滑剂具有较好的高温热障性能

针对K424精密铸造增压涡轮叶片出现的热裂问题,采用组织观察和计算模拟的方法,分析增压涡轮用K424合金特性以及涡轮叶片铸造中出现热裂的原因,并对比K418合金提出合金热裂倾向性的影响因素以及减少热裂的建议.结果表明,铸造增压涡轮热裂倾向性与合金特性及铸件特性等有关.K424合金中Al和Ti元素含量较高,导致合金中共晶组织含量多且尺寸大,与K418合金相比,热裂倾向性较大;另一方面,由于铸件叶片位置厚度小且曲率变化大,易形成应力集中,导致热裂.为减小热裂倾向性,需控制K424合金中Al和Ti元素含量并选择合理的工艺参数

第三章二元相图及合金的凝固 3-1二元相图概论 如前所述,合金的组织要比纯金属复杂,为了研究合金的组织与性能间的关 系,必须了解合金的结晶过程,了解合金中各种组织的形成及变化规律。 状态图( state diagram)表明了合金系中合金的状态与温度、成分间的关系, 表示合金系在平衡条件(即缓慢加热或冷却条件下,不同温度、成分下的各相 的关系,因此又称为平衡图(equilibrium diagram)、相图 利用相图

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Fe-36Ni合金在900～1200℃的热塑性行为，并用FactSage软件、扫描电镜及透射电镜等研究该合金热塑性的影响因素及作用机理.结果表明：合金中主要形成Al2O3+Ti305＋MnS复合夹杂，夹杂物颗粒尺寸集中分布在0.5μm以下.合金热塑性在900～1050℃受晶界滑移及动态再结晶共同影响.晶界上分布的纳米级别（200nm）夹杂物则促进显微裂纹在晶界滑移过程中的形成和扩展，损害合金热塑性.当温度高于1050℃时，较高的变形温度使再结晶驱动力大于钉扎作用力，合金发生动态再结晶，有效提高热塑性.在1100～1200℃区间内，枝晶间裂纹的形成、晶界滑移的加剧及动态再结晶晶粒尺寸增大都降低合金热塑性

Al-Si系合金在现代工业、交通等领域广泛应用，合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能.采用超声协同熔盐电解法制备Al-7S-Sc三元合金，研究探索超声作用对合金组织及强化相分布的影响.发现超声协同熔盐电解制得合金中Sc含量提高，团簇共晶硅组织和AlSi2Sc2相显著细化，共晶硅团簇尺寸由约500降低至200 μm，减小约60%，细化后AlSi2Sc2相分布均匀.超声协同电解法可显著优化Al-7Si-Sc合金组织，有助于控制改善现行工艺中合金元素偏聚、组织不均匀现象

对具有重要工程应用价值的Cu?5%Sn合金进行激光选区熔化（SLM）成形，在激光功率160 W、扫描速度300 mm·s?1、扫描间距0.07 mm条件下，合金样品相对密度可达99.2%，熔池层与层堆积密实，表面质量良好。研究发现所获合金具有非平衡凝固组织特征，其中以α-Cu(Sn)固溶体相为主，且涉及具有超结构的γ相、δ相。显微形貌主要由柱状晶与富锡网状组织构成，伴随有不同尺度界面Sn元素偏析及晶界、晶内纳米尺寸超结构合金相颗粒析出。所获合金的力学性能与同成分铸态合金或较低Sn含量SLM合金相比得到显著强化，表面硬度可达HV 133.83，屈服强度326 MPa，抗拉强度387 MPa及断裂总延伸率22.7%

通过Al-Ca复合合金钢水脱氧的平衡热力学计算，确定了钢液的氧的质量分数在3×10-6~1×10-4条件下，1600℃时的Al-Ca复合合金脱氧产物的稳定区域图.以此为基础，假定钙的收得率为100%，预测了钢液在Al-Ca复合合金Ca/Al质量比为5，加入量为M kg；Al-Ca复合合金Ca/Al质量比为0.2，加入量为M kg；Al-Ca复合合金Ca/Al质量比为0.2，加入量为0.2M kg三种不同脱氧制度下夹杂物的演变历程.结果表明，在Ca/Al=5，复合合金加入量使初始钢液中的[Ca]为0.01%，[Al]为0.002%时，夹杂物在钢液精炼过程中的演变历程为：12CaO·7Al2O3（l）/CaO·Al2O3（l）→CaO （s）→12CaO·7Al2O3（l）/CaO·Al2O3（l）→CaO （s）→12CaO·7Al2O3（l）/CaO·Al2O3（l），并确定了固态和液态脱氧产物在脱氧过程中交替形成为最理想的Al-Ca复合合金脱氧制度，可为钢铁企业脱氧剂的选择和应用提供参考和借鉴