本文通过对Al-2.2Li-2.5Cu-0.2Mg合金在不同热处理条件下的金相、透射电镜观察以及力学性能测试,研究了其沉淀相变化与性能的关系。结果表明,经525℃(1h)固溶处理时,合金元素得到充分溶解。190℃时效16h合金由单一的T_1相强化,欠时效和过时效(16h)均为两相强化,其效果不如单相强化显著。时效前预变形处理可提高Al-Li合金的塑性而不降低其强度。

本文对Ti-Cu_(1-x)-Fe_x系(x=0.1-0.6)的相结构进行了测定。结果表明x=0.1和0.2的合金由γ-TiCu和CsCl型Ti(CuFe)两种相组成,其余合金为单相CsCl型结构。电子探针分析确定在γ-TiCu结构中Fe的溶解度仅为1at.-％,CsCl型结构中Cu含量可达37.5at-％。

本文研究了母相晶粒度和有序度对Cu-25.62Zn-3.97Al-0.0018B(wt-％)记忆合金形状回复的影响。试样的回复量通过圆弧弯曲法测定。建立了回复率与有序度、晶粒尺寸、晶界影响区宽度、试样变形时的应力和临界切应力之间的数学关系。形状记忆效应随晶粒尺寸变化出现极大值,随有序参数增大而线性上升,与试验结果相符。

采用光学显微镜、电子显微镜、电阻和膨胀方法研究了三种Cu-Zn-Al形状记忆合金在马氏体状态的塑性变形对马氏体转变温度、相变过程及转变循环滞后的影响。其中两种合金相变温度较高,在室温下即为马氏体状态。第三种合金A_f温度远低于室温。讨论了“第一次循环效应”的可能机制。

应用电子探针、Auger能谱仪、透射电镜能谱等微区成分分析技术研究了铸造镍基高温合金In100中微量Mg在第二相中的分布。结果表明,微量Mg偏析于MC和γ′相界面,而在其内部没有富集;Mg在MC相界面上的偏析厚度大于在γ′相界面的偏析厚度;试验结果及理论分析表明,Mg不仅是晶界偏析元素,更重要的是相界偏析元素。

用电子显微镜原位研究了Zr-2合金中的氢化锆在应力及应变作用下的析出过程。应力诱发析出的氢化锆为γ相,与基体间存在(110)_γ//(1120)_(αZr),(001)_γ//(0001)_(αZr)的取向关系。γ氢化锆沿它的[110]生长最快,形成尖劈状。当沿氢化锆开裂后,在裂纹端部又将析出氢化锆。应变诱发析出的氢化锆为δ相,与基体间存在(111)_δ//(0001)_(αZr),(110)_δ//(1120)_(αZr);或(010)_δ//(0001)_(αZr),(001)_δ//(1120)_(αZr)的取向关系。形变速率越高,δ氢化锆越细小。

提出了一个均匀化处理的新观点,指出少量液体的存在可从几个方面促进GH169合金均匀化过程,从而可使Laves相消除的时间大大缩短。叙述了有少量液体存在时Laves相消除的微观过程。

用电子衍衬技术研究了预变形6％的1018钢在疲劳过程中位错组态的演变。晶体中位错十分可动,变形态的松散胞迅速变化为主胞壁大致沿{100}的棋盘结构,再逐渐演变为位错偶墙及迷宫结构的低能位错组态。bcc和fcc的迷宫特征以及偶墙取向相似,说明位错线的滑移几何特性及相应的位错细节不是软化过程的控制因素,位错组态的能量状态对软化有重要影响。讨论了周期载荷下胞间位向差的消失以及内应力下降的过程。

对激光辐照后Ly12 CZ铝合金的疲劳寿命明显提高的原因进行了微观研究。结果表明位错胞尺寸λ在疲劳失效时都趋向于一常量λ_c。结合损伤力学建立了该材料的疲劳损伤判据及损伤演变过程,分别为: D_c=1-(λ_c/λ_0)~P D=1-{1-[1-(λ_c/λ_0)~(P(1+γ))](N/N_f)}~(1/(1+γ)

在透射电子显微镜下对铁素体-奥氏体双相不锈钢薄膜试样进行了动态拉伸试验,原位观察了裂纹尖端塑性变形过程和位错分布,发现在铁素体相和奥氏体相中,裂尖位错组态有明显差异。在铁素体相中,裂尖无位错区较大,且让错易发生交滑移,在裂纹前端形成较大的塑性区。在奥氏体相中,裂尖无位错区较小,发射的位错在其滑移面内逆塞积。两相中裂尖滑移系的选择都与裂尖Schmid因子有关。但当形变较大时,奥氏体相中裂尖二次滑移系的选择不再为裂尖Schmid因子所支配。

在不同应力比(R)条件下研究珠光体片层距(d)对疲劳裂纹近门槛区扩展的影响,测定了材料闭合应力强度因子(K_(cl))和门槛值(ΔK_(th))以及在门槛区扩展时裂纹尖端张开位移范围(ΔCOD)。

对力学性能不合格(延性偏低)的拉伸试样断口进行了金相观察、离子探针氢含量测定和扫描电镜成分分析。结果表明,造成力学性能不合格的原因可能是:材料中的含Mg的铝酸钙夹杂与氢之间存在着很强的交互作用,使其周围氢浓度显著增高,从而成为起作用的断裂源,降低了材料的宏观延性。

用微量B,Ga取代Mo的Mn-Si-Cr热轧双相钢,工艺性及CCT曲线与Mn-Si-Cr-Mo系相似。

接触疲劳实验结果表明,Cu-22％Pb滑动轴承合金疲劳破坏特性与Pb相分布有关;RE和S都能细化Pb相,但RE提高Cu-Pb合金的疲劳性能,而硫却降低其疲劳性能。

TiN是含Ti不锈钢中的主要夹杂,其数量和分布与浇注方法密切相关,它在钢水中具有一定的上浮能力,并在上浮过程中逐渐长大。钢中夹杂形成的顺序为氧化物、氮化物和硫化物。

本文根据稳态扩散和多元固溶体亚点阵理论探讨了碳化物覆层扩散处理动力学。根据简化模型,碳化物的生长速度是由碳原子在碳化物中的体积扩散系数和钢基体中的碳活度两个因素控制的。利用本文所提出的动力学方程式,对T10,45,Cr12 MoV及4Cr5MoVSi等钢在给定温度下做碳化钒覆层扩散处理时,碳化物层厚度的计算结果与实验结果基本符合。

本文运用作者提出的从三个对应的二元系的热力学性质预示三元溶液的热力学性质的新对称几何模型,推导得到三元溶液中三个组元的偏摩尔热力学性质的数学表达式。进而将这一结果应用于NaCl-BaCl_2-SrCl_2三元熔盐相图的计算中,得到此三元系的液相析出面及若干等温截面。计算所得结果与实测结果偏差小于5℃,说明此模型在一些熔盐体系中有较好的适用性。

用X射线照相座滴法测量了Cu-Fe-S系冰铜与FeO-CaO-SiO_2-MgO系炉渣之间的界面张力。实验结果的相对误差为5-9％。讨论了1200℃下炉渣中FeO/SiO_2的重量比值、渣中CaO,Fe_3O_4,ZnO及CaF_2含量对渣-锍界面张力的影响,考察了冰铜品位、温度与渣-锍界面张力间的关系。计算了渣-锍系的浮游系数和膜系数,对O,Fe由渣相向冰铜相的传输机理作了探讨。

本文研究了不同条件下形成的非易态Fe_(78)B_(13)Si_9合金在长轴和短轴方向上的热膨胀。结果表明,在所有条件下均存在热膨胀的各向异性。热膨胀系数随着冷却速度的增加而增加,但其各向异性减小;随着熔体喷铸温度的提高两者均减小。在热循环的作用下,短轴方向的热膨胀系数及其各向异性均减小;而在长轴方向的热膨胀系数却增大。我们认为热膨胀各向异性来源于原子交互作用力的方向性、原子振动频率和短程有序结构或缺陷的方向性。

研究了TiB_2/B_4C复合材料的显微组织和力学性能,发现含有20-30wt-％B_4C的TiB_2材料,强度和硬度均有显著地提高,而原有较高的K_(IC)值保持不变。TiB_2-30wt-％B_4C抗弯强度达到782MPa,维氏硬度达到26.2GPa,断裂韧性为7.2MPam~(1/2);而单相TiB_2材料的强度、硬度和断裂韧性分别为450MPa,21GPa和7.0MPam~(1/2)。本文还对强化及裂纹扩展机理进行了探讨。

在备有拉伸台的扫描电子显微镜上原位观察了V_f为22％的碳化硅晶须增强铝(SiC_W/Al)复合材料压铸态试样和T_6态试样的动态拉伸过程。结果发现外加应力达到180-190MPa时复合材料内部就已形成许多微裂纹,裂纹一般在晶须端部形成,其扩展亦有一定的规律。经过对复合材料简化模型的复变函数分析和计算,求出了晶须周围应力场,进一步通过塑性力学的分析,从理论上解释了本文所观察到的实验现象。

利用表面分析技术(AES,XPS,SIMS)研究了经氮离子注入的外科植入材料Ti6Al4V表面成分与键合态,用轮廓仪的测量结果计算了氮离子注入深度及注入氮离子的Ti6Al4V的刻蚀速率。考虑到该合金的基体效应,对AES的定量结果进行了修正。结果表明,注入到合金中的氮离子与合金中的Ti形成高硬度的TiN,N的分布近似为Gauss形式,注入总深度约为350nm,在距表面约140nm处氮量最大,N与Ti的浓度比可达1.1。

本文采用现场浸棒法与实验室中频感应炉浸棒法对Al和Si含量不同的Al_2O_3-C材料以及ZrO_2-C材料进行了抗保护渣侵蚀试验。结果表明,Al和Si的加入量之比为1时,Al_2O_3-C材料抗保护渣侵蚀性最好,但还不及ZrO_2-C材料。

本文从理论上分析了固液界面溶质分配系数与温度梯度和外力场的关系。结果表明,在温度梯度或外力场作用下,固液界面分配系数将偏离平衡分配系数值。

本文用X射线衍射法对Cu-Dy-Ni(Dy≤35wt-％)三元合金系相图的室温截面作了测定。结果如下:它有4个单相区(α,Dy_2Ni_(17),DyNi_5和DyCu_5);5个两相区(α+Dy_2Ni_(17),Dy_2Ni_(17)+DyNi_5,DyCu_5+DyNi_5,α+DyNi_5和DyCu_5+α);和两个三相区(α+Dy_2Ni_(17)+DyNi_5和α+DyNi_5+DyCu_5)。没有发现新相。Dy在α相中的最大固溶度约为2wt-％Dy。

采用化学键参数-模式识别方法总结的金属间化合物的形成、晶型和化学配比规律,建立了能检索、预报二元金属间化合物的专家系统——IMEC。可用人机对话形式提供任何二元合金系的金属间化合物的存在、晶型和化学配比的信息。

本文研究了Fe_(71)Ni_(10)B_(13)Si_4C_2非晶态合金在磁场退火时的反常磁各向异性变化。结果表明,在430℃磁场热处理时优先发生了表面晶化现象,导致垂直磁各向异性的反常增大。磁矩取向的择优性取决于压应力引起的和磁场热处理感生的两种磁各向异性。

本文利用多功能电子能谱仪,对含Si不锈钢在浓硝酸中浸泡216h后的表面膜进行了研究,结果表明,这层膜主要是Si以SiO_2形式在表面层富集。在强氧化性介质中,含Si的Cr-Ni不锈钢中的Si已成为主要钝化元素,Cr则降至次要地位。

本文提出的简捷构建完整极图的定量计算法以一张实测部分极图为约束,根据矢量法之基本方程,确定未测部分的极图。并可定量预测其它晶面的极图。整个构建过程快速、准确。本法的实施,不仅简化了X射线衍射实验,且较大幅度地降低了极图测试工作量,提高了织构分析的效率。

本文报道用离子束溅射法在单晶Si(100)衬底上沉积YBaCuO超导薄膜的实验结果。Y稳定ZrO_2层作为衬底和超导膜的中间层,具有良好的扩散阻止效果。薄膜具有强烈的c轴织构,其化学组成接近123相。薄膜的超导起始转变温度为100K,零电阻温度为78K。