本文用场离子显微镜(FIM)对金属外延层的结构进行了原子级的观察。 超晶格外延生长的条件依赖于表面能和晶格参数的匹配。在表面能匹配条件被满足的情况下,从原子级尺度来看,外延生长中存在各种缺陷,例如空位、空位团、空洞、位错和孪晶。产生缺陷主要是外延材料与衬底晶格参数失配引起的。 实验观察到在一定条件下外延生长会使金属表面合金化。可能的机制是交换扩散机制。

用TEM研究了γ/α不锈钢、铜/碳钢和黄铜/不锈钢三对不同金属爆炸焊的结合层。观察表明爆炸焊是通过接触面之间的扩散及局部熔化实现的。结合层的组织不仅和两侧金属的成分有关,还与它们的热导、熔点及再结晶温度的差别有关。由于熔区小,冷却速度快,可得到非晶、微晶,形成稳定相或亚稳相等不同组织。扩散层很薄,从几个原子距离到10~(-1)μm量级。如两种金属的热导及再结晶温度相差较大,则再结晶和回复区在热导好、再结晶温度低的一侧比另一侧清楚。形变区的组织与晶体结构及层错能有关。

研究了9％Ni钢在两相区温度保温时沉淀奥氏体的析出过程及其对低温冲击韧性的影响。结果表明:在两相区保温由于C,N及Ni的重新分布,形成富Ni,Mn及C,N的奥氏体富集区及相对纯化的铁素体富集区,两者呈深浅相间的条带状组织。中温转变的奥氏体冷却到室温时部分转变成马氏体。这种第二代马氏体与奥氏体高度细化,并交织在一起形成复杂的组织。而奥氏体中高度富集C,N及Ni,它在极低温度下仍很稳定。低温冲击断口的撕裂岭都是沉淀奥氏体密集的,它们沿撕裂方向拉长。说明细碎的马氏体与奥氏体交织的组织既保持一定的强度也提高了低温韧性,这同回转奥氏体吸收杂质纯化基体密切相关。

Ti-10V-2Fe-3Al合金水淬后,在250—450℃的时效温度范围内,随温度的升高或时间的延长,逐步发生α″→β,ω_a→ω→α,β→β+ω→β+α和β→β+α等相变过程,并波此重叠.当时效温度高于450℃,发生β→β+α转变。考察了时效组织的形态与分布,给出了α相和β相的点阵常数变化与时效温度的关系,以及硬度与时效的关系。

本文通过快凝及加硼合金化的方法改善金属间化合物Ni_3Al的韧性。实验表明:加入0.5-1.4at.-％的硼对Ni_3Al的塑性提高最有利。结构分析表明:在含1.37at.-％硼的Ni_3Al中,硼以Ni_(23)B_6弥散相及晶界偏聚方式存在;当硼量增至2.22at.-％时,硼以粗大的Ni_(23)B_6及NiB_(12)相在晶界处析出。无硼的Ni_3Al晶界为大角度晶界;当硼加至1.37at.-％时,Ni_3Al晶界以位错排列成亚晶界,以小角晶界形式存在。

实验表明,4335V钢淬火回火后析出三种碳化物:(1)M_3C,在200至700℃回火时析出,其中溶有Cr,Mn,Mo,V,随回火温度升高,Cr含量从2.6％增至19.5％;(2)M_7C_3,在400℃以上回火时析出,其中含Cr20—30％,还溶有Mn和Mo;(3)M_4C_3,在高于500℃回火时析出,其中M为V,Mo,Cr,其原子比为V:Mo:Cr≈7:1:1。 本文还研究了碳化物的形貌和分布特征,以及与淬火亚结构的关系,初步分析了它们对钢的低温冲击韧性的影响。

用紧凑拉伸实验研究了铁素体-奥氏体双相不锈钢的氢致延迟开裂过程,发现氢致开裂应力强度因子门槛值K_H随γ量增加而增加,随充氢电流密度增加而下降。氢致裂纹在α相内{100}面形核,扩展连通,最后将γ相和晶界撕裂,γ相阻碍氢致延迟裂纹的扩展,在断裂方面起到“纤维韧化”的作用。

采用电化学渗透方法,测定了氢在(α+γ)双相不锈钢中的扩散渗透曲线。氢的表观扩散系数与奥氏体含量(f_γ)的关系为:D=0.27+0.9/f_γ~2(10~(-10)cm~2/s),初步证明氢在(α+γ)双相不锈钢中主要是通过α相和γ相“串联”扩散,扩散系数D≈D_αD_γ/(f_γ~2D_α+f_α~2D_γ),其中D_α,D_γ分别为氢在α相和γ相中的扩散系数,f_α,f_γ分别为α和γ相的体积分数。

本文研究了30CrMnSiA高强钢在纯Ⅰ型、纯Ⅱ型和(Ⅰ+Ⅱ)复合型加载条件下的氢致开裂。实验表明,在1NH_2SO_4溶液中预充氢的试件在上述加载条件下均表现出氢致脆性。纯Ⅱ型氢致开裂门槛值K_(ⅡH)/K_(ⅡX)=0.27,与纯Ⅰ型门槛值K_(ⅠH)/K_(ⅠX)=0.29基本相同,而在K_Ⅱ/K_Ⅰ比值为0.27,0.4和0.81时,(Ⅰ+Ⅱ)复合型氢致开裂门槛值分别为0.36,0.41和0.37,表明纯Ⅰ型和纯Ⅱ型具有更高的氢脆敏感性。最后用自Ⅰ型加载向Ⅱ型过渡时,三轴张力和塑性变形程度这二个矛盾因素对氢致开裂的共同作用解释了上述实验结果。

在双轴加载条件下对Ⅰ型疲劳裂纹扩展进行了研究。载荷范围从0.08σ_s到0.71σ_3,包括比例加载和非比例加载。基于对Von Mises理论的讨论,提出一个新的力学参数。双轴加载条件下的弹塑性参数P成功地描述了双轴比例加载和非比例加载下的疲劳裂纹扩展。

α黄铜经表面喷丸强化后,平板弯曲疲劳强度可从90 MPa提高到130 MPa。在疲劳强度应力或高于疲劳强度应力(150MPa)的作用下,表层残余压应力不发生衰减。用透射电镜逐层观察分析强化层内的组织结构,可看到喷丸强化层内出现显微变形孪晶和面缺陷,孪晶的密度随层深加大而下降。喷丸强化后,α黄铜疲劳强度的增高和残余应力不发生松弛都与强化层内的组织结构有关。

利用HM-100型高温金相显微镜,对12Cr2MoWVTiB钢进行了γ→β相变的动态观察。研究了贝氏体栏框的铁素体针顺次生长规律。根据晶体学分析,提出了一个有关贝氏体栏框形成的多滑移转换模型。

本文研究了18Ni马氏体时效钢氢陷阱捕集行为的热放氢法。结果表明,451K峰高的变化与析出相颗粒的数量及分布有关。未时效样品捕集氢最少,时效3h最多。并测得氢陷阱放氢激活能为23.2kJ/mol。

本文借助光学显微镜,透射电镜和扫描电镜,分析了HT20-40灰铸铁于激光熔化处理后表面显微组织特征,并探讨其形成原因。

研究了用Ni-x二元相图来判断镍基铸造高温合金中合金元素x处于正偏析、负偏析或者基本不偏析状态以及偏析严重程度的可能性,并用实验验证了正确性。

本文测定了1350℃时液态金属Ca在纯Mn液中和Mn合金溶液中的溶解度,并计算出Mn液中Al及Fe对Ca的活度相互作用系数。实验结果表明Al对Ca有很强的相互作用,使Ca的溶解度增加,而Fe却使Ca的溶解度下降。本文还就液态Ca溶于Mn液的标准溶解自由能进行了估算。

采用液淬法配合自射线照相研究了反球化元素硫在铸铁凝固过程各高温相中的分布。结果表明:灰铸铁中,硫在液相及片墨中的浓度较高,在奥氏体中最低,在D型石墨共晶团的周边有富集。在球铁中,球墨中硫的浓度相对较高,液相及奥氏体中则较低。粗片墨(A型)中硫的浓度比细片墨(D型)中的高,共晶奥氏体中硫的浓度高于先共晶枝晶奥氏体。 自射线照相中乳胶的感光代表放射性物质的原子百分浓度。

利用下列组装的固体电解质定氧电池Mo/Cr,Cr_2O_3//ZrO_2(MgO)//[O],Ce_2O_2S/Mo+ZrO_2金属陶瓷,Mo.在1600℃温度下对含微量C的Fe-Nb-Ce溶液进行热力学性质的研究。实验测得1600℃时Fe液中反应Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S]的平衡常数和Ce_2O_2S的标准生成自由能分别为K=4.395×10~(-15),ΔG°_(Ce_2O_2S)=-514.786kJ·mol~(-1);Ce与Nb的活度相互作用系数为e_(Nb)~(Ce)=-2.306,e_(Ce)~(Nb)=-3.481。 随着Nb含量的增加,在微量碳含量的条件下,产物中存在NbC化合物,本文对NbC的生成问题进行了探讨,并得到1600℃时,Fe液中NbC的标准生成自由能为ΔG°_(NbC)=-87.111kJ·mol~(-1)。

在800—1200℃大气气氛中研究了直径0.1-2.0mmPd-40Ag-1Zr和Pd-40Ag-1Y合金丝的内氧化行为及其对性能的影响、内氧化深度ξ与反应时间t的关系可以表示为ξ=Kt~n,其中反应指数n=0.5-0.75。温度越高,n值越大,对内氧化抛物线规律偏离越大,活性元素Zr和Y有不同内氧化特性:含Zr合金晶界氧化速度比晶内氧化约快一倍,且沿晶界存在“侧氧化”;含Y合金晶界与晶内氧化速度相差不大,不存在沿晶界的“侧氧化”。两种合金的内氧化激活能在120—150kJ/mol范围内。讨论了两种合金的内氧化机制。

本文研究了伯胺N_(1923)与中性磷试剂(TBP,DBBP)的正庚烷溶液,从盐酸介质中对Cd(II)的协同萃取。用斜率法、等摩尔系列法确定协萃配合物的组成为(RN-H_3Cl)_2·CdCl_2·B,求得协萃反应的平衡常数分别为lgK_(12)(TBP)=2.13,lgK_(12)(DBBP)=2.37;有机相协萃配合物的生成常数分别为lgβ_(12)(TBP)=1.22,lgβ_(12)(DBBP)=1.41,计算了协萃反应的热力学函数,并对协萃配合物的IR,NMR谱进行了研究。

用X射线K吸收谱方法研究了Fe_xGe_(1-x)(x=8.7,19.1和28.5％)非晶薄膜的短程序结构。三种合金中,Ge或Fe原子的最近邻结构组态均由Ge,Fe分别形成的两个间距很小的双配位层构成。Fe含量较低的前两种合金,Ge的最近邻结构参数与非晶Ge非常相近,Fe作为Ge的最近邻原子接近于无规的代位式配位。当Fe含量达到28.5at.-％时,相应的非晶薄膜的短程序发生了很大的变化;非晶已偏离连续无规网络结构,显示出朝无规密堆结构变化的趋向。同时,还显示出在该合金中Fe-Ge原子间存在较强的相互作用。

本文用彩色金相法研究了球墨外围奥氏体壳的生长过程及奥氏体对石墨畸变的影响。结果表明,球墨外围的奥氏体壳不是连续的奥氏体层,而是由若干个楔形晶体组成。由于球墨外围奥氏体成核的有利条件不同;故在不同位置先后成核并生长。之后,互相接触形成一个壳。 经电子探针分析,沟槽中正偏析元素及低熔点金属含量高,因而沟槽液体的熔点低、凝固慢。根据沟槽的凝固速度,奥氏体壳可分成快封闭、慢封闭及不封闭三种类型,与石墨球的畸变有密切关系。

本文比较详细地讨论了和Al有共晶反应的金属颗粒在Al表面的反应铺展的过程和实质,在此基础上对Al/Cu接触反应钎焊中的Al表面氧化膜行为和接头形成机制进行了研究和探讨。

本文系统研究了93W-Ni-Fe-Co(Mn)合金切屑由氧化还原法所得回收粉的化学纯度、粒度、主量组分的存在状态及由此回收粉所制再生合金的显微和断口形貌,W晶粒与粘结相的组成,主要杂质元素的含量、结合状态与分布,同再生合金力学性能之间的关系。

本文叙述了添加稀土元素Y改善了离子镀TiN膜与基材的结合力,并且通过电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和X射线衍射相分析等手段,对稀土元素Y在离子镀TiN(IP-TiN)膜中的行为和存在形态进行了分析,进一步探讨了稀土元素Y改善IP-TiN膜与基材结合力的机制,从而肯定了稀土元素Y提高IP-TiN膜与基材结合力的作用。

通过实验,证明用最大熵方法从X射线衍射数据求径向分布函数具有忠实于已知信息、高分辨率和所需数据量少等优点,是一个值得推荐的快速优质的方法。

本文借助于DTA研究了NdCl_3-MgCl_2-LiCl三元体系的液相限。发现:本体系内有对应于NdCl_3和α-固溶体(MgCl_2,LiCl)的两个液相面和一条带有最低点的二次结晶线,其最低点M的组成与温度为:68.5wt-％NdCl_3,2.7wt-％MgCl_2,28.8wt-％LiCl;441℃。

本文研究了低碳Cr-Ni钢和低碳Si-Mn钢在3.5％NaCl盐雾介质中的疲劳裂纹扩展行为。试验结果表明:盐雾介质显著降低了疲劳裂纹萌生期,在试验的两种频率下,裂纹扩展dα/dN-ΔK曲线上出现了与ΔK无关的平台,且存在一临界应力强度因子幅ΔK值,高于此值,裂纹起裂且能连续扩展;低于此值,裂纹扩展易发生止裂现象。