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2011年, 第47卷, 第6期 刊出日期:2011-06-11
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La和Hf对CoNiCrAl合金涂层高温氧化行为的影响
宋鹏 陆建生 张德丰 吕建国 李德江
金属学报. 2011, 47 (6): 655-662.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00713
对单一添加及同时添加La和Hf的CoNiCrAl合金进行真空高温氧化处理, 研究单一添加与同时添加La和Hf对合金表面氧化物生长机制和黏结性能的影响. 结果表明: 表面抛光的合金在1100℃氧化时, 同时添加La和Hf使CoNiCrAl合金在其表面形成了连续均匀的Al2O3, 并且具有较好的黏结性能.通过18O追踪原子氧化发现CoNiCrAlLa, CoNiCrAlHf和CoNiCrAlLaHf合金的Al2O3生长均为O2-内扩散为主的生长机制,同时伴随少量的金属离子外扩散. 单一添加La和Hf, 形成的Al2O3表面富集Cr,Co和Ni等, 且随Al2O3深度增加而逐渐降低, 这些元素促使Al2O3表面形成Ni(Co)Al2O4, 从而降低Al2O3的黏结性能. 同时添加La和Hf,没有改变O2-内扩散为主的生长机制, 但Hf能够阻碍La在氧化物/合金界面的富集,减少Ni(Co)Al2O4形成, 同时合金表面局部内氧化的钉扎效应提高了Al2O3的黏结性能.
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电弧熔炼态Laves相Cr2Nb/Cr合金的微观组织演变
李克伟 李双明 傅恒志
金属学报. 2011, 47 (6): 663-670.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00700
采用真空非自耗电弧熔炼法制备了Cr-12%Nb(原子分数, 下同)和Cr-20%Nb 2种成分合金的纽扣锭, 利用XRD, OM, SEM和EDS对电弧熔炼态纽扣锭不同位置的组织及其竞争生长进行了研究. 结果表明:Cr-12%Nb合金纽扣锭底部为细小的离异共晶, 中部和顶部则由粗大的初生Cr相和共晶组织(Cr2Nb+Cr)组成. 而Cr-20%Nb纽扣锭底部出现的是胞状层片共晶组织, 层片间距为0.3 μm, 随着距纽扣锭底部距离的增加,冷却速率逐渐降低, 凝固组织中相继出现Cr2Nb板条枝晶和花瓣状Cr2Nb枝晶. 同时, 基于TMK快速凝固共晶模型和BCT枝晶生长模型, 通过计算并比较共晶组织和Laves相Cr2Nb枝晶界面生长温度, 借助最高界面生长温度判据,很好地解释了Cr-20%Nb合金凝固组织的演变及其形成原因.
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Ti和Nb微合金化对超纯11%Cr铁素体不锈钢组织的影响
刘静 罗兴宏 胡小强 刘实
金属学报. 2011, 47 (6): 688-696.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00059
结合实验研究和热力学计算对不同间隙元素含量下Ti和Nb微合金化对超纯11%Cr铁素体不锈钢铸态、轧态和焊接热影响区(HAZ)的影响进行了研究和分析. 研究结果表明: 钢中间隙元素含量在0.0163%时Ti和Nb微合金化效果较好, 在相同的轧制工艺下可获得更好的轧态组织,相同焊接工艺条件下HAZ晶粒尺寸也较细小. 分析表明: 在相同的凝固条件下,随着C和N含量的提高及Ti和Nb的加入, 固/液两相区温度 区间增大,有助于提高柱状晶前沿过冷度, 提高非均质形核几率,进而使得铸态组织中等轴晶比例提高, 晶粒尺寸减小. 另一方面,随着Ti的加入和N含量的提高, TiN生成区域从固相区提高到固/液两相区,有助于促进高温铁素体的非均质形核.
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Q&P工艺处理低碳CrNi3Si2MoV钢中马氏体的研究
王存宇 时捷 曹文全 惠卫军 王毛球 董瀚
金属学报. 2011, 47 (6): 720-726.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00695
通过SEM, TEM, EBSD和纳米硬度等多种手段对经Q&P(quenching and partitioning)工艺处理的低碳 CrNi3Si2MoV钢中的马氏体进行了表征, 并探讨马氏体在单轴拉伸过程中的作用. 研究结果表明: 一次马氏体发生了C配分和回火析出现象, 容易腐蚀;二次马氏体呈淬火态特征, 由1个马氏体领域构成, 板条尺寸较小, 约为0.1-0.2μm,C含量和纳米硬度均高于一次马氏体, 在变形过程中能够协同组织变形,起到强化作用, 而氧化物夹杂和大尺寸的析出物是微裂纹产生和扩展的主要原因.
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Na3AlF6-LiF体系下Al的水平电解精炼
贾明 田忠良 赖延清 刘芳洋 李劼 刘业翔
金属学报. 2011, 47 (6): 727-734.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00028
在纯氟化物电解质体系下, 以原Al为阳极, 利用杂质与Al析出电位的差别,采用水平电解槽进行了Al的电解精炼提纯研究. 结果表明: 水平电解槽导致的电流密度分布不均没有对精炼过程造成不利影响, 电解过程槽电压平稳;预电解对电解质净化效果明显, 预电解后电解质中Cu, Si和P的含量分别降低到3.2×10-6, 14×10-6和1.5×10-6. 与三层液精炼Al相比,水平精炼阴极Al是沉底的, 受上层电解质保护从而减少了烧损, 电流效率最高达98.6%.最后得到的精炼Al与原Al相比, Fe, Si, Zn和Cu等杂质的含量明显降低,特别是Cu含量由14.5×10-6减少到0.9×10-6,精Al纯度达到99.99%.
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时效处理和La含量对AZ91合金组织和力学性能的影响
王社斌 祁小叶 张金玲 刘璐 许并社
金属学报. 2011, 47 (6): 743-750.
DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00560
借助XRD, SEM, EDS和显微硬度仪等分析测试手段, 研究了时效处理和La含量对真空精炼的AZ91合金显微组织和力学性能的影响. 结果表明: 时效处理可以使第二类β相大量析出, 且β相呈不连续层片状沿晶界两侧分布.随La含量的增加, β相的尺寸逐渐减小, 而α相的尺寸则呈现先减小后增加的趋势. 铸态和时效态试样的力学性能参数均随La含量的增加呈现出先增加后减小的趋势. 时效态试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率和Vickers硬度分别比铸态试样提高12.65%, 16.85%, 13.71%和37.24%. 当La含量达到0.1648%时,抗拉强度、屈服强度、延伸率和Vickers硬度分别达到276 MPa, 208 MPa, 13.85%和132 HV.
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