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Cu-10Ni-4.5Sn弹性合金的固溶时效与组织性能研究

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.04.010

作为生产仪器、仪表和电器等产品中的重要组成元件的弹性材料,Cu-Ni-Sn系合金以其优良的抗应力松弛、耐磨、抗蚀、高弹、高强及导电热稳定等特性被大量用于制造各种形式的弹性元件.以Cu-10Ni-4.5Sn合金的冷轧板坯为对象,研究冷轧加工及热处理工艺条件(固溶温度与时效温度及保温时间)对合金的组织及性能的影响.试验研究表明:固溶处理前进行冷轧变形可使晶粒破碎,利于固溶处理中溶质原子在合金中形成均匀弥散分布的过饱和固溶体.固溶处理温度的高低不仅影响第二相在基体中的溶解程度,还影响合金的回复再结晶过程进行的程度.溶质原子的固溶度及晶粒尺寸共同作用于后续的时效处理过程,影响强化效果.研究采用全面试验的形式,对各种状态下合金的组织及性能进行检测分析,变形程度为68%的Cu-10Ni-4.5Sn合金冷轧板坯为原料的最佳热处理条件是800℃×1 h固溶处理,经总加工率为85%冷轧,400 ℃ x6 h时效处理后的带材,其抗拉强度为1275.9 MPa,维氏硬度为378.6 Hv,伸长率为3.0%,电导率为15.1%IACS.

关键词: Cu-Ni-Sn合金 , 固溶 , 时效处理 , 组织结构 , 抗拉强度及硬度 , 电导率

窄缝通道中液氮的临界热流密度实验研究

张鹏 , 尤国春 , 任欣 , 王如竹

工程热物理学报

本文在实验的基础上对窄缝通道中液氮的临界热流密度进行了实验研究.实验针对3个不同长度和间距尺寸的窄缝通道在多方位倾角的情况下进行.实验测量结果显示窄缝的方位倾角和窄缝的间距尺寸对临界热流密度有很大的影响.临界热流密度随窄缝间距尺寸的减小而减小,随着窄缝倾角的变化先增加(0°～90°)后减小(90°～180°),而窄缝长度对临界热流密度的影响作用较为复杂.通常,临界热流密度在倾角为90°时达到最大值.

关键词: 液氮 , 窄缝 , 临界热流密度 , 倾角

Cu、Mg含量对Al-Cu-Mg-Fe-Ni铝合金组织性能的影响

任欣 , 王浩军 , 李红萍 , 邵宇光 , 张洪辉 , 王家淳

材料热处理学报

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸力学性能测试及热力学计算等手段,研究了Cu、Mg成分对Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金中形成S(Al2CuMg)相的数量及其室温力学性能的影响,为优化Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金中Cu、Mg成分奠定基础.结果表明:Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金中S(Al2 CuMg)相的数量主要取决于Cu元素的含量;增加合金中的含Cu量,可获得较大数量的S(Al2CuMg)相,大大提高了合金的室温强度;Mg元素在形成S(Al2CuMg)相后仍有富余,过量的Mg溶于α(Al)中产生固溶强化作用,使合金室温强度得到提高.

关键词: Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金 , Cu、Mg含量 , 组织与性能 , 热力学计算

2A70耐热铝合金铸态组织及均匀化处理工艺

任欣 , 张军利 , 王昭 , 刘坚 , 张洪辉 , 王兴瑞

稀有金属材料与工程

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)及X射线衍射分析仪(XRD),分析2A70耐热铝合金的铸造组织,研究其合理的均匀化热处理制度.同时,采用Thermo-Calc热力学计算软件,模拟Al-2.4Cu-1.5Mg-1.1Fe-1.1Ni合金的非平衡凝固路径,分析2A70合金在凝固过程中的析出相种类,并计算该合金低熔点共晶组织的转变温度,为研究2A70合金的铸态组织及均匀化工艺提供理论依据.结果表明:模拟计算所得2A70合金在凝固过程中主要析出a-A1、A12CuMg、Al2Cu、AlgFeNi、Al7Cu4Ni及A17Cu2Fe,与实验分析结果一致,且计算所得低熔点共晶组织转变温度可近似替代实验结果;该合金合理的均匀化热处理制度为490℃/12～16 h+520℃/12 h,在高温长时均匀化过程中,非平衡共晶组织得到较彻底的回溶,A19FeNi、A17Cu4Ni及Al7Cu2Fe难溶相未发生明显变化.

关键词: 耐热铝合金 , 热力学计算 , 均匀化热处理 , 微观组织

毛细管中液氮的沸腾传热特性实验研究

张鹏 , 任欣 , 王如竹

工程热物理学报

在本研究中,采用控制热流密度的方法对放置于毛细管中的细小加热丝在液氮中的传热特性进行了实验研究,在实验中详细研究了毛细管直径尺寸d(0.24～3.8 mm)和位置倾角θ(0°～90°)对传热特性的影响.实验结果表明毛细管的直径尺寸和位置倾角对传热性能有很大的影响,在一定的范围内对传热具有强化作用.

关键词: 液氮 , 毛细管 , 沸腾传热

液氮中导线加热丝的沸腾传热特性研究

任欣 , 张鹏 , 王如竹

工程热物理学报

本文以50 μm的磷青铜丝作为加热丝和测温元件,采用控制热流密度的方式测量了0°～90°倾角下加热丝在液氮中的沸腾曲线,结果表明:核态沸腾在增加热流密度时存在滞后现象;Bromley公式能准确的预测出膜态沸腾换热曲线的斜率,Zuber模型和Kutateladze公式预测水平细加热丝的CHF误差在15%以内;对于Leidenfrost热流密度的预测,常温流体的计算模型并不适用;CHF随倾角的变化较大,且大于加热平面在相同倾角下的变化幅度.

关键词: 液氮 , 沸腾传热 , 加热丝