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等温处理对含10wt%M0的纳米晶Fe3Al性能的影响

通过铝热反应法制备了含10wt%Mo的纳米晶Fe3Al材料,并对制得的材料进行了600和800℃的等温热处理,利用XRD和TEM研究了等温热处理前后组织的变化,并测试了应力应变曲线和屈服强度.结果表明:等温热处理前后,材料的晶体结构没有发生变化,均由无序bcc结构的Fe3Al相组成;材料经热处理后的平均晶粒尺寸和屈服强度在600～800℃之间增加显著,并在800℃等温热处理8 h后分别达到最大值43 nm和960 MPa;热处理后,材料在断裂前的最大变形量提高了15%左右,并有良好的塑性变形平台,塑性显著提高.等温热处理是一种提高纳米晶材料综合力学性能的可行方法.

关键词: Fe3Al , 纳米晶 , 等温处理 , 组织 , 力学性能

底材对添加不同合金元素的纳米晶Fe3Al基合金组织和力学性能的影响

喇培清 , 师婷 , 王鸿鼎 , 胡苏磊 , 张丹 , 卢学峰 , 魏玉鹏

材料科学与工艺

通过铝热反应法分别在玻璃和铜底材上制备了块体纳米晶Fe3Al、Fe3Al-10Mn、Fe3Al-10Cr合金,研究了不同底材和合金元素对合金显微结构和力学性能的影响.结果表明:玻璃底材上得到Fe3Al-10Mn合金为有序DO3结构,其他均为无序bcc结构;玻璃底材上得到的合金平均晶粒尺寸分别为27 nm、19 nm、23 nm;而铜底材上得到的合金分别为18nm、15 nm、22 nm;玻璃底材上得到的Fe3Al和Fe3Al-10Mn合金的屈服强度和维氏硬度有所降低,但纯Fe3Al合金的塑性较好,同时玻璃底材上Fe3Al-10Cr合金的维氏硬度和屈服强度分别提高了42.4％和20％,分别为292 HV30和960 MPa;不同合金元素对在玻璃底材上制备的合金塑性影响不大,但屈服强度有所提高.

关键词: 纳米晶Fe3Al , 底材 , 微观组织 , 力学性能

Cu对铝热法制备的Fe3Al-10％Ni块体纳米晶材料组织和性能影响

喇培清 , 刘雪梅 , 刘辉 , 卢学峰 , 魏玉鹏 , 白亚平 , 陈经民

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.6.002

通过铝热法制备了Cu含量为2％,4％,6％(质量分数,下同)的Fe3Al-10％ Ni块体纳米晶材料,用光学显微镜(OM),电子探针(EPMA),X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)表征了材料的微观结构,并测定了材料的维氏硬度和室温压缩性能.结果表明:Cu含量低(2％)时,合金保持无序bcc结构,晶粒尺寸显著下降；高Cu含量(4％和6％)使合金发生B2型有序化转变.添加Cu元素提高了材料的硬度,但不利于材料塑性的提高.添加2％和6％的Cu元素使材料的屈服强度明显增加,而添加4％的Cu元素使材料的强度明显下降.

关键词: 块体纳米晶 , 铝热法 , Cu元素 , 塑性

不同底材对亚微米亚共晶白口铸铁组织和力学性能的影响

喇培清 , 李正宁 , 胡苏磊 , 李翠玲 , 魏玉鹏 , 卢学峰 , 魏福安

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.10.007

通过铝热反应法分别在铜底材和玻璃底材上制备了亚微米亚共晶铸铁.利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及电子探针对亚共晶铸铁的组织及成分进行了研究.测试了亚共晶铸铁的硬度、压缩性能和拉伸性能.结果表明:该方法制备的亚共晶铸铁是由渗碳体以及珠光体组成,铜底材和玻璃底材亚共晶铸铁的平均珠光体层间距分别为220nm和165nm.铜底材和玻璃底材亚共晶白口铁的维氏硬度分别为564HV和552HV,抗压强度分别为2429MPa和2224MPa,抗拉强度分别为391MPa和383MPa,伸长率分别为2％和3％.

关键词: 亚微米晶 , 亚共晶铸铁 , 不同底材 , 力学性能 , 组织 , 铝热反应

废渣微晶玻璃析晶行为分析及热处理制度的优化

南雪丽 , 高一智 , 卢学峰 , 王佳亮 , 王斐 , 王超杰 , 姚智杰

人工晶体学报

以镍渣及粉煤灰为主要原料,使用熔融法制备了复合渣微晶玻璃,渣的综合利用率达到62％,依据DSC曲线确定基础玻璃的热处理制度,并利用修正的JMA方程,对其进行了析晶动力学分析.借助极差分析、XRD、SEM等测试方法探讨了热处理制度对该系统微晶玻璃的影响.结果表明:复合渣微晶玻璃析晶活化能E=91.4 kJ/mol,动力学参数k(Tp)=0.277,n=3.04,该微晶玻璃以体析晶的方式析晶且析晶能力较强,主晶相为普通辉石和透辉石;热处理制度对玻璃体系的微观组织结构及力学性能均有较大影响,且温度因素大于时间因素;经730℃保温1.5h微晶化热处理后能获得晶粒细小均匀、力学性能良好的复合渣微晶玻璃.

关键词: 废渣 , 微晶玻璃 , 析晶动力学 , 热处理

块体纳米晶/微米晶复相金属材料研究现状及其发展趋势

王鸿鼎 , 喇培清 , 师婷 , 魏玉鹏 , 卢学峰

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.04.017

本文综述了纳米晶/微米晶复相金属材料的发展历程、微观组织设计、制备方法及其力学性能与变形机制.概述了现有材料体系和制备方法的优点与不足,指出开发新工艺和进一步优化纳米晶/微米晶复相金属材料的综合性能是未来的发展趋势.

关键词: 纳米晶/微米晶复相 , 制备方法 , 变形机制 , 研究现状

高铝310S耐热钢板材的焊接性能

喇培清 , 撒兴瑞 , 刘辉 , 孟倩 , 魏玉鹏 , 卢学峰

钢铁研究学报

对铝含量为2％、4％(质量分数,下同)的310S耐热钢板材采用手工氩弧焊(TIG)的焊接方法进行焊接,利用光学显微镜对焊缝的显微组织进行分析,利用电子探针(EMPA)分析焊接母材的元素分布,并对焊接接头进行室温和高温(800℃)力学性能测试.结果表明:不同铝含量的310S耐热钢板材焊接后的组织均良好,都没有宏观裂纹及夹杂等缺陷;铝元素的加入,抑制了焊接热影响区晶粒的异常长大,细化了晶粒;高铝310S的焊接板材与母材一样具有优良的室温力学性能和高温力学性能,加铝310S耐热钢具有良好的焊接性能.

关键词: 310S耐热钢 , 铝元素 , 显微组织 , 力学性能 , 焊接性

退火时间对块体纳米晶Fe_3Al材料组织性能的影响

李翠玲 , 喇培清 , 刘辉 , 魏玉鹏 , 卢学峰 , 陈经民

材料热处理学报

在800℃下对铝热反应法制备的含10%Ni的纳米晶Fe3Al材料进行了不同时间的等温热处理,保温时间分别为4、8、12、16、20、24和48 h。利用XRD和TEM分析了不同保温时间下材料的平均晶粒尺寸,并对硬度进行了测试,研究了晶粒尺寸变化趋势以及硬度变化规律,探讨了两者之间的变化关系。结果表明：材料的平均晶粒尺寸在不同时间的退火处理后,呈现出两次减小,两次增大,最后趋于平稳的过程。晶粒尺寸在4 h等温处理后达到最小值16 nm,在24 h等温处理后达到最大值35 nm。存在一个临界值dc=20 nm,当晶粒尺寸小于dc时,维式硬度和晶粒尺寸之间满足反Hall-Petch关系,当晶粒尺寸大于dc时,两者之间呈现正的Hall-Petch关系。16 h退火处理后维氏硬度最大为490 HV,24 h退火后维氏硬度最小为410 HV。

关键词: 纳米晶Fe3Al , 退火时间 , 晶粒尺寸 , 维式硬度 , Hall-Petch关系

高铝304不锈钢热轧态的显微组织和力学性能

喇培清 , 孟倩 , 撒兴瑞 , 周毛熊 , 魏玉鹏 , 卢学峰

材料热处理学报

轧制了不同Al含量(0、2％、4％)的304不锈钢,利用OM、XRD、EPMA研究其轧制态显微组织,并对其力学性能及耐腐蚀性进行研究.结果表明:随Al含量的增加,合金基体由单一的γ相转变为α+γ双相组织,Al元素分别以固溶和Al4C3沉淀相的形式分布在基体上,随Al含量增加,析出的Al4C3相增多.合金的强度随着Al含量的增加,先降低后增加,而伸长率逐渐降低.利用SEM分析合金的断口形貌表明,其断裂形式均为韧性断裂.合金腐蚀速率随着Al含量增加明显降低,含4 mass％Al304比304耐晶间腐蚀性能提高一倍以上.Al4C3相的析出减少了贫铬区及合金表面形成更为稳定的Al203钝化膜是其耐蚀性提高的主要因素.

关键词: 热轧304不锈钢 , Al元素 , 显微组织 , 力学性能 , 耐腐蚀性

工艺参数对燃烧合成硼粉的纯度和粒度的影响

喇培清 , 周毛熊 , 鞠倩 , 卢学峰

功能材料

以B2O3粉为原料，Mg粉为还原剂，采用燃烧合成法制备硼粉，研究了不同的工艺参数（反应物量、反应配比和压片压力）对燃烧合成制备的硼粉纯度和粒度的影响，并确定了最佳工艺参数。通过扫描电镜（SEM）和能谱对产物进行分析，结果表明，反应物量为100g时产物粒度最小，硼元素的含量最高；反应配比（摩尔比）为1时粒度最小并且硼元素的含量最高；压片压力为5MPa时粒度最小，10MPa时硼元素的含量最高。

关键词: 制备 , 燃烧合成 , 工艺参数 , 硼粉

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