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Al-11.80Cu-24.22Mg三元包共晶合金的凝固机制

闫二虎 , 李新中 , 徐达鸣 , 赵光伟 , 周建新 , 郭景杰 , 傅恒志

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00346

采用液淬方法对Al-11.80Cu-24.22Mg(质量分数,％)三元包共晶合金在不同温度下淬火,而后,对其相组成和凝固组织进行了研究,对凝固组织的演化规律以及凝固机制进行了分析.实验结果表明,该合金凝固过程中确实发生了三元包共晶反应,初生相为S相(Al2CuMg),包共晶组织为α-Al相和T相(Al6CuMg4)组成,最终凝固组织由残余初生S相、包共晶组织(α-Al+T)、两相共晶(α-Al+T)及三相共晶(α-Al+T+β)组成；虽然包共晶组织中和两相共晶中含有相同的相,即α-(Al)相和T相,但二者的组织形态不同,包共晶组织呈“条带状”,而两相共晶呈规则的“蛛网状”和“球状”.此外,三元包共晶反应时,包共晶组织依附于初生S相的周围生长,随着冷却速率的增加,三元包共晶反应变慢甚至被抑制,致使初生S相剩余而滞留在基体中.

关键词: 三元包共晶 , 液淬 , 组织演化 , 凝固机制

Nb-Ni-Ti三元合金渗氢膜的研究进展

闫二虎 , 孙立贤 , 徐芬 , 李新中 , 郭景杰

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.09.014

Nb-Ni-Ti三元合金具有较低的成本、较高的氢渗透性、良好的抗氢脆性及热稳定性,被认为是新一代在高温氢分离应用中的首选膜材料之一.简要回顾了氢分离渗透膜在近年来的发展历史,总结了目前Nb-Ni-Ti合金系氢分离渗透膜的制备技术;同时结合笔者在本领域的研究,着重分析了该合金系氢分离渗透膜的氢渗透理论及影响因素;最后展望了Nb-Ni-Ti三元合金系氢分离渗透膜的发展趋势.

关键词: 渗氢机理 , 膜制备 , 金属膜 , Nb-Ni-Ti合金

基于Thermo-Calc和微观偏析统一模型对Al-6.32Cu-25.13Mg合金凝固路径的预测^*

闫二虎 , 孙立贤 , 徐芬 , 徐达鸣

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00492

采用微观偏析统一模型并耦合Thermo-Calc研究了Al-6.32Cu-25.13Mg (质量分数, %)合金在不同冷却速率R_f和固相反扩散系数Φ下的凝固路径. 结果表明: 冷却速率对合金的凝固路径影响较小, 即不同冷却速率下合金的凝固路径均为: (L+α)→(L+α+T)→(L+α+β+T); 固相反扩散系数对合金的凝固路径影响较大, 当Φ由0逐渐增大至1时, 合金的凝固路径由(L+α)→(L+α+T)→(L+α+β+T)逐渐过渡为(L+α)→(L+α+T); 随着R_f的降低, 显微组织中初生相体积分数V_α基本不变, 两相共晶体积分数V_2E增大而三相共晶体积分数V_3E减少, 上述参数满足: V_2E=-2.5lgR_f+64.9, V_3E=2.5lgR_f+22.12, Φ的增加使得显微组织中的V_α和V_2E变大而V_3E变小. 结合实验研究了Al-6.32Cu-25.13Mg合金在上述不同冷却速率下的凝固路径及各相体积分数, 结果显示, 实验结果与模拟结果吻合较好.

关键词: Al-Cu-Mg三元共晶合金 , 凝固路径 , 微观偏析统一模型 , Thermo-Calc

Nb-Ti-Co氢分离合金近共晶点处的显微组织及其渗氢性能

闫二虎 , 李新中 , 唐平 , 苏彦庆 , 郭景杰 , 傅恒志

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00474

探寻了Nb-Ti-Co氢分离合金的共晶点成分并利用Bridgman定向凝固实验对其进行验证,研究了近共晶点处9种合金的显微组织、氢渗透性能及氢脆现象,并与贵金属Pd的氢渗透性能进行比较.结果表明,Nb-Ti-Co三元合金中完全由共晶Nb(Ti,Co)+TiCo相构成的合金成分为Nb31Ti35Co34;当Bridgman定向凝固实验的抽拉速率为5μm/s时,共晶组织中的2相呈现出规则的共生生长.9种合金中完全由共晶相构成的合金在673.5 K具有最大的氢渗透系数2.7×10-8 mol/(m·s·Pa0.5),是相同条件下Pd的氢渗透系数的1.72倍;Nb含量相同时,随着Ti/Co比值的降低,氢渗透系数逐渐减小.氢渗透过程中,合金膜内部的初生TiCo相作为裂纹源首先萌生裂纹,而后以此发生二次裂纹现象并逐渐向膜边缘扩展;当TiCo相体积分数小于5％时,共晶Nb(Ti,Co)+TiCo相抵消原有初生TiCo相上的裂纹源,使得合金膜具有良好的抗氢脆性能.

关键词: Nb-Ti-Co合金 , 显微组织 , 氢渗透系数 , 氢脆

基于Thermo-Calc和微观偏析统一模型对Al-6.32Cu-25.13Mg合金凝固路径的预测

闫二虎 , 孙立贤 , 徐芬 , 徐达鸣

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00492

采用微观偏析统一模型并耦合Thermo-Calc研究了Al-6.32Cu-25.13Mg(质量分数,％)合金在不同冷却速率Rf和固相反扩散系数Φ下的凝同路径.结果表明:冷却速率对合金的凝固路径影响较小,即不同冷却速率下合金的凝固路径均为:(L+α→(L+α+T)→(L+α+β+T);固相反扩散系数对合金的凝固路径影响较大,当Φ由0逐渐增大至1时,合金的凝固路径由(L+α)→(L+α+T)→(L+α+β+T)逐渐过渡为(L+α)→(L+α+T);随着Rf的降低,显微组织中初生相体积分数Vα基本不变,两相共晶体积分数V2E增大而三相共晶体积分数V3E减少,上述参数满足:C2E=-2.5lgRf+64.9,V3E=2.5lgRf-22.12,Φ的增加使得显微组织中的Vα和V2E变大而V3E变小.结合实验研究了Al-6.32Cu-25.13Mg合金在上述不同冷却速率下的凝固路径及各相体积分数,结果显示,实验结果与模拟结果吻合较好.

关键词: Al-Cu-Mg三元共晶合金 , 凝固路径 , 微观偏析统一模型 , Thermo-Calc

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