冯中学
,
潘复生
,
史庆南
,
起华荣
,
陈亮维
,
王效琪
,
陈希亮
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.07.012
采用 OM 和 SEM 等手段对 Sr、Ca 复合添加后的 AZ31镁合金的固溶态组织进行了观察,发现Sr、Ca 元素的添加都有细化晶粒的作用.随着 Ca 含量的增加,AZ31镁合金在固溶处理过程中晶界的笔直化程度降低.说明基体中生成的 Mg2 Ca 等高温稳定相阻碍了晶界的扩散移动.对添加不同 Sr、Ca 含量的AZ31进行了挤压,观察发现随着 Ca 含量的增加,挤压后再结晶晶粒尺寸减少,但仍存在一定量的母晶.但是当 Ca 含量增加至0．9％(质量分数)时,再结晶尺寸降低的效果削弱.Ca 含量的增加提升了 AZ31镁合金的延伸性能,当 Ca 含量增加至0．6％(质量分数)时,镁合金的延伸率高达29％,但是当 Ca 含量为0．9％(质量分数)时,其延伸率与 Ca 含量为0．6％(质量分数)的 AZ31镁合金相比有所降低.
关键词:
AZ31镁合金
,
Sr
,
Ca复合合金化
,
延伸率
冯中学
,
史庆南
,
王效琪
,
陈亮维
,
徐志超
,
董家亮
,
杨应湘
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.08.021
采用DSC对Sr、Ca复合添加后的AZ31镁合金在熔化和凝固过程中的吸氧增重情况进行了观察,发现当温度高于100℃时AZ31合金就开始增重,550℃镁合金的氧化速率明显增加,在熔融状态下氧化增重比率高达1.75%,而当添加Sr、Ca含量分别为0.3%和0.6%(质量分数)时,670℃氧化速率才明显增加,熔融状态下其氧化增重比率降至0.35%,说明Sr、Ca复合添加显著降低了AZ31镁合金在高温下的氧化速率.讨论认为Sr、Ca复合添加降低AZ31镁合金的吸氧增重比率:一方面是因为Sr、Ca与O2结合生成致密的氧化膜,阻碍了镁合金的进一步吸氧增重;另一方面,Sr、Ca的复合添加提高了Mg17 Al12相的稳定性,降低了合金相与氧的反应速率.
关键词:
AZ31镁合金
,
Sr、Ca复合合金化
,
氧化增重
马维刚
,
起华荣
,
冯中学
,
王效琪
,
史庆南
,
杨钢
,
陈亮维
稀有金属
将高能球磨制备的原子比为1:1的TiNi合金粉进行等离子体真空烧结.利用XRD、EDS和SEM对合金粉和烧结样进行了成分与微观形貌的表征,同时对烧结样进行了硬度测试.结果表明:球磨22 h后TiNi粉呈非晶态粉末,球磨30h后的TiNi合金粉发生了明显的固相反应,生成了TiNi、Ni3Ti、Ti3Ni4等物相.等离子体烧结样的物相是TiNi,Ni4Ti3、Ni3Ti和Ti2Ni.平均晶粒尺寸约2μtm,平均硬度(HV)达到9000 MPa,自然时效1年后的平均硬度达到6800MPa,是常规电弧熔炼法制备的TiNi合金的2～5倍.
关键词:
机械合金化
,
Ti-Ni合金
,
等离子体烧结(SPS)
冯中学
,
潘复生
,
史庆南
,
张喜燕
,
陈亮维
,
王效琪
稀有金属材料与工程
采用XRD、SEM和DSC等手段对Sr、Ca复合添加后的AZ31镁合金中合金相的类别进行了鉴别.结果表明,Ca与Mg元素在基体中形成了Mg2Ca合金相,并不是形成生成焓更低的Al2Ca.随着Ca含量的增加,基体中Mg2Ca合金相的含量增加,当Ca含量增加至0.6％(质量分数)时,基体中出现了带状析出相,并且在Mg2Ca合金相中发现了Sr元素的存在.利用合金相形核理论论证了基体中出现Mg2Ca而不是Al2Ca的原因,计算结果表明虽然Al2Ca的生成焓比较低,但是形核时产生的化学自由能变较大.且Al2Ca合金相的弹性模量与镁基体差异太大,其形核所产生的弹性应变能比Mg2Ca大,所以阻碍了Al2Ca在AZ31基体中形成.
关键词:
AZ31镁合金
,
Mg2Ca
,
摩尔生成焓
,
化学自由能变
,
弹性应变能
凌自成
,
闫翠霞
,
史庆南
,
冯中学
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.07.024
石墨烯因其独特的电学、力学和热学等性能,作为强化相在制备轻质、高强度、强韧性的优异合金材料方面越来越受到关注.简单介绍了石墨烯制备方法和性质,综述了石墨烯增强金属基复合材料的制备方法、性能及强化机制,并对影响复合材料结构性质的因素进行了分析,同时展望了今后金属基石墨烯复合材料的研究方向及发展趋势.
关键词:
石墨烯
,
合金材料
,
金属基
,
复合材料
冯中学
,
潘复生
,
张喜燕
,
汤爱涛
,
付启涛
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.01.004
通过图像分析技术定量分析Mg17Al12相的大小和面积密度,并采用光学显微镜和扫描电镜观察Mg17Al12相在AZ61镁合金半连续铸锭的边部与心部形貌及分布上的差异.结果表明:枝晶形态可以控制Mg17Al12相的大小和分布,枝晶越发达Mg17Al12相形态越细小分布越弥散.铸锭心部的Mg17Al12比边部的细小弥散并且主要分布于枝晶间而边部的Mg17Al12相主要群聚分布在晶界处,这与普通的永久模铸的结果相反.随着冷却速率增加,Mg17Al12相在共晶中所占比例增加,铸锭边部Mg17Al12相的面积密度比心部的高.另外固相反扩散对心部的Mg17 Al12相的面积密度也有影响.
关键词:
Mg17Al12
,
冷却速率
,
固相反扩散
,
微观偏析
冯中学
,
潘复生
,
史庆南
,
张喜燕
,
陈亮维
,
陈希亮
稀有金属材料与工程
采用彩色金相与能谱对半连续浇铸的AZ61镁合金进行了组织和成分上的观察,发现冷却速率较快的铸锭边部的二次枝晶间距比冷却速率较慢的铸锭心部的二次枝晶间距大,与普通模铸的显微组织呈现的规律不同,并对这一现象进行了理论上的分析讨论.分析认为边部二次枝晶间距的异常增大与二次枝晶臂表面溶质的微观偏析密切相关,粗枝晶臂表面溶质浓度与细枝晶臂表面溶质浓度差值越大,粗枝晶臂的粗化驱动能越大,枝晶的二次枝晶间距就越大.
关键词:
二次枝晶间距
,
微观偏析
,
形核率
,
镁合金
徐志超
,
冯中学
,
史庆南
,
杨应湘
,
王效琪
,
起华荣
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.06.016
运用密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算分析了CuZr2相的电子结构及相关磁性质.计算的晶格参数与实验值相吻合.能带结构和态密度分析说明相成键峰主要来自Cus轨道,Cup轨道,Cud轨道,以及Zrd轨道.Mulliken布局分布显示了Zr向Cu电荷转移数为0.34.对电荷密度分析表明,Cu-Zr电子重叠较强,表现出明显的极性共价键.进一步对CuZr2的积分自旋态密度和磁矩的计算表明,CuZr2磁性质表现为顺磁性,其磁性主要来源于Zr元素的d轨道贡献.CuZr2的顺磁性将使ZW系镁合金产生较好的电磁屏蔽性能.
关键词:
CuZr2
,
密度泛函理论
,
态密度
,
磁性质
,
电磁屏蔽性
冯中学
,
张喜燕
,
潘复生
稀有金属材料与工程
利用密排六方金属发生层错时在层错区域由密排六方(Hexagonal Close-packed,hcp)的AB排列转变为面心立方(Face-centered Cubic,fcc)的ABC排列的特点,通过计算hcp/fcc相变所需要的能量来计算hcp金属层错能.同时,在模型中引入了空位缺陷和温度等因素.利用此模型计算Mg,Zn,Ti等3种hcp纯金属的层错能,推导出层错能随温度变化的理论计算式,计算出变化值.计算结果表明:该热力学模型适用于hcp金属层错能的计算.Mg,Zn,Ti等hcp结构金属的层错能随着温度的升高逐渐降低,化学自由能变对层错能的影响占主导地位.空位有降低层错能的作用,随着温度的升高空位密度增大,层错能降低的幅度增大.
关键词:
密排六方金属
,
层错能
,
温度
,
空位密度
冯中学
,
张喜燕
,
潘复生
稀有金属材料与工程
利用层错能的热力学模型对AZ31,AZ61,AZ91等六方系合金的层错能进行了计算,推导出溶质元素含量及偏聚对层错能影响的理论表达式.计算结果表明:该热力学模型适用于六方系合金层错能的计算,计算的结果与实验相符.其中AZ31,AZ61,AZ91合金的基面层错能在373 K时都为45 mJ/m2.镁合金层错能随着温度的升高逐渐降低,化学自由能对层错能的影响占主导地位.Al元素有降低镁合金层错能的作用,随着固溶于镁基体中Al含量的增加,合金的层错能降低.合金元素在层错区域内的偏聚对层错能造成的影响也不容忽视,溶质元素Al的偏聚增加了镁合金的层错能.
关键词:
镁合金
,
层错能
,
温度
,
元素偏聚
