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近共晶Al-Si合金的晶粒细化

孙瑜 , 吴振平 , 柳秉毅 , 孙国雄

中国有色金属学报

研究了Al-Sr变质剂和锆复合盐细化剂对高近共晶Al-Si合金宏观/微观组织的影响.结果表明:单一Al-Sr变质剂的加入,不仅改变了共晶硅的形貌,同时对合金的组织也有较明显的细化作用.这可能是由于锶的加入,改变了液态金属的结构,导致枝晶尖端前沿生长过冷度增加,降低了枝晶α(Al)固液界面能.当Al-Sr变质剂和锆复合盐细化剂共同作用时,随着熔体中锆含量的增加,铸锭的晶粒度显著减小,当熔体的锆含量超过0.35%,可获得细小、分布均匀的等轴晶,其宏观晶粒尺寸为100~120 μm.与Al-Zr中间合金相比,无论是细化效果还是抗衰退的能力都优于中间合金.

关键词: Al-Si合金 , 变质 , 晶粒细化 , 宏观/微观组织

高碳钢/不锈钢TLP扩散连接层组织及形成机理

柳秉毅 , 杨宗辉 , 初雅杰 , 谈淑咏 , 陈锐杰

材料热处理学报

用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度分析等方法研究了65钢和TI0钢与304不锈钢瞬间液相(TLP)扩散连接形成的结合区组织,并对其形成机理进行了探讨.结果表明,以铜箔作中间层,采用TLP扩散连接工艺可实现高碳钢与不锈钢之间的良好冶金结合;结合区组织为明显的层状结构,从高碳钢向不锈钢方向依次为铜扩散层、高碳富铬层和定向生长的铁-铬-镍柱状晶层.分析认为,高碳钢/不锈钢TLP扩散连接过程具有明显的不对称性.高碳钢/铜液界面析出的强稳定性高碳富铬层具有屏蔽作用,阻止高碳钢母材向铜液中溶解;而不锈钢母材则持续向铜液中溶解,溶解的铁、铬、镍原子经最短扩散路径朝高碳富铬层一侧迁移,进而发生等温凝固并择优定向生长出铁-铬-镍固溶体柱状晶区.

关键词: 高碳钢 , 不锈钢 , 瞬间液相扩散连接 , 组织 , 形成机理

纳米 SiC 浓度对 Ni/纳米 MoS2基复合镀层结构和耐磨性能的影响

王红星 , 谈淑咏 , 柳秉毅 , 沈彤

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.10.010

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含纳米 SiC 的 Ni/MoS2基复合镀层。研究纳米 SiC 浓度对复合镀层微观形貌、组织结构、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米 SiC 后,Ni/MoS2复合镀层的微观形貌产生明显的变化,随镀液中 SiC 浓度的增加,复合镀层表面致密度提高;镀液中纳米 SiC 浓度在1.0~1.5g/L 时,组织由 Ni+MoS2+SiC 组成;纳米 SiC 为1.5g/L 时,显微硬度达到最大,为505HV,摩擦因数为0.28,分别为纯 Ni/MoS2的1.6倍和1/2。复合镀层的磨损机制以磨料磨损为主。

关键词: Ni/MoS2 基复合镀层 , 纳米 SiC , 耐磨性能

CeO2对渗Si层组织和耐磨性能的影响

王红星 , 柳秉毅 , 杨少锋 , 张炎

材料热处理学报

采用料浆包渗法,以SiO2粉为Si源,纯Al粉为还原剂,NaF和NH4Cl作为复合活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在Cu表面预先镀Ni层随后900℃、12h表面渗Si,制备渗Si层.分别研究了CeO2和Al粉含量对渗Si层组织和摩擦性能的影响.结果表明:当铝粉含量20%时,CeO2含量由3%增加到6%,渗层组织为Ni2Si+ NiSi相;当CeO2含量6%时,铝粉含量由20%增加到30%,渗层组织变化过程:Ni2Si+ NiSi→NiAl→Ni2Al3相,包渗过程由渗硅向渗铝转变;两种渗层的最小摩擦系数都约为纯铜的1/5.

关键词: Cu基体 , Ni-Si金属间化合物 , Ni-Al金属间化合物 , 摩擦系数

Fe-Mn-Si基SMA的研究应用进展

王红星 , 王再友 , 杨少锋 , 柳秉毅 , 张炎

材料导报

概述了Si、Mn、Ni、Cr、C等化学元素,第二相沉淀析出,预变形时效和热机械训练等对Fe-Mr-Si基合金记忆效应的影响规律及提高途径,概括了Fe-Mn-Si基合金疲劳性能、磨损和多相流损伤抗力等方面的应用研究进展,总结了Fe-Mn-Si基合金生产应用现状.

关键词: Fe-Mn-Si合金 , 第二相析出 , 疲劳性能 , 磨损

包渗温度对W6Mo5Cr4V2钢渗硼层组织和性能的影响

王红星 , 王再友 , 柳秉毅 , 宋云云 , 张炎

材料热处理学报

采用浆料包渗法,以B4C为供硼剂,NH4Cl+KBF4为复合活化剂,SiC为填充剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在W6Mo5Cr4V2高速钢表面制备渗硼层.研究了渗硼温度对渗硼层组织和性能的影响.结果表明:包渗温度650℃时,渗硼层组织以Fe2B相为主,在750℃、850℃时,形成了V2B3相,在950℃时渗硼层组织中出现了Fe2Si04B06相;渗硼层的显微硬度随温度的升高先增后降低,其最小显微硬度值为810 HV,为基体的(235 HV) 3.5倍;渗硼层最小摩擦系数为0.12,为基体的1/3.磨损机制在750℃时发生转变,由粘着磨损为主转变为磨料磨损为主.

关键词: W6Mo5Cr4V2高速钢 , 渗硼温度 , 耐磨性能

料浆包渗温度对渗Si层组织结构和性能的影响

王红星 , 杨少锋 , 柳秉毅 , 张炎

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.02.014

纯铜表面预镀Ni,随后采用料浆包渗法,以SiO2粉为Si源,纯Al粉为还原剂,NaF和NH4Cl作为复合活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为黏结剂,在Cu表面预先镀Ni层随后料浆包渗制备渗层.研究了包渗温度对渗Si层组织和力学性能的影响.结果表明:随包渗温度的增加,渗层组织出现以下转变:Ni31 Si12→Ni31 Si12+Ni2Si→Ni31 Si12+Ni2 Si+NiAl,包渗过程由渗Si为主转变为Si-Al为主;渗层硬度降低;摩擦因数由750℃时的0.17增加到950℃时的0.33.

关键词: 渗Si渗层 , Ni-Si金属间化合物 , 摩擦因数

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