弥散强化

摘要： 为了研究TiN含量对AlCoCrFeNi高熵合金微观组织和力学性能的影响,采用真空电弧熔炼方法制备了AlCoCrFeNi(TiN)_(X)高熵合金,利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机和压缩试验机对合金的微观组织和力学性能进行测试和分析.结果表明:AlCoCrFeNi(TiN)_(X)高熵合金以体心立方(BCC)结构为主,TiN使其发生严重的晶格畸变,致使BCC结构主峰向左偏移;晶界处析出纳米颗粒,致使其塑性降低,合金强度先升高后降低;随着TiN的添加,弥散强化增强,合金的磨损机理从粘着磨损转变为磨料磨损,合金硬度增加,耐磨性能增强;当TiN摩尔值为1.0时,合金具有最小摩擦系数0.28,最大硬度625HV.

摘要： 第二相的形貌和尺寸对氧化弥散强化钼合金的强化效果有很大影响。采用一种新策略来调节第二相Y_(2)O_(3)颗粒,研究颗粒形状和尺寸对烧结Mo−Y_(2)O_(3)合金力学性能的影响。结果表明,由于集中分布在晶粒内部第二相颗粒的钉扎位错,粒径小于200 nm的球形颗粒的强化效果最佳。添加粒径为105 nm球形Y_(2)O_(3)颗粒的钼合金抗拉强度提高约43.8%,抗拉强度提高幅度远高于粒径为322 nm的第二相纳米球强化的钼合金(8.3%)。同时,在粒径相近(约100 nm)的情况下,球状比一维棒状第二相的强化效果更好。

摘要： 通过固液掺杂、等静压压制、中频烧结的方法,制备了不同的氧化镧、氧化钇、氧化锆三元掺杂成分比例的钨电极材料烧结棒材,探究了不同成分配比对样品显微组织、第二相粒子分布以及宏观力学性能的影响。结果表明,氧化镧、氧化钇、氧化锆三元复合添加能够有效改善第二相粒子在钨基体中的分布形态,降低第二相在晶界的过度富集,提高钨电极材料的综合力学性能。并且当添加成分镧、钇、锆质量比为3∶1∶1时,材料具有最好的综合力学性能,致密度可达96.04%,显微硬度可达549.37 HV_(0.3),抗压强度可达3 785 MPa,原因是此配比下第二相粒子最为细小均匀,弥散程度最高,对基体晶粒的细化作用最好,该配比下钨基体平均晶粒尺寸达到10.3μm。

摘要： 锆(Zr)元素是铝合金中研究较为深入、实际应用较为广泛的微合金元素之一。由于Zr在铝中具有低的固态扩散速率且可形成低密度、高熔点、低界面错配度的Al_(3)Zr弥散相,因此合金展现出高温下服役的潜力。然而,Al_(3)Zr粒子的弥散强化效果主要受到粒子低数量密度或体积分数的制约;此外,多元合金体系凝固、变形、热处理过程中多组元间交互作用复杂,Al_(3)Zr弥散强化与各体系中本征相强化作用往往难以兼得,上述问题均对合金的力学强度造成了不利的影响。本文综合近年来的相关报道,对含Zr铝合金中Zr的存在形式、析出和粗化行为以及强化机制进行了概述;简要介绍了复合微合金化促进Al_(3)Zr析出机理与最新研究结果;对某些体系铝合金中Zr微合金化的应用进行了归纳与总结,结合当前新型耐热铝基合金发展的新趋势,指出铝合金内Zr的微量添加对调控微结构、提升室温和高温强度的重要意义。

摘要： 为提高孕镶金刚石钻头胎体性能,使其更好地满足钻探需求,向WC–青铜基胎体材料中加入纳米NbC和纳米WC颗粒,研究其对胎体力学性能、微观结构的影响。利用配方均匀设计法、回归分析和规划求解得到纳米颗粒的最优添加量,并烧制钻头开展室内钻进试验。结果表明:加入纳米NbC和纳米WC后,WC–青铜基胎体材料的硬度和抗弯强度最高提高25.23%和5.73%;含金刚石的胎体材料的耐磨性明显增强,其磨耗比最高升高57.4%;金刚石与胎体之间结合得更加紧密。纳米颗粒强化后的孕镶金刚石钻头的机械钻速提高19.63%,单位进尺工作层消耗减少32.84%,说明纳米颗粒能强化孕镶金刚石钻头,提高其钻进效率,并延长钻头寿命。

摘要： 重点综述了国内外关于氧化物或碳化物作为强化相的钨基面向等离子体材料的力学性能、氢滞留特性以及辐照损伤,发现制备工艺和强化相含量是影响钨基面向等离子体材料力学性能的主要方面,而均匀分散的强化相颗粒所致使的组织致密化程度更高是钨基材料力学性能提高的主要因素。其次,阐述了晶界和晶内的强化相颗粒分散不均表现出的位移损伤、气泡、绒毛、微裂纹等缺陷都将增加材料对氢同位素的捕获几率,以及等离子体辐照造成的脆化硬化将降低材料的抗热冲击性能。最后分析了近些年弥散强化钨基面向等离子体材料存在的关键基础问题,展望了未来弥散强化钨基材料的主要发展趋势,期望为开发优异的抗高热负荷和辐照损伤的钨基材料方面提供重要参考。

摘要： 为了获得非常规油气资源开采所需的高强度、高韧性套管产品,以C-Mn系中碳低合金热轧管坯为试验材料,通过930°C淬火+470~550°C系列温度回火热处理工艺研究了该套管管材的强韧性匹配规律。结果显示:随回火温度升高,管材强度呈下降趋势,冲击韧性先增后降。其原因在于随着回火温度升高,马氏体板条发生回复和再结晶,过饱和碳析出并形成弥散分布碳化物,导致管材强度降低且韧性升高;随着温度继续升高,碳化物发生偏聚和粗化,强化作用和晶界强度减弱,导致管材强度和韧性降低。研究表明,在930°C淬火/55 min+(510~530)°C回火/110 min热处理工艺下,管材强韧性匹配最佳,屈服强度达到951 MPa以上,0°C下横向冲击功平均值达到98 J,完全满足Q/SY 07394标准对125 ksi钢级高抗挤套管强韧性要求。

摘要： 用碳化物粒子对低活化钢CLF-1进行弥散强化.结果表明机械合金化的方法可以制备高强度的碳化物弥散强化钢,经过60h球磨可完成合金化过程,同时添加的碳化物粒子很好地提高了低活化钢CLF-1的拉伸性能,得到了比熔炼低活化钢更高的强度和硬度,同时保持了较好的延伸率.

摘要： 通过对弥散强化的铂铑10合金(4GC1-QPR10)和普通铂铑10合金(4GC1-PR10)进行1400°C高温拉伸试验和蠕变断裂寿命试验,并用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察和分析断口附近的表面形貌、金相以及断口的微观组织结构,对比性地研究了二者在高温环境下的力学性能及微观组织变化,结果表明,在1400°C的高温拉伸和蠕变断裂寿命试验中,4GC1-QPR10的抗拉强度和屈服强度均明显高于4GC1-PR10,并保持相对高的延伸率,且在恒定载荷下,蠕变断裂寿命提升明显;4GC1-PR10晶粒严重长大,而4GC1-QPR10断口附近的晶粒仍然保持着纤维状组织,晶粒未明显长大;4GC1-QPR10和4GC1-PR10断口均为韧窝状,但4GC1-PR10断口处韧窝尺寸大小不均匀,而4GC1-QPR10断口处韧窝细小、密集,并在韧窝中或是韧窝周围均匀地分布着第二相颗粒.

摘要： 本文利用湿磨和放电等离子烧结技术制备了Al含量分别为0,1 wt%,2 wt%和3 wt%的15Cr-ODS钢。通过XRD、SEM、TEM、EBSD和拉伸测试等对ODS钢的显微组织结构与力学性能进行了研究。研究结果表明,Al元素的添加能够显著细化Fe-Cr相基体中的析出相颗粒,减小基体晶粒尺寸并改善材料的力学性能。Al添加ODS钢基体中尺寸为5~300 nm的弥散颗粒可以被标定为Al_(2)O_(3)与Y_(2)Ti_(2)O_(7)纳米粒子,这些弥散颗粒的尺寸分布较为不均匀。随着Al元素添加量的增加,材料的伸长率降低,但其抗拉强度显著的提升。当Al元素添加量为3 wt%时,15Cr3Al-ODS钢抗拉强度与伸长率分别为775.3 MPa和15.1%。Al元素的添加还可增强材料的耐腐蚀性能,Al含量为2 wt%ODS钢的腐蚀电位(Ecorr)与钝化电流密度(ipass)分别为0.39 V和2.61×10^(−3)A/cm^(2)(1.37 V)。因此,本文使用湿磨和放电等离子烧结方法制备的Al添加ODS钢在核能系统结构部件中能够具有良好的应用前景。

摘要： 利用石墨烯优异的导电导热性能、高比表面积、高强度、高弹性模量等综合性能,以及铜基体良好的成型性能,有望开发出各项性能都得到显著改善的石墨烯弥散强化铜基复合材料.本文综述了石墨烯弥散强化铜基复合材料的研究现状,以及石墨复合材料领域亟待解决的重点难点问题.

摘要： MGH956合金是采用独特的机械合金化工艺，将在超高温下可保持稳定的纳米级Y2O3颗粒均匀分散于基体中，以充分实现弥散强化的一种铁基高温合金。相比其他同类合金，MGH956合金具有高熔点、低比重、低线膨胀系数，突出的抗高温氧化和腐蚀、优异的高温持久强度，良好的热疲劳等性能。针对粗晶组织存在韧脆转变的现象，着重开展了细晶板材的研究。就MGH956合金粗晶组织、细晶组织以及与其他同类合金的性能进行了对比，并展望了合金的应用前景。

摘要： 本文采用简化内氧化真空热压烧结工艺制备了不同氧源(Cu2O)含量的Cu-Al2O3／Cr复合材料(以Al2O3弥散强化铜为基体的CuCr复合材料)，分别测试了其抗拉强度和显微硬度，并通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了其微观组织，在此基础上分析了该复合材料的强化机理，定量计算了各种强化因素的增强效果。结果表明：Cu-Al2O3／Cr复合材料的抗拉强度和硬度均随着变形量的增加而增加，细小的Al2O3颗粒的弥散强化和Cr颗粒相的聚集强化足该复合材料强化的主要原因，形变强化对其强化有一定贡献。

摘要： 采用简化内氧化-真空热压烧结新工艺制备了不同氧化剂Cu2O含量的Al2O3弥散强化Cu-Al2O3/Cr复合材料,考察了塑性变形和氧化剂含量对抗拉强度和显微硬度的影响,并通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析了其微观组织,在此基础上综合分析了该复合材料的强化机理,并定量计算了各种强化因素的增强效果.结果表明:简化内氧化-真空热压烧结新工艺成功制备了基体晶粒细小的Cu-Al2O3／Cr复合材料;氧化剂Cu2O含量为5％时Cu-Al2O3／Cr复合材料的抗拉强度和硬度较高,且均随着变形量的增加而增加;细小的Al2O3颗粒的弥散强化和Cr颗粒相的聚集强化是该复合材料强化的主要原因,形变强化对其强化有一定贡献.

摘要： 采用粉末冶金-内氧化-烧结方法制备了ZrO2弥散强化PtRh3合金.用金相显微镜、扫描电镜观测弥散强化PtRh3的微观组织结构,用EDS检测了微观成分及含量.用德国耐驰DTL402C热膨胀仪测试了合金高温膨胀性能,对比分析PtRh3弥散强化前后的高温膨胀性能差异.结果表明:ZrO2可显著改善PtRh3合金700°C以上的耐膨胀性能,强化PtRh3合金液固转变时Pt与Rh发生部分分解,用其制作的漏板使用寿命可达到一年以上.

摘要： 为了开发新的高强铸造铝合金材料,分别采用三种铸造工艺,砂型铸造、金属型铸造和挤压铸造,制备了一种以Al-Ni共晶体系为基础的AlZn6Ni4Mg2Cu铸造铝合金材料,研究了Ni元素、热处理和铸造工艺对其微观组织、力学性能的影响规律.结果表明:4％(质量分数)的Ni在该铝合金中形成了大量的共晶组织(α-Al+Al3Ni),同时改善了其力学性能和铸造性能,起到了共晶强化的作用;热处理导致了Al3Ni相的球化和MgZn2相的时效析出;相比砂型铸造和金属型铸造,挤压铸造时该铝合金的晶粒和Al3Ni相最细小,力学性能最佳,抗拉强度为586MPa,断后伸长率为3.5％.由此得出结论:AlZn6Ni4Mg2Cu铸造铝合金的强化机制为η(MgZn2)相的时效强化和Al3Ni相的弥散强化,挤压铸造加T6热处理后,该铝合金的力学性能达到最佳值.

摘要： 高强高导铜合金(复合材料)主要包括沉淀强化铜合金和弥散强化铜基复合材料.以Cu-Cr合金为代表的沉淀强化铜合金,因位错切割与Cu基体有共格关系的强化粒子(Cr颗粒)而具有高的强度,但其抗高温软化能力差.以Cu-Al203合金为代表的弥散强化铜基复合材料,因Al203粒子热力学稳定性高而具有优良的抗高温软化能力,但Al203粒子的Orowan强化机制(位错绕过强化粒子)的强化效果不如位错切割粒子带来的强化效果好.因此，兼有沉淀强化铜合金的高强度和弥散强化铜合金的优良抗高温软化能力是高强高导铜合金的发展方向展方向。Y2O3等稀土氧化物一直被认为是铜基复合材料最为合适的弥散强化相。

摘要： 高温强化铂合金是一种先进的高温结构贵金属材料,论述了固溶强化、弥散强化和沉淀强化等铂合金强化方法及特点,力学性能和强化机理,介绍了高温强化铂合金的的研究进展和主要应用情况,最后展望了高温强化铂合金的研究方向.

摘要： 采用粉末冶金方法制备出Mo-Ti-Zr-ZrC合金，研究了微量ZrC对Mo-Ti-Zr合金性能和显微组织的影响. 结果表明，微量ZrC的添加，使得Mo-Ti-Zr合金的相对密度和抗拉强度均得到提高，并且在ZrC添加量为0.4wt％时，合金强度达到最高，较Mo-Ti-Zr合金提高了35.1％.添加的ZrC颗粒可以与坯体内的氧发生反应，生成含氧的第二相颗粒，起到减少孔隙，提高强度的效果，并且弥散分布的第二相颗粒对合金具有弥散强化效果，从而使合金强度显著提高。但ZrC添加量过多，会使分布在晶界的硬脆第二相颗粒增多、增大,使得晶界结合强度降低，导致合金强度下降。

摘要： 通过合金化原理,在Bi5Sb2CU基体上添加Sn 形成四元高温无铅软钎料,研究了Sn 含量对Bi5Sb2Cu无铅钎料微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sn 后,形成的条状β-SnSb 相和网状化合物Sb2Sn3 以弥散状均匀分布在基体中,具有弥散强化作用,使钎料的抗拉强度和剪切强度较基体钎料显著提高。当Sn 添加量小于8%时,随Sn 含量增加,钎料合金抗拉强度和剪切强度逐渐提高;当Sn 含量为8%时,钎料抗拉强度为52.79MPa,剪切强度为17.00MPa,较基体钎料分别提高90.6%和64%，当Sn 添加量为10%时,力学性能呈下降趋势,但仍优于基体钎料。

摘要： 本发明公开了一种多主元氧化物弥散强化超细晶铝基复合材料及其制备方法，涉及复合材料制备技术领域，其制备方法包括如下步骤：步骤S1：将至少5种等摩尔比的金属氧化物粉体混合并球磨，得到高熵化的多主元氧化物混合物纳米粉体；步骤S2：在氩气保护氛围下，将高熵化的多主元氧化物混合物纳米粉体、铝粉和过程控制剂混合并球磨后，加热并保温，得到铝基复合材料粉体；步骤S3：通过大塑性变形固相烧结一步法对铝基复合材料粉体进行旋转挤压并保载后，得到多主元氧化物弥散强化超细晶铝基复合材料。本发明通过该制备方法，改变了金属氧化物颗粒自身尖锐特性外形和应力集中现象，并强化了对位错运动的钉扎作用，实现晶粒组织的超细晶化。

摘要： 本发明公开了一种弥散强化超细晶银基‑金属氧化物复合材料的制备方法，先用高压气体喷雾法制得细晶Ag‑Me合金粉末，再用原位反应合成技术制备出细晶银‑金属氧化物坯料，再将坯料采用热挤压在线淬火工艺制备成弥散强化超细晶银‑金属氧化物材料。采用本发明制得的银‑金属氧化物材料，其银基体具有超细晶组织，其氧化物颗粒为原位自生且弥散分布在银基体上，组织均匀；该材料融晶粒细化及弥散强化为一体，具有优良的抗熔焊性、好的耐电弧侵蚀性和低而稳定的接触电阻，易焊接且对人体和环境无危害，适于工业化生产，可替代有毒的银‑氧化镉电触头。

摘要： 本发明涉及一种弥散强化高熵十二硼化物基复合材料及其制备方法，由高熵陶瓷和二硼化铪组成。本发明通过往体系中添加Hf元素实现该材料体系的硬度值大幅度提高，解决了现有技术高熵陶瓷硬度不足的问题。

摘要： 本发明提供了一种电铸制备钨弥散强化铜复合材料的方法，属于铜基复合材料制备领域。工艺步骤包括配置含铜和钨的镀液，将电极片进行处理，随后经过调节合适的电铸工艺参数，将含铜和钨的离子沉积到经过特定处理的阴极片上，最后将铸层脱离得到钨颗粒分布均匀、尺寸细小的块体铜钨复合材料。本发明可通过调节电铸参数和镀液成分控制复合材料的成分配比、微观组织、力学性能等。本发明技术具有制备流程短、成分连续可控、颗粒细小均匀的特点，纳米级钨颗粒可以大幅度提升铜合金的力学性能，并保持优良的导电导热性能，在电子封装材料、电极材料、电接触材料等应用中具有广阔的前景。

摘要： 一种稀土氧化物弥散强化铁钴超细晶合金的制备方法，属于复合材料制备技术领域。工艺为：(1)将铁源、钴源、燃料、稀土硝酸盐按照一定比例配成溶液；(2)加热并搅拌，溶液挥发、浓缩后分解，得到前驱体粉末；(3)将前驱体粉末于300～600°C温度范围内，保护气氛下反应1～3小时。(4)将复合粉末进行放电等离子烧结，烧结温度为750～900°C，烧结压力为40～50MPa，烧结时间为3～5分钟；或进行热等静压直接成型，烧结压力为150‑200MPa，烧结温度800～1200°C，烧结时间为1～3小时，最终得到氧化物弥散强化铁钴超细晶合金。本发明所用原料廉价易得，制作过程简便、快捷，工艺能耗少、成本低，得到的复合材料，氧化物颗粒分布均匀，合金力学性能有所提升。

摘要： 本发明属于金属结构材料领域，具体涉及一种纳米氧化物弥散强化钢的制备方法。本发明将铬铁合金、钨铁合金、含稀土元素的铁合金、氧源和还原铁粉混合，得到混合料；将所述混合料包裹在钢带中，经拉拔减径，得到药芯丝材；将所述药芯丝材在基板上进行电弧增材后，经热处理，得到所述纳米氧化物颗粒弥散强化钢。本发明利用铁合金之间良好的相容性及电弧增材小熔池快速冷却凝固的冶炼特性，降低稀土元素在增材过程中的损耗，避免稀土元素在晶界的偏析及形成金属间化合物，实现稀土元素和氧元素在晶粒内部的过饱和固溶，再通过热处理在基体内固相析出大量弥散分布且尺寸细小均匀的纳米氧化物颗粒，提高纳米氧化物弥散强化钢的力学性能。

摘要： 本发明涉及一种氧化物弥散强化合金及其制备方法与应用，制备方法为：将主体材料粉体与添加材料粉末混合后，采用铺粉增材制造的方式打印成型，之后进行热处理，即得到氧化物弥散强化合金；主体材料粉体为含有Cr和/或Ni的合金材料粉体，添加材料粉末为含有Y2O3和/或TiO2的铁基机械球磨粉末；该氧化物弥散强化合金用于模具领域。与现有技术相比，本发明弥补了粉末冶金制备氧化物弥散强化合金的不足，也提高了目前增材制造合金的综合力学性能，且相对已有模具钢的增材制造成型，整个制备过程毋须增添额外步骤，毋须改变既定主体材料打印参数，制备方法简单，提高了模具质量和品质，适于工业化生产。

摘要： 本发明涉及一种纳米析出相和氧化物复合弥散强化合金及其制备与应用，按照重量百分比，合金的化学组分如下：Al 0‑0.1％，Ti 0‑0.5％，Mo 0.5％‑2.5％，Cr 0‑2.0％，C＜0.008％，Ni 13％‑17％，Co 31％‑43％，Fe 38％‑46％，余量为氧化物增强颗粒；纳米析出相包括NiMo相和/或NiAl相及富Cr相，氧化物增强颗粒包括Al2O3和/或TiO2。与现有技术相比，本发明充分考虑Co‑Fe‑Ni合金和18Ni300马氏体时效钢的成分特点和强韧化手段，并选择性添加少量的Cr，开发了一种纳米析出相和氧化物复合弥散强化的Co‑Fe‑Ni‑Mo‑Al‑Ti‑Cr合金，具有优越的强韧性配比，兼具了目前增材制造模具钢高强度、耐磨损、耐腐蚀及良好抛光性的优点，且毋须增加额外处理工艺，适于工业化生产。

摘要： 本发明属于材料制备领域，具体公开了一种批量化制备弥散强化金属材料的方法，包括金属箔/板加工：对金属表面进行清洁处理后进行反复冷轧处理；对金属箔/板进行超声清洗；然后在真空下对金属箔/板进行去应力退火处理；金属箔/板镀膜：对金属箔/板进行弥散相原料镀膜，获得弥散相原料镀层；多道次热轧处理：将金属箔/板进行叠层和热轧预处理；然后再进行多道次循环的“叠层+真空热轧”处理；致密化处理：将叠层金属箔置入模具中，放入包套中进行热等静压处理，经时效热处理获得弥散强化的金属材料。本发明制备方法工艺简单、高效且重复性好、弥散相颗粒的数量和均匀分布可有效调控。

摘要： 本发明公开了一种铜基氧化物弥散强化的Cu‑Y2O3复合材料制备方法，具体包括如下步骤：(一)机械合金化；(二)煅烧还原；(三)放电等离子烧结。本发明使用铜基氧化物进行机械合金化促进氧元素在材料中的非平衡扩散，原位形成强化相氧化钇颗粒，并在球磨的过程中使氧化钇颗粒均匀的弥散分布在基体中，达到弥散强化的效果。氧化铜颗粒质地较脆，球磨过程中的粉末颗粒与磨球之间长时间地冲击、碰撞，使氧化铜颗粒反复产生破碎和断裂，经过煅烧还原后最终得到的Cu‑Y2O3复合粉末粒度较小，较小的粒度意味着粉末较细，增强相在铜基体中的分布更加均匀，弥散相弥散程度的增加使材料的力学性能保持在较高水平并且材料的电导率损失较少。