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Effects of cold rolling path on recrystallization behavior and mechanical properties of pure copper during annealing

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第10期34卷 3233-3250页

作者： Jing CHEN Wen-jie XU Jia-hao YANG Zhi YANG Hong-li SHI Gao-yong LIN Zhu-min LI Xu SHEN Bo JIANG Hui-qun LIU Kai-xuan GUI School of Materials Science and Engineering Anhui Polytechnic UniversityWuhu 241000China Anhui Key Laboratory of High-Performance Non-ferrous Metal Materials Anhui Polytechnic UniversityWuhu 241000China School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Institute of Plasma Physics Chinese Academy of SciencesHefei 230031China School of Materials Science and Engineering Changzhou UniversityChangzhou 213164China

The recrystallization behavior,grain boundary characteristic distribution,and mechanical properties of pure Cu sheets that were subjected to different cold rolling paths,and then annealed at 400°C for 10,30,60,and 420 min,were *** rolling paths changed the grain boundary orientations of cold-rolled copper,causing recrystallized grains to nucleate and grow in an oriented ***,the evolution of the texture indicated that cold-rolled copper with different rolling paths did not show an obvious preferred orientation after *** RD-60 specimen exhibited the smallest grain size(6.6μm).The results indicated that the grain size and low-ΣCSL grain boundaries worked together to provide RD-60 samples with appropriate mechanical properties and high *** yield strength,ultimate tensile strength,and elongation of RD-60 sample were 81 MPa,230 MPa,and 49%,*** results could provide guidance for tuning the microstructures and properties of pure Cu foils,as well as designing fabrication routes for pure Cu foils through processes such as rolling and drawing.

关键词： rolling path grain boundary characteristic distribution pure copper mechanical properties

固溶处理对含长周期结构Mg97Zn1Y2合金显微组织及阻尼性能的影响

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稀有金属材料与工程 2016年第5期45卷 1245-1248页

作者：万迪庆利助民周新建华东交通大学江西南昌330013

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg97Zn1Y2合金的显微组织,并利用EDS,XRD进行了物相分析。研究发现,固溶处理后,Mg97Zn1Y2合金中的长周期结构相（long period stacking ordered,LPSO）发生长大,由离散分布变为连续分布... 详细信息

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg97Zn1Y2合金的显微组织,并利用EDS,XRD进行了物相分析。研究发现,固溶处理后,Mg97Zn1Y2合金中的长周期结构相（long period stacking ordered,LPSO）发生长大,由离散分布变为连续分布。阻尼测试结果显示,固溶处理后Mg97Zn1Y2合金阻尼性能下降。通过对铸态及固溶处理态Mg97Zn1Y2合金进行阻尼-温度谱分析,发现存在2个内耗峰：P1内耗峰位置在150-250℃附近,峰宽很宽,是由位错机制引起的内耗峰;P2内耗峰位置在350-500℃附近,初步认为是晶界内耗峰。

关键词： Mg97Zn1Y2合金固溶处理长周期结构阻尼性能内耗峰

含长周期结构相镁合金固溶时效行为及其性能研究

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含长周期结构相镁合金固溶时效行为及其性能研究

作者：利助民华东交通大学

学位级别：硕士

长周期结构相(LPSO相)作为镁合金的特殊结构相因其对合金综合力学性能提高具有良好的效果而备受关注;本文通过合金成分设计、热处理等技术手段对Mg-Zn-Y合金中第二相的尺寸,形态及分布进行控制,以此获得综合力学性能良好的LPSO相增强镁... 详细信息

长周期结构相(LPSO相)作为镁合金的特殊结构相因其对合金综合力学性能提高具有良好的效果而备受关注;本文通过合金成分设计、热处理等技术手段对Mg-Zn-Y合金中第二相的尺寸,形态及分布进行控制,以此获得综合力学性能良好的LPSO相增强镁合金;同时利用OM,SEM,TEM,XRD及相关性能测试手段详细揭示了固溶时效处理过程中含LPSO相Mg-Zn-Y合金显微组织演化情况;并建立了关于LPSO相的时效动力学方程。具体研究结果如下所示:(1)Mg100-3x ZnxY2x(X=1.5,1,0.5)铸态合金显微组织均由枝晶状α-Mg和枝晶间第二相组成。且随着Zn、Y含量的增加,晶粒尺寸不断减小。Mg97Zn1Y2合金和Mg98.5Zn0.5Y1合金枝晶间均只存在18R-LPSO相。而在Mg95.5Zn1.5Y3合金枝晶间的第二相由W相和18R-LPSO相交替组成,且W相和LPSO相之间的位向关系为[111]W//[11—20]LPSO。通过差热分析仪对这三种合金凝固过程分析发现Mg97Zn1Y2合金以及Mg98.5Zn0.5Y1合金在640℃时,α-Mg先形成;随着温度下降至550℃时,晶界处发生共晶反应生成LPSO相。然而对Mg95.5Zn1.5Y3合金而言,当温度继续下降至460℃时,W相将会在晶界处形成。合金显微组织极大地影响了合金综合性能。随着Zn、Y含量不断增加,合金硬度和强度不断升高;然而当Zn、Y含量较高时,合金显微组织中会生成W相。W相对合金的塑性不利,会导致合金塑性下降。(2)Mg95.5Zn1.5Y3合金经过520℃固溶处理后,枝晶熔断,晶粒尺寸增大。晶界处鱼骨状W相大部分被固溶进基体,少量残留的W相以近球状颗粒存在。由于LPSO相相变温度比W相相变温度高,LPSO相在该温度下只发生部分固溶。晶界处由连续脉络状向杆状转变。固溶温度过高会导致晶粒尺寸明显增大,基体内部有重熔球的出现,合金处于过烧状态。通过硬度测试发现固溶处理可以很好地提高合金硬度,但是当合金处于过烧状态时,合金硬度值略有下降。通过一系列固溶温度与固溶时间不同的固溶处理实验,得出Mg95.5Zn1.5Y3合金的最佳固溶工艺参数为530℃/6h。(3)Mg95.5Zn1.5Y3合金在时效过程中,基体内首先有少量的层片状14H-LPSO相析出;随着时效时间推移,基体内14H-LPSO相析出的体积分数不断增加。且14H-LPSO相在温度场作用下会沿着基面和柱面发生长大,渐渐粗化。基体内14H-LPSO相大量析出可以很好地提高合金的硬度;(4)利用马基申定则和Avrami动力学方程对Mg95.5Zn1.5Y3合金时效电导率数据进行拟合,计算得该合金的相变动力学方程和电导率方程分别为f=1-exp(-0.2705t0.6368)和0.6368σ=0.000167+0.0832(1-exp(-0.2705t))。通过计算值与实验值对比发现这两个方程可以很好的对Mg95.5Zn1.5Y3合金时效过程进行描述。(5)对Mg100-3x ZnxY2x(x=1.5,1,0.5)铸态合金耐蚀性能及耐蚀机理研究发现,Mg97Zn1Y2合金耐蚀性能最好,Mg98.5Zn0.5Y1合金耐蚀性能最差。块状鱼骨状W相对合金的耐蚀性能有害,从而使Mg95.5Zn1.5Y3合金耐蚀性能明显下降;研究发现Mg95.5Zn1.5Y3合金经过固溶处理后,大量的Zn、Y原子固溶进了基体中,同时W相体积分数减少,LPSO杆状化,合金耐蚀性能提高;利用基体内大量析出细小的14H-LPSO相,短时间时效对提高合金耐蚀性能十分有利,但是随着时效时间的增加,基体内14H-LPSO相不断粗化,合金的耐蚀性能反而下降。

关键词：镁合金 LPSO相固溶处理时效处理力学性能

通过热处理提升镁合金综合力学性能:第二相的变化与作用

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材料导报 2016年第21期30卷 130-135,149页

作者：万迪庆利助民叶舒婷华东交通大学机电工程学院南昌330013

在镁合金研究中,第二相极大地影响了合金的综合力学性能。热处理技术可以很好地改善第二相的类型,形貌及分布状态;从而提高合金的综合力学性能。基于此,系统地对镁合金的热处理类型进行了介绍;综述了常用镁合金在不同热处理工艺下第二... 详细信息

在镁合金研究中,第二相极大地影响了合金的综合力学性能。热处理技术可以很好地改善第二相的类型,形貌及分布状态;从而提高合金的综合力学性能。基于此,系统地对镁合金的热处理类型进行了介绍;综述了常用镁合金在不同热处理工艺下第二相的变化及对综合力学性能的影响。同时就镁合金热处理技术、热处理常见问题以及国内外先进热处理技术进行了讨论,最后展望了先进镁合金热处理发展趋势。

关键词：镁合金热处理显微组织力学性能

含二十面体准晶相的铸态Mg-Zn-Y合金阻尼性能的研究（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第1期48卷 71-76页

作者：万迪庆胡莹琳利助民叶舒婷华东交通大学江西南昌330013

采用传统铸造方法制备Mg-Zn-Y合金,基于典型的含二十面体准晶相的Mg93Zn6Y1合金,研究了铸态Mg-Zn-Y合金的枝晶形貌与其阻尼性能的关系。通过控制浇注温度、搅拌速度和搅拌时间,获得不同参数下的合金的枝晶形貌。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1... 详细信息

采用传统铸造方法制备Mg-Zn-Y合金,基于典型的含二十面体准晶相的Mg93Zn6Y1合金,研究了铸态Mg-Zn-Y合金的枝晶形貌与其阻尼性能的关系。通过控制浇注温度、搅拌速度和搅拌时间,获得不同参数下的合金的枝晶形貌。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1的显微组织主要由α-Mg树枝状晶体和二十面体准晶相组成。搅拌后,初始α-Mg树枝状晶体逐渐具有分形特征,且其尺寸变化,从而影响合金的阻尼能力。

关键词： Mg-Zn-Y合金枝晶形貌准晶相阻尼性能

固溶处理对含准晶相Mg93Zn6Y1合金显微组织及性能影响

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材料热处理学报 2016年第2期37卷 42-46页

作者：万迪庆利助民华东交通大学机电工程学院江西南昌330013

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg93Zn6Y1合金的显微组织,并利用EDS、XRD进行了物相分析。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1合金的显微组织主要由α-Mg相和准晶相(Mg3Zn6Y1)组成。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变,得到Mg93Zn... 详细信息

通过光学显微镜、扫描电镜分析了铸态及固溶处理态Mg93Zn6Y1合金的显微组织,并利用EDS、XRD进行了物相分析。结果表明,铸态Mg93Zn6Y1合金的显微组织主要由α-Mg相和准晶相(Mg3Zn6Y1)组成。此外,差热分析(DTA)用来分析其相变,得到Mg93Zn6Y1合金合适的固溶温度为430℃。研究发现固溶处理后,Mg93Zn6Y1合金中准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。通过阻尼性能测试以及腐蚀速率测试,发现固溶处理可以较好地改善Mg93Zn6Y1合金的阻尼性能以及耐蚀性能。

关键词： Mg93Zn6Y1合金准晶相固溶处理阻尼性能耐蚀性能

时效温度对含准晶相Mg93Zn6Y1合金的组织及性能影响

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功能材料 2016年第6期47卷 142-145,151页

作者：万迪庆利助民叶舒婷华东交通大学机电工程学院南昌330013

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射及能谱分析,研究了铸态、固溶处理及在不同温度下时效处理的Mg93Zn6Y1合金的显微组织。发现铸态Mg93Zn6Y1合金显微组织主要由α-Mg和I相组成。经过固溶处理后,晶界处准晶相发生熔断,由铸态下... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射及能谱分析,研究了铸态、固溶处理及在不同温度下时效处理的Mg93Zn6Y1合金的显微组织。发现铸态Mg93Zn6Y1合金显微组织主要由α-Mg和I相组成。经过固溶处理后,晶界处准晶相发生熔断,由铸态下的连续网状结构变为颗粒状。在不同的时效温度下,晶界处颗粒状准晶相长大且α-Mg晶内出现颗粒状准晶相。随着时效温度的升高,颗粒状准晶相发生长大,逐渐变为多边形状或鱼骨状。时效温度为300℃时,合金中准晶相大部分以颗粒状均匀分布在基体上。通过硬度及耐腐蚀性能测试,发现时效处理可大幅提高合金的硬度及耐腐蚀性能。其中,时效温度为300℃时效果最佳。

关键词： Mg93Zn6Y1 准晶相时效硬度耐腐蚀性能

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基于稳定固溶体团簇模型的含氮铜合金薄膜

表面技术 2020年第5期49卷 75-80页

作者：郑月红张娜李晓娜利助民董闯喇培清兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连116024

目的制备结构和性能稳定的含氮铜合金薄膜,提高铜合金的硬度。方法基于稳定固溶体团簇模型在Cu-Ni基合金成分设计方面的研究,进一步利用Nb与N相对较大的负混合焓以及Ni的作用,将N带入Cu中,达到稳定N的目的。采用磁控溅射方法在N2/Ar比为... 详细信息

目的制备结构和性能稳定的含氮铜合金薄膜,提高铜合金的硬度。方法基于稳定固溶体团簇模型在Cu-Ni基合金成分设计方面的研究,进一步利用Nb与N相对较大的负混合焓以及Ni的作用,将N带入Cu中,达到稳定N的目的。采用磁控溅射方法在N2/Ar比为1/30的气氛中制备了Si(100)基Cu-Ni-Nb-N四元合金薄膜和参比样品,并通过电子探针、X射线衍射仪和透射电子显微镜分别分析了薄膜的成分、结构和膜-基界面,采用双电测四探针测量仪和超轻微载荷努氏硬度计测量了薄膜的电阻率和硬度。结果与Cu(N)薄膜相比,四元合金薄膜具有更好的结构稳定性和更高的硬度。溅射态时,四元薄膜由铜的纳米柱状晶和少量NbN组成,硬度均在5 GPa左右。550℃/1 h退火后,薄膜致密度好,部分N能以NbN化合物的形式稳定存在于薄膜中,大部分薄膜的硬度在3 GPa以上,并且具有较好的导电性。结论采用稳定固溶体团簇模型选择固氮元素,能够制备出综合性能较好的含氮铜合金薄膜,为其进一步用于铜及其合金的表面改性奠定了基础。

关键词：铜合金磁控溅射合金薄膜团簇模型硬度电阻率

相变温度附近热处理对Mg97Zn1Y2合金组织演化的影响

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稀有金属材料与工程 2018年第9期47卷 2869-2874页

作者：万迪庆叶舒婷胡莹琳利助民韩明李丽丽陈朝霞华东交通大学江西南昌330013

研究了相变温度附近不同热处理方法对含长周期结构Mg97Zn1Y2合金的组织影响,并对演变机理进行了探讨。主要研究结论如下:进行500℃固溶处理时,随着时间的增加,晶界处的LPSO相部分固溶进基体中,同时部分LPSO相杆状化;采用等温热处理时Mg9... 详细信息

研究了相变温度附近不同热处理方法对含长周期结构Mg97Zn1Y2合金的组织影响,并对演变机理进行了探讨。主要研究结论如下:进行500℃固溶处理时,随着时间的增加,晶界处的LPSO相部分固溶进基体中,同时部分LPSO相杆状化;采用等温热处理时Mg97Zn1Y2合金中的枝晶组织转变为球状晶,当合金保温温度从540℃升到600℃时,合金组织尺寸由大→小→大的顺序变化,即经过了粗化、分离及球化至最后粗化3个过程。在等温热处理温度为575℃的组织大致演变趋势为:枝晶态→不规则球形+块状→球形状,当保温时间15min,其组织即可变为均匀、圆整的球状晶。

关键词：等温热处理 Mg97Zn1Y2合金长周期结构