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cu-ni-al合金相图富cu端合金的析出相表征

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金属热处理 2015年第11期40卷 52-55页

作者：陶世平谢辉贾磊西安航空学院材料工程学院陕西西安710077 西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

以cu-ni-al三元相图富铜端两组合金为研究对象,采用高频感应熔炼获得cu-ni-al合金铸锭,并对铸锭进行固溶+时效处理。通过对固溶+时效处理前后的显微组织、形貌和相组成的对比分析,可以认为,cu-ni-al合金的富铜端并非为单相固溶区,通过... 详细信息

以cu-ni-al三元相图富铜端两组合金为研究对象,采用高频感应熔炼获得cu-ni-al合金铸锭,并对铸锭进行固溶+时效处理。通过对固溶+时效处理前后的显微组织、形貌和相组成的对比分析,可以认为,cu-ni-al合金的富铜端并非为单相固溶区,通过适当热处理,ni3al相从富cu固溶体相内析出是可能的;固溶+时效处理有助于铸态cu-ni-al三元合金中的晶界相网状ni al相的瓦解和晶内细小颗粒ni3al相的析出。

关键词： cu-ni-al合金固溶时效晶界金属间化合物

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cu-ni-al合金摩擦磨损行为研究

热加工工艺 2017年第10期46卷 48-50页

作者：陶世平李聪桓珊王小燕谢辉西安航空学院材料工程学院陕西西安710077

采用高频感应炉,以cu为基体原料,制备了cu含量为90wt%、95wt%,ni/al原子比分别为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1和3∶1的cu-ni-al合金。并用MUM-5G型销-盘磨损试验机测试合金的耐磨性能。通过SEM观察磨损表面的形貌。结果表明:当cu含量不变时,... 详细信息

采用高频感应炉,以cu为基体原料,制备了cu含量为90wt%、95wt%,ni/al原子比分别为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1和3∶1的cu-ni-al合金。并用MUM-5G型销-盘磨损试验机测试合金的耐磨性能。通过SEM观察磨损表面的形貌。结果表明:当cu含量不变时,不同ni/al原子比在合金中形成的ni-al金属间化合物对合金的摩擦磨损行为有一定影响。cu含量为90wt%时,合金磨损机制主要以颗粒磨损为主,cu含量为95wt%时,该合金主要以粘着磨损为主。

关键词： cu-ni-al合金金属间化合物摩擦磨损

Si的添加对cu-ni-al合金显微组织和性能的影响

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材料热处理学报 2024年第4期45卷 48-60页

作者：丁炜程建奕刘领余方新南昌大学物理与材料学院江西南昌330031

cu-ni-al合金作为一种超高强、导电的弹性铜合金,在电子工业、航空航天、仪器仪表等方面应用广泛。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描透射电镜(STEM)对cu-6ni-2.76al和cu-6ni-2.76al-0.4Si合金时效后的显微组... 详细信息

cu-ni-al合金作为一种超高强、导电的弹性铜合金,在电子工业、航空航天、仪器仪表等方面应用广泛。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描透射电镜(STEM)对cu-6ni-2.76al和cu-6ni-2.76al-0.4Si合金时效后的显微组织进行了研究。结果表明:cu-6ni-2.76al合金在经过900℃×12 h均匀化退火+80%热轧变形+950℃×2 h固溶+50%冷轧变形+500℃×8 h时效处理后的综合性能较好,硬度为279.5 HV0.3,导电率为16.14%IACS,合金的强化相为纳米级球状颗粒γ′-ni3al相;cu-6ni-2.76al-0.4Si合金在经过900℃×12 h均匀化退火+80%热轧变形+950℃×2 h固溶+50%冷轧变形+450℃×2 h时效处理后的综合性能优异,硬度为313.2 HV0.3,导电率为13.24%IACS,合金的强化相为纳米级颗粒γ′-ni3al相和δ-ni2Si相。Si元素的添加对合金的导电率影响不大,但显著地提高了其峰值硬度,且缩短了达到硬度峰值所需要的时效时间,但也使得合金抗过时效能力下降。γ′-ni3al和δ-ni2Si强化相与cu基体的位向关系分别为:[001]_(cu)∥[001]_(ni_(3)al)∥[001]_(δ);(110)_(cu)∥(110)_(ni_(3)al)∥(100)_(δ);(110)_(cu)∥(110)_(ni_(3)al)∥(010)_(δ)。沉淀强化作用对合金性能的提升最显著。

关键词： cu-ni-al合金时效处理导电率硬度沉淀强化

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多元cu-ni-al合金的耐磨性能研究

热加工工艺 2011年第2期40卷 44-47页

作者：辛保亮罗宗强张卫文李元元华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

采用离心铸造方法制备了一种具有良好耐热和耐磨性能的多元cu-ni-al基白铜合金,用微动摩擦磨损试验重点研究了该合金中的镍含量对合金耐磨性能的影响。结果表明:随着镍含量从10wt%增加到17wt%,合金的磨损质量损失降低了约60%。继续增大... 详细信息

采用离心铸造方法制备了一种具有良好耐热和耐磨性能的多元cu-ni-al基白铜合金,用微动摩擦磨损试验重点研究了该合金中的镍含量对合金耐磨性能的影响。结果表明:随着镍含量从10wt%增加到17wt%,合金的磨损质量损失降低了约60%。继续增大镍含量,合金的耐磨性无明显变化。合金主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损。合金耐磨性提高的主要原因是ni含量的增加提高了合金的固溶强化效果,减弱了基体的粘着磨损。

关键词： cu-ni-al合金离心铸造耐磨性能粘着磨损

ni/al原子比对cu-ni-al合金性能的影响

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铸造技术 2016年第2期37卷 212-214页

作者：陶世平谢辉贾磊西安航空学院机械学院陕西西安710077 西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048

采用近平衡凝固实验,以cu为基体原料,制备了cu含量为90wt%,ni/al原子比分别为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1和3∶1的cu-ni-al合金。用光学显微镜(OM)观察不同成分的合金显微组织;利用布氏硬度仪测量了合金的硬度,并用扫描电镜得到了合金的摩... 详细信息

采用近平衡凝固实验,以cu为基体原料,制备了cu含量为90wt%,ni/al原子比分别为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1和3∶1的cu-ni-al合金。用光学显微镜(OM)观察不同成分的合金显微组织;利用布氏硬度仪测量了合金的硬度,并用扫描电镜得到了合金的摩擦磨损表面形貌。实验结果表明cu-ni-al合金的硬度随着ni/al原子比的增多而逐渐增大;摩擦形貌也由粘着磨损为主转变为颗粒磨损为主。

关键词： cu-ni-al合金导电率硬度

新型cu-ni-al合金在人工海水中耐蚀性能研究

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新型Cu-Ni-Al合金在人工海水中耐蚀性能研究

作者：李晓孟河南科技大学

学位级别：硕士

随着我国“一带一路”、“科技兴海”等重大战略工程的实施,对耐蚀铜合金的需求日益迫切。以海洋工程用耐蚀铜合金为例,年需求量约40万吨,年产值约350亿元。同时,复杂多变的海洋条件使得耐蚀铜合金的服役条件日益苛刻,关键部件的安全可... 详细信息

随着我国“一带一路”、“科技兴海”等重大战略工程的实施,对耐蚀铜合金的需求日益迫切。以海洋工程用耐蚀铜合金为例,年需求量约40万吨,年产值约350亿元。同时,复杂多变的海洋条件使得耐蚀铜合金的服役条件日益苛刻,关键部件的安全可靠性越来越高,对合金的耐蚀性能提出了更高要求。然而,目前研究和应用较多的传统黄铜、B10、B30等耐蚀铜合金无法满足高端领域使用要求。因此,在传统cu-ni系耐蚀铜合金的基础上,开展苛刻服役条件下新型高耐蚀铜合金的设计开发以及耐蚀机理研究,对于我国海洋工程用耐蚀铜合金的基础理论研究和工程化应用具有重要意义。本文针对上述问题,在传统cu-ni系耐蚀铜合金的基础上,通过添加al、Fe、Mn、RE等微合金化元素,制备了新型cu-ni-al耐蚀铜合金;通过静态人工海水全浸试验,研究了海水浸泡时间对合金腐蚀速率和腐蚀形貌的影响规律,揭示了稀土添加量与耐蚀性能的内在关联;通过电化学测试手段,研究了海水浸泡时间与合金电化学阻抗谱等电化学性能的内在联系,探索了稀土添加量对合金电化学行为的影响规律;通过海水冲刷试验,研究了冲刷速度和时间对合金腐蚀速率和腐蚀形貌的影响规律,揭示了稀土对合金冲刷腐蚀行为的作用机制。研究结论如下:1.浸泡条件下,cu-ni-al合金和添加0.014%RE、0.035%RE的cu-ni-al合金的腐蚀速率变化规律均为:初期腐蚀速率较大,随浸泡时间延长,合金表面钝化膜开始形成并逐渐完善,合金腐蚀速率降低并趋于平稳;在浸泡条件下,随着稀土的添加,合金耐腐蚀性能提高,腐蚀速率降低,168 h时添加0.014%RE、0.035%RE的cu-ni-al合金腐蚀速率分别比cu-ni-al合金降低26%和29%,添加0.035%RE的cu-ni-al合金耐腐蚀性最好。2.浸泡条件下,cu-ni-al合金和添加0.014%RE、0.035%RE的cu-ni-al合金的电化学行为变化规律相同,在浸泡初期,12 h时电化学阻抗谱中开始出现容抗弧,此时合金表面已经开始形成钝化膜,随浸泡时间延长,容抗弧半径增大,三种合金均在168 h时达到稳定,合金表面钝化膜处于溶解与生成的动态平衡之中;在浸泡条件下,随着稀土的添加,合金自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度降低,添加0.035%RE的cu-ni-al合金自腐蚀电流密度最低为2.179×10-6 A·cm-2,比cu-ni-al合金和添加0.014%RE的cu-ni-al合金分别降低24.2%和24.1%。3.在流动海水中,相同流速下cu-ni-al合金和添加0.014%RE、0.035%RE的cu-ni-al合金的腐蚀速率变化规律均为:初期腐蚀速率较高,随冲刷时间延长,合金腐蚀速率降低并趋于稳定,合金表面钝化膜随时间延长逐渐完善,性能提高;不同流速下cu-ni-al合金和添加0.014%RE、0.035%RE的cu-ni-al合金的腐蚀速率变化规律有所差异,1.5 m/s条件下初期12 h到24 h时合金腐蚀速率降低较快,合金表面钝化膜形成后较为稳定不易受到破坏;24 h到96 h期间随着流速增大,合金腐蚀速率升高,合金表面钝化膜易受到海水冲击作用而破坏;96 h后合金腐蚀速率趋于稳定,合金表面钝化膜已经达到稳定状态。4.在流动海水中,随着稀土添加,合金耐腐蚀性能提高,在1.5 m/s和3.0m/s流速下,合金腐蚀速率相差不大,但添加稀土的合金钝化膜性能较好,合金腐蚀速率降低较快;在5.0 m/s流速下合金初期腐蚀速率差异较小,随时间延长,添加稀土的合金腐蚀速率较低,合金钝化膜性能更优,耐蚀性能提高,添加0.035%RE的cu-ni-al合金腐蚀速率为0.1488 g·m-2·h-1,腐蚀速率比cu-ni-al合金降低43%。

关键词： cu-ni-al合金人工海水耐蚀性腐蚀速率

后处理和微量Ti添加对cu-ni-al合金析出行为与性能的影响

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后处理和微量Ti添加对Cu-Ni-Al合金析出行为与性能的影响

作者：陈剑坤西安理工大学

学位级别：硕士

随着高新技术产业的快速发展,新一代材料呈现出向超高性能、高纯度、高迭代发展的趋势。我国作为全球最大的铜材消费国,但高性能铜合金的自主生产无法满足国内需求,仍主要依靠进口。研制一种成本低廉、性能优良的新型铜合金,对我国各大... 详细信息

随着高新技术产业的快速发展,新一代材料呈现出向超高性能、高纯度、高迭代发展的趋势。我国作为全球最大的铜材消费国,但高性能铜合金的自主生产无法满足国内需求,仍主要依靠进口。研制一种成本低廉、性能优良的新型铜合金,对我国各大基础产业的发展来说,具有较为突出的现实意义。cu-ni-al合金理论上符合高性能铜合金的成分选取原则,然而,从已有的cu-ni-al三元合金的相图中,其富铜的区域可以看作是个单相区,若能证实cu-ni-al合金在其富铜端经一系列处理后,能够生成细小且均匀分散的析出相,那么cu-ni-al将具备成为新一代高性能铜合金的潜力。本文就cu-ni-al三元合金相图富铜端是否能够形成沉淀相,进行了一系列的探讨与研究。通过对富铜端合金铸态、时效态的析出相的微观特征,分析了不同状态下的析出相的形态和化学组成,并探讨了合金的组织演化和织构演化。在此基础上,通过对cu-ni-al 合金的析出过程进行了系统的研究,探讨了 ni/al 质量比的改变对 cu-ni-al 合金的微观结构和性能的影响,并对影响沉淀相析出的因素进行了分析,得出了最佳的热处理工艺和组分比例。最后,本文还对Ti的加入对cu-ni-al合金析出相的影响进行了深入的探讨。本文的主要结论是:(1)采用熔铸技术,制备了成分位于cu-ni-al相图富铜区的合金,其铸态合金晶粒内部有长500nm左右棒状初生相生成,对初生相进行表征,确定其为nial相。时效态合金中,形成了大量尺寸为2～5 nm的颗粒状析出物,经标定确定其为ni3al相,与铜基体呈半共格状态。结果表明,cu-ni-al三元合金相图富铜端不是单相区,意味着cu-ni-al 可以作为一种高性能铜合金被研究开发和生产应用。(2)正交试验结果表明,时效温度对cu-ni-al合金析出相的形成有重要影响,最佳时效温度为550℃,而ni/al质量比是影响析出相生成的次要因素,其最佳质量比为7:1。与铸态合金相比,在最佳工艺条件下,导电率指标约提高了 36.9%,硬度指标约提高了 95.9%,抗拉强度约提高了 87.8%。(3)轧制过程促进了 cu-ni-al合金内部形变孪晶的生成,随着形变量的增多,合金织构强度逐渐增强。当形变量为90%时,cu-ni-al合金的轧制样品中存在强度较大的S型和Brass型取向,这是典型的黄铜型织构。轧制处理促进了 cu-ni-al合金的织构向黄铜型织构演变。(4)Ti的加入使铸态cu-ni-al-(Ti)合金内部初生相由棒状转为10 μm以上长条状。时效后生成的颗粒状析出相仍为ni3al相。根据cu-ni-al-(Ti)合金在550℃时效的相变动力学方程,Ti元素的加入加速了时效过程析出相的析出,细化合金晶粒,促进不连续析出相的产生,并形成层状结构。(5)随Ti含量的增加,合金的导电性能和硬度都呈现先升高后降低的趋势,Ti含量为0.2wt.%时达到峰值,分别为23.76%IACS和210.02HV30。较不添加Ti元素的试样性能指标分别提高了 18.1%和32.9%。Ti含量对cu-ni-al-(Ti)合金的摩擦磨损性能影响较为显著。cunial0.1Ti合金摩擦磨损性能最为优异。与铸态合金比较,时效状态下的粘着磨损程度明显减小,疲劳磨损加剧。

关键词： cu-ni-al合金析出相织构演变动力学摩擦磨损性能

热处理工艺对高弹高导cu-ni-al合金组织与性能的影响

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上海有色金属 2015年第3期36卷 93-99页

作者：吴昊中铝华中铜业有限公司湖北黄石435000

利用力学与电学性能测试、透射电子显微镜(TEM)对cu-9.0ni-1.4al合金的时效过程进行了观察和研究;分析了cu-9.0ni-1.4al-0.5Ti合金的组织和性能,分别比较了cu-9.0ni-1.4al和cu-9.0ni-1.4al-0.5Ti合金在3种形变热处理工艺下的力学和电学... 详细信息

利用力学与电学性能测试、透射电子显微镜(TEM)对cu-9.0ni-1.4al合金的时效过程进行了观察和研究;分析了cu-9.0ni-1.4al-0.5Ti合金的组织和性能,分别比较了cu-9.0ni-1.4al和cu-9.0ni-1.4al-0.5Ti合金在3种形变热处理工艺下的力学和电学性能.性能试验结果表明:Ti的加入能够提高合金的硬度,而对导电率影响不大,经过工艺3试验后,cu-9.0ni-1.4al和cu-9.0ni-1.4al-0.5Ti合金的维氏硬度分别达到243、317,导电率分别达到19.1%IACS、21.0%***观察结果表明:cu-9.0ni-1.4al合金时效过程中的主要强化过程是γ'相(ni3al)的连续沉淀.

关键词： cu-ni-al合金热处理时效力学性能

pH值和Cl-浓度对高强cu-ni-al合金耐腐蚀性能的影响

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材料开发与应用 2024年

作者：常延丽张高序车超杰西安工程大学材料工程学院

为了探究cu-ni-al合金在工程中不同服役条件下的耐腐蚀性能，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、静态全浸腐蚀实验和电化学测试，探究了不同pH值和Cl-浓度对cu-ni-al合金的耐腐蚀性能的影响。结果表明，在pH=3时，合金材料表面难以生成... 详细信息

为了探究cu-ni-al合金在工程中不同服役条件下的耐腐蚀性能，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、静态全浸腐蚀实验和电化学测试，探究了不同pH值和Cl-浓度对cu-ni-al合金的耐腐蚀性能的影响。结果表明，在pH=3时，合金材料表面难以生成腐蚀产物膜；且在pH=12时，合金材料表面难以附着生成cu2（OH）3Cl；而在pH=6～10时，合金材料表面则可以形成表面疏松(cu2（OH）3Cl)，内层致密(cu2O)，对内部金属材料具有保护作用的双层腐蚀产物膜结构。且因腐蚀过程中电化学阴极反应不同，酸性条件下促进阴极反应的进行，而碱性条件下会抑制阴极反应的进行。所以，随着腐蚀介质pH值升高，cu-ni-al合金材料越容易在腐蚀介质中发生钝化，合金材料的平均腐蚀速率也会逐渐降低。随着NaCl腐蚀介质中Cl-浓度增大，会抑制cu-ni-al合金材料表面cu2O腐蚀产物膜的形成，阻碍合金表面致密腐蚀产物膜的生成，削弱cu2O膜对内部合金材料的保护能力，使平均腐蚀速率也随之加快，合金材料的耐腐蚀性降低。

关键词： cu-ni-al合金 pH值 Cl 浓度耐腐蚀性能