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ni元素对Cr-ni-Mo系高强焊缝组织演化的影响

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焊接学报 2014年第9期35卷 32-36,2页

作者：彭杏娜彭云田志凌王涛钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081 北京强度环境研究所北京100076

主要利用金相显微镜(OM)、高分辨热场扫描电镜(FEGSEM)附带能谱仪(EDX)、透射电镜(TEM)等手段对不同ni元素含量的高强钢焊缝组织及成分进行了观察分析,阐明了焊缝成分对组织的影响.利用Thermol-Calc热力学软件对两种焊缝的凝固模式进行... 详细信息

主要利用金相显微镜(OM)、高分辨热场扫描电镜(FEGSEM)附带能谱仪(EDX)、透射电镜(TEM)等手段对不同ni元素含量的高强钢焊缝组织及成分进行了观察分析,阐明了焊缝成分对组织的影响.利用Thermol-Calc热力学软件对两种焊缝的凝固模式进行了探讨.结果表明,随着ni元素含量的提高,高强钢焊缝由板条贝氏体和马氏体为主的组织变为板条更细小的马氏体与粗大联合贝氏体的混合组织,而且焊缝硬度大大提高.ni元素含量的增加提高了焊缝强度,并保持了良好的低温韧性.ni元素含量的提高改变了焊缝的凝固模式,直接由液态转变为奥氏体,造成合金元素Mn和ni在枝晶间偏析.

关键词：高强焊缝微观组织凝固模式 ni元素

微量元素ni/In对Sn-0.7Cu无铅钎料腐蚀行为的影响及其作用机理

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微量元素Ni/In对Sn-0.7Cu无铅钎料腐蚀行为的影响及其作用机理

作者：陈星光西南科技大学

学位级别：硕士

集成电路小型化的快速发展,使无铅钎料在使役过程中的组织结构演变及性能稳定性备受关注。添加合金元素改性无铅钎料,实现无铅钎料合金多元化发展成为必然。Sn-0.7Cu无铅钎料综合性能良好、成本低廉,应用前景广泛,但其使役过程中在熔化... 详细信息

集成电路小型化的快速发展,使无铅钎料在使役过程中的组织结构演变及性能稳定性备受关注。添加合金元素改性无铅钎料,实现无铅钎料合金多元化发展成为必然。Sn-0.7Cu无铅钎料综合性能良好、成本低廉,应用前景广泛,但其使役过程中在熔化温度、润湿性及稳定性等方面仍存在问题。钎料合金的腐蚀行为是反映其使役性能的重要组成部分。因此,研究添加合金元素对Sn-0.7Cu无铅钎料合金的组织结构及性能的影响,揭示其腐蚀机理具有重要的意义。本论文研究了微量元素ni和In添加对Sn-0.7Cu无铅钎料合金显微组织、熔化特性、显微硬度、润湿性能和腐蚀行为的影响,深入探讨了合金元素对Sn-0.7Cu无铅钎料合金腐蚀行为的作用机制,阐释了元素ni和In对Sn-0.7Cu无铅钎料合金组织结构演变和性能影响的作用规律。(1)微量元素ni添加导致Sn-0.7Cu钎料合金中的CuSn转变为(Cu,ni)Sn。随着ni含量增加,(Cu,ni)Sn金属间化合物发生明显地聚集和粗化,熔化温度变化较小,硬度显著降低。当ni添加量为0.5wt.%时,铺展面积提高15%。ni元素添加加剧了电化学腐蚀行为:一方面,开路电位显著升高,腐蚀电流密度显著增大,腐蚀界面阻抗减小,点蚀加剧,腐蚀产物层孔洞增多;另一方面,当ni添加量为0.5wt.%时,开路电位显著负移。ni添加导致Sn-0.7Cu钎料合金的化学腐蚀速率增大,腐蚀表面形貌变化显著,腐蚀表面金属间化合物堆积层变得稀疏,耐腐蚀性降低。(2)微量元素In添加有利于Sn-0.7Cu钎料合金中CuSn金属间化合物形成,并对其分布影响显著。随着In添加量增加,显微组织中大颗粒金属间化合物逐渐增多,β-Sn晶粒细化。添加微量元素In有利于降低Sn-0.7Cu钎料合金的熔化温度。当In添加量为0.5wt.%时,熔点降低2.2℃,至最低值225.1℃。当In添加量为0.5wt.%时,显微硬度提高7%,至最大值12.63HV。当In添加量为0.5wt.%时,铺展面积增大2%,润湿性提高。微量元素In添加后,电化学腐蚀加剧,腐蚀电流密度增大,腐蚀界面阻抗谱曲线形状变化,阻抗显著减小,点蚀加剧,腐蚀产物层致密性降低。在化学腐蚀中,In添加导致化学腐蚀速率增大,耐腐蚀性降低。当In添加量为0.15wt.%时,腐蚀速率较低,腐蚀形貌均匀,耐腐蚀性相对改善。当In添加量为0.5wt.%时,腐蚀速率亦较低,发生晶间腐蚀。(3)微量元素ni/In共掺对Sn-0.7Cu钎料合金中(Cu,ni)Sn相形成具有促进作用。随着ni/In添加量增大,显微组织变化明显。当ni/In添加量均为0.15wt.%时,显微组织中金属间化合物颗粒显著粗化,几乎不存在细小金属间化合物颗粒。当ni/In添加量均大于0.15wt.%时,钎料合金中再次出现细小金属间化合物颗粒,同时存在大颗粒金属间化合物。ni/In共掺对Sn-0.7Cu钎料合金熔化特性影响较小,使其显微硬度降低,Sn-0.7Cu-0.15ni-0.15In钎料合金的显微硬度值最低,为8.9HV。当ni/In添加量均为0.1wt.%时,铺展面增大6%,润湿性提高。ni/In共掺导致Sn-0.7Cu钎料合金耐腐蚀性降低,主要表现为使其腐蚀界面阻抗谱曲线形状显著变化,阻抗明显减小、点蚀加剧、腐蚀产物层孔洞增多、化学腐蚀速率增大等。当ni/In添加量均为0.15wt.%时,腐蚀速率较低,晶间腐蚀发生。当ni/In添加量均为0.2wt.%时,腐蚀速率亦较低,腐蚀形貌较均匀,耐腐蚀性相对改善。

关键词： Sn-0.7Cu合金无铅钎料 ni元素 In元素结构与性能腐蚀行为

ni元素对Al-20Si-2Cu合金的组织及性能影响

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铸造 2015年第5期64卷 455-458页

作者：简医生李庆林兰晔峰李富斌陶繁兰州理工大学材料科学与工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室甘肃兰州730050

使用OM、SEM、XRD研究了在Al-20Si-2Cu合金中添加不同含量ni后微观组织的演变和合金性能的变化。研究表明:ni元素的添加不仅能使α-Al树枝晶的一次枝晶长度从150μm减小到100μm,二次枝晶臂间距由16.4μm减小至10.2μm,而且使强化相的... 详细信息

使用OM、SEM、XRD研究了在Al-20Si-2Cu合金中添加不同含量ni后微观组织的演变和合金性能的变化。研究表明:ni元素的添加不仅能使α-Al树枝晶的一次枝晶长度从150μm减小到100μm,二次枝晶臂间距由16.4μm减小至10.2μm,而且使强化相的形貌及成分发生显著的变化;另外,随ni含量的增加,合金的高温抗拉强度从79.5 MPa提高到106.3 MPa,提高了33.7%,伸长率则先增加后减小。

关键词： Al-20Si-2Cu ni元素微观组织力学性能

ni元素对CuSnTini钎料活性钎焊Al_2O_3/Cu接头性能影响

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热加工工艺 2016年第21期45卷 190-193页

作者：刘凤美刘正林房卫萍王险峰郑世达广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院) 广东广州510650 中国铁建重工集团有限公司湖南长沙410100

研究了ni元素的加入对Cu-Sn-Ti-ni钎料钎焊Al_2O_3/Cu的接头强度的影响。结果表明,随着ni含量的增加,Al_2O_3/Cu的接头强度增加,当ni含量为4%时,其接头强度达到95.42 MPa,再继续增加ni,连接强度降低。Cu-Sn-Ti钎料连接的Al_2O_3/Cu的接... 详细信息

研究了ni元素的加入对Cu-Sn-Ti-ni钎料钎焊Al_2O_3/Cu的接头强度的影响。结果表明,随着ni含量的增加,Al_2O_3/Cu的接头强度增加,当ni含量为4%时,其接头强度达到95.42 MPa,再继续增加ni,连接强度降低。Cu-Sn-Ti钎料连接的Al_2O_3/Cu的接头断裂位置为近焊缝处的陶瓷断裂;添加ni元素后,接头断裂位置发生变化:ni含量低于3%时,为混合型断裂,即部分断裂在近焊缝处的陶瓷,部分断裂在焊缝处;不低于4%时,为焊缝处断裂。采用扫描电镜以及电子能谱仪分析界面的微观结构和成分,分析认为,ni元素的加入,影响了Ti和Al2O3的反应,从而影响了Al2O3陶瓷和无氧Cu的接头强度。

关键词： Cu-Sn-Ti-ni钎料 ni元素 Al2O3/Cu的焊接接头

过渡元素ni对铸造Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

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材料科学与工艺 2021年第4期29卷 58-66页

作者：肖悦辉程永奇陈宇航何臻毅麦兴广广东工业大学材料与能源学院广州510006

为了满足新能源汽车高功耗三电系统对铝制壳体结构件导热和力学性能的双重要求,在Al-Mg-Si系6063铝合金中引入过渡元素ni,借助光学显微镜及扫描电子显微镜检测、考察并量化不同ni添加量对合金微观组织形貌及其分布的影响,分析其导电/热... 详细信息

为了满足新能源汽车高功耗三电系统对铝制壳体结构件导热和力学性能的双重要求,在Al-Mg-Si系6063铝合金中引入过渡元素ni,借助光学显微镜及扫描电子显微镜检测、考察并量化不同ni添加量对合金微观组织形貌及其分布的影响,分析其导电/热及力学性能的变化规律。结果表明,ni元素的添加造成铸态合金热导率的小幅度下降,但极大地提升了其力学性能。当ni添加量为2.5wt.%时,铸态Al-Mg-Si-2.5ni合金的热导率为198.2 W/(m·K),屈服强度和抗拉强度分别为87.5和194.7 MPa,分别提高了70.2%和72.3%,其热导率的变化行为遵循含形状因子修正项的Maxwell方程。

关键词： 6063铝合金 ni元素导热性能导电性能力学性能显微组织

Cr、ni元素对汽车用热轧钢初期腐蚀行为的影响

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广东化工 2022年第13期49卷 11-14页

作者：胡杰珍邓俊豪邓培昌肖珩蓝文杰广东海洋大学机械与工程动力学院广东湛江524088 广东海洋大学化学与环境学院广东湛江524088

通过两种汽车用热轧钢在热带海洋大气环境下为期两年的大气暴晒试验,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等方法分析了Cr、ni元素对于两种热轧钢初期腐蚀行为的影响。结果表明,B型热轧钢的耐蚀性明显优于S型热轧钢,B型钢中Cr和ni元素... 详细信息

通过两种汽车用热轧钢在热带海洋大气环境下为期两年的大气暴晒试验,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等方法分析了Cr、ni元素对于两种热轧钢初期腐蚀行为的影响。结果表明,B型热轧钢的耐蚀性明显优于S型热轧钢,B型钢中Cr和ni元素的存在可明显提高其耐腐蚀性能。Cr元素的存在抑制了氯离子向基体的扩散,提高了热轧钢的耐腐蚀性。ni元素的存在加速了γ-FeOOH向ɑ-FeOOH相的转化,提高了热轧钢锈层中ɑ-FeOOH相的含量,从而提高了钢的耐腐蚀性。随着暴晒时间的延长,合金元素对热轧钢耐蚀性的影响逐渐趋于稳定。

关键词：热轧钢热带海洋大气环境 Cr元素 ni元素耐腐蚀性

Nb、ni元素对高强度螺栓钢延迟断裂行为的影响

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Nb、Ni元素对高强度螺栓钢延迟断裂行为的影响

作者：张海旭北京交通大学

学位级别：硕士

氢致延迟断裂是高强度螺栓的主要破坏形式,是妨碍其进一步高强度化的主要因素。本论文主要采用恒载荷缺口拉伸实验(CLT)、慢应变速率拉伸试验(SSRT)、电化学充氢、氢热分析及扫描电镜断口分析等实验方法,研究了ni和Nb元素对高强度螺栓钢... 详细信息

氢致延迟断裂是高强度螺栓的主要破坏形式,是妨碍其进一步高强度化的主要因素。本论文主要采用恒载荷缺口拉伸实验(CLT)、慢应变速率拉伸试验(SSRT)、电化学充氢、氢热分析及扫描电镜断口分析等实验方法,研究了ni和Nb元素对高强度螺栓钢42CrMo和42CrMoVNb延迟断裂行为的影响规律,以期探讨进一步改善其耐延迟断裂性能的技术途径。得到的主要结论如下：针对不同ni含量(0～1.02%)对高强度钢42CrMoVNb延迟断裂行为的研究结果表明,实验料的氢脆敏感性随着ni含量的增加而明显降低;断口分析结果表明,所有氢脆断裂试样的裂纹源区均呈现准解理+沿晶断裂的混合断裂模式,且随着ni含量的增加,裂纹源区的沿晶断裂比例和面积逐渐减小。这表明ni能够改善实验料的耐延迟断裂的性能。进一步的腐蚀实验及极化曲线测定结果表明,随着ni含量的增加,实验料的腐蚀速率和腐蚀坑深度均逐渐降低,点蚀抗力逐渐增加,这是添加ni改善实验料耐延迟断裂性能的主要原因。针对42CrMo钢中添加不同Nb含量(0～0.08%)的研究结果表明,Nb能够显著地细化钢的组织;在较高的奥氏体化温度下会使得材料中粗大的NbC颗粒大量溶入奥氏体中,在高温回火时可析出十分细小的板条状NbC粒子而产生明显的二次硬化作用,使得钢的强度水平得到明显提高。同时这些粗化NbC粒子以及细小的板条状NbC粒子均能够作为氢陷阱而抑制氢的扩散。实验料中添加适当的Nb,并采用合适的回火温度能够降低实验料的氢脆敏感性,但这种作用在奥氏体化温度较高的情况下比较明显。过高的奥氏体化温度使得实验料的组织十分粗大,从而整体呈现出高的氢脆敏感性。

关键词：氢致延迟断裂高强度钢 Nb元素 ni元素腐蚀

Cu和ni元素对高强度螺栓钢耐候性和延迟断裂的影响

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Cu和Ni元素对高强度螺栓钢耐候性和延迟断裂的影响

作者：李昊北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着各种建筑、桥梁工程等逐渐大型化、大跨距化和所用钢材强度水平的不断提高,这使得作为连接件的螺栓类零件的工作应力水平明显提高,工作条件也更加恶劣,从而对其强度及服役性能水平等提出了越来越高的要求。本文以具有良好耐... 详细信息

近年来,随着各种建筑、桥梁工程等逐渐大型化、大跨距化和所用钢材强度水平的不断提高,这使得作为连接件的螺栓类零件的工作应力水平明显提高,工作条件也更加恶劣,从而对其强度及服役性能水平等提出了越来越高的要求。本文以具有良好耐延迟断裂性能的ADF钢（42CrMoVNb）为基础,添加不同含量的Cu和ni元素,通过周期浸润腐蚀实验、电化学实验、恒载荷延迟断裂实验（Constant Load Tensile,CLT）、慢应变速率拉伸实验（Slow Strain Rate Tensile,SSRT）等实验方法,并使用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）和光学显微镜（Optical Microscope,OM）对锈层进行观察,研究了Cu和ni元素对高强度螺栓钢耐大气腐蚀及耐延迟断裂行为的影响规律,以期进一步改善其耐候及耐延迟断裂性能。主要结论如下:钢中加入0.42%Cu之后,实验钢的耐腐蚀性能有了明显的提高,表面能够快速地形成具有保护性的锈层,且锈层的致密性更高,保护性更强;同时极化曲线测定结果表明,Cu能够使实验钢的自腐蚀电位略正移,从而提高其耐腐蚀能力。延迟断裂实验结果表明,加0.42%Cu实验钢的氢脆敏感性有所提高,这主要与其碳含量偏高所引起的强度水平明显提高有关;断口分析结果显示,裂纹源区均呈解理断裂加少量沿晶断裂的混合断裂模式。钢中加入0.42%ni之后,实验钢的耐大气腐蚀能力提升明显,锈层致密度和组成都有明显变化,实验钢自腐蚀电位向正向移动明显;继续将ni含量提高到0.99%之后,自腐蚀电位变化不大,锈层形貌近似,实验钢的耐候性没有得到进一步提升。随着钢中ni含量提高,实验钢的SSRT氢脆敏感性呈现先提高后降低趋势,CLT氢脆敏感性则差异不明显,对此有待进一步分析。

关键词：高强度螺栓钢大气腐蚀氢致延迟断裂 Cu元素 ni元素

SnAgCu无铅焊料中ni元素添加对组织性能影响研究

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浙江冶金 2013年第3期 37-39页

作者：刘晓刚浙江省冶金研究院有限公司杭州310011

研究了SnAg0.3Cu0.7低银无铅焊料中添加不同含量ni元素对焊料的显微组织、机械性能和润湿性能等物理性能的影响,探讨其作用机理。

关键词：无铅焊料 ni元素物理性能组织影响