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Fe-Cu合金的组织、力学性能和电磁性能

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Fe-Cu合金的组织、力学性能和电磁性能

姚秀荣;马晶;曹君慈;李伟力;刘兆晶

【摘 要】Regarding to the common energy wastage problem of motor,the

research on the magnetic and electric conductive material has been

operated.Several Fe-Cu alloys with different chemical compositions were

prepared by induction heating in this paper.After normalizing,quenching

and tempering,the microstructure was observed by optical microscope and

scanning electron microscope,and the mechanical and electromagnetic

properties were tested.The results show that the matrix of Fe-Cu alloy is

mainly ferrite,and the copper mainly distributes in the austenite

boundaries.After heating treatment,the hardness and impact toughness

are changed.With the increasing of Cu quality fraction,the magnetic

conductance and resistivity drop; The microstructure of Fe - 20% Cu alloy

is uniform,and the resistivity and starting torque are bigger than those of

the common motor materials-cast aluminum alloy,which can meet the

motor requirements of the magnetic and electric conductive material.%针对当前电机普遍存在的能源浪费问题进行导磁导电材料的研究,采用感应加热炉熔炼炉制备Fe-CH合金,对合金进行正火、淬火+回火处理,通过金相显微镜、扫描电镜等对其微观组织观察研究,并测试其硬度、冲击韧性等力学性能和电磁性能.结果表明,Fe-Cu合金的基体为铁素体,Cu主要分布在奥氏体晶界处.热处理后合金的硬度和冲击韧性发生了变化,随着Cu质量分数的增加,磁导率和电阻率降低,Fe-20％

Cu合金的组织均匀,电阻率、起动转矩比常用电机材料铸铝大,满足电机对导磁导电材料的使用要求. 【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》

【年(卷),期】2012(017)003

【总页数】5页(P5-9)

【关键词】Fe-Cu合金;微观组织;力学性能;电磁性能

【作 者】姚秀荣;马晶;曹君慈;李伟力;刘兆晶

【作者单位】哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040

【正文语种】中 文

【中图分类】TB131

能源是人类赖以生存的三大基本要素之一，电能作为能源的一种，已成为人们生产和生活中使用动力的主要来源．电动机是电能转换的主要设备，自发明以来在工农业生产、交通运输、医疗设备等各方面得到广泛应用．但是目前普遍使用的电动机仍然存在许多问题，影响电机的使用性能同时也会造成能源浪费，如起动时电流大，起动转矩小等．随着科学技术的发展和能源问题的出现，进一步提高电机的性能、降低成本和能耗已成为国内外一些学者的研究热点［1-5］．在电机转子材料方面，许多人进行了研究并取得了一定成就［6-9］，但是仍存在制备工艺复杂、成本高等问题，为此寻求高性能、制备简单、价格合理的新型导磁导电材料对提高电机性能和节能降耗具有重大意义．研究表明［10］，转子槽采用Fe-Cu合金时电机的起动性能较好．Fe-Cu合金具有成本低、易熔炼［11］等特点，采用不同比例可以使Fe-Cu合金在一定的范围内改变电导率和磁导率，使其符合电机性能的要求．但是，目前对此类材料的研究还比较少［12-16］．本文主要通过感应熔炼炉制备Fe-Cu合金，对其微观组织、力学性能和电磁性能进行研究，了解和掌握Fe-Cu合金的组织和性能特点，为Fe-Cu合金的应用提供相关的技术参数．

试验采用GWJ-0．25型中频感应炉加热并熔化纯铁，将温度设定在1 600℃左右;待铁全部熔化后加入约0．35%的锰铁进行脱氧;脱氧后，经1～ 3 min加入铜(为防止金属冷却，每次铜的加入量不超过加铜总量的10%);加入铜后，加入磷铜和锰铁(炉料的0．3 ～0．4%)，以便脱氧;加锰铁后，过几分钟加入硅铁;最后浇注前向合金液中加入铝;在1 650℃以上出炉浇注．

试验所用原材料为:纯铁(99．6%Fe)、电解铜(99．95%Cu，杂质含量不大于

0．05%)、硅铁(含Si75%)、锰铁(含Mn65%)、磷铜、铝片等．通过感应熔炼炉制备Cu质量分数分别为16%、20%和24%的Fe-Cu合金(成分见表1)，经热处理后(工艺参数见表2)研究其组织和性能．

热处理:用KO-10型箱式高温电阻炉和福茂式RJM-1．8-10 A电阻炉对合金进行热处理．

组织观察:采用OLYMPUS GX71倒置式金相显微镜对合金进行金相组织观察;在FEI Sirsion 2000扫描电子显微镜上进行微区成分分析、断口形貌观察．

洛氏硬度:在HR-150DT型电动洛氏硬度计上进行显微硬度测试．

冲击韧性:JBN-300B型冲击试验机，U型试样尺寸为10 mm×10 mm×55 mm．

电磁性能:NIM-2000S软磁装置:试样尺寸为250 mm×20 mm×4 mm;TH2511型直流低电阻测试仪:试样尺寸为300 mm×4 mm×4 mm．

图1是Fe-Cu合金铸态组织图，图2是正火态组织图，图3是淬火+回火态组织图．

对各成分Fe-Cu合金进行硬度及冲击韧性测试，其结果如图4、图5所示． 对铸态Fe-Cu合金的断口形貌进行观察，如图6所示．其中图6(a)为合金的冲击断口形貌，图6(b)、6(c)分别为点成分分析图．

铁是铁磁体，铜是良导体，采用不同比例可以使Fe-Cu合金在一定范围内改变电导率和磁导率．将制备的Fe-16%Cu和Fe-20%Cu合金试样加工成250×20×4(mm)和300×4×4(mm)尺寸大小，进行导磁导电性能检测，结果见表3．

从Fe-Cu合金铸态金相组织(图1)可以看出，Cu质量分数为16%时(图1(a)所示)，组织中出现了许多片状或针状平行的铁素体组织，Cu在晶界处呈零散断续分布．合金在冷却过程中，由于受冷却速度的影响，在晶界处首先形核的先共析铁素体，呈针、片状沿奥氏体某一晶面向晶粒内部伸长而形成如图1(a)所示的组织．这种针、片状铁素体组织形成很多的晶界，会降低合金的塑性和韧性，影响合金的机械性能，一般通过退火或正火来消除;当Cu质量分数为20%时(图1(b)所示)，大部分铁素体转变为等轴状，Cu在晶界处均匀地形成连续的网状结构;当Cu质量分数达到24%时，如图1(c)所示，分布在晶界处的Cu增加，等轴铁素体的晶界上基本上形成了一定厚度的连续网状结构．从正火处理后的Fe-Cu合金金相组织(图2)可以看出，Cu含量为16%的合金经过正火处理后，针状或片状铁素体明显减少，转变成了等轴状铁素体组织，可见，合金经正火处理后消除了魏氏组织;合金经正火和淬火+回火处理后，如图2、图3所示，组织特征仍然是铁素体和网状的Cu，铁素体的棱角变得圆整且形状规则．

因此，Fe和Cu在合金中相互间并不形成金属化合物，而是保持各自形态存在;Fe-Cu合金的基体为铁素体，Cu主要分布在奥氏体晶界处．随着Cu质量分数的增加，分布在晶界处的Cu越来越多，由断续零星分布变化到连续的网状结构;热处理消除了合金的组织缺陷，改善了Fe-Cu合金的铸态组织．

热处理后Fe-Cu合金的硬度和冲击韧性发生了变化，如图4、图5所示．Fe-Cu合金的冲击韧性较差，且随着Cu质量分数的增加呈现出从低变高的变化趋势．由合金的金相组织图1可知，铸态Fe-Cu合金的组织随着Cu质量分数含量的变化呈现出针状铁素体+断续零散分布的Cu到等轴铁素体+连续网状Cu的变化，由于大量针状铁素体的存在，合金内形成许多细小的脆弱面，使合金的韧性下降，Cu在晶界处呈断续分布，割裂了基体，所以含Cu 16%时冲击韧性较差;随着Cu质量分数的增加，Cu在晶界处形成了一定的网状结构，这些网状结构具有一定的韧性，在受到冲击时可以吸收一部分能量，所以韧性有所提高．

观察铸态Fe-Cu合金的冲击断口形貌，如图6(a)所示，可以看到有河流花样、解理平台等解理断口的重要特征，是典型的脆性断裂．图中也可以看到某些光滑面以及类似于剥落层的组织，点成分分析结果表明，光滑面主要是铁素体组织，如图6(b)所示，而覆盖在光滑面上的组织主要为富铜组织，如图6(c)所示，因此Fe-Cu合金的微观组织结构是铁素体晶粒外包覆着Cu，即Fe和Cu在合金内是彼此分层的，并没有生成金属化合物，而是保持各自的形态，机械性的“混合”在一起，这种结构使Fe和Cu在晶界处的结合力很弱，在冲击的过程中，Cu很容易就从铁素体晶粒上被撕裂而剥落下来，所以Fe-Cu合金的冲击韧性较差．

从表3的试验数据可以看出，Fe-16%Cu合金的相对磁导率μr为70，电阻率ρ为0．690×10-7Ω·m;Fe-20%Cu合金的相对磁导率μr为50，电阻率ρ为0．625×10-7Ω·m．合金随着Cu含量的增加，相对磁导率和电阻率都降低．常用电机材料铸铝的电阻率为 0．35 ×10-7Ω·m［17］，Fe-Cu 合金的电阻率比铸铝大，在电机起动电动势一定的条件下，可以降低起动电流，从而降低了转子由于温升而损耗的能量，提高了电机的效率水平．

根据Fe-Cu合金在不同磁场强度条件下得到的B值可以得到Fe-Cu合金的磁化曲线，如图7所示．可以看出随着磁场强度的增大，Fe-Cu合金的磁感应强度亦随之增大，当磁场强度超过80 000奥斯特时，变化趋近平缓． 根据电机理论与运行中的相关理论［17］与Ansoft计算机软件，对含Cu量为16%、20%的Fe-Cu合金和传统材料铸铝的起动转矩进行计算，得到结果见表4，Fe-16%Cu合金的起动转矩为26．42 N·m，Fe-20%Cu合金的起动转矩为26．71 N·m，均比传统材料铸铝起动转矩26．08 N·m要大，有利于电机的起动．

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Fe-Si的结构特性分析

Fe-Si的结构特性分析

Fe-Si 的结构特性分析

摘要

Fe-Si化合物具有优异的软磁性能，主要包含五种化合物，分别是Fe5Si3、Fe3Si、Fe2Si、Fe Si以及FeSi2（主要包括α-FeSi2和β-FeSi2）。Fe-Si化合物中只有β-FeSi2具有半导体的特性，其它化合物表现为金属特性。本文主要对Fe-Si化合物的结构特性进行分析，包括其晶体结构和特点、物理性质、以及磁学性质。

关键词：Fe-Si化合物，晶体结构，软磁材料

1. 引言

Fe-Si化合物的发展已经过了近百年，对于它的研究一直是学者们关注的热点问题，由于Fe-Si化合物具有优异的软磁性，是一种重要的软磁材料，使得它在光学、电学、以及磁学等各个领域方面有着较为广泛的应用。由文献中Fe-Si二元系相图可知，Fe-Si化合物的组成相包括Fe5Si3、Fe3Si、Fe2Si、Fe Si以及FeSi2（主要包括α-FeSi2和β-FeSi2）[1]。由于这些化合物具有不同的组成，使它们具有不相同的结构和性能。目前，对于Fe-Si化合物的生产工艺以及结构和特性分析，已经进行了大量的实验和理论研究工作[2]-[6]。因此对于研究Fe-Si化合物的结构和基本物理性质，可以更好地了解它们各方面的性能，从而使Fe-Si化合物在微电子器件以及大规模集成电路的应用有着更深远的意义。

2. Fe-Si化合物的结构

2.1 Fe3Si的结构

Fe3Si是具有面心立方的DO3结构，Fe3Si晶体的每个晶胞内均有四个原子，各原子坐标为A（0,0,0）、B（0.25,0.25,0.25）、C（0.5,0.5,0.5）以及D（0.75,0.75,0.75）。Fe3Si晶体中有两种不相同的Fe进行占位，这两种Fe占据A、B和C位，它的化学式相当于 FeII2FeI1Si。Fe3Si晶体中各个原子的分布情况为：Fe I原子位于B位，Fe II原子位于A和C位，Si原子位于D位。

Fe-Ni-Cu-C合金粗粉注射成形件的力学性能和微观组织

Fe-Ni-Cu-C合金粗粉注射成形件的力学性能和微观组织

第１６卷第３期　２００７年９月　淮海工学院学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕａｉｈａｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．３　Ｓｅｐ．２００７　

文章编号：１６７２－６６８５（２０Ｏ７）０３—０Ｏ１６一Ｏ４　

Ｆｅ—Ｎｉ—Ｃｕ—Ｃ合金粗粉注射成形件的力学性能和微观组织　

乔　斌　，尚　峰。，李化强　，邹家生。　

（１．淮海工学院机械工程系，江苏连云港２２２００５；２．江苏科技大学材料科学与工程学院，江苏镇江２１２００３）　

摘　要：对平均粒度为６０　ｍ的Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｕ—Ｃ合金粗粉进行了注射成形。分析了烧结温度、保温时　

间和烧结气氛对烧结件力学性能和微观组织的影响。结果表明，在１　２２５℃，保温１　ｈ，Ｈｚ和Ｎｚ（体　

积分数）比为１：３时得到的烧结件具有最好的力学性能，其抗拉强度为３６０　ＭＰａ，屈服强度为１７１　

ＭＰａ，硬度为５４　ＨＲＢ。　关键词：金属注射成形；粗粉；力学性能；微观组织　

中图分类号：ＴＦ１２４．３　文献标识码：Ａ　

Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｆｅ‘－Ｎｉ＿－Ｃｕ‘－Ｃ　Ａｌｌｏｙ　Ｃｏａｒｓｅ　

Ｐｏｗｄｅｒ　ｂｙ　Ｉｎｊ　ｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　

ＱＩＡＯ　Ｂｉｎ　，ＳＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇ。，ＬＩ　Ｈｕａ—ｑｉａｎｇ　，ＺＯＵ　Ｊｉａ—ｓｈｅｎｇ。　

（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｉｈａｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ　２２２００５，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅＮｉａｎｇ　２１２００３，Ｃｈｉｎａ）　

一种Fe-Ni-Co合金深冷轧制过程的显微组织及力学性能

一种Fe-Ni-Co合金深冷轧制过程的显微组织及力学性能

第４０卷第１期　２０１７年２月　辽宁科技大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　、，ｏ１．４０　ＮＯ．１　Ｆｅｂ．２０１７　一种Ｆｅ—Ｎｉ．Ｃｏ合金深冷轧制过程的　显微组织及力学性能　郑建军，李长生，贺　帅，马　彪，宋艳磊　（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳１１０８１９）　摘　要：对Ｆｅ－Ｎｉ．Ｃｏ（Ｆｅ．３２．５％Ｎｉ．３．７２％ｃ０）合金进行了不同压下量的深冷轧制，利用光学显微镜、ＸＰ，Ｄ等分析　手段研究了合金的低温变形过程中的组织演变。研究结果表明，深冷处理后合金中形成了体积百分含量为２０％　左右的变温马氏体；随后的深冷轧制工艺触发了合金中形变诱导马氏体，并且马氏体转变量随着压下量的增加　而增多。＂－３累积压下量达到８０％，合金中的马氏体含量达到了７２．４％。由于低温变形使合金中形成了大量的马　氏体，合金的显微硬度值迅速升高，８０％累积压下量的深冷轧制后试样的显微硬度增加到３７５Ｈｖ。　关键词：Ｆｅ．３２．５％Ｎｉ一３．７２％Ｃｏ合金；深冷轧制；显微组织；马氏体；显微硬度　中图分类号：ＴＧ３３５．５６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４—１０４８（２０１７）０１—００２０．０４　Ｄ０Ｉ：１０．１３９８８￣．ｕｓｔ１．２０１７．０１．００５　１８９６年Ｆｅ—Ｎｉ系因瓦合金问世以后，日本科学　家Ｍａｓｕｍｏｔｏ于１９３１年发明了另一种低膨胀合金，　该合金的成分为Ｆｅ一３２％Ｎｉ一４％Ｃｏ，被称作超因瓦　合金ｎ。］。超因瓦合金中的Ｃｏ元素代替了原合金　中的Ｎｉ元素得到了膨胀系数更小的低膨胀合金。　虽然超因瓦合金与经典因瓦合金相比一定温度范　围内的膨胀系数更小，但Ｃｏ元素的添加提高了马　氏体转变温度，降低了合金的低温组织稳定性ｂ］。　超因瓦合金主要用于制造在环境温度变化范围内　尺寸高度精确的精密部件，使用状态为奥氏体组　织　。奥氏体具有良好的塑性，但屈服强度和抗拉　强度较低，限制了该合金的使用。最近，有关研究　表明通过深冷轧制＋退火可以有效改善Ｆｅ一３６％Ｎｉ　因瓦合金的抗拉强度。低温变形显著改变Ｆｅ一３６％　Ｎｉ因瓦合金的显微组织，变形过程中触发了形变　孪生及形变诱导马氏体相变等变形机制，与常规　冷轧相比深冷轧制工艺大幅度增加了变形后合金　中的形变储能及位错密度，轧制后试样的抗拉强　度明显高于室温轧制，退火后合金的晶粒尺寸可　收稿日期：２０１６—０９．２２。　基金项目：国家自然科学基金（５１２７４０６２）。　作者简介：郑建军（１９８７一），男，内蒙古赤峰人。　以细化至４．６　ｍ　。Ｃｏ元素可以降低合金的层错　能，因此超因瓦合金与经典因瓦合金相比具有较　低的层错能　。目前，尚未有关于超因瓦合金深　冷轧制方面的报道较少。本文通过对合金成分为　Ｆｅ一３２．５％Ｎｉ．３．７２％Ｃｏ的超因瓦合金进行不同压下　量的深冷轧制，对该合金的低温变形行为进行了　研究。　ｌ　实验材料及实验方法　实验采用的Ｆｅ—Ｎｉ．Ｃｏ合金化学成分：３２．５％　Ｎｉ，３．７２％Ｃｏ，０．０５％Ｃ，０．５２Ｍｎ，０．２Ｓｉ，少量的Ｓ、Ｐ，　余量Ｆｅ。原始试样为５　ｎｑｌｎ厚的热轧板，将其进行　８００　ｏＣ固溶处理３０　ｍｉｎ，水冷至室温，用剪切机裁　成４０　ｍｌＴｌ（宽度）Ｘ１００　ｍｌｎ（长度）ｘ５　ｎ＇ｌｒｆｌ（厚度）。　然后进行１０％、４０％、６０％、８０％等不同累积压下量　的深冷轧制。深冷轧制前，将试样置于液氮罐中　保温１５　ｍｉｎ，然后取出试样迅速进行轧制，轧制结　束后再迅速将试样重新放于液氮罐中。轧制过程　

Ag-Cu-Ni-RE合金材料的组织和性能探讨

Ag-Cu-Ni-RE合金材料的组织和性能探讨

管理及其他Management and otherAg-Cu-Ni-RE合金材料的组织和性能探讨关婷婷，严 力（青海高等职业技术学院，青海　海东　８１０７００）摘 要：Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－ＲＥ合金材料作为近些年新型运用而生的金属功能材料，由于该材料具备了强度高、耐磨好、导电强等多种性能，现已经成功运用于实际生产过程中。本次研究通过基于热力学理论视角，针对合金凝固过程物相形成规律，并且借助ＯＭ（光学显微镜）、ＸＲＤ（Ｘ射线衍射）、ＳＥＭ和ＴＥＭ（扫描和投射电子显微镜）等诸多仪器设备，针对Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－ＲＥ合金材料微观组织展开分析。关键词：Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－ＲＥ合金材料；组织；性能中图分类号：Ｖ２５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１１－５００４（２０１８）０５－０２８３－２1 实验材料与方法1.1 实验材料与设备在本次研究中主要采用了Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料，原材料为99.99%的电解铜以及99.998%金属银，Cu-10wt.%Ni以及Cu-18wt.%RE中间合金。现阶段此类系列新品已经投入至生产实际中且广加运用。考虑到生产技术保密在此不多介绍工艺参数，仅以工艺名称对其加工状态加以表明。本次实验主要采用的实验设备材料：PG-2A型金相试样抛光机、HAL100正立智能数字万能材料显微镜、HVX-1000维氏显微硬度计、Nano Indenter DCM纳米显微力学探针、TE66微摩擦磨损试验机、DX-2500X射线衍射仪、JEOL JSM-6460LV扫描电子显微镜、H-9000NARTECNA120透射电子显微镜[1]。1.2 试验方法1.2.1 合金热力学计算通过以Miedema理论模型，同时借助Toop模型拓展，对Ag-Cu-Ni-RE合金材料体系中，二元至多元合金系的生成焓，与合金相图及合金元素性质相结合，分析预测Ag-Cu-Ni-RE合金体系中的稀土化合物[2]。1.2.2 金相试样制备及SEM试验通过将多合金样品通过沿其横向及纵向截取其中一小段，后沿着其横截面方向完成90°弯折、稳定放置后加温、加压。完成金相试样制作后完成1~2s30%浓度双氧水腐蚀液的表面清洗，后对1~4#合金材料组织借助金相显微镜完成其形貌观察。主要借助SEM及EDS完成对Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料的基体及第二相形貌成分加以分析。之后随机完成Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料的横截面及纵截面形貌照片拍摄，借助Image-pro plus软件统计分析第二相颗粒，之后对比分析四种合金第二相尺寸及分布[3]。1.2.3 XRD试样制备及实验条件通过将不同成分合金材料，完成15mm×15mm规格的薄片切除，之后使用浓度10%稀H2SO4溶液酸洗之后，将试样表面的氧化物清洗去除。采用X射线衍射步进扫描方式，控制扫描范围在10~90°，且控制扫描速度在0.01°/s[4]。1.2.4 TEM试样制备及试验条件通过首先在大块试样中，完成0.1mm厚度薄片切除，后采用机械设备减薄，在此过程中重视平放样品，用力适中，待充分冷却减薄至一定程度后，实现丙酮溶液的直接粘结，保证样品脱落于样品座上，之后逐步减薄样品至低于30m。最后将预先减薄的圆片装入至夹持器内部减薄，在样品量测完成束流轰击，设置透射电子显微镜加速电压在200KV。观察Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料的不同物相形貌及电子衍射相关晶体信息。1.2.5 硬度测试实验借助维氏显微硬度计针对1~4#合金试样的硬度加以测定，对比分析不同添加元素合金材料的硬度。在不同工艺参数下能够基于试样上分别获取10个以上的均匀测点，取其中10个的平均值即合金材料硬度。采用纳米纤维力学探针完成显微硬度试验[5]。1.2.6 摩擦磨损试验在本次实验中主要采用微摩擦磨损试验机完成，设置好相关参数展开试验。针对具体的磨损材料其本身，要确保转速始终能够在样品表面达到匀速的圆周运动，且基于不同样品测试中存在两个磨痕，完成对合金材料磨损量及磨损面积的电子显微镜观察分析[6]。2 结果2.1 Ag-Cu-Ni-RE合金材料合金热力学分析本次研究通过采用Miedema模型，基于三元西合金生成焓及四元系合金生成焓的计算模型，最终得出不同的多元体系中，金属间化合物主要包括了（AgCu）×RE以及（CuNi）×RE共计两大类型。可以发现在Ag-4Cu-0.3Ni-LA合金材料中，La几乎并未能够溶于Ag-4Cu-0.3Ni合金内，主要由于Ag-La化合物生成的热力学最负，并且在该合金材料中Ag占据较大成分占比，由此合金热力学凝固中，便会首先形成Ag-La化合物。由于La的含量相对较低，同时可能会形成化合物，优先形成了Af5La以及Ag51La14。在Ag-4Cu-0.3Ni-Ce合金材中，主要组成合金基体Ag，因此可以发现Ag4Ce生成焓较负，为首先形成化合物，该合金稀土化合物及另外两类稀土化合物呈更负的生成热，由此表明Ce及Ag、Cu等多元素形成了相互作用，进而生成了具备更强稳定性的稀土化合物。同时考虑到在该合金材料中Ce元素所具备的化学活泼型，通过将La取代了部分Ce元素因子，后形成了（AgCu）4LaCe以及（CuNi）5LaCe。2.2 Ag-Cu-Ni-RE合金材料显微组织分析为金相显微镜下，所观察到的不同RE元素Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料纵向组织分布形态图，作为经过热轧工序之后的合金样品。能够有效观察第二相组织，主要呈热轧的方向为带状分布。（下转285页）收稿日期：２０１８－０５作者简介：关婷婷，女，生于１９９３年，汉族，青海西宁人，本科，助教，研究方向：材料成型与控制技术。管理及其他Management and other启动信号。3 取样设施的应用本设施的一个工作周期为：当矿堆触碰到启动开关时时，电控装置控制气缸电磁阀换向，收样气缸推动踏杆由上往下打开收样桶盖，然后取样气缸由上往下推动取样铲，停留数秒（已设定）待样铲集满由前向后运动的精矿到设定时间后取样气缸将样铲由下往上收回，然后行程气缸推动取样气缸由左往右运动，到达滑轨右端时，刮样器将样铲的精矿刮落至收样桶，然后行程气缸将取样气缸由右至左收回至原处，最后收样气缸将踏杆收回，收样桶盖闭合，整个取收样周期完成。通过对设施现场使用的观察及数据对比，得出本设施完全满足生产检测要求。自动取样数据与按照操作规程的手动取样数据对比见表1。表1 产检测要求表取样方式班样重量品位水分kgCu%H2O%自动取样123.8011.2手动取样123.8111.2自动取样124.0211.1手动取样124.0111.1自动取样123.7910.7手动取样123.8010.74 结语本设施的研制优势：采用易于获得地零部件组成结构简单的取收样设备替代手工取样，降低劳动强度，实现及时自动取样，达到了取样目的；紧凑结构有效降低设备故障及噪音，取样铲能及时地截取通过地固体矿粉，获取样品不受皮带上矿堆高低的影响，提高取样的代表性[4-8]。由于本设施是第一次研制，在材料选取、结构布置、连接方式、自适应调节、制作工艺等方向上还可进一步优化，近期有望通过试验采用PLC微机控制，向简洁智能化方向推进，以满足日益智能化办公的要求。参考文献[1]󰀡严万生等编著.矿山固定机械手册.北京：煤炭工业出版社，1986.5，第1版.[2]󰀡孙桓.陈作模主编.机械原理.北京：高等教育出版社2000.[3]󰀡戈东方.电力工程电气设计手册.第1册，电气一次部分[M].北京：中国电力出版社，1989.[4]󰀡王瀚伦.󰀡时间继电器延时合闸装置的研究与应用[D].山东大学,2015.[5]󰀡朱煜,郭万有,陈鹏.一种延时时间可调的时间继电器控制电路设计[J].机电元件,2008(03):20-24.[6]󰀡原宇光,于波.关于时间继电器的应用分析[J].黑龙江科技信息,2007(02):36.[7]󰀡雷建华.浅谈运输皮带组合旋转式清扫器[J].技术与市场,2013,20(11):18+20.[8]󰀡蒋仲安,陈举师,牛伟,王晶晶,陈梅岭.皮带运输巷道粉尘质量浓度分布规律的数值模拟[J].北京科技大学学报,2012,34(09):977-981.（上接283页）而处于冷轧和终轧状态的Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料，可以发现相比并无出现较大变化，但是由于轧量逐步增加，第二相宽度呈减小趋势，增加了一定的变形程度。2.3 Ag-Cu-Ni-RE合金材料性能分析经实验发现不同状态下Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料的显微硬度（见表1），可以发现将稀土元素添加合金中相较未添加，提升了基体强度。且随着稀土相强度的逐步提升，运动未错无法轻易切过颗粒，容易在颗粒部位受阻且出现弯曲情况。随着外加切应力的逐步增加，导致位错会持续呈弯曲方向发生逐步运动。继续变形还需要不断对其外应力增加，且在位错绕出颗粒情况下，颗粒之间的间隔距离便会不断减小，最终致使发生强化效应。随着轧制变形量的逐步递增，合金基体硬度也会逐步提升，而这由于增加了一定变形量，导致CuNi相发生破碎因而呈均匀化分布，提升了整体强度后合金强度便会呈明显降低趋势。经实验发现Ag-Cu-Ni-RE合金材料处于不同荷载作用下，摩擦系数会随着时间而逐渐变化，而磨损量则会随着不断增加载荷，铜材料的磨损量会逐步增加，同时也扩大了磨痕面积，其中以Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料的磨损面积最小，具备最好的耐磨性能。如表1所示：表1 Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料显微维氏硬度编号基体硬度第二相硬度1231#1.68///2#1.792.242.252.933#1.822.532.713.314#1.822.052.64/3 结语经本次研究针对Ag-Cu-Ni-RE合金材料的组织及性能试验及其热力学分析，发现：（1）合金热力学凝固中，便会首先形成Ag-La化合物。由于La的含量相对较低，同时可能会形成化合物，优先形成了Af5La以及Ag51La14。（2）经过热轧工序之后的合金样品。能够有效观察第二相组织，主要呈热轧的方向为带状分布。由于轧量逐步增加，第二相宽度呈减小趋势，增加了一定的变形程度。（3）随着外加切应力的逐步增加，导致位错会持续呈弯曲方向发生逐步运动。继续变形还需要不断对其外应力增加，且在位错绕出颗粒情况下，颗粒之间的间隔距离便会不断减小，最终致使发生强化效应。磨损量则会随着不断增加载荷，铜材料的磨损量会逐步增加，同时也扩大了磨痕面积，其中以Ag-4Cu-0.3Ni-RE合金材料的磨损面积最小，具备最好的耐磨性能。参考文献[1]󰀡赵燕燕.Ag-Cu-Ni-Ce合金系二元稀土化合物的第一性原理计算研究[D].重庆理工大学,2014.[2]󰀡张宇航,卢斌,戴贤斌,等.Ce对SnAgCu系无铅焊料合金组织和性能的影响[J].材料研究与应用,2007,1(4):295-299.[3]󰀡赵小艳,赵麦群,王娅辉,等.Ce对Sn-Ag-Cu系焊料合金的组织与性能影响[J].电子元件与材料,2006,25(6):27-29.[4]󰀡张柯柯,郭兴东,王悔改.热冲击下Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头组织与性能[J].稀有金属材料与工程,2017(5):1353-1358.[5]󰀡樊艳丽,张柯柯.Ni添加对SnAgCuRE钎料组织与性能的影响[J].电子元件与材料,2013,32(11).[6]󰀡张鑫,刘敏,张柯柯,等.SnAgCu系软钎料钎焊接头性能研究[J].焊接技术,2016(4):5-7.