促进铝化物科研成果向生产转化—美国GAMI的措施

铝化物是一种有着广阔应用前景的高技术新材料,主要包括镍、铁和钛的铝化物,例如Ni_3Al、FeAl和TiAl等,其主要用途是作高温结构材料。由于这类高温材料是具有有序结构相的金属间化合物,故又称高温有序合金或高温金属间化合物。与镍基高温合金相比,由于这类材料的高温性能更好,可在更高的温度下工作,比重轻,抗铝腐蚀能力     

新型的金属间化合物基复合材料

以金属间化合物为基体的复合材料是目前正在研究的一种新型高温结构材料。本文综述了这种新型复合材料的发展现状及其制造方法。初步研究表明:纤维增强的Ni_3Al,Ti_3Al,FeAl等铝化物金属间化合物基复合材料性能优子基体材料和目前广泛使用的镍基高温合金,展现出了诱人的前景。将来的研究方向将主要集中于增强剂与基体的化学相容性,热膨胀系数的匹配,力学模型和断裂模式的建立,制备工艺的开发与优化等方面。     

铁和镍铝化物的研制

美国田纳西州的橡树岭国立研究所研究了镍、铁和钛的铝化物。查明,镍的铝化物可以与超耐热台金相匹敌,铁的铝化物可以代替不锈钢。     

气体涡轮机用材料

德国蒂森克虏泊公司设计出一种拥有高抗蠕变强度和疲劳强度的合金。这是一种由镍、钼、钴、钨组合成的,用于制造气体涡轮的材料。添加20％的铬可使合金耐受高温浸蚀。铝和钛也可通过金属间化合物NiX（Al,Ti）的弥散作用提高材料的抗蠕变强度。但是这些元素必须细心控制,过高浓度的金属间化合物浓度可能使合金变脆,     

机械合金化的进展

介绍了机械合金化的研究进展以及机械合金化法在制造氧化物弥散强化超合金、结构用铝合金、耐热Al-Ti合金、铝化物(如Ni_3Al)等金属间化合物及其他材料方面的应用。     

新型高温合金的液相连接

简要介绍了粉末冶金高温合金,定向凝固高温合金,单晶合金,镍铝系金属间化合物结构材料等新型高温合金钎焊和过渡液相扩散焊领域的发展现状,主要包括其钎料或中间层合金,连接方法及工艺和接头的高温持久性能。     

宇航工业和燃气涡轮用Ti-Al结构件的生产新工艺

近年来,设计工程师已用镍、铁和钛的铝化物基合金取代宇航工业通常采用的合金、如:316SS不锈钢,Waspalloy、Hastelloy C、INCO718、IN813C等,用于抗高温和抗腐蚀。新的金属间化合物,由于密度较低、强度较高而减轻重量并提高高温抗氧化性能,与先进的陶瓷相比,提高了损伤容限。这些优点,成为高性能飞机结构和燃气涡轮机的候选材料。但是在环境温度内,仍有延展性与韧性低的问题。德国已研究一种新的粉末冶金方法成功地制成TiAl零件,可望商业生产,1990年粉末冶金会议上,W·G Smarsly(MTU)报告指出,新的工艺包括使用廉价的钛和铝粉末,而这些粉末可以任意比率随机混合和用真空热压预压成圆柱形,密度大于95％。该粉末混合物也含有弥散     

铁铝金属间化合物高温硫化腐蚀研究进展

铁铝金属间化合物由于其优异的力学性能和抗高温氧化性有望成为新一代的高温材料,因此其抗高温硫化腐蚀性能就成为了人们研究的重点课题之一.影响铁铝金属间化合物高温硫化腐蚀的因素主要有:合金成分、腐蚀气氛、温度、预处理工艺等.主要从铁铝金属间化合物的硫化机理、铁铝金属间化合物中铝含量、添加元素、腐蚀气氛、腐蚀温度等方面讨论了铁铝金属间化合物硫化腐蚀的研究进展情况.     

钛铝金属间化合物合金的扩散连接

钛铝金属间化合物合金具有比重轻、比强度高以厦良好的高温力学性能和抗氧化性，被认为是航空航天和军工领域最具有应用前景的高温结构材料。钛铝金属间化合物合金的工程实用化需要先进的连接技术，保证连接件既能够保留母材的性能而且接头具有高的变形和断裂抗力。固态扩散连接不存在熔化缺陷、焊接热裂倾向和组织热影响区等缺点。被认为是连接钛铝金属间化舍物合全有效的方法之一。本文简要地介绍近十多年来国内外对钛铝金属间化合物合金扩散连接研究的状况与进展。     

Nb-Si系金属间化合物的研究进展

介绍了Nb-Si系金属间化合物及其复合材料的制备工艺，力学性能和物理性能，综述了Nb-Si系金属间化合物作为高温结构材料的最新研究进展和发展趋势，作为轻质高温结构材料的有力竞争者，Nb-Si系金属间化合物及其复合材料，特别是具有低温韧性和高温强度优良均衡的Nb-Nb5Si3原位复合材料，有望在下一代航空航天发动机上（≥1600℃）应用。     

金属间化合物的组织超塑性行为

综述了金属间化合物的组织超塑性行为的最新进展状况,介绍了镍基（Ni3Al,Ni3Si,NiAl）、钛基（TiAl,Ti3Al）、铁基（Fe3Al,F3Al和Fe3Si）和钴基（Co3Ti）金属间化合物的粗晶和细晶组织的超塑性行为（CSS and FSS）,着重于微观组织的分析以及变形机制的阐述,讨论了动态再结晶（DRX）在超塑性变形中的作用;传统的动态再结晶（DRX）是细晶结构金属间化合物超塑性变形的一种有效的协调机制。而连续的动态再结晶（CRX）是粗晶结构金属间化合物超塑性变形的主要机制。还展望了金属间化合物超塑性的研究方向。     

1993年材料科学重点项目指南

项目编号59331010金属间化合物是为适应航空航天工业的发展开发的一种新型高温合金材料。由于这类材料的晶体结构等原因导致的室温脆性和低韧性,限制了它的广泛应用。本项目以铝化物(Fe-Al,Ni-Al,Ti-Al 系金属间化合物)为主要研究对象,针对其脆性本质及解决韧化途径进行基础性的理论研究。     

Ni/Ni_3Al相界的研究进展

镍基单晶高温合金具有优良的高温性能,其结构主要是由具有L12-Ni3Al有序金属间化合物结构的γ′析出相共格沉淀在具有FCC-Ni固溶体结构的γ基体上构成。镍基单晶高温合金中存在大量合金元素以及杂质元素,研究这些元素在相界的占位及其对相界性能的影响和元素之间的相互作用及其对相界的影响具有非常重要的意义。介绍了γ-Ni/γ′-Ni3Al相界的研究进展,分为合金化元素、杂质元素和晶格错配3个方面。     

Guide to the Key Programs of Materials Science Supported in 1993 by the Department of Materials and Engineering Science of NSFC

<正> 项目编号59331010金属间化合物是为适应航空航天工业的发展开发的一种新型高温合金材料。由于这类材料的晶体结构等原因导致的室温脆性和低韧性,限制了它的广泛应用。本项目以铝化物(Fe-Al,Ni-Al,Ti-Al 系金属间化合物)为主要研究对象,针对其脆性本质及解决韧化途径进行基础性的理论研究。     

铝基层状复合材料界面金属间化合物的研究现状

随着科学技术的进步和新技术、新产业的出现,特别是高、精、尖技术的迅速崛起和发展,各国对工程材料的需求也越来越广泛,对材料性能提出了越来越苛刻的要求。因此传统、单一的金属材料的应用领域受到很大的限制,越来越不能满足高新技术的发展要求。近年来,能源和资源的消耗日渐增多,许多矿产资源日益枯竭,为了节约资源和能源,减轻产品质量,环保绿色的复合材料已成为主流发展方向。异种金属复合材料通过选择不同的组元层,可具备多种优异性能,以满足抗磨损、抗腐蚀、抗冲击及高导热导电等特殊要求。目前,金属基复合材料在石油、机械、化工、电子及家用电器等许多领域得到了广泛应用。铝基层状复合材料兼具铝合金的耐腐蚀、高导热、低密度和其他组元层的优良性能,如不锈钢耐腐蚀、铜高导电导热散热、钛耐高温冲击耐腐蚀、镁低密度优良电磁波屏蔽性能等,可满足多种特殊使用要求。铝不锈钢、铝镍及铝钛复合材料的应用,可节约Cr、Ni、Ti等稀贵金属。为了使铝基层状复合材料具有良好的界面结合性能,异种金属复合后,通常进行扩散退火,然而异种金属扩散退火过程中若层状复合材料界面有金属间化合物生成,将会损坏组元层间的结合强度,甚至分层,严重影响复合材料的使用性能。因此,研究界面金属间化合物的形成及生长是开发铝基层状复合材料的关键。本文较为系统地阐述了常用铝/不锈钢、铝/钛、铝/镍、铝/铜、铝/镁五种铝基层状复合材料界面金属间化合物,介绍了界面金属间化合物相的组成及生长动力学,并给出了五种铝基层状复合材料界面化合物的生成条件。同时,揭示了铝基层状复合材料界面金属间化合物初始形成过程,包括金属相互扩散、到达最大固溶度后初始相的形成、金属间化合物不同相间的转变及金属间化合物厚度的增加,得到了界面化合物厚度与扩散退火时间和温度的关系,金属间化合物层厚度(X)与时间(t)之间的关系满足公式:X=kt~n(n为动力学指数)。此外,本文就Si对铝镍、铝钛层状复合材料界面金属间化合物的影响进行了预测。     

电子束粉末床熔融制备钛铝基金属间化合物研究进展

钛铝基金属间化合物是一种理想的高温结构材料,但因存在室温塑性差、加工困难等不足而限制了其发展与应用。电子束粉末床熔融(Electron Beam Powder Bed Fusion, EB?PBF)技术能够实现近净成形,其加工中的低热应力特点适宜脆性材料的制备,是近年来广受关注的新型钛铝基金属间化合物成形方法。对用电子束粉末床熔融制备的钛铝基金属间化合物进行了介绍,并对近年来发表的以EB?PBF钛铝材料为研究对象的相关文献进行了综述。从工艺、后处理和性能表征等角度对目前的研究现状进行了分析总结,并对未来的研究工作提出了展望。     

钛-铝异种材料的点焊技术研究新进展

钛合金和铝合金的应用在航空航天及汽车制造领域都在逐步增加,而Ti/Al异种金属复合结构中搭接连接无疑是不可避免的连接形式,因此对于钛/铝异种金属点焊技术的研究是非常必要的。由于Ti/Al两种材料的物理和化学性质存在巨大差异,导致两者的焊接尤为困难,目前能实现钛铝异种材料的高质量焊接的方法研究较少。先从钛和铝材料的本身特性入手,阐述目前3种常用的点焊技术:电阻点焊、搅拌摩擦点焊和超声波点焊的研究现状。主要涉及点焊接头成形、焊接参数、接头的组织特征以及力学性能,探究了各个方法的优缺点,并指出Ti/Al异种金属焊接质量的关键主要在于对金属间化合物的有效控制。为Ti/Al异种结构的连接提供合适的设计思路,并为新的连接方法提供借鉴思路。     

硅化物高温结构材料的主要进展

现代科学技术,尤其是军事科学技术的发展,不断地提高了对高温氧化环境下工作材料的苛刻要求.目前,工作在1000℃以下的高温抗氧化材料主要有镍基、钴基超合金和金属间铝化物材料,而能工作在1000℃以上的材料,具有优良的抗氧化和高温强度结合的材料,必须瞄准先进的硅基陶瓷材料、金属间化合物材料和硅化物材料,下表列出了MoSi2硅化物材料和结构陶瓷材料的优缺点,表明了这两类材料巨大的应用潜力及存在的缺陷.     

Ti/Al异种材料真空扩散焊及界面结构研究

采用钛板表面渗铝工艺成功地实现了Ti/Al的扩散连接,通过扫描电镜(SEM)、显微硬度、X射线衍射等,对Ti/Al扩散焊接头区的组织结构进行了分析.试验结果表明:Ti/Al扩散焊接头区由钛侧界面、扩散过渡区、铝侧界面组成;在Ti/Al扩散焊界面附近的过渡区中可能形成Ti3Al、TiAl和TiAl3金属间化合物.控制工艺参数能够减小生成的金属间化合物层的厚度.距扩散焊界面较远铝基体一侧的显微硬度为30～40HM,钛基体和过渡区界面附近没有明显的脆性相.     

含微量Y的Ni-20Al-30Fe定向合金的研究

一、引言 近年来,在金属间化合物中,特别是Ni—Al系长程有序金属间化合物作为高温结构材料应用前景日趋明显。B_2型Ni—Al化合物具有高熔点、低密度、高热传导性以及优良的抗氧化性能等特点,作为航空航天工业耐热结构材料具有更大潜力。但由于它低温塑性差,中温、高温强度低,限制了它的应用。为了改善低温塑性和提高中温、高温的强度,人们正进行各方面的努力。In-oue等人研究了快速凝固法制备Ni—20Al—30Fe线材合金性能,Sumit Guha等人也对同一成分合金通过热挤压成型工艺研究了该挤压合金的室温性能。结果表明,Fe的加入可提高B_2型NiAl合金的室温塑性,但对高温性能未作报道,这一较好的结果说明了Ni—Al—Fe系合金是值得重视和研究的。在高温合金和在Ni_3Al金属间化合物的研究中发现,少量的稀土元素Y的加入对合金塑性和抗氧化性有好处。为此,我们试图通过加入微量稀土元素Y(0.01wt％)和采用定向结晶工艺,达到提高Ni—20Al—30Fe合金的强度与塑性的目的。