TiAl金属间化合物工程实用化研究与进展

回顾了钢铁研究总院在提高TiAl金属间化合物合金可靠性和部件制备技术两方面的研究结果,介绍了己开展的应用研究及减重效果研究,并对TiAl合金今后的发展做了简要评述。     

工业尺寸TiAl合金铸锭高温变形行为

采用Gleeble-1500研究了在应变速率为10-3s-1～10-1s-1和变形温度为1000℃～1200℃条件下,真空自耗方法制备180mm直径TiAl合金铸锭的热变形行为,并建立了高温变形的本构方程。结果表明,合金变形的流变应力对温度和应变速率敏感,铸态合金的热变形激活能为335.5kJ/mol,所建立的变形本构方程,可为制定工业尺寸TiAl合金铸锭的热加工工艺提供参考。     

聚乙二醇改性聚乳酸/乙酰柠檬酸三丁酯复合薄膜的结构及性能

以聚乳酸（PLA）为基材、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）为增塑剂、聚乙二醇（PEG）为增韧剂采用溶液共混法涂覆制备PLA复合薄膜。采用红外吸收光谱、热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜及拉伸测试表征PLA复合薄膜的结构和性能。结果表明,适量的PEG改性PLA/ATBC复合薄膜后,使其拉伸强度从29.52 MPa增加到33.40 MPa,断裂伸长率从262 %增加到292 %,薄膜的柔韧性得到增强;PEG的端羟基与PLA的羰基发生缔合反应形成氢键,提高了PLA/ATBC复合薄膜的热稳定性和结晶度;观察90 d后的薄膜表面SEM图像,发现PEG改性后的PLA/ATBC复合薄膜表面没有龟裂纹的产生,延长了其使用寿命;加入微量的爽滑剂乙撑双硬脂酰胺（EBS）改善了PLA复合薄膜的相容性和加工性能。     

基于HS-GC-IMS分析陇南主栽品种初榨橄榄油的风味特征成分

旨在为我国甘肃陇南产区初榨橄榄油(VOO)的快速鉴别以及工业生产过程中的风味品质评价提供数据支撑和理论依据,采用HS-GC-IMS技术对甘肃陇南主栽品种莱星(LX)、佛奥(FO)、科拉蒂(KLD)、皮削利(PXL)、鄂植8号(EZ8)以及LX与KLD的混合品种(HH)6种VOO中的风味特征成分进行定性和差异分析。结果表明：6种VOO中共检测出39种风味特征物质,定性出22种,其中醛类(9种)、酮类(5种)化合物为主要的风味特征成分,此外还包括酯类(3种)、醇类(3种)、萜烯类(1种)和呋喃类(1种)等物质;6种VOO中含有的风味特征物质均存在不同程度的差异,其中,LX、KLD和HH中的风味特征物质较为相似,其2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、(E)-2-戊烯醛、辛醛和2-正戊基呋喃含量较高,FO中的正戊醇、正己醛和3-戊酮含量较高,PXL中的(Z)-3-己烯乙酸酯、α-松油烯、2-己酮的含量较高,EZ8中的乙酸乙酯含量最高,HH中的2-丁酮、丙酮、(E)-2-庚烯醛的含量较高。综上,采用HS-GC-IMS可以有效检测VOO中的风味特征物质,定性出的风味特征物质可作为区分6种VOO的依据之一。     

气液两相分层流动时二元混合工质组分的反问题研究

提出了一种推测圆管流动中的气液物质组分的理论方法。通过建立圆管中充分发展管段的气液两相分层流对流传热模型,采用L-M方法对气相和液相流体的热参数分别进行非线性模拟和反算,利用反演的热参数求解气相和液相的组分,最后根据两相流动控制方程,推求出了圆管中两相流体存在浓度滑移时的总组分,为以后封闭系统中的物质组分实时监测提供理论基础。     

热处理对γ-TiAl合金中Gd化合物的影响研究

针对含0.15%（原子分数）稀土元素Gd的变形γ-TiAl合金,研究1 300℃/0.5h/空冷热处理前后稀土化合物种类、形态和分布变化。变形γ-TiAl合金中存在两种稀土化合物,分别是富Al元素的Al-Gd化合物和富O元素的O-Gd化合物。在热处理过程中Al元素向Al-Gd化合物边缘扩散,基体的Ti、O元素向Al-Gd化合物扩散,因此部分Al-Gd化合物转变为由Al-Gd包围O-Gd的包裹状化合物。热处理后,Al-Gd化合物球化、尺寸减小、数量减少,体积分数由2.78%减少至1.13%,O-Gd化合物数量增加但形貌基本不变。     

大变形量近等温锻造开坯对TiAl合金组织与性能的影响

采用近等温锻造开坯工艺实验定量研究了增大变形量对Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr-0.3Ni合金变形组织均匀性和力学性能稳定性的作用。通过锻坯组织观察分析及硬度、强度分布测试,揭示了TiAl合金近等温锻造过程中变形量与宏观组织和微观组织均匀性的基本关系。结果表明:近等温锻造变形量为65%,70%,75%,80%,85%时,随着变形量的增大,TiAl合金锻坯内的宏观变形流线分布趋于均匀,均匀变形区域面积不断增大,变形量85%时均匀变形区面积增加至68.0%,微观变形组织由等轴的γ和α2,以及很少量的残余层片团组成,晶粒尺寸明显细化,且等轴组织在合金中占到了绝大部分;锻坯硬度分布测试表明随着近等温锻造变形量的增大,均匀变形区域的硬度变化基本趋于均匀一致,且硬度平均值也在不断增高;锻坯难变形区和均匀变形区经1250℃/15h/AC热处理后取样进行室温压缩测试,随着近等温锻造变形量的增加锻坯各部位室温压缩应力应变数据分散度降低,性能稳定性提高。     

GH4720Li合金细晶棒材制备的热加工工艺研究

通过合理的热加工工艺获得组织均匀细小的棒材是难变形高温合金GH4720Li研制成功的关键和难点。通过对变形高温合金开坯工艺调研以及在GH4720Li合金MTS热模拟实验和数值模拟基础上,对开坯工艺参数进行了初步确定,据此采用2000t快锻机对406mm的GH4720Li合金铸锭进行了开坯试制,获得的棒材组织均匀、细小,性能优良。实验结果表明,得到的GH4720Li合金开坯工艺参数合理可行。     

固溶强化TiAl合金的成分优化设计

在Al=44%～49%(原子分数)和Ti/Al原子比为52/48的条件下,以固体与分子经验电子理论为基础,利用键距差法计算并比较合金化前后晶胞价电子结构中的最大共价电子数目,在影响原子间结合力方面对合金元素M的固溶强化作用进行评价.计算结果表明,在M=[0～010]%范围内,V,Nb,Cr,Zr和Hf的添加均可以强化TiAl合金;当合金元素属于同副族、且杂化状态相同时,元素对最大共价电子数目不敏感;当合金元素属于同副族、而不同杂化状态时.元素的成键电子数目较大,则强化作用较强.可见,融入TiAl晶胞形成置换固溶体的合金元素,其强化作用取决于合金元素能够提供的成键电子数目的多少;成键电子数目越多,则成键后键上的最大共价电子数目越大,使得该结构基元的强度越大;大量的该种结构基元可对基体产生明显的强化作用.计算结果与已有实验结果吻合,采用该方法可以为固溶强化TiAl合金的优化设计提供理论参考.     

刺槐豆胶(LBG)/海藻酸钠(SA)复合体系的流动性和动态粘弹性分析

25℃条件下分析了不同配比LBG/SA复合体系的流动性和动态粘弹性。结果表明:复合体系是假塑性流体,且SA的比例越大,在剪切条件下越符合流变学的幂率模型;复合体系响应外界应变刺激的过程中,LBG起主要的能量储存作用,相应的损耗的能量主要是SA溶液的流动造成的;在频率扫描范围内,复配体系储能模量随着频率的增大而增大,表明频率越大,能量储存越多;温度越高,复合粘度值越低,且LBG比例越大,复合粘度值越高。