β相稳定元素对TiAl合金高温变形行为的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100～1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。     

烧结温度对TiAl基复合材料组织与性能的影响

采用放电等离子烧结炉在1200～1350℃下对Ti-48Al-2Nb-2Cr预合金粉末和多层氧化石墨烯组成的混合粉末进行烧结,研究了烧结温度对石墨烯增强的TiAl基复合材料组织演变及压缩性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,复合材料组织由近γ等轴晶组织逐渐向全片层组织转变,在室温下复合材料组织对其抗压强度和断裂应变的影响较小,而在850℃/0.001 s~(-1)压缩条件下,不同组织的复合材料抗压强度和断裂应变发生显著变化,其中1300℃下烧结获得的细小全片层组织具有最高的高温抗压强度和断裂应变。烧结温度对TiAl基复合材料的组织与性能具有重要影响。     

纳米TiB增强高铌TiAl合金的热变形行为

以Ti-45Al合金粉、Nb粉、Al粉和TiB2合金粉为原料,采用放电等离子烧结法制备含纳米TiB增强相的Ti-45Al-7Nb-1B合金,通过热模拟实验研究该合金在900~1 200℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的热变形行为,推导出高温变形流变本构方程,并建立基于动态材料模型的热加工图。结果表明:含纳米TiB增强相的Ti-45Al-7Nb-1B合金的高温流变应力与变形条件之间的关系可用双曲正弦函数描述,其高温变形激活能为497.95k J/mol,在高应变速率(0.1 s-1)条件下变形时,材料发生失稳变形,最佳变形参数区间为1 000~1 130℃/0.001~0.01 s~(-1)。     

TiAl基合金高温氧化动力学分析

关于ｉＡｌ的高温氧化问题,国内外已有广泛报道［１,２］,但缺乏对氧化产物的系统分析．本文从氧化物生成热力学角度讨论了二元ＴｉＡｌ及三元ＴｉＡｌ－Ｃｒ合金氧化产物的生成趋势,旨在为ＴｉＡｌ氧化层构造研究提供理论基础．１ＴｉＡｌ氧化物的热力学计算 二元ＴｉＡｌ在９７３Ｋ以上高温氧化时,生成两种稳定的氧化物［３］：Ｒ－ＴｉＯ２和α－Ａｌ２Ｏ３。由于ＴｉＯ２与Ａｌ２Ｏ３的生成自由能相近［４］,在原子比约为 １：１的 ＴｉＡｌ基合金中,将几乎同时生成两种氧化物,故不能形成单一致密的Ａｌ２Ｏ３保护层． 式中：气…     

Fe-Mn-Al-C合金的高温氧化行为

为了考察Fe-Mn-Al-C合金在高温空气介质中的抗氧化性能,本文利用热分析天平连续称重法,测定了三种合金在700～900℃下的氧化动力学曲线,计算了其抛物线速度常数及氧化激活能。并利用X射线结构分析、扫描电镜观察、能谱分析等手段对氧化层的特征及合金元素在氧化层中的分布进行了分析。结果表明,由脱碳所控制的氧化第一阶段,导致了氧化膜的多孔性,显示出第一阶段高的抛物线速度常数。氧化第二阶段为合金元素所控制,锰的选择性氧化在氧化过程中起主要作用。稀土元素的加入,可使氧化第二阶段的激活能升高,且可减轻或抑制内氧化区的出现。     

W-Ni-Fe高比重合金的SPS烧结行为

采用放电等离子烧结(SPS)设备制备了93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金,烧结温度范围为1100~1180℃,保温时间为5min.对不同烧结温度下的样品进行了密度、硬度、抗弯强度等性能测试,采用场发射SEM观察了样品表面形貌及断裂行为.结果表明:采用SPS烧结,可以在较低的温度下实现93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的固相烧结,使合金致密化,并能有效控制钨晶粒长大,提高材料的硬度、抗弯强度等力学性能.     

TiAl化合物——一种具有竞争力的高温结构材料

金属间化合物以其耐高温、抗腐蚀和耐冲刷等特性成为航空航天、交通运输、化工、机械等行业重要的结构材料,并在近２０年受到了广泛研究［１－４］。由于金属间化合物晶体中金属键与共价键共存,同时兼有金属的韧性和陶瓷的高温性能,因此,具有很大的发展潜力［５］。目前,较活跃的三种金属间化合物为：Ｌ１２结构的ＮｉＡｌ化合物;Ｂ２结构的ＦｅＡｌ化合物;Ｌ１０结构的ＴｉＡｌ化合物［６－８］。ＦｅＡｌ化合物常温时的低塑性和低的断裂抗力以及在６００℃以上高温低的强度和蠕变性能,尤其是环境脆化影响其应用［９］;ＮｉＡｌ化…     

冲击拉伸加载下等轴TiAl的微观组织演化行为

通过对等轴组织的Ti-46.5Al-2Nb-2Cr在不同温度和应变率下的力学行为和变形机理研究,揭示应变率对其变形机理的影响.利用冲击拉伸实验研究等轴TiAl在不同温度下的动态力学行为.研究结果表明:等轴TiAl的强度是与温度和应变率相关;动载下的强度明显高于静载下的强度,但在高应变率范围内(320～1350 S-1)...     

K445高温合金的微观组织特征研究

研究了K445高温合金微观组织特征.结果表明,K445铸态合金的主要组织为γ基体、粗大的γ'相、花辩状的γ+γ'共晶组织以及晶界上和晶内的MC碳化物;经过热处理后的K445合金的主要组织的形貌和分布有较大改变,成分偏析程度减轻,粗大的γ'相变得细小而弥散,在晶界上及晶内都分布着一定数量的M23C6及少量的MC碳化物.     

SPS烧结温度对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观结构及性能的影响

以高能球磨法制备的93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备93W-4.9Ni-2.1Fe合金,研究了烧结温度对钨合金微观组织及性能的影响.采用扫描电镜对试样的断口进行观察,采用能量色散谱仪对合金的组元进行成分分析.结果表明:①烧结温度对合金的性能有显著的影响,在1 350℃时钨合金的抗拉强度达到一个极大值,为981 MPa,此时钨合金的相对密度和W晶粒的尺寸分别为98.9%和5μm;②当烧结温度达到1375℃时,合金中Ni元素开始挥发,随着温度的快速上升,合金中Ni元素的挥发不断加剧,当烧结温度升高至1425℃时合金中Ni元素已完全挥发;③合金的断裂方式随着烧结温度的升高发生显著的变化,当烧结温度升至1350℃时钨合金的断裂方式由W晶粒界面分离向W-W、W-黏结相界面断裂转变,而当烧结温度超过此温度时钨合金的断裂方式又转变为W晶粒的沿晶脆性断裂;④SPS快速烧结能够有效抑制W晶粒的长大,促进钨合金的细晶强化作用.     

微量添加晶界合金对烧结Nd-Fe-B力学性能及微观结构的影响

采用双合金法制备系列烧结Nd—Fe—B磁体(保持其主合金成分不变：Ndl4．1Dy0．5Fe79.0B6.4(原子分数)，所添加的晶界合金中的B含量从0．95％(原子分数)逐步增加到6．95％(原子分数))，研究了微量添加晶界合金对烧结Nd—Fe—B力学性能及微观结构的影响。研究结果表明：微量添加晶界合金所制备的磁体，其抗弯强度值普遍高于单合金法制得的磁体；前者的抗弯强度最高可达397MPa，高于铸造，热压磁体的抗弯值，而后者的抗弯强度仅为309MPa。由相结构分析可知，当添加的晶界合金中的B含量为O．95(原子分数)，主相晶格的四方度减小，这时磁体具有最高的抗弯强度。另外，微量添加晶界合金，可使磁体中晶界相的分布更加均匀，从而基本上消除了主相晶粒直接接触的现象，使晶粒的不规则长大得到抑制。这也是微量添加晶界合金后磁体具有较高抗弯强度的原因之一。对磁性能的研究结果表明，微量添加晶界合金几乎不影响烧结Nd—Fe—B磁体的磁性能。     

Nb含量对TiAl合金铸态组织的影响

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试方法研究Nb含量对铸造TiAl-xNb(x=1,3,5,7;原子分数,%)合金组织的影响。结果表明:Nb含量为1%时,TiAl-Nb合金铸锭组织主要为单相的γ组织;随Nb含量升高,合金组织主要为α2/γ层片组织;并在层片组织间存在2种偏析,分别是网状β相和γ相,合金的层片晶团平均尺寸逐渐增加,β相的体积分数逐渐升高;当合金中Nb的含量从1%增加到7%,层片晶团平均尺寸由89μm增加至190μm,β相的体积分数从1.9%增至12.9%;随合金中Nb含量增加,β相中Nb含量增加而Cr含量减少,γ相的偏析区域宽度变窄。     

低铬合金化TiAl的高温氧化

用热重分析法（TGA）研究了Ti-48Al-(0～4）Cr合金在各种条件下100h内的高温氧化行为,氧化增重△M随TiAl中铬元素添加量的增大而先升后降。Ti-48Al-Cr在各种条件下均表现为耐氧化性最差,原因在于适量铬固溶于TiAl基体中,有助于氧化时钛离子的扩散;铬含量进一步增高时,将有可能引入第三相Ti2CrAl(β2）,易形成较具保护性的Cr2O3,从而抑制氧化反应速度。一般地,低铬合金化后TiAl的耐氧化性下降,但氧化膜粘附性、致密性均有明显提高。TiAl表面氧化物呈分层结构,主相为TiO2与Al2O3。     

粉末烧结对Mg-Sc合金微观组织和力学性能的影响

在惰性气氛下,经500℃烧结2 h和300℃挤压制得镁钪合金,并对其进行微观组织观察和力学性能测试。结果表明：粉末烧结镁钪合金的相组成主要为基体Mg相,未发现Mg-Sc相生成。在粉末烧结过程中,钪元素在镁基体中发生扩散,明显改善界面结合形式,提高了镁钪界面的结合性。当钪质量分数为1.0%时,镁钪合金的伸长率达到10.37%,提高了61%。在拉伸试样断口处发现大量韧窝存在,说明烧结处理可明显提高镁钪合金的韧性。     

TiAl及TiAl+Cr合金的力学性能和组织结构

本文通过测定弯曲性能和分析金相组织结构,探讨了 TiAlγ相区中TiAl 及 TiAl+Cr 合金的力学性能和组织结构及其金属 Cr 元素对 TiAl 合金室温延性的改善作用。     

合金成分与组织结构对铝合金阳极氧化的影响

本文叙述合金化元素、杂质元素及显微结构对铝合金阳极氧化的影响，介绍熔铸、热处理、加工成型及化学预处理等工艺参数对阳极氧化的作用。     

温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响

通过化学分析、扫描电子显微镜观察、X射线衍射分析及X射线光电子能谱分析等方法, 研究了温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响。结果表明, 室温条件下, 粉末氧含量(质量分数)较低(0.012%), 粉末表面发生部分氧化, 表面存在Ni、Cr、Ti等元素的单质态和以Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂为主的氧化物/氢氧化物; 当温度上升至150 ℃, 氧含量增加不明显; 随着温度进一步提高至250 ℃, 粉末氧含量明显增加, 达到0.034%, 粉末表面全部氧化, 表面主要由Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂组成。温度对镍基高温合金粉末氧化行为影响显著, 合理控制温度可以获得低氧含量的粉末, 本研究所用镍基高温合金粉末大气条件下最高处理温度为150 ℃。     

FGH95合金的高温氧化行为

通过静态增重实验、X射线物相分析、扫描电镜形貌观察及微区成分分析等手段,系统研究了FGH95合金在不同温度下的高温氧化行为及高温氧化动力学规律.结果表明:FGH95合金在800~1000℃具有较好的抗氧化性能,其氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在1100℃,氧化较为严重,其氧化动力学曲线由两段抛物线组成.氧化层主要由Cr₂O₃和TiO₂组成,在1100℃高温氧化后有少量的NiCr₂O₄生成.     

Nb颗粒增韧Ti-45Al-5Nb-0.3W合金的高温氧化行为

通过热等静压制备2%Nb颗粒增韧Ti-45Al-5Nb-0.3W(摩尔分数)合金(Nb_p/TiAl合金),并于1 280℃热处理24 h使元素扩散充分,富Nb区转变为层片组织与γ晶粒。在800、850和900℃空气中进行恒温氧化,利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、能谱仪和电子探针显微分析,研究合金氧化前后的物相组成和氧化膜的结构,揭示Nb_p/TiAl合金的氧化机理。结果表明：Nb_p/TiAl合金在800、850与900℃恒温氧化时的氧化动力学曲线均为抛物线型,在100 h氧化后单位面积的质量增量分别为3.32、7.36和17.27 g/m²;合金表面均形成了具有保护性的氧化膜,氧化膜为TiO₂/Al₂O₃/(Al₂O₃+TiO₂+NbO)/(TiN+Ti₂AlN+AlNb₂)的多层结构,能有效抑制O元素在合金中的扩散,提高...     

Cu-Cr合金高温氧化行为分析

该文用热分析天平，结合金相、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EXD)研究了Cu—Cr合金在不同温度下的氧化行为。结果表明，Cu—Cr合金在700℃-900℃氧化符合抛物线规律，其最外层氧化膜为CuO，内层为Cu2O和Cr2O3，铬有助于提高合金的抗氧化能力。