大尺寸钼-铌合金单晶的研制

报道了φ31mm×500mm大尺寸定向生长钼-铌合金单晶的研制情况,介绍了原料选用与制备时所必需遵循的原则,论述了坯料直径与生长单晶直径的关系,并分析了所研制的定向生长单晶的晶向偏角、力学性能和组织结构。     

钼基合金单晶的制备

许多先进的能量系统部件要求能经受长周期的高温损伤而变形很小。它要求材料的最大稳定蠕变速率必须保持在低于4.5×10-11/s，这样才能使材料在使用的10年当中蠕变变形量不超过1%，能满足这一要求的只有钼基和钨基合金。固溶强化单晶与多晶合金相比，具有更好的组织结构，较低的蠕变速率，与核燃料有更好的适应性和较低的渗透性。尽管使用了具有高抗蠕变性的单晶，这种类型的材料仍存在过早断裂的关键性问题，铪和铌由于具有大原子尺寸错配和高固溶性而符合这种先进高效系统的设计规范。美国奥本大学材料研究与教育中心的H. Zee等人对铌含…     

粉末钼和铌钼合金中的合金元素钼的共毒性比较

生物体内的研究表明，工业纯银植人物是极好的骨骼的同义语．但纯摄的强度低，未经冷加工的纯锡用作受力植人物，其强度是很不够的．采用冷馒加工或用铝使铝合金化，均可使纳银显著地强化．在考虑到制造这种植人物的工艺便利和成本时，粉末冶金工艺近净成形植人物被认为是有效的方法．比利时学者及其同事用粉末冶金工艺制造的Nb－10Mo合金近净成形格人物有良好的力学性能，并对这种新材料与原料钻份进行了生物毒性比较试验和评价．试验采用粒度分别为70mp和sgn的纯铝和错粉为原料（A组试样）；工业纯错粉末在如见川b压力下非等轴压制成片…     

改善高铌强化型单晶高温合金使用性

本发明公开一种改善高铌强化型单晶高温合金使用性能的热处理方法：针对单晶合金无晶界的特点以及时效热处理工艺，按如下步骤操作：1）高温均匀化处理：将试样置入1140～1170℃环境下．保温5-30h；消除有害相及铌偏析，冷却；2）常规时效处理析出强化相，即得产品。本发明可大幅度提高高铌强化型高温合金铸件的强度并一定程度地改善其塑性，同时保留铸造合金连接．最少．易于成型和加工周期短的特点．因此合金的使用性能获得明显改善．     

含铌锆合金熔炼工艺的研究

采用非自耗真空电弧炉熔炼新锆合金,并对成分设计、熔炼、铸态锗合金组织与硬度等进行了研究.结果表明:该工艺能够准确得到预期的化学成分,且Nb均匀分布在锆合金内;随着铌含量的增加,铸锭的硬度增大,组织变得细小,铌具有细化组织的作用.     

BT5-1钛合金与C-103铌合金的真空电子束焊接工艺研究

基于BT5-1钛合金与C-103铌合金性能的分析和电子束焊接的特点，实现了BT5-1与C-103的电子束焊接。试验结果表明：选用合适的电子束焊接工艺规范连接的BT5-1与C-103的接头成形良好，没有产生裂纹等缺陷。占空比对焊接质量有重要影响。     

西北有色金属研究院研制出大规格钼铌合金化单晶

2004年8月,西北有色金属研究院研制出目前国内最大规格钼铌合金化单晶,单晶尺寸为φ31 mm×610 mm,此项研究成果填补了国内同类产品的空白.     

铌硒化合物单晶的制备及其I-V曲线的测试

用气相输运法成功制备出了铌硒化合物(NbSe3)单晶，用电子扫描电镜(SEM)观测发现制备出的单晶结晶性很好。另外，还对制备出的单晶进行了不同温度下的I-V曲线测试。     

液-液掺杂工艺对稀土钼合金的影响

以硝酸镧和四钼酸铵为原料,分别采用液-液掺杂技术中的溶胶-凝胶法和蒸发结晶法获得掺杂前躯体,然后通过还原和粉末冶金等工序,最终制备出稀土掺杂钼坯。采用SEM、XRD及TEM等检测手段,对不同工艺条件下制备的掺杂Mo粉及掺杂钼坯进行形貌和物相分析。结果表明:溶胶-凝胶法制备的粉体颗粒比蒸发结晶法制备的粉体颗粒小,掺杂坯中稀土相的分布也更均匀且细小;总体比较,溶胶-凝胶法制备出的钼合金相对较好。     

铌钼镍对冷硬铸铁高温力学性能的影响

Ｎｂ和Ｎｉ可以有效地提高冷硬铸铁的高温力学性能，Ｍｏ对冷硬铸铁硬度影响较大，而对其强韧性指标影响不大。Ｎｂ和Ｎｉ可因溶于冷硬铸铁的珠光体、莱氏体和渗碳体中，使其固相转变速度降低，从而提高了冷硬铸铁的高温组织稳定性和力学性能。Ｍｏ仅因溶于渗碳体中，因而仅对冷硬铸铁的硬度有明显影响。     

Mo-Nb合金单晶的显微组织

通过金相(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等方法,研究了Mo-Nb合金单晶棒材的显微组织。结果表明,电子束悬浮区域熔炼法生长的Mo-Nb合金单晶内部存在丰富的亚晶组织,且随着单晶生长速度增大,单晶内部亚晶尺寸减小。同时,晶体内部出现生长纹线。而Nb元素的偏析度随着单晶生长速度的增大而增大。随着合金元素Nb含量增加,单晶内部亚晶尺寸减小。经过高温真空退火后,单晶内部亚晶尺寸发生改变。     

铌含量对Mo-Nb合金单晶高温抗内压蠕变性能的影响

采用内部气体介质对管状样品施加双向载荷对铌含量分别为3%及6%(质量分数,下同)的国产Mo-Nb合金单晶的抗内压蠕变性能进行研究。结果表明,随着溶质原子铌含量的增加,Mo-Nb合金单晶的抗内压蠕变性能增强,稳态蠕变速率及对应力的敏感性降低。随着铌含量的增加,铌的固溶强化作用明显增强,在Mo-Nb合金单晶中形成了更多的位错多边结构使得富铌析出物形状发生变化。这些因素都使得钼基体原子的扩散受到更加明显的阻碍,Mo-Nb合金单晶高温抗内压蠕变性能更加优越。     

Mo-Nb单晶材料的热变形行为及加工图

运用加工图以及Prasad失稳准则研究了Mo-Nb单晶材料在1100-1300℃,变形速率0.001-10s-1范围内的热变形特征。结果显示,变形温度和变形速率对Mo-Nb单晶材料的流变应力有着显著的影响。材料的加工图表明,在相对较高的变形温度（>1190℃）和应变速率条件下（>3.16s-1),变形后的样品仍然可以保持相对较好的单晶组织结构。材料的显微组织表明,在1150℃/10s-1和1200℃/0.01s-1变形条件下,变形后的样品内部出现了大量的裂纹,且裂纹区域面积较大,经1250℃/1s-1变形的样品,内部只有局部位置出现少量裂纹,1300℃/10s-1变形的样品内部未发现明显的裂纹,XRD衍射结果显示,经1300℃/10s-1变形后的样品仍保持相对较好的单晶组织。实验结果表明,在1300℃/10s-1变形条件下,样品在变形过程中没有发生变形失稳,这与采用加工图预测的结果相符。     

Mo-Nb合金单晶晶向测定和表征

采用一种金相和RO-XRD相结合的方法,快速、准确地测定Mo-Nb合金单晶的晶向,并对晶向品质做出精确的表征。所测Mo合金单晶,其(111)晶面衍射角的测试值与计算值基本一致,其晶向偏离角分别为0.73o和0.91o,与电子背散射衍射法测试的结果一致,晶向分散度仅为1o左右。     

Mo-Nb单晶的热变形行为及本构方程

采用Gleeble-3800热模拟试验机对Mo-Nb单晶材料的高温流变应力变化规律进行了热模拟实验研究,变形温度区间为1100~1300℃,应变速率为0.001~10 s~(-1),变形程度为50%,真应变量为0.7。结果表明,变形温度和变形速率对Mo-Nb单晶材料的流变应力有较大影响,Mo-Nb单晶材料的真应力-真应变曲线表现出峰值、应变软化和稳态流动等特征。采用修正Arrhenius双曲正弦函数建立了Q、A、n、α等材料常数与真应变的函数关系式,计算了在试验条件下的各种材料参数,推导了Mo-Nb单晶材料高温变形本构方程。     

DD32单晶组织对电子束浮区熔炼技术定向凝固的响应

采用电子束浮区熔炼技术对快速凝固法(HRS)制备的DD32单晶进行了重熔定向凝固处理，对在不同扫描速率下处理的DD32单晶重熔定向凝固组织进行了深入观察分析。结果表明，固液界面温度梯度是电子束扫描速率的函数，当电子束扫描速率为0．2mm／min时，固液界面的温度梯度≥1000K／cm。DD32合金较高的溶质含量及相对较高的扫描速率导致成分过冷而使单晶难于形成。当电子束扫描速率大于一定数值时，重熔后的定向凝固组织内可以观察到细晶和粗晶两种柱状晶区；熔区形态的变化和强烈对流是造成此时温度场和溶质场分布不均匀的最主要原因。     

TA15钛合金选区激光熔化成形工艺研究

采用选区激光熔化技术增材制造了TA15钛合金。结果表明,随着激光功率、激光扫描速率、扫描道间距的增加,TA15试样的致密度均呈显先增大后减小的趋势;作用于粉床的激光能量密度是一个较好的工艺参数判据,低能量密度下,由于粉末不能完全熔化通常会出现不规则熔合不良型孔洞;高能量密度下因气体析出和裹陷而出现圆形气孔;在60～127 J/mm³的中等能量密度下可得到致密度不低于99.15%的TA15试样。     

三元稀土硅化物Gd_2PdSi_3单晶生长(英文)

采用光悬浮区熔法以3 mm/h的生长速度制备Gd2PdSi3单晶。该化合物表现为同成分熔融,其熔点在1700°C左右。与Gd2PdSi3化学计量成分相比,制备的晶体中Pd含量略低,导致了熔区内Pd的富集以及实验过程中熔区温度的降低。采用标准成分给料棒制备的单晶内含有少量定向的GdSi沉淀,可以通过退火热处理减少其含量但并不能完全消除。采用给料棒成分微调的方法制备出不含GdSi沉淀的高质量Gd2PdSi3单晶。     

Mo-3Nb单晶定向焊接技术研究

采用X射线劳厄照相法对单晶接头进行定向装配,开展了Mo-3Nb单晶的定向焊接实验。结果显示,定向焊接可以消除单晶焊缝中的大角晶界,显著改善焊缝的微观组织;虽然在试样焊缝中心仍然存在着少量的亚结构,但是这些亚结构并不会对焊缝性能产生较大影响。     

单晶高温合金/Al2O3型壳界面行为研究

采用直接浇注法制备金属型壳界面行为试样，其金属为单晶高温合金DD3、DD6，型壳为Al2O3。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析对试样表面进行研究。结果表明，采用Al2O3型壳铸造出的DD3、DD6单晶铸件外表面光洁，Al2O3型壳可用于DD3、DD6单晶高温合金的熔模铸造工艺。