两种高温合金渗Al防护层的退化过程

研究了两种镍基高温合金上的渗Al层的退化过程。两种合金用两种方法施加的涂层组织相似:外层以NiAl Ni_2Al_3为母体,上面弥散着Ti(C,N)和Al_3Ti;内层由NiAl,Ni_3Al,Ti(C,N),M_(23)C_6和M_6C等相组成。渗Al层高温氧化时的退化与外层相变紧密相关,其过程如下: Ni_2Al_3 NiAl(富Al)→NiAl(富Ni)→NiAl Ni_3Al→Ni_3Al→Ni_3Al γNi_2Al_3和NiAl(富Al)相极不稳定,而NiAl(富Ni)相十分稳定。Ni_3Al沿NiAl晶界生核标志着渗层退化的开始,渗层NiAl完全变成Ni_3Al γ是退化的终了。     

球磨制备Ti_(0.8)Zr_(0.2)V_(2.7)Mn_(0.5)Cr_(0.7)Ni_(1.75)-15wt%A_2B_7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3。研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构固溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.75-15wt%La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300.1mA/g,经100次循环后的电化学容量保持率为97.2%,球磨5h后试样的循环稳定性高达99%。     

DETERIORATION OF ALUMINIDE COATING ON NICKEL-BASE SUPERALLOYS

研究了两种镍基高温合金上的渗Al层的退化过程。两种合金用两种方法施加的涂层组织相似:外层以NiAl+Ni_2Al_3为母体,上面弥散着Ti(C,N)和Al_3Ti;内层由NiAl,Ni_3Al,Ti(C,N),M_(23)C_6和M_6C等相组成。渗Al层高温氧化时的退化与外层相变紧密相关,其过程如下: Ni_2Al_3+NiAl(富Al)→NiAl(富Ni)→NiAl+Ni_3Al→Ni_3Al→Ni_3Al+γ Ni_2Al_3和NiAl(富Al)相极不稳定,而NiAl(富Ni)相十分稳定。Ni_3Al沿NiAl晶界生核标志着渗层退化的开始,渗层NiAl完全变成Ni_3Al+γ是退化的终了。     

球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75—15wt％A2B7复合储氢材料及其电化学性能研究

采用球磨和表面改性方法制备了复合储氢材料球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75-15wt％La1.5Mg0.5Ni6.7Al0.3.研究和分析表明,钒基Ti0.8Zr0.2V2.7Mn0.5Cr0.7Ni1.7铸态合金由bcc结构同溶体相和六方晶系C14型Laves相构成三维网状组织,球磨改性后钒基合金与La1.5Mg0.55Ni0.7Al0.3之间并未发生合金化反应。电化学性能研究表明,经球磨改性后复合材料球磨制备Ti0.8Zr0.2V2．7Mn0.5Cr0．7Ni1．75-15wt％La1.5Mg0.5Ni6.3Al0.3能明显增加合金的电极放电容量。铸态钒基合金和球磨复合材料均具有良好的电化学循环稳定性,其中球磨1h后电极最大放电容量为300．1mA／g,经100次循环后的电化学容量保持率为97．2％,球磨5h后试样的循环稳定性高达99％。     

Mg基储氢合金的合金化与储氢性能

采用负压感应熔炼法制备了(La_(0.7)Mg_(0.3))Ni_x(x=2,2.5,3)储氢合金,对比分析了不同组分的快淬和铸锭(La_(0.7)Mg_(0.3))Ni_x储氢合金在退火前后的储氢性能、物相组成和显微形貌。结果表明,随着(La_(0.7)Mg_(0.3))Ni_x合金中Ni含量的增加,快淬储氢合金的放氢平台逐渐升高且变宽,放氢速率和放氢容量逐渐增加,(La_(0.7)Mg_(0.3))Ni_(2.5)合金的吸放氢平台压力适中;x=2.5时,铸锭储氢合金具有相对x=2时更宽和平整的吸放氢平台,且平台压更高,Ni含量的增加有助于提高(La_(0.7)Mg_(0.3))Ni_x储氢合金的放氢速率;铸锭和快淬(La_(0.7)Mg_(0.3))Ni_x储氢合金在铸态和不同温度退火态下的物相都由LaNi_5、(LaMg)Ni_3和(LaMg)_2Ni_7相组成,且随着退火温度升高,LaNi_5和(LaMg)Ni_3相有朝着(LaMg)_2Ni_7相转变的趋势。     

新能源汽车零部件用镁合金的改性研究

制备了新能源汽车零部件储氢电池用Mg2Ni和Mg1.7Al0.2Ti0.1Ni0.8Cr0.2镁合金,并进行了显微组织、物相组成、充放电性能和耐腐蚀性能的测试。结果表明,与未添加合金元素的Mg2Ni合金相比,Mg1.7Al0.2Ti0.1Ni0.8Cr0.2合金的放电容量最大值从126 m Ah/g增加至768 m Ah/g;20次充放电循环后放电容量的衰减率下降78.44%,腐蚀电位正移251m V,Mg1.7Al0.2Ti0.1Ni0.8Cr0.2合金的充放电性和耐腐蚀性得到显著提高。     

Ti对(Zr_(0.55)Al_(0.1)Ni_(0.05)Cu_(0.3))_(100-x)Ti_x块体金属玻璃显微组织、力学及腐蚀性能的影响（英文）

采用铜模吸铸法制备(Zr_(0.55)Al_(0.1)Ni_(0.05)Cu_(0.3))_(100-x)Ti_x合金,利用X射线衍射、扫描电镜、压缩实验及腐蚀测试等手段研究Ti对合金显微组织、力学和腐蚀性能的影响。结果表明,当Ti含量高于4%(摩尔分数)时,合金中出现大量晶化相;而当Ti含量为1%~3%Ti时,合金的压缩应力-应变曲线上出现屈服现象。添加适量的Ti元素能提高合金的强度及韧性。在1 mol/L NaOH溶液中浸泡144 h后,(Zr_(0.55)Al_(0.1)Ni_(0.05)Cu_(0.3))_(100-x)Ti_x合金质量无明显变化,表现出良好的耐腐蚀性能;而在1 mol/L HCl溶液中则会发生腐蚀,但适量的Ti元素添加可显著提高合金在盐酸溶液中的耐腐蚀性能。     

混合动力车电池用镁基储氢合金的制备及性能

采用铸锭法和快淬法制备了混合动力车电池用La0.7Mg0.3Ni3.5储氢合金,对比分析了两种制备工艺下La0.7Mg0.3Ni3.5储氢合金铸锭和薄片的储氢性能和物相组成,并研究了热处理温度对La0.7Mg0.3Ni3.5储氢合金储氢性能、物相组成和显微形貌的影响。结果表明:在放氢开始阶段,采用铸锭法和快淬法制备的储氢合金的放氢速率较为接近,随着时间的延长,快淬法制备的储氢合金薄片的放氢速率和放氢容量更大;储氢合金铸锭和不同温度热处理后的储氢合金都由LaNi_5和(LaMg)2Ni7相组成,(LaMg)2Ni7相的含量随着热处理温度的升高呈现先升高而后降低的趋势,在热处理温度为900℃具有最大值;采用快淬法制备的La0.7Mg0.3Ni3.5储氢合金薄片的物相组成为LaNi_5、(LaMg)Ni_3和(LaMg)_2Ni_7,经过不同温度热处理后(LaMg)Ni_3相基本消失;La0.7Mg0.3Ni3.5储氢合金铸锭经过热处理后的吸氢容量和放氢容量相对未经热处理的原始态储氢合金有所提高,在900℃时取得吸放氢容量最大值;La0.7Mg0.3Ni3.5储氢合金薄片热处理前后的吸放氢平台和放氢容量相近,在900℃时的放氢容量相比其它状态要略高。     

Al3Ti4B中间合金对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金显微组织和性能的影响

研究了Al3Ti4B中间合金对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响.结果表明:当Al3Ti4B加入量小于0.3%(质量分数)时,合金的平均晶粒尺寸显著减小;当Al3Ti4B加入量为0.3%时,合金组织显著细化,平均晶粒尺寸由未变质合金的135μm细化到30 μm,合金拉伸力学性能和耐腐蚀性能最好;当加入量超过0.3%时,晶粒粗化;具有密排六方结构的高熔点化合物Tm2(靠=2 980℃)和AlB(%=980℃)均可作为一Mg的异质核心,大量异质结晶核心的存在是导致α Mg晶粒细化的主要原因.     

Al对La—Mg-Ni系贮氢合金电极电化学性能的影响

采用固相扩散法制备La0.7Mg0.3Ni3.5-xAlx(x=0,0.1,0.3,0.7,1.0)和La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.7-xAlx(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氧合金,采用X射线衍射、能谱分析及循环伏安等方法分析含金的相结构和电极电化学性能,研究元素Al替代对合金电化学性能的影响.结果表明:合金由LaNi5、La2Ni7和LaNi3三相组成,随着Al替代量的增加,La2Ni7相晶胞逐渐膨胀,LaNi5相大量减少,LaNi3相增加,La2Ni7相有利于合金电化学性能的提高,然而过高的Al含量会对合金的放电性能带来不利影响.La0.7Mg0.3Ni3.4Al0.1和La0.7Mg0.3Ni2.8Co0.6Al0.1合金电极的最大放电容量分别为354.5 mA·h/g和373.1 mA·h/g.循环伏安测试显示较明显的氧化峰和还原峰,且峰电位差较小,反映合金电极较好的吸放氢反应可逆性.     

微合金化对铝钢合金金属间化合物的第一性原理研究

材料的电子态密度对材料的导热及原子之间化学键连接具有重要的影响,文中采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,计算了合金元素(Cr,Mn,Mo,Ni,Ti,V和Zn)的掺杂对FeAl3电子特性的影响,以及Fel2Al39,(Fe10X2)Al39(X=Cr,Cu,Mg,Mn,Mo,Ni,Si,Ti,V,Zn)和Fe...     

Ni对复合储氢合金电化学性能的影响

采用二步重熔法制备了Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co0.75Mn0.4Al0.3/5％Mg2Ni复合材料.通过电池程控测试仪测定了Ni添加对复合储氢合金Mm0.3Ml0.7Ni3.55Co075Mn0.4Al0.3/5％Mg2Ni电化学性能的影响.结果表明,添加Ni粉的合金电极经两个循环就可达到最大的放电容量,而未添加Ni的储氢合金电极需要13个循环才能够活化;当羟基镍粉由100％增加到200％时,合金的最大放电容量增幅分别达到7％、11.8％;在大电流放电试验中,添加Ni粉的合金电极呈良好的高倍率放电性能.     

Ti6Al4V合金表面激光熔覆NiCrAlSi复合涂层的组织及高温抗氧化性能

为提高Ti6Al4V合金的高温抗氧化性能,以Ni80Cr20-40Al-20Si(质量分数,%)复合合金粉末为原料,采用激光熔覆技术,在Ti6Al4V合金表面制备复合涂层,系统地分析涂层的物相、显微组织结构及高温抗氧化性能。结果表明:复合涂层中没有发现裂纹,仅有少量气孔,且与基体实现良好的冶金结合;Ti_5Si_3/Al_3Ni_2作为增强相均匀分布于基体Al_3Ti/NiTi中;经恒温800℃氧化32 h后,复合涂层的氧化膜主要由Al_2O_3和NiO组成,结构连续致密,氧化动力学曲线近似符合抛物线规律,表现出较好的高温抗氧化性能;而Ti6Al4V合金的氧化膜主要为疏松的TiO_2,表面氧化严重,表现出较差的抗氧化性能。激光熔覆NiCrAlSi复合涂层可望成为有效提高Ti6Al4V合金高温抗氧化性能的途径之一。     

含Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)固溶体团簇模型与耐蚀性研究

提出了一个极限田溶体合金的团簇模型,在此基础上优化设计了添加Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)(原子分数,%)固溶体合金成分.在该模型中,固溶的Fe和Mn以Ni为第一近邻形成12配位立方八面体原子团簇(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)而分散到Cu基体中,因此极限固溶体合金成分为[M_1/_(13)Ni_(12)/_(13)]30Cu_(70)=[(Fe_(1-x)Mn_xNi_(12)]Cua_(30.3),M=(Fe_(1-x)Mn_x).采用X射线衍射和电化学腐蚀测试等方法,研究了[(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)]Cu_(30.3)合金的微观组织与耐腐蚀性能的关系.实验结果表明,对应于极限同溶体状念的[(Fe_(0.75)Mn_(0.25))Ni_(12)]Cua_(30.3)合金,在3.5%NaCl溶液中具有相对好的耐腐蚀性能.     

Al5TiB、RE对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织和时效过程的影响

研究Al5TiB、RE对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn铸造镁合金显微组织、时效过程的影响.结果表明:加入Al5TiB的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金的显微组织主要由Mg相、φ(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相组成.晶粒大小可由120～130 μm减少到30～40 μm.加入RE的Mg-8Zn-4Al-0.3Mn-xRE合金的显微组织主要由Mg相、φ(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相和Mg3Al4Zn2RE相组成.晶粒大小由120～130 μm减少到40～50 μm.合金的显微硬度值随RE加入量的增加而增加.随着Ti元素在合金中含量的增加,合金的析出相形成激活能呈先增大后减小的变化规律,而含RE元素合金的析出相形成激活能则随RE元素加入量的增大而增大.     

合金成分对NiTi-Al基合金显微组织的影响

研究了不同Al含量和Ni/(Ti+Al)原子比对NiTi-Al基合金显微组织的影响。结果表明:在Ni_(50)Ti_(50-x)Al_x(x=0,5,7和9)合金体系中,当Al≤7 at%时,合金的微观组织并未发生明显的变化,均由NiTi基体相和分布于晶界处的Ti_2Ni+NiTi非规则共晶组织构成,而在Al含量升高至9 at%时,Ni_2TiAl相则会作为初生相析出。在Ni_(50-y)Ti_(43+y)Al_7(y=-2,-1,0和2)合金体系中,随着Ni元素含量的增加,Ti_2Ni相的体积分数逐渐降低,但当Ni≥51 at%时,Ti_2Ni相的体积分数基本保持一致,同时Ti_2Ni+NiTi非规则共晶组织消失,Ti_2Ni相以短条状或点状形态分布在晶界处。此外,NiTi-Al基合金在经过1200℃×12 h固溶和850℃×10 h时效的热处理之后,会在基体上均析出了大量的Ni_2TiAl相,但随着Ni元素含量的增加,Ni_2TiAl相的组织稳定性显著降低,并且晶界处的Ni_2TiAl相先于晶内的Ni_2TiAl相失去与基体之间的共格关系。综合考虑,Ni_(50)Ti_(43)Al_7合金有着较低的Ti_2Ni相体积分数以及优异的Ni_2TiAl相高温稳定性,是进一步研究NiTi-Al基合金组织与性能的适宜对象。     

钛合金化对Mg_2Ni储氢性能的影响

采用第一性原理方法研究了钛合金化对Mg_2Ni及其氢化物储氢性能的影响。计算结果表明,在掺杂浓度为0~0.5的范围内,Ti优先占据Mg(6i)位,六方结构的固溶体合金Mg_((2-x))TixNi极易分解为立方结构的Mg3TiNi2和六方结构的Mg_2Ni组成的复合相。Ti的掺杂削弱了H原子和Ni原子间的相互作用,降低了其合金体系的吸氢反应焓,提高了Mg2Ni氢化物的解氢能力。     

门窗用Mg-TiAl_3合金的性能研究

试验制备了钛镁合金材料,与商用AZ91和AZ31镁合金材料进行了性能对比分析。研究了其抗拉强度、耐腐蚀性能和耐磨性能,并对钛镁合金材料物相组成和显微结构进行了分析。研究表明:钛镁合金材料室温抗拉强度为281.6 MPa,经200 h腐蚀后的抗拉强度为236.5 MPa;腐蚀速率为2.753×10~(-5)g/(cm~2·h);在250 N载荷作用下,磨损速率为0.052 mm~3/m;相组成主要为Mg、Al_3Ti和Mg_(17)Al_(12)。Al_3Ti相和Mg_(17)Al_(12)相的复合作用可以有效提高钛镁合金材料的综合性能。     

铝含量对Mg_(2-x)Al_xNi镁基储氢新能源汽车电池合金性能的影响

电化学循环稳定性和耐碱液腐蚀性能较差制约了镁基储氢新能源汽车电池合金的发展。采用球磨后烧结的两步法制备了Mg_(2-x)Al_xNi(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)储氢新能源汽车电池合金试样,并进行了显微组织、充放电循环和耐碱液腐蚀试验及分析。结果表明:随Al含量增加,合金放电容量衰减率先减小后增大,腐蚀电位先正移后负移,合金电化学循环稳定性和耐碱液腐蚀性能先提高后下降。Mg_(2-x)Al_xNi(x 0.3)合金内部"白亮颗粒"大小不一、分布均匀性较差; Mg_(2-x)Al_xNi(x=0.4)合金内部"白亮颗粒"尺寸较为一致呈均匀分布; Mg_(2-x)Al_xNi(x=0.5)合金内部"白亮颗粒"尺寸和缺陷体积均明显增大。与Mg_2Ni相比,Mg_(2-x)Al_xNi(x=0.4)合金充放电循环10次后的放电容量衰减率从60%减小至36%,腐蚀电位从-0.946 523 V正移至-0.907 812 V,合金具有最佳的电化学循环稳定性和耐碱液腐蚀性能。     

Al对原位合成Mg_3Sb_2/Mg复合材料组织性能的影响

采用原位反应法制备不同体积分数的Mg_3Sb_2/Mg、(Mg_3Sb_2+AlSb)/Mg复合材料。使用XRD、SEM分析了复合材料的物相和形貌;利用显微硬度计和CTM万能试验机测试了其硬度以及力学性能;使用电化学工作站测试了复合材料在3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明,原位反应可制备出不同体积分数的Mg_3Sb_2/Mg、(Mg_3Sb_2+AlSb)/Mg复合材料;Mg_3Sb_2/Mg复合材料中添加Al,其硬度、屈服强度和抗拉强度均显著提高;Mg-15.4Sb-5Al复合材料的腐蚀电位为-1.38V,耐腐蚀性能最好,(Mg_3Sb_2+AlSb)/Mg复合材料的耐腐蚀性均优于Mg_3Sb_2/Mg复合材料。