一种高性能TiAl金属间化合物

研究了一种高Ｎｂ ＴｉＡｌ基合金两种组织状态下的热压缩性能及高温抗氧化性能。结果表明,片层组织合金比双态组织合金具有较高的高温抗压强度和屈服强度,而塑性较差。Ｎｂ的加入有效地提高了ＴｉＡｌ合金的抗氧化性。     

Study of a Novel DS Superalloy DZ142

研究了一种新型定向高温合金DZ142的微观组织,测定了DZ142合金持久性能、抗氧化性能、抗热腐蚀性能并与DZ125L合金进行比较。结果表明:热处理后的DZ142合金组织主要由γ、γ′、(γ+γ′)共晶和MC型碳化物组成;经长期时效处理,合金时效组织中未见有害的TCP相,碳化物类型仍为MC型。DZ142合金的持久性能,高温抗氧化性能和抗热腐蚀性能都优于DZ125L合金。     

高温工况下一种耐热耐磨新材料的组织、性能研究

选择高温综合性能好、成本高的ZG40Cr25Ni20作为对比材料,以适量的Mn、Si、N等合金元素代替部分Ni合金研制了一种新型耐热耐磨材料;比较了两种材料热处理后的显微组织,并进行了高温磨料磨损和高温抗氧化性能对比试验;结果表明,新材料中适量的Mn、Si、N等合金元素可代替部分Ni合金促进形成奥氏体组织,且高温磨料磨损抗力和高温抗氧化性能与对比材料接近,在实际工况中代替ZG40Cr25Ni20是切实可行的。     

我国独创和独具特色的几种高温合金的组织和性能

综述了中国科学院金属研究所高温合金和金属间化合物研究组50年来在高温合金材料方面的研究成果,重点介绍了9种我国独创和独具特色的高温合金,包括其成分和组织特点,力学性能、化学性能和物理性能,以及他们的冷、热加工性能和应用特点。     

热处理对一种镍基单晶高温合金高温蠕变性能的影响

对[001]取向的一种镍基单晶高温合金进行了1050℃,160MPa的拉伸蠕变试验.结合合金性能数据和变形形貌、位错组态的观察,分析了不同热处理制度对合金在高温低应力条件下蠕变性能的影响.结果表明,尺寸为0.4μm左右、规则排列的立方γ,具有较好的高温蠕变性能,而较小的γ,和较大的γ,均不利于合金在高温下的蠕变性能;二次时效处理对提高合金高温蠕变强度的作用不大;筏形组织的完善程度影响合金高温下的蠕变性能;二次y,相不利于提高合金高温蠕变性能.     

700℃级超超临界电站候选材料热力学评估及成分设计

根据对700℃级超超临界电站关键部件材料性能的要求,通过材料热力学模拟软件JMatPro8.0及相应的镍基高温合金数据库,研究了6种现有的700℃级电站关键部件高温合金的平衡相与高温力学性能,并对比分析了3种新设计的镍铁基合金性能。结果表明:IN740H合金的平衡相和高温力学性能最优;CCA617合金持久强度不能满足要求;IN706、TOS1X、USC141和GH2984合金的热力学平衡相中均有TCP相析出,组织稳定性较差;新设计的镍铁基合金性能满足要求,组织稳定性好,且镍铁基合金中大量Fe元素取代了Ni、Co,进一步降低了合金成本。     

PLC控制在高温合金定向凝固制备工艺中的应用

采用PLC技术对高温合金的定向凝固过程进行控制,并与常规定向凝固制备的高温合金进行了显微组织、拉伸性能和持久性能的对比与分析。结果表明:与常规定向凝固制备相比,PLC控制定向凝固制备的高温合金有效抑制了显微疏松,细化铸态组织,减小枝晶间共晶组织尺寸,提高合金的拉伸性能;抗拉强度增加23%、屈服强度增加26%。     

几种微量元素在高温合金中的作用与机理

研究几种微量元素对高温合金力学性能和微观组织结构的影响;从晶界结合力、晶界沉淀和凝固偏析等方面对微量元素的不同作用进行讨论.结果表明:适量的B、C、Y、La、Ce、Zr和Mg明显改善高温合金的持久性能;Si和S则明显降低高温合金的持久性能;而P对一些高温合金特别是变形高温合金表现出有益作用,而对另一些高温合金特别是铸造合金表现出有害作用.     

增材制造高温合金组织及缺陷研究进展

增材制造作为一种先进的数字化制造技术,广泛应用于高温合金制备研究中。介绍了增材制造高温合金的微观组织基础上,梳理增材制造过程中的气孔种类及特征,回顾了裂纹种类及开裂倾向性模型的发展过程,综述数值模拟技术在增材制造高温合金性能优化的应用,并对增材制造高温合金的研究和发展进行了展望。     

铸锻GH710合金组织与性能

对铸锻GH710合金组织和性能进行了研究。结果表明：锻造变形可以消除GH710合金棒材中枝晶组织．细化合金晶粒，提高合金高温持久性能。但具有严重枝晶组织的GH710合金棒材．在锻造变形及热处理后，合金中仍存在残余γ＋γ’共晶组织，它的存在影响合金高温持久性能的发挥。     

添加W对高铌TiAl合金组织和力学性能的影响

研究了添加W（0．2原子分数,％）对高铌TiAl合金组织和力学性能的影响。试验结果表明,W合金化能改变高铌TiAl合金的铸态组织,但不能改变热加工组织以及4种典型组织和温度对其力学性能的影响。W合金化能提高高铌TiAl合金的室温及高温强度、降低强度随温度下降的速率 、提高脆韧转变温度,但对室温塑性影响不大,有利于FAM组织在更高温度下使用。     

放电等离子烧结的钛铝合金组织及氧化性能研究

研究了TiH2-45Al-0.2Si-5Nb未球磨和球磨两种粉末的放电等离子烧结组织特征以及经1000℃、100h高温氧化后的氧化性能.结果表明,未经球磨粉末的烧结组织由层片状TiAl和Ti3Al相组成,而经球磨粉末的烧结组织由细小的颗粒状TiAJ和Ti3Al相组成.球磨粉末的烧结组织氧化速度低于未球磨粉末的烧结组织,形成了连续的Al2O3和TiO2混合氧化物层,具有良好的高温抗氧化性.     

不同SPS烧结温度Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微组织及力学性能(英文)

采用高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术,制备成分为Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)的TiAl合金块体,随后对TiAl合金进行热处理。研究在不同SPS烧结温度下制备的TiAl合金经过热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:高能球磨后的合金粉末形状不规则,粉末颗粒尺寸大约为几十微米。XRD分析表明,机械球磨后的粉末由TiAl和Ti3Al两相组成;烧结后的Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金块体主要是TiAl相,以及少量的Ti3Al和TiB2相。当烧结温度为900°C和1000°C时,合金的显微组织为双相结构,并伴随有一些细小的等轴γ晶粒和细小的针状TiB2相。当烧结温度从900°C上升到1000°C时,Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微硬度变化不大,抗压强度从1812MPa提高到2275MPa,压缩率从22.66%增加到25.59%,合金的断裂方式为穿晶断裂。     

A novel hot pack rolling of high Nb–TiAl sheet from cast ingot

High-Nb containing (6–10 at.%) TiAl alloys exhibit excellent high-temperature strength and oxidation resistance. However, they are difficult to be fabricated into sheet in comparison with the conventional TiAl alloys. In the present work, the hot-deformation behavior of a high Nb–TiAl alloy (Ti–45Al-8.5Nb-0.2W-0.2B-0.03Y) was investigated. Hot-rolling process was optimized and carried out directly from the PAM (Plasma Arc Melting) ingot without the hot isostatic pressing (HIP) and hot forging. The hot-rolled sheets were successfully manufactured with dimensions up to 360 mm × 100 mm × 3.5 mm. The microstructure of as-rolled sheet is a typical “near gamma” characteristic with an average grain size about 15 μm. In the view of breakdown the lamellar colonies of high Nb–TiAl alloy ingot, the direct hot-rolling process has advantage over hot can forging and extrusion. Moreover, mechanical properties at room and high temperatures were also tested. Noteworthily, the as-rolled high Nb–TiAl alloy shows superplasticity above 950 °C at relatively high strain rate of 5 × 10⁻⁴.     

TiAl合金激光表面原位TiC颗粒增强涂层及高温抗氧化性能

以高纯石墨粉和C Nb混合粉末为原料,对Ti-46Al-2Cr-1．5Nb-1V合金进行了激光表面合金化处理,对激光改性层的显微组织以及成分进行了观察与分析,并对该合金原始组织及经C和C Nb激光表面改性层的高温抗氧化性能进行了对比分析研究。结果表明,C和C Nb激光表面合金化处理后,在合金表面均“原位”形成了TiC颗粒,Nb以固溶原子形式存在于表面改性层中,TiC颗粒的大小,形态及分布强烈取决于激光工艺参数;激光表面处理后的合金的抗氧化性能明显高于未经激光处理的铸态组织,而且在石墨粉中掺杂Nb粉,处理后的合金具有最佳的抗氧化性能。     

A STUDY ON ALUMINIDE COATINGS ON TiAl ALLOYS BY PACK CEMENTATION METHOD

1. IntroductionIntermetallic compound TiAl is expected to be one of the candidates for high temperature systems such as aircraft engines because it has a high specific strength at elevatedtemperatures[1,2]. However, there are two major drawbacks with intermetallic compoundTiAl as an engineering material: one is its poor room temperature ductility and the otheris the poor oxidation resistance above 800xi. The former has been generally overcomeby modification of the microstructure using ternar…     

Effect of Nb on oxidation behavior of high Nb containing TiAl alloys

The isothermal oxidation behavior of Ti-45Al-8Nb and Ti-52Al-8Nb alloys at 900 °C in air was investigated. The early oxidation behaviors were studied by using XPS and AES. And the microstructure and the composition of the oxidation scale were studied by using XRD and SEM. The results show that the oxidation behavior of TiAl alloy is significantly improved by Nb addition. Nb substitutes for Ti in TiO₂ as a cation with valence 5, and thus to suppress TiO₂ growth. The (Ti,Nb)O₂-rich layer is a dense and chemically uniform which is more protective than the TiO₂ layer. Nb addition also lowers the critical Al content to form an external alumina. Nb₂Al phase is formed in the metallic matrix at the oxide–metal interface on the high Nb containing TiAl alloys.     

细晶TiAl基合金的制备及高温氧化行为

采用机械合金化及放电等离子烧结方法制备超细晶/纳米晶TiAl基合金,并利用差热分析仪进行循环高温氧化试验,研究粉末机械合金化对烧结细晶粒TiAl基合金组织及高温氧化性能的影响。结果表明,球磨是获得细晶粒组织的原因,粉末经球磨及放电等离子烧结后,形成了细小、球状的TiAl和Ti3Al相组织;该细晶粒组织在高温循环氧化条件下显示出较高的抗氧化性,且随Nb量增加抗氧化性得到提高,升温阶段的氧化速率最快。     

Simulation of Microstructure for Hot Pack-Forging of a High Nb Containing TiAl Alloy

利用Deform-3D软件对高铌TiAl合金包套锻造过程中的微观组织演变进行模拟。为得到模拟所需参数,在1100～1250℃和0.001～0.5 s-1的条件下对合金进行了热压缩试验。在所得试验数据的基础上,利用一种间接方法建立了合金的动态再结晶模型,并利用Avrami形式的方程对再结晶分数进行描述。采用Cingara硬化模型及所建立的再结晶分数模型构建了合金的流变应力本构模型。模拟结果显示,由于锻造过程中摩擦的存在、热量的损失以及简单单向镦粗变形的锻造方式,使得坯料中的微观组织分布不均匀。通过模拟结果与实验结果的比较,证明所建立的有限元模型能够有效地预测高铌TiAl合金在包套锻造过程中的组织演变。     

Isothermal oxidation behavior of powder metallurgy beta gamma TiAl–2Nb–2Mo alloy

A new TiAl–2Nb–2Mo beta gamma alloy was synthesized by powder metallurgy process. HIP’ed and vacuum heat treated specimens were isothermally oxidized at 800 °C and 900 °C in air up to 500 h. The TiAl–2Nb–2Mo alloy oxidized parabolically up to 500 h at both 800 °C and 900 °C. The oxides consisted of outer TiO₂ layer, intermediate Al₂O₃ layer, and inner TiO₂ rich mixed layer and the oxidation mechanisms of the alloy were identical at both temperatures. During oxidation, the degradation of lamellar colonies formed a diffusion zone just below the oxide/substrate interface consisting of γ-TiAl matrix and dispersed beta phases which contained high concentration of Nb and Mo. The oxidation rate of the TiAl–2Nb–2Mo alloy is more sensitive to temperature than those of the Ti–48Al–2Nb–2Cr and Ti–48Al–2Nb–2Cr–W alloys.