Fe3Al高温抗磨损腐蚀材料研究

“九五”期间本项目取得的主要科技成果可归结为: (1)在“八五”工作的基础上,通过系统的高温磨损腐蚀试验表明,Fe_3Al基合金具有其它的高温合金不能与之相比的优异的抗高温磨损腐蚀性能,并发现钨、钼和铌等元素对进一步改善Fe_3Al的高温抗腐蚀磨损性能具有显著的效果。在系统总结系列实验结果后,优化了合金的成分,形成了Fe_3Al基抗磨损腐蚀材料的最佳成分配方。 (2)形成了制备和加工Fe_3Al材料大型零件或毛坯件的成套工艺,包括铸造、电渣重熔、锻造和切削加工。其中最具创新性     

"航天运载火箭发动机用Ti3Al基合金研究"项目成果简介

“航天运载火箭发动机用Ti_3Al基合金研究”项目是为了适应我国国防建设配套关键新材料之需求,研制开发航天运载火箭发动机用Ti_3Al基合金(包括以Ti_2AlNb为基的O+B2合金)。结过5年的努力,已全面完成了项目的研究目标和内容。在合金性能及其工艺研究方面取得了重大进展,在部件制作应用研究方面也取得了突出成绩。归纳为以下几个方面。     

Ti3Al基合金疲劳变形显微组织的透射电镜研究

本文利用透射电子显微术研究了Ｔｉ３Ａｌ基合金轴向疲劳试样的变形组织，重点分析了初生ａ２晶粒的变形协调机制。研究表明，初生ａ２晶粒内的＜１１２０＞ａ型位错塞积可形成亚晶界，亚晶的形成和发展是产生和协调晶粒和晶界变形的重要机制；晶内ａ型位错反应可形成六角位错网络；在β转变组织中，形变孪晶也是协调应变的一种形式。     

定向凝固Ni3Al基高温结构材料IC6A合金的研究

利用扫描电镜、透射电镜、电子探针能谱和X射线衍射技术研究了定向凝固Ni3Al基合金IC6A的微观组织,当IC6A合金中的钇含量靠近成分上限时,在IC6A合金的枝晶间区会形成被大块γ′相包围的、由Ni3Y,Mo1.24Ni0.76和γ固溶体相组成的区域。按照航空发动机导向叶片的使用要求,测定了IC6A合金的主要物理性能、1100℃抗循环和静态氧化性能、各种温度下的高温持久性能和蠕变性能、高温热疲劳和高周疲劳性能、各种温度下的瞬时伸性能以及冲击性能。研究结果表明,由于IC6A 金中适量钇的存在,其高温抗氧化性能得到显著提高,其高温持久性能、蠕变性能、冲击性能、高温热疲劳和高周疲劳性能也优于IC6合金的。IC6A合金是一种适用于制作1100℃及其以下温度工作的航空发动机导向叶片的高温结构材料。     

轻质高温结构材料--γ-TiAl基合金的研究动向

γ-TiAl基合金被认为是非常有前途的新型轻质高温结构材料,在航空航天、汽车等领域具有广阔的应用前景.简要介绍了γ-TiAl基合金的研究概况,并从高铌合金化、复合化、纳米化等方面着重阐述了其今后的发展趋势.     

Fe—Al金属间化合物的组织结构和力学性能

本文综了Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物的组织结构和力学性能的研究现状。     

Al—Fe系梯度功能材料断口特征及其多尺度分形研究

研究了Ａｌ－Ｆｅ系梯度功能材料的试样不同部位的断口特征；基于离散分形布朗随机场模型，对试样断口进行多尺度分形研究，结果表明断口的分形参数Ｈ值也呈梯度分布，它反映了该材料的韧性呈梯度分布。     

Cavitation Erosion Behavior of as-Welded Cu12Mn8Al3Fe2Ni Alloy

Cavitation erosion behavior of as-welded Cu12Mn8Al3Fe2Ni alloy in 3.5% NaCl aqueous solution was studied bymagnetostrictive vibratory device for cavitation erosion. The results show that the cavitation erosion resistance ofthe as-welded Cu12Mn8Al3Fe2Ni alloy is much more superior to that of the as-cast one. The cumulative mass lossand the mass loss rate of the as-welded Cu12Mn8Al3Fe2Ni alloy are almost 1/4 that of the as-cast one. SEM analysisof eroded specimens reveals that the as-cast Cu12Mn8Al3Fe2Ni alloy is attacked more severely than the as-weldedone. Microcracks causing cavitation damage initiate at the phase boundaries.     

Fe_3Al金属间化合物强韧化研究进展

Ｆｅ３Ａｌ基合金作为一种金属间化合物新型结构材料越来越引起人们的重视，极有可能在许多场合得到应用。但是Ｆｅ３Ａｌ合金室温时的低塑性和低的断裂抗力以及高于６００℃时强度的急剧下降妨碍了它的工程应用，本文主要综述近几年来Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物机械性能方面的研究情况。     

Cr/Al复合合金化Fe_3Si基有序合金及其有序度研究

基于合金化的改性原理,以调整材料的长程有序度为改性思想,采用真空电弧熔炼/热压退火制备了四种Cr/Al复合合金化Fe3Si基有序合金。通过XRD,SEM,EPMA等对合金进行了表征,并采用长程有序参数定量表征了退火得到的有序相的有序程度。结果表明:四种不同成分的有序合金,具有不同的显微组织。随着Si含量降低合金有序度下降,且Cr/Al的复合效应对这一趋势起到了促进作用,使得具有相同Si含量的Fe65Si25Cr5Al5有序合金的有序度低于Fe3Si,分别为0.658和0.796。     

Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响

采用扫描电镜和透射电镜分析比较了相同工艺条件下获得的Fe3 Al/Q235及Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面的组织结构,研究了Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响.研究表明:Cr、Ni的扩散有利于促进Fe3 Al与钢中Fe、A1元素的扩散结合,使Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区的宽度较Fe3 Al/Q235界面过渡区大;并且Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区新形成的Fe3 Al上弥散分布有含Cr、Ni的第二相,使Fe3A1出现了具有不同间距的位错对,甚至位错缠结现象,有利于提高Fe3 Al/钢扩散焊界面的结合强度.     

Y2Al3Fe11Mn3化合物的负热膨胀

利用X射线衍射及磁测量手段研究了Y2Al3Fe14-xMnx系列化合物的结构.结果表明,该系列化合物具有Th2Ni17型结构;随着x的增加,化合物的单胞体积呈现非线性的变化,这表明在化合物的磁相变点附近存在较大的正的本征磁致伸缩.对Y2Al3Fe11Mn3化合物进行的变温X射线衍射研究表明,该化合物在其居里点附近(185～200 K)具有负热膨胀性质,其热膨胀系数为-7.5×10-5/K.     

SHS/PHIP制备TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能

对 SHS/ PHIP技术制备出的 Ti C- Al2 O3/ Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明 ,Ti C- Al2 O3/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属 Fe相的加入 ,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。 Ti C- Al2 O3复相陶瓷为典型的脆性断裂 ;随着 Fe含量的增加 ,材料具有明显韧性断裂的特征     

短纤维增强透气性莫来石/铁(A3S2/Fe)复合材料烧结特性的研究

本文研究了A₃S₂/Fe复合材料的烧结特性、透气性和纤维增强效果,分析了烧结过程中材料宏观结构和微观组织的形成机理.实验结果表明:纤维增强A₃S₂/Fe复合材料在900～1000℃具有良好的烧结性能,烧成后表层存在一定厚度的硬化层;纤维增强效果显着.材料抗压强度达17～23MPa,相对透气系数为4.30～9.69cm3/(cm2·s·atm).已能满足实际应用的需要.     

整体结构中两跨钢梁火灾变形性能的试验研究

为研究整体结构中钢梁的抗火性能,利用自行研制的试验炉和相关测试装置,对三层三跨足尺钢框架楼中三层顶一两跨连续梁进行受火试验研究,试验中钢梁受火,钢柱和节点不受火。试验量测了炉体内烟气温度、钢梁和混凝土楼板四等分点处截面沿厚度不同点的温度场、位于炉体外钢梁接点温度、钢梁和楼板四等分点处的竖向变形。结果表明:未进行防火保护的钢梁温度与烟气温度基本一致;升温阶段混凝土板温度滞后于钢梁的温度,停止升温后钢梁温度迅速降低,混凝土板温度仍会升高直至两者温度趋于一致。在整个试验过程中,沿混凝土板截面高度存在较大温度梯度;整体结构中未进行防火保护的钢梁具有很好的变形性能,可以考虑减少防火保护;不同位置的构件由于受到相临构件的约束程度不同,在火灾中的变形性能不同,在抗火设计时应进行区别对待;钢柱虽不受火,在整个试验过程中产生轴向膨胀。     

预退火对Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9纳米晶合金形成的影响

采用Ｘ射线衍射，电子衍射及透射电子显微技术研究了Ｆｅ７３．５Ｃｕ１－ｘＭｏ３Ｓｉ１３．５Ｂ９非晶合金４１０℃预退火对随后４８０℃退火所形成的纳米晶结构的影响。结果表明，预退火对Ｆｅ７３。０５，Ｃｕ１Ｍｏ３Ｓｉ１３．５Ｂ９合金纳米晶结构的形成有重要影响。当预退火时间从０小时增加到３小时，合金在４８０℃，小时退火形成的晶相化α－Ｆｅ（Ｓｉ）的晶粒尺寸从１５ｎｍ减小到８ｎｍ。预退火使α－Ｆｅ（Ｓｉ）相的     

Experimental investigation of local tensile and fracture resistance behaviour of dissimilar metal weld joint: SA508 Gr.3 Cl.1 and SA312 Type 304LN

The aim of the paper is to evaluate the local tensile and fracture toughness properties of the dissimilar metal weld joints between SA508Gr.3 Cl.1 and SA312 Type 304LN pipe. Weld joints have been prepared by manual gas tungsten arc welding (GTAW) process with conventional V‐groove and automatic hot wire gas tungsten arc welding with narrow gap using different filler wires/electrode such as Inconel 82/Inconel 182 and ER309L/ER308L. The tensile and fracture toughness test specimens have been machined from different regions of dissimilar metal weld such as heat affected zones, fusion lines, buttering layer, weld metal and both base metals. Tensile and fracture toughness tests have been carried out as per the ASTM standard E8 and E1820 respectively. Tensile and fracture toughness results of all the regions of dissimilar metal weld joints have been discussed in this paper. Metallurgical and fracture surface examinations have also been reported to substantiate the tensile and fracture toughness results. Need for the local properties for integrity assessment of the dissimilar metal weld joints has also been brought out.