Fe3Al氢脆机理的研究

用余氏理论计算了氢对Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物键结构、键能和电子分布的影响，分析发现，Ｆｅ３Ａｌ的氢脆是由于氢原子溶入扣引起Ｆｅ，Ａｌ原子状态变化。使晶体内晶格电子数大大减少，导致晶体局域金属性减弱，并构成具有严重各向异性的键络的结果。同时得出，氢在Ｆｅ３Ａｌ中占据间隙位置。     

Fe_3Al基合金室温塑性的改善

进行了不同成分、表面状态、相结构、显微组织的Ｆｅ３Ａｌ基合金在真空及空气中的室温拉伸试验，结果表明，与二元Ｆｅ３Ａｌ相比，本研究Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｉ等代位合金元素中，仅有Ｃｒ的添加提高真空室温拉伸伸长率。利用中子衍射方法分别确定了上述各元素原子在ＤＯ３结构Ｆｅ３Ａｌ单胞亚点阵中的占位，计算了异类原子间相互作用能。结果表明，由于Ｃｒ原子主要替代Ａｌ原子的次近邻Ｆｅ原子，ＡｌＣｒ原子对的结合能低于ＦｅＡｌ对，降低次近邻反相畴界能，使交滑移容易进行。变形试样表面滑移线及位错组态、位错反相畴界研究结果都证实了这一点。Ｂ２形变热处理工艺使Ｆｅ３Ａｌ基合金塑性得到进一步提高的原因是具备Ｂ２结构、片层状拉长晶粒及表面氧化膜三要素。     

TiMe合金的价电子结构分析及结合能计算

应用固体与分子经验电子理论,采用键距差分析方法,分析了金属间化合物ＴｉＭｅ（Ｍｅ＝Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｐｄ,Ｐｔ,Ａｕ）的价电子结构,确定了Ｔｉ及Ｍｅ元素在这些合金中的状态,所贡献的共价电子数、自由电子数以及共价电子在总价电子中所占的比例。结果发现随合金中价电子数的增加,合金的马氏体相变温度Ｍｓ有上升的趋势。在此基础上计算了这些合金的理论结合能,所得结果与实验事实相符。     

氩弧焊工艺对Fe3（Al,Cr）金属间化合物力学性能的影响

研究了氩弧焊工艺对Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属化合物的机械性能的影响。指出，Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属间化合物的焊接性能对于焊接条件和合金成分是非常敏感的，加Ｎｂ能改善它的焊接性能。     

不锈钢／Al固液轧制复合板材界面的精细结构

应用场发射透射电子显微镜研究了不锈钢／Ａｌ固液轧制复合板材界面的精细结构。结果表明,在钢－Ａｌ之间存在主要由两种金属间化合物组成的界面反应层。靠近钢处由一层细小的（Ｆｅ,Ｃｒ,Ｎｉ）２Ａｌ５纳米晶组成,靠近Ａｌ处由纳米级的（Ｆｅ,Ｃｒ,Ｎｉ）４Ａｌ１３柱状晶组成。反应层附近的Ａｌ中有各种形态的（Ｆｅ,Ｃｒ,Ｎｉ）４Ａｌ１３相析出,并对界面结构的形成进行了初步的分析。     

Ni3Al的德拜温度及物理性质

用两种Ｘ射线衍射法确定了金属间化合物Ｎｉ３Ａｌ的德拜温度ΘＤ为５５０Ｋ，并利用新发展的“固体中多原子相互作用的新势能函数”和测定的Ｎｉ３Ａｌ合金的德拜温度，计算了Ｎｉ３Ａｌ合金的结合能、形成热、体弹性模量以及比热和线热膨胀系数随温度变化的曲线     

高速电弧喷涂Fe3Al／WC复合涂层高中蚀行为研究

采用自行研制的新型热喷涂Ｆｅ３Ａｌ／ＷＣ复合合金粉芯丝材,成功地用高速电弧喷技术制备出了Ｆｅ３Ａｌ金属化合物基金属陶瓷复合涂层。对涂民分、显微组织、涂层相结构和组成进行了分析。结果表明,涂层由以Ｆｅ－２６Ａｌ为主的Ｆｅ３Ａｌ基体相与约２０％的ＷＣ、Ｗ２Ｃ和α－Ａｌ２Ｏ３组成。对比研究了Ｆｅ３Ａｌ／ＷＣ涂层和电站锅炉钢２０ｇ从室温至６５０℃氧化环境条件下不同攻角的高温冲蚀磨损性能,结果表明Ｆｅ３Ａｌ     

MCrAlY涂层对TiAl金属间化合物抗高温氧化性能的影响

研究了溅射Ｃｏ－３０Ｃｒ－６Ａｌ－０．５Ｙ及Ｎｉ－３０Ｃｒ－６Ａｌ－０．５Ｙ涂层对ＴｉＡｌ金属间化合物抗高温氧化性能的影响。结果表明，在９００℃－１０００℃范围内，ＣｏＣｒＡｌＹ，ＮｉＣｒＡｌＹ涂层表面由于可形成粘附性良好的Ａｌ２Ｏ３膜。大大改善了ＴｉＡｌ金属间化合物的抗氧化性能。     

铝合金中的稀土化合物

评述和讨论了铝合金中可能出现的Ａｌ－Ｃｅ，Ａｌ－Ｌａ，Ａｌ－Ｙ，Ａｌ－Ｓｃ，Ａｌ－Ｙｂ，Ａｌ－Ｎｌ，Ａｌ－Ｓｍ，Ａｌ－Ｔｂ，Ａｌ－ＭＭ，Ｃｅ－Ｓｉ，Ｍｇ－Ｌａ，Ｃｅ－Ｆｅ等二元稀土化合物和Ａｌ－Ｃｕ－Ｌａ（Ｃｅ），Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｅ（Ｈｏ），Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｄ（Ｌａ），Ａｌ－Ｃｒ－Ｙ和Ａｌ－Ｃｅ－Ｍｎ等三元稀土化合物，并给出了Ａｌ－混合稀土二元相图。     

三元Fe3Al基金属间化合物价电子结构分析

依据固体与分子经验电子理论，分析了Ｆｅ３Ａｌ基金属间化合物的价电子结构，建立了ＤＯ３型晶胞的键络模型，为提示合金成分－结构－性能与Ｆｅ３Ａｌ合金相价电子结构的关系作了初步尝试。     

Ni_3Al(B)系金属间化合物在LiCl-KCl熔盐中的腐蚀电化学行为

研究了Ｎｉ３Ａｌ（Ｂ）系金属间化合物在４５００Ｃ纯的和含有“杂质”的ＬｉＣｌ－ＫＣｌ熔盐中的阳极极化曲线。发现在纯盐中阳极不出现Ｆｌａｄｅ电位,不发生电化学钝化。在含有“杂质”的熔盐中,所研究的金属间化合物都出现电化学钝化,阳极电流密度降低。Ｌｉ２ＣＯ３是合金熔盐腐蚀有效的缓蚀剂。在分别含有“杂质”ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＭｎＯ２金属氧化物的熔盐中,金属间化合物的阳极电流密度都增高,并依据金属氧化物的溶解度积,有时会使合金的阳极极化曲线出现扩散控制或电化学钝化过程。讨论了在ＬｉＣｌ－ＫＣｌ熔盐腐蚀电化学中的作用,指出三条途径形成的氧化物及其行为。     

Structural and mechanical properties of Fe–Al compounds: An atomistic study by EAM simulation

The structural properties, formation enthalpies, and mechanical properties of Fe–Al compounds (FeAl, Fe₂Al, Fe₃Al, FeAl₂, FeAl₃ and Fe₂Al₅) are studied by using embedded-atom method (EAM) which is acquired by Mobius lattice inversion. The potential is transferrable and therefore does well for studying different Fe–Al compounds. The calculated lattice parameters and cohesive energies of Fe–Al compounds agree with the experimental and some EAM results. According to elastic constants restrictions, all the six Fe–Al compounds are mechanically stable. The calculated bulk moduli of the compounds increase with the increasing Fe concentration. Furthermore, results showed that FeAl, Fe₃Al, FeAl₃, FeAl₂, Fe₂Al₅ have lower ratios of shear modulus to bulk modulus and Fe₂Al has higher ratio.     

金属间化合物对累积叠轧Mg/Al多层复合板材断裂过程的影响

本文采用分步拉伸观测的方法研究了累积叠轧Mg/Al多层复合板材中界面金属间化合物对复合板材断裂过程的影响。结果表明：在单向拉伸过程中,Mg/Al界面处金属间化合物导致了裂纹的萌生和扩展,从而导致Mg/Al界面的分离;在后续拉伸过程当中,由于Mg层强度较低,首先产生颈缩失效,致使整个样品提前断裂。     

Mg17 Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er金属间化合物稳定性与电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的Castep程序软件包,优化了Mg17Al12、Al2Nd、Al2Er及Al2Ca相晶胞结构,计算了化合物的形成热、结合能和态密度等,分析了化合物结构稳定性与其电子结构的内在联系。结果表明:四种化合物的形成热和结合能均为负值,且化合物的合金化能力和结构稳定性强弱顺序依次为Al2Er、Al2Nd、Al2Ca、Mg17Al12。态密度结果表明: Al2Er和Al2Nd具有较强结构稳定性的主要原因是（1）在费米面低能级区Al(3p)轨道分别与Nd(4f)、(5d)和 Er(4f)、(5d)轨道价电子发生强烈杂化作用;（2）Al2Nd和Al2Er成键电子数较多;（3）这两种化合物的电子参与成键能力较大。电荷密度结果表明：Mg17Al12、Al2Ca、Al2Nd、Al2Er中均存在金属键、离子键、共价键,四种化合物中Al2Er、Al2Nd共价键较强,Al2Ca离子键最强,Mg17Al12中以较强的金属键为主。     

Phase equilibria of Al–Fe–Sn ternary system

The isothermal sections of Al–Fe–Sn ternary system at 973 and 593 K were determined experimentally by the equilibriated alloy method using scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive spectrometry and X-ray diffractometry. Experimental results show that no ternary compound is found on these two sections. The maximum solubility of Fe in the liquid phase is 1.6% (mole fraction) at 973 K and those of Fe and Al in the liquid phase are 0.6% and 5.1% (mole fraction) at 593 K, respectively. The maximum solubility of Sn in the Fe–Al compounds is 4.2% (mole fraction) at 973 K and 2.3% (mole fraction) at 593 K. All the Fe–Al compounds can be in equilibrium with the liquid phase.     

约束条件下界面纯铝层裂尖应力场的数值分析

对强度错配约束条件下LY12／Al／LY12四点弯曲试样界面纯铝层内裂纹前端进行了弹塑性大变形平面应变应力场数值分析。结果表明：在小范围屈服条件下随着中间纯铝层厚度的降低，其峰值载荷呈线性增加；强界面的约束使得其塑性变形由类似单金属纺锤形转变为平行于界面的纵向发展，该趋势随其厚度降低而越来越明显；裂尖三轴应力约束及最大拉应力水平随载荷增加或纯铝层厚度降低而升高，且均随归一化J积分增加沿一特定的路径变化．当界面对纯铝层塑性变形约束明显增加时，高的三轴约束将诱发微裂纹和孔洞的萌生，同时伴随着中间纯铝层的脆化甚至局部解理。     

热压焊接制备的Cu / Al双金属的界面组织和剪切强度

采用扩散焊（DFW）技术制备了Cu/Al双金属，连接温度范围683-803K，连接时间范围20-80min，连接压力15MPa。Cu/Al双金属界面处的SEM试验结果表明，随着焊接温度的升高和保温时间的延长，界面层厚度逐渐增加，在连接温度为803K，连接时间80min，Cu/Al界面处形成了Al4Cu9，Al3Cu4，AlCu、Al2Cu金属间化合物（从铜侧到铝侧），根据扩散动力学，金属间化合物(IMCS)的生成顺序为Al2Cu、Al4Cu9、AlCu、Al3Cu4。Cu / Al双金属的剪切试验显示为脆性断裂，并且界面强度随着IMC的减少而增加。在723 K的焊接温度下进行20分钟焊接后，Cu / Al双金属的剪切强度最高为63.8 MPa。     

包覆钎料铝-钢螺柱焊接头组织及性能

采用包覆钎料感应加热方法,以AlSi钎料作为焊缝填充金属,对Q235钢螺柱和6061铝合金进行钎焊.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析.结果表明,AlSi钎料与铝母材反应充分,Si元素扩散至铝母材形成针叶状的共晶组织,焊缝近钢侧生成一条狭窄连续的Fe-Al金属间化合物,并沿垂直于铝基体的方向生成出胞状晶,金属间化合物层由Fe2Al5和FeAl3的混合相组织组成.力学性能测试表明,接头的抗剪强度最大为65 MPa,近钢侧金属间化合物的显微硬度值较高,接头断裂在金属间化合物区域,属于延性断裂.     

微观相场模拟Ni64Al21V15合金中L12、DO22相形成的原子迁移

用金相显微镜、扫描电镜及能谱、透射电子显微镜以及万能拉伸试验机等研究了Sr/Al质量比对Mg-Al-Sr合金显微组织及力学性能的影响.结果表明该合金的相组成随Sr/Al值而变化.合金中主要的第二相包括Al4Sr和Al2Sr,但在不同的合金中存在的数量,形态都不同.而且在175℃时合金的力学性能也随Sr/Al值的变化而变化.当该比值取0.25时合金的抗拉强度值达到峰值.     

Substitution of Cu and/or Al in η phase (MgZn2) and the implications for precipitation in Al–Zn–Mg–(Cu) alloys

The effects of Cu and Al substituting for Zn within bulk samples of η phase (nominally MgZn₂) have been studied by laboratory X-ray powder diffraction and nuclear magnetic resonance. Increasing Al concentration causes both of the η phase lattice parameters to increase linearly, while increasing Cu concentration causes both parameters to decrease linearly. These effects also appear to combine in a linear fashion if both Al and Cu are substituted into the MgZn₂ structure, particularly in the case of the a lattice parameter. Al was found to substitute evenly onto both Zn sites, while Cu substitutes preferentially onto the 6(h) site at low Cu concentrations, before causing significant disruptions to the structure at concentrations above 1.1 at.%, leading to the transition to long period stacking phases at the expense of η. High-resolution synchrotron powder diffraction from a commercial Al–Zn–Mg–(Cu) alloy revealed that the η phase precipitates with lattice parameters that are substantially smaller than for pure MgZn₂, indicating Cu concentrations of at least 8.9 at.% and probably higher. It is likely that the Al matrix provides a mechanical constraint on the formation of any long period stacking phases and allows the η phase to exist in these alloys with such high Cu concentrations.