Zr对Ni3Al晶界及力学性能的影响

对不同Ｚｒ含量Ｎｉ３Ａｌ的力学性能及晶界的研究结果表明：随Ｚｒ含量的增加，合金的屈服强度和抗张强度不断提高；当Ｚｒ≤０．７ａｔ．－％时，塑性随Ｚｒ含量的增加而提高；但Ｚｒ含量达１．２ａｔ．－％时，Ｚｒ的增塑效果下降．Ａｕｇｅｒ能谱分析表明：Ｚｒ在晶界有偏聚，偏聚因子约为３．断口观察显示：不含Ｚｒ或Ｚｒ含量为１．２ａｔ．－％的Ｎｉ－２４．０Ａｌ合金均为沿晶断裂，其余含Ｚｒ合金的断裂方式为穿晶、沿晶混合断裂．这表明：含Ｚｒ的Ｎｉ３Ａｌ塑性和Ｚｒ在晶界的偏聚有密切关系．     

微量Sc和Zr对Al—Mg合金铸态组织的晶粒细化作用

制备了Ａｌ５Ｍｇ、Ａｌ５Ｍｇ０．２Ｓｃ、Ａｌ５Ｍｇ０．１Ｚｒ和Ａｌ５Ｍｇ０．２Ｓｃ０．１Ｚｒ四种铸态合金，采用金相显微镜和扫描电镜观察分析了微量Ｓｃ和Ｚｒ对ＡｌＭｇ合金铸态组织的晶粒细化作用及其机理。结果发现，０２％的Ｓｃ并未使ＡｌＭｇ合金产生晶粒细化作用，而０２％的Ｓｃ与０１％的Ｚｒ复合添加则使ＡｌＭｇ合金产生了极其强烈的晶粒细化作用。这一作用的产生，是由于Ｓｃ、Ｚｒ与Ａｌ在合金熔体中生成了Ａｌ３Ｓｃ和Ａｌ３Ｚｒ复合粒子，这种粒子在合金凝固过程中，起到了非均质晶核细化晶粒的作用     

燃烧合成-热压制备Al_2O_3-TiC-ZrO_2纳米复合陶瓷的力学性能与显微结构

以ＴｉＯ２,Ａｌ;Ｃ,纳米 ＺｒＯ２粒子为原料,利用燃烧合成－热压工艺制备了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－ＺｒＯ２纳米复合陶瓷．添加ＺｒＯ２可使 Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂．ＺｒＯ２纳米粒子弥散于基体中,其周围产生的应力集中可引发位错,起到亚晶界的作甲,并可使位错钉扎、堆积,阻碍位错运动,从而使复合陶瓷的力学性能得到明显改善：抗弯强度为７０６ＭＰａ,提高幅度达１９．８％;断裂韧性为 ６．３ ＭＰａ·ｍ１／２,提高幅度１８．９％;洛氏硬度为 ９４．４．     

THE CALCULATION AND DETERMINATION FOR α_2 PHASE AND α_2/α_2+βPHASE BOUNDARY IN Ti_3AI BASED ALLOYS

对Ｔｉ_３－Ｍｏ－Ｎｂ，Ｔｉ_３Ａｌ－Ｎｂ－Ｖ，Ｔｉ_３Ａｌ－Ｚｒ－Ｖ三个赝三无合金系的实验结果表明，α_２／α_２＋β相界遵守电子浓度规律，且合金元素的价电子数由它们的电子结构决定过渡族元素Ｔｉ，Ｚｒ．Ｖ，Ｍｏ，Ｎｂ的价电子为ｓ＋ｄ电子。即Ｎ_（Ｔｉ）＝Ｎ_（Ｚｒ）＝４（ｓ~２ｄ~２），Ｎ_ｖ＝５（ｓ~２ｄ~３），Ｎ_（Ｎｂ）＝５（ｓ~１ｄ~４），Ｎ_（Ｍｏ）＝６（ｓ~１ｄ~５）、非过渡族元素Ａｌ的价电子为ｓ＋ｐ电子，即Ｎ_（Ａｌ）＝３（ｓ~２ｐ~１）α_２相的计算模型为Ｎ＝ΣＮ_ｉｆ_ｉ，α_２／α_２＋β相界的特征电子浓度值为Ｎ_ｃ＝ΣＮ_ｉｆ_ｉ＝３．７８７．     

Al-5%Ti-1%B对Sr变质Al-13.0%Si合金组织影响的研究

Ｓｒ八方为质剂加入到Ａｌ－Ｓｉ合金中能导致共晶硅的形态从粗大的片状转变为细小的纤维状,但同时也促进了柱状枝晶的形成。当Ａｌ－５％Ｔｉ－１％Ｂ加入量低于０．８％时,α枝晶有等轴化趋向,柱状枝晶的主干长度缩短,对共晶硅的形态与尺寸没有显著的影响,尽管共晶团尺寸略有下降。但当Ａ－５％Ｔｉ－１％Ｂ加入量超过０．８％后,其对Ｓｒ变质作用的有害影响显现出来,α－Ａｌ枝晶数量减少,出现初晶硅,共晶硅尺寸变大。随     

Ti＿3Al基合金中α_2／α_2＋β相界的计算与测定

对Ｔｉ_３－Ｍｏ－Ｎｂ，Ｔｉ_３Ａｌ－Ｎｂ－Ｖ，Ｔｉ_３Ａｌ－Ｚｒ－Ｖ三个赝三无合金系的实验结果表明，α_２／α_２＋β相界遵守电子浓度规律，且合金元素的价电子数由它们的电子结构决定过渡族元素Ｔｉ，Ｚｒ．Ｖ，Ｍｏ，Ｎｂ的价电子为ｓ＋ｄ电子。即Ｎ_（Ｔｉ）＝Ｎ_（Ｚｒ）＝４（ｓ~２ｄ~２），Ｎ_ｖ＝５（ｓ~２ｄ~３），Ｎ_（Ｎｂ）＝５（ｓ~１ｄ~４），Ｎ_（Ｍｏ）＝６（ｓ~１ｄ~５）、非过渡族元素Ａｌ的价电子为ｓ＋ｐ电子，即Ｎ_（Ａｌ）＝３（ｓ~２ｐ~１）α_２相的计算模型为Ｎ＝ΣＮ_ｉｆ_ｉ，α_２／α_２＋β相界的特征电子浓度值为Ｎ_ｃ＝ΣＮ_ｉｆ_ｉ＝３．７８７．     

用正电子湮没技术研究Zr对Ni_3Al缺陷态的影响

本文用正电子湮没技术（ＰＴＡ）研究了含不同ｚｒ量多晶Ｎｉ３Ａｌ的ｅ＋寿命谱。结果表明：在Ｎｉ３Ａｌ中加入Ｚｒ，一部分Ｚｒ原子进行原子替位，使晶格发生畸变，导致基体中正电子寿命（τ_１）增长；另一部分在晶界偏聚的Ｚｒ调整了晶界结构，使平均寿命（τ）下降。当Ｚｒ量为１．２ａｔ．－％时，缺陷态的寿命τ２显著增长，表明有自由体积较大的缺陷组态生成．     

多相Rietveld分析法研究锆基伪二元储氢合金ZrM2（M=Ni,Mn,Cr,V）的…

多相Ｒｉｅｔｖｅｌｄ分析发现，伪二元ＺｒＭ_２（Ｍ＝Ｎｉ_（１．３０），Ｍｎ_（０．６０），Ｃｒ_（０．２５），Ｖ_（０．０５））合金由Ｃ１４，Ｃ１５ＡＢ_２型Ｌａｖｅｓ相和Ｚｒ_７Ｍ_（１０），Ｚｒ_９Ｍ_（１１），ＺｒＮ组成，各相丰度顺序为ＺｒＭ_２（Ｃ１５）＞Ｚｒ_７Ｍ_（１０）＞ＺｒＭ_２（Ｃ１４）＞Ｚｒ_９Ｍ_（１１）＞ＺｒＮ．主相Ｃ１５型ＺｒＭ_２的Ａ位存在非化学计量缺位．Ｚｒ_７Ｍ_（１０），Ｚｒ_９Ｍ_（１１）与Ｚｒ_７Ｎｉ_（１０），Ｚｒ_９Ｎｉ_（１１）是同晶型结构的金属间化合物．     

灰铸铁中γ枝晶结晶形貌与机械性能的关系

采用控制传热方向和冷却条件的方法，在灰铸铁中获得不同类型结晶形貌的γ枝晶组织，并研究了γ枝晶的不同生长形貌与机械性能之间的对应关系．结果表明，发达的等轴枝晶所形成的网络骨架结构对铸铁强化作用最显著，柱状枝晶各向异性，平行于一次晶轴方向的σｂ远高于其它方向，也比其他类型的树枝晶高，垂直于一次晶轴方向的σｂ相对较低；短粗不发达枝晶对应的σｂ最低．     

Ti形态对原位生长陶瓷粒子增强Al复合材料微观结构的影响

采用Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ两个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＢ２粒子复合增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３．ＴｉＢ２／Ａｌ）两种复合材料，研究表明，对于Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系，除ＴｉＢ２外还有一定量的尺寸可达几十微米的Ａｌ３Ｔｉ生成，原位形成的ＴｉＢ２大部分为０．１－５０μｍ的块状粒子，此外还有少量长宽比大于４的棒状ＴｉＢ２．对于ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系，基本上没有Ａｌ３Ｔｉ生成，原位形成的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２为００５－２０μｍ的近似等轴状的粒子．对两种复合材料差异的微观结构给出了解释．     

A359-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的组织及润滑磨损性哪

研究了新型反应体系A359-Zr（CO3）2熔体反应法制备的（Al3Zr＋Al2O3）p／A359复合材料边界油润滑条件下的滑动磨损性能。结果表明，由于颗粒的支撑减磨作用，复合材料的磨损量随载荷的增大和时间的延长均远小于基体材料，当载荷为1176N时体积分数为12％的复合材料磨损量为4．9mg，而基体材料的磨损量为27．5mg，复合材料比基体材料耐磨性提高了6倍；由磨损表面SEN观察表明：基体A359合金存在严重粘着和变形，表现为粘着磨损和剥层磨损，复合材料的磨损类型表现为磨粒磨损。     

含钪7xxx系铝合金的再结晶

采用金相显微镜和透射电子显微镜研究了含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr系铝合金组织的再结晶,测试了不同温度下退火1h合金的硬度。结果表明:含0.20%Sc的7xxx系铝合金(冷变形量50%)的再结晶起始温度为475℃,再结晶终了温度为525℃。合金在均匀化以及热加工过程中析出细小、弥散的二次A l3(Sc,Zr)粒子钉扎位错、亚晶界和晶界,使回复过程中的位错运动受阻,保持基体内较高的位错的密度,阻碍加热时位错重新排列呈亚晶界以及更进一步发展成大角度晶界的过程;阻碍了再结晶核心长大过程,阻碍大角度晶界的迁移,从而提高再结晶温度。     

Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧机制的探讨

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al_2O_3/LiTaO_3(简称ALT)陶瓷基复合材料,研究了Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧的机制.结果表明,ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO_3陶瓷的高得多,且其各项力学性能均有明显的提高;Al_2O_3的加入起到烧结助剂的作用;Al_2O_3第二相加入后对LiTaO_3压电陶瓷起到弥散强化作用,其增韧机理为ALT复合材料中残余应力场和裂纹偏转增韧.     

原位合成(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料的制备研究

通过对Al-TiO_2-SiO_2体系混合粉末固-液原位合成制备出了(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了其物相和显微组织形貌.结果表明:原位反应制备的(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料,金属间化合物增强相Al_3Ti均匀分布于基体,陶瓷相Al_2O_3颗粒非常细小,弥散分布于基体中,使材料的硬度等性能得到提高.     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金铸态Al3(Sc，Zr)相形貌的研究

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析,研究Sc细化Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态组织的机制和一次Al3(Sc,Zr)粒子的形貌特征。结果表明:从熔体中析出的Al3(Sc,Zr)一次粒子是α(Al)固溶体的有效形核剂,该粒子以亚稳的L12型Al3Zr为核心,形成富钪与富锆Al3(Sc,Zr)层相间排列的多层复合结构。在Al-9.0Zn-2.5Mg-2.5Cu-0.15Zr合金中添加0.20%～0.60%(质量分数)的钪,合金的铸态组织由粗大的树枝晶变为等轴晶,随着钪含量的增加,合金铸态组织得到进一步细化。     

反应热压(Al2O3+TiB2+Al3Ti)/Al复合材料的组织形成机制

采用B或B2O3、TiO2和Al粉反应热压制备了原位 (Al2O3 TiB2 Al3Ti)/Al复合材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了原位复合材料的显微组织.热压状态下,反应生成相Al3Ti呈大块不规则形状,尺寸约几十微米; Al2O3和TiB2为细小弥散质点,TEM分析发现TiB2颗粒呈六边形,而Al2O3颗粒呈等轴状.在以Al粉、TiO2粉和B粉为原料制备的复合材料中,除反应生成了大块的Al3Ti相外,还有细小针状Al3Ti相沉淀析出,且呈弥散分布.热挤压后大块的Al3Ti被破碎成细小弥散质点.Al2O3在TiO2和B2O3粉末表面生成; TiB2在B或B2O3粉表面形成,因而均呈弥散分布,且尺寸细小.自TiO2中还原出的Ti溶入液态Al中形成Al3Ti时,Ti可在液态Al中长距离扩散,因而Al3Ti呈大块不规则状.     

AA6063铝合金表面激光熔覆TiC/Al_3 Ti复合材料涂层

将Al、Ti和TiC 粉末预涂在AA6063铝合金表面,采用激光熔覆法制备了TiC/Al_3Ti复合材料涂层,分析了激光熔覆层的显微组织和硬度分布.结果表明,采用合适的激光工艺可获得无裂纹和孔洞且表面平整的熔覆层.熔覆层由枝晶状Al_3Ti、枝晶间α-Al和均匀分布的TiC颗粒组成,TiC颗粒在激光辐照过程中未发生熔解,熔覆层与基材的界面结合良好.随与熔覆层表面距离的增加,Al_3Ti枝晶的尺寸变大,α-Al的含量减少.激光熔覆层的硬度可达700 HV0.2,显著改善了AA6063铝合金的表面硬度.     

An idea to treat the dendritic morphology in mixed columnar–equiaxed solidification

Abstract

To treat mixed columnar–equiaxed solidification with dendritic morphology, five phase regions have been distinguished: extradendritic melt, interdendritic melt and solid dendrites in equiaxed grains, interdendritic melt and solid dendrites in columnar arrays of dendrites. These five phases are quantified by their volume fractions, and characterized by different volume-averaged solute concentrations. The equiaxed grains and columnar dendrites are confined by their envelopes, whose shapes are described by morphological parameters. The evolution of the envelopes is derived based on recent growth theories: the growth of primary columnar dendrite tips by the Kurz–Giovanola–Trivedi (KGT) model, the growth of secondary dendrite tips in radial direction of columnar trunk and the equiaxed dendrite tips by the Lipton–Glicksman–Kurz (LGK) model. The solidification of the interdendritic melt is governed by diffusion in the interdendritic melt region. Preliminary modelling results on a benchmark casting (Al–4·7wt-% Cu) show the potentials of the model.     

激光表面熔覆制备ODS Ni基高温合金涂层的凝固组织

采用横流CO2激光，在Ni基高温合金表面制备了纳米Al2O3弥散强化(ODS)Ni基合金熔覆层。利用光学显微镜、扫描电镜及EDS附件分析了熔覆层的组织结构。结果表明：界面晶粒的生长方向为垂直于界面的“外延式”生长；加入纳米Al2O3，界面的生长形态发生变化，由细长的柱状树枝晶转变为较短的树枝晶；纳米Al2O3含量增大至1％时整个断面获得等轴枝晶组织；纳米Al2O3作为异质形核的核心，细化了组织。     

Experimental research on solidification structure of alloy 800H by linear electromagnetic stirring

The solidification structures of alloy 800H fabricated with and without linear electromagnetic stirring （L-EMS） were investigated. The results show that the solidification structure of the alloy can be obviously affected by the forced convection in melt caused with L-EMS decreases from 3.5 mm to 2.3 mm, by L-EMS. The average size of equiaxed grains of the alloy and the ratio of equiaxed grain increases from 5% to 43% compared with that without L-EMS. The microstructure of the alloy without L-EMS is composed of fine equiaxed dendrites in the outermost layer and columnar dendrites in other areas, whereas that with L-EMS contains equiaxed dendrites, columnar dendrites and cross dendrites. In addition, the mechanism of dendrite fragment drift was proved by examining the composition change of the main alloying elements in the dendrite trunks at different solidification stage using an electron probe micro-analyzer （EPMA）.