轧制方式对La-TZM合金板材力学性能的影响

利用粉末冶金法制备了La-TZM合金,研究了轧制方式对合金板材力学性能的影响.结果表明,采用交叉轧制的方法可以使金属变形更加均匀,有效地减少板材的各向异性,得到纵、横向相同力学性能.不同温度退火态交叉轧制板材的室温抗拉强度和屈服强度比单向轧制有所下降,但伸长率显著提高;交叉轧制板材的再结晶温度低于单向轧制板的再结晶温度.     

不同方法制备的Cu-Ni合金氧化行为研究

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)技术制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-Ni固溶体合金，并研究了它们在800℃空气中的氧化行为。结果表明：MACu-50Ni合金的氧化速率高于CACu-50Ni合金；而MACu-70Ni合金的氧化速率却低于CACu-70Ni合金。合金表面氧化膜外层均是CuO层，但相邻的内层则差别较大，其中，CACu-50Ni，CACu-70Ni和MACu-50Ni合金的内层是Cu2O和NiO的混合氧化物层，而MACu-70Ni合金内层则是较厚且致密均匀的NiO层。晶粒细化促使合金表面氧化膜内层由Cu2O和NiO的混合氧化物层向单一的NiO层转变。     

Mg-Ca合金表面氧化行为的研究

研究了几种不同Ca含量的Mg Ca二元合金表面氧化程度及其氧化膜形貌。合金表面氧化膜的XRD ,SEM ,TEM及其电子探针分析表明 ,Ca元素的加入可有效地减少镁合金熔体表面的氧化 ,且随着Ca含量的增加 ,氧化程度减弱 ,表面品质变好。含Ca镁合金熔体氧化膜由外到内分为MgO层、CaO层和MgO·CaO层。还从热力学角度探讨了Ca元素的阻燃机理。     

合金元素对Co-Al-W合金高温氧化行为的影响

研究新型Co-Al-W合金在800和900℃空气中氧化动力学及元素Mo、Nb、Ta和Ti对合金高温氧化行为的影响。结果表明:在800℃氧化100 h后,Co-8.8Al-9.8W(摩尔分数,%)和Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金的质量增加较小,表明其抗高温氧化能力较强;在900℃氧化时,Co-8.8Al-9.8W-2Mo、Co-8.8Al-9.8W-2Nb、Co-8.8Al-9.8W-2Ta和Co-8.8Al-9.8W-2Ti合金的质量增加小于Co-8.8Al-9.8W合金的,表明加入合金元素可以提高合金的抗高温氧化能力;在不同温度下,Co-Al-W合金氧化膜表面出现团聚、开裂和脱落现象;氧化膜分为3层,外层为Co3O4氧化物,中间层为W、Al和合金元素的复杂氧化物,内层为Co和Al的氧化物。从合金氧化动力学曲线来看,在800℃时合金元素增强Co-Al-W合金抗高温氧化能力由强至弱依次为Ta、Ti、Mo、Nb;在900℃时按Ti、Ta、Mo、Nb顺序依次减弱。     

粉末包埋法制备镍基高温合金Y-Cr-Al涂层高温氧化行为

本研究在不同的Al含量的条件下应用粉末包埋法制备了Y-Cr-Al涂层,并对其高温氧化行为进行了研究。结果显示：Al含量为2%所生成的涂层为三层结构,Al含量为2.5%,3%所形成的涂层为两层结构。Al含量为2%,3%的条件下涂层主要以α-Cr ,NiAl为主,Al含量为2.5%时生成的涂层富含Cr的NiAl相,许多Cr原子固溶于NiAl相中。Al含量为2%所生成的涂层氧化性能最差,Al含量为2.5%所生成的涂层展现了较为优异的氧化性能。     

合金元素对Nb-Ti-Al-C合金氧化行为的影响

利用真空非自耗电弧炉制备不同Al含量的Nb-25Ti-8C合金,研究Nb-Ti-Al-C合金的组织结构及其高温氧化行为。研究表明,Nb-25Ti-8C-(0,5,10)Al合金由Nbss和(Nb,Ti)C两相构成;Nb-25Ti-8C-15Al合金由Nbss、(Nb,Ti)C和Nb3Al三相构成。800~1000℃氧化过程中,合金氧化膜为由Nb2O5,Ti O2,Al2O3,Nb O2及Ti Nb2O7多种氧化物构成的混合氧化膜。Ti、Al活性元素可优先与氧发生选择性氧化,抑制氧化物Nb2O5生成,提高氧化膜致密度和合金抗氧化性,并且氧化温度越高,Al元素改善铌合金抗氧化性能效果越明显。Nb-25Ti-8C合金800℃氧化时表现出良好的抗氧化性能,1000℃氧化时Nb-25Ti-8C-x Al合金的抗氧化性能明显优于C-103。随氧化温度升高,氧化膜中Nb2O5含量增加,导致氧化膜与合金基体的内应力增大,引起外层氧化膜脱落。碳化物中C元素以CO2形式挥发导致氧化层表面形成氧化空洞。     

带涂层的TiAlNb合金高温氧化行为

研究了带NiCrAlY，TiAlCr及搪瓷涂层的TiAlNb合金分别在800℃和900℃时的氧化行为。结果表明，3种涂层均能在一定程度上对基体合金提供防护，但氧化后，涂层和合金间出现了不同程度的反应和互扩散。氧化时，NiCrAlY涂层发生内氧化，且在NiCrAlY／TiAlNb界面互扩散严重，而界面的某些区域形成的保护性Al2O3虽能有效阻碍氧的内扩散，但也导致涂层从基体表面剥落：TiAlCr涂层表面形成连续Al2O3能对基体提供很好的防护，但涂层／合金界面出现的Nb和Cr的互扩散带可能会影响涂层寿命及基体合金的力学性能。在与TiAl合金接触时，搪瓷变得不稳定，氧化过程中，涂层与合金界面形成一定厚度的反应层，致使涂层与合金间结合力下降。     

TZM合金板材的制备及其再结晶行为

采用粉末冶金和轧制工艺制备TZM合金,利用金相显微镜和扫描电镜观察TZM合金烧结坯和板材的组织.研究表明:烧结坯的密度为9.94 g/cm3,硬度为65 HRC,烧结坯组织为等轴晶,晶粒分布均匀,平均晶粒尺寸约为10μm,晶界轮廓清晰.轧制后的TZM合金板材密度为10 g/cm3,抗拉强度为914 MPa,伸长率为4.6％.TZM合金板材在1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600℃退火后样品的显微组织分析与对比表明,1000 ℃、1100℃时TZM合金板材处于回复阶段,1200℃时开始再结晶,1600℃时TZM合金板材已经完全再结晶.     

Al含量变化对CoNiCrAlYRe合金氧化行为的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析研究不同铝含量的CoNiCrAlYRe合金在1000℃空气中的恒温氧化行为。结果表明:铝含量的增加促进了合金中富Cr相在γ、β相界面处的析出;铝含量的增加显著抑制了尖晶石氧化物的形成;高铝含量合金中存在的富Cr层有利于致密氧化膜的形成,从而降低了氧化速率,提高了合金的抗氧化性能。     

热处理对CoNiCrAlY(Re)合金氧化行为的影响

利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析研究了热处理前后的CoNiCrAlY(Re)合金在1000 ℃空气中的恒温氧化行为。结果表明：热处理有利于富铝相在合金中的均匀分布;热处理促进合金较快地进入稳定氧化阶段,且降低了合金的氧化速率;与不含Re的合金相比,含Re合金在初始氧化阶段具有较高的氧化增重及较快的亚稳态的θ-Al2O3向稳态的α-Al2O3相转变。     

有机碳源替代石墨制备TZM合金及其性能研究

以有机碳源硬脂酸替代传统的石墨粉末,采用粉末冶金法固-液混合方式掺杂碳元素,后经压制成形、高温烧结、热轧、温轧、冷轧等工艺制备TZM合金板材,并对其力学性能及组织特点进行对比分析。研究结果表明:以有机碳源采用固-液掺杂硬脂酸的TZM合金粉末比传统固-固掺杂石墨粉的TZM合金粉末混合更加均匀,组织中第二相更多、更细小、分布更均匀,第二相质点粒子对位错起到钉扎作用,阻碍晶界滑移,从而显著提高了TZM的抗拉强度,其抗拉强度为1168.23 MPa,伸长率为7.66%,较传统固-固掺杂石墨粉的TZM合金抗拉强度提高了15.3%。     

掺镧方式对La-TZM合金性能的影响

采用粉末冶金法在TZM合金的基础上,分别进行固-固掺杂稀土La2O3,固-液掺杂La(NO3)3,经烧结、热轧、温轧、冷轧后得到不同掺杂方式的La-TZM合金板材。用SEM观察粉末形貌、烧结坯组织及板材断口形貌,用粒度分布、EDS分别对合金粉末粒度及合金成分进行分析。结果表明:固-液掺杂La(NO3)3比固-固掺杂稀土La2O3的La-TZM合金板材第二相分布更为均匀、细小;晶粒尺寸较小;且固-液掺杂La(NO3)3合金的抗拉强度比固-固掺杂稀土La2O3也有显著提高,使其提高了10.9%。     

NbZrTiTa高熵合金的高温氧化行为

采用循环氧化考核法以及借助XRD、SEM等技术对电弧熔炼制备的NbZrTiTa高熵合金的高温氧化行为进行了研究。结果表明:NbZrTiTa高熵合金在1000～1400℃温度范围内的氧化速率常数和氧化激活能分别达到1.1×10~(-7)～1.0×10~(-6) g~2·cm~(-4)·s~(-1)和97 kJ/mol。NbZrTiTa高熵合金的氧化反应类型为内氧化。高温氧化过程中,氧元素沿具有强晶格畸变和大量位错的富TiZr区扩散,并与金属组元发生反应依次生成不饱和氧化物和饱和氧化物。在组元的高活性以及严重的晶格畸变的共同作用下,NbZrTiTa高熵合金具有极高的氧化活性,展现出了较强的作为结构释能材料的应用潜力。     

Influence of Pt on Oxidation Behavior of CoNiCrAlY Alloy

利用扫描电镜、维氏硬度计、X射线衍射和能谱分析研究了CoNiCrAlY合金及添加3%、5%Pt(质量分数)改进的CoNiCrAlY合金组织、硬度及恒温氧化行为。结果表明:Pt在合金中形成了一种β-(Ni,Pt)Al相,显著改变了合金的组织;Pt的添加使得合金的硬度有了略微的提高;Pt促进了亚稳态的θ-Al2O3向稳态α-Al2O3的相转变,降低合金的氧化速率,Pt还抑制了β-相的消耗及内氧化的产生,提高了合金的抗氧化性能。     

等离子喷涂FeCoCrNiMo高熵合金涂层高温氧化行为的研究

目的 基于海工装备与船舶动力装置对高温环境抗氧化涂层的需求,研究Fe CoCrNiMo高熵合金（High Entropy Alloy,HEA）涂层制备工艺、微观组织结构与抗高温氧化行为之间的关系,探索其在船舶主机、海洋钻井平台温管等高温部件应用的可行性。方法 使用大气等离子喷涂（Atmospheric Plasma Spraying,APS）工艺制备Fe CoCrNiMo涂层,设计正交试验来选取不同孔隙率的涂层试样。通过XRD、SEM和EDS分析涂层的物相组成、微观结构和元素组成。对涂层进行氧化试验,分析其氧化行为。结果 通过正交试验优化Fe CoCrNiMo涂层制备工艺后,涂层孔隙率为2.85%～7.52%。对具有代表性的7.52%孔隙率涂层（记为H1）和2.85%孔隙率涂层（记为H2）进行分析,发现涂层物相结构为简单FCC结构,微观组织为典型的层状结构,氧化物和HEA相在涂层内部分布明显。FeCoCrNiMo涂层的氧化行为遵循抛物线定理,在氧化过程中,化学性质活泼的Cr最易析出并生成氧化物。具有较低孔隙率的H2涂层更快生成致密氧化层,氧化质量增速较低,经15 h氧化后,H1和H2涂...     

铝对挤压态高铝镁合金组织与力学性能的影响

研究了Al含量在11%以上的高铝镁合金挤压变形后的组织与力学性能。结果表明,挤压变形可显著细化镁合金的晶粒,并且大大提高镁合金的力学性能。当Al含量为11%时,伸长率达到13.7%;当Al含量为20%时,抗拉强度为371.8MPa;当Al含量为25%时,抗拉强度和伸长率分别达到了最低,为247.0MPa和0.8%。     

Ti-Al-Mo系钛合金焊接过程的非等温氧化行为研究

研究了Ti-Al-Mo系钛合金熔池凝固后的高温焊缝金属在500~1300℃范围内不同温度下冷却过程中的非等温氧化行为,对比分析了空气和CO2两种气氛环境下的氧化行为机制。采用氧化增重法、XRD、SEM和XPS等分析测试手段研究了试样表面氧化程度、氧化膜形貌和物相等,结果表明：相比空气气氛,CO2气氛中试样氧化程度更低,并且其氧化层的氧化物颗粒尺寸更小,致密度更高。两种气氛下氧化层主要物相均为金红石型TiO2,在最表层为(TiO2+Al2O3)混合氧化物,并且CO2气氛下所含Al2O3比例更高。CO2气氛下的氧化层孔隙率更低,减少了CO2向内部基体的扩散,同时钛合金与CO2的热力学反应倾向显著低于空气,因此钛合金在CO2环境气氛中进行焊接将具有更低的氧化倾向,CO2可以作为钛合金焊缝金属冷却过程中一定温度范围内的保护气体。     

铝合金阳极氧化膜层结构对粘接性能的影响

目的研究铝合金阳极氧化膜层厚度与孔径对粘接性能的影响。方法制备铝合金阳极氧化膜层,配制电解液成分为120 g/L H_2SO_4,60 g/L H3PO4,7 g/L CH_3COOH,温度为22℃。通过改变阳极氧化时间和阳极氧化电压,制备膜层厚度不同和孔径尺寸不同的阳极氧化膜层结构,对阳极氧化膜试样涂TS-805胶粘剂,加压固化。通过拉伸剪切强度测试和湿热环境耐久性能测试,评价氧化膜层厚度和孔径对阳极氧化膜粘接性能的影响关系。结果随着膜层厚度的增加,拉剪强度逐渐升高,达到一定厚度后,膜的拉剪强度不再增加反而降低,当膜层厚度为9.41μm时,铝合金粘接件的拉剪强度最高为25.06 MPa。在膜层厚度一定的情况下,氧化膜层结构中孔径尺寸对拉剪强度的影响较小;氧化膜层的湿热环境耐久性能随着氧化时间的增加而提升,当氧化时间为30 min时,膜层湿热耐久性能最优;膜层湿热环境的耐久性能受膜层孔径尺寸的影响较小。结论铝合金阳极氧化膜层结构中多孔层的孔深对粘接接头的粘接强度有影响,膜层过厚在粘接过程中粘接界面易形成气孔而降低粘接的拉剪强度,膜层厚度的最佳值与选用胶粘剂的黏度和多孔层的孔径有关,孔径对粘接拉剪强度的影响不明显。铝合金粘接的湿热耐久性能与氧化膜的孔径关系较大,对同一氧化体系的氧化膜层结构,孔径越大,湿热耐久性能越高。氧化电压是控制氧化膜层结构的主要因素,可以通过控制氧化电压提高氧化膜层粘接的湿热耐久性能。     

702A铝合金的合金化工艺研究

为了提高702A铝合金的强韧性,通过正交实验法以及控制熔炼工艺,确定702A合金最优化成分为(质量分数,%):7Si,0.5Mg,0.1Mn,1.5Cu,经固溶处理和时效处理后,其力学性能能达到:σ≥350MPa,δ≥5%。