微量元素添加对Ti1100合金的高温抗氧化及耐蚀性能影响

利用固溶体合金中的"团簇加连接原子"模型解析了典型高温近α-Ti合金Ti1100的成分,其团簇成分式为[Al-(Ti_(13.7)Zr_(0.3)](Al_(0.69)Sn_(0.18)Mo_(0.03)Si_(0.12)。在此基础上,采用相似元素替代原则设计了微量元素Hf、Ta和Nb添加的系列合金成分,即[Al-(Ti_(13.7)Zr_(0.15)Hf_(0.15))](Al_(0.69)Sn_(0.18)Si_(0.1)(Mo/Ta/Nb)_(0.03))。对该系列合金进行950℃,1h固溶+560℃,6h时效处理,然后进行组织结构、硬度、抗高温氧化及电化学腐蚀性能测试。结果表明Zr_(0.15)Hf_(0.15),合金与参比合金具有相同片层β转变组织,而在此基础上Ta和Nb的添加会使合金中产生大量等轴α组织;但组织的改变对系列合金的显微硬度影响不大,介于3300~3700MPa。650℃氧化100 h后系列合金均具有较强的抗氧化能力,氧化增重小于1.0mg/cm~2,而在800℃氧化100h后,添加Hf、Ta、Nb元素的合金氧化增重明显低于Ti1100合金,氧化层厚度为23~27μm,且氧化层致密,其中[Al-(Ti_(13.7)Zr_(0.15)Hf_(0.15))](Al_(0.69)Sn_(0.18)Si_(0.1)Ta_(0.015)Nb_(0.015))合金具有最优的抗高温氧化性能,800℃,100h后的氧化增重仅为2.6mg/cm~2。此外,该系列合金在在3.5%NaCl溶液中也具有较好的耐蚀性。     

微量元素(Hf/Ta/Nb)添加对近α-Ti合金高温抗氧化性能的影响

利用"团簇加连接原子"结构模型解析典型高温近α-Ti合金Ti 1100成分,进而在此基础上添加Hf、Ta和Nb元素进行合金化,形成成分通式[Al-(Ti_(13.7)(Zr/Hf)_(0.3))](Al0.69Sn_(0.18)Si_(0.12))(Mo/Ta/Nb)_(0.03))。合金组织结构分析和高温抗氧化性结果表明:Hf元素的添加并未改变合金的结构和组织,在此基础上,不同配比的Ta和Nb替代Mo时合金由片层转变β组织转变为等轴α组织;系列合金在800℃下,Hf替代Zr后合金的抗氧化能力显著提高,Ta和Nb进一步合金化后合金的抗氧化能力进一步增强,其100 h后的氧化质量增加约为(2.2±0.2)mg/cm~2。     

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。     

合金元素Hf,Sn,Ta,Zr,Dy和Ho对Nb-Nb_5Si_3合金组织和力学性能的影响

综合评述了作者几年来先后完成的Hf含量对Ni-16Si,Hf和Sn对Ni-20Ti-5Cr-3Al-18Si,Zr含量对Ni-22Ti-16Si,Ta含量对Nb-22Ti-16Si-7Cr-3Al和稀土元素Dy和Ho对Ni-23Ti-10Ta-2Cr-18Si和Ni-22Ti-16Si-7Cr-3Al-3Ta-2Hf等合金组织结构和力学性能影响的研究工作.合金元素Hf,Zr,Sn+Hf,Ta,Dy和Ho加入Nb-Si二元系或多元系合金,明显提高其室温和高温屈服强度和塑性以及断裂韧性.强度的提高与合金元素的固溶强化有关,塑性、韧性的改善与组织的细化和超过临界尺寸的固溶体(Nb,Ti)ss颗粒增多等因素有关.     

Ti-22Al-27(Nb,Zr)合金的高温氧化行为（英文）

研究了Ti2Al Nb基合金Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr(x=0,1,6,at%)在650~800℃的氧化行为。采用XRD和SEM等测试技术对此温度区间形成的氧化层特征进行了分析。结果表明,相比Ti-22Al-27Nb,含锆合金具有较好的抗氧化性能。Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr合金在650℃氧化100 h,主要氧化产物为Ti O2,而在800℃氧化100 h,Ti O2,Al2O3和Al Nb O4为主要产物,但是在Ti-22Al-21Nb-6Zr合金中还有Zr O2生成。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金具有优异抗氧化性能,归因于氧化产物细化形成了致密的氧化层,而Ti-22Al-21Nb-6Zr合金,虽然在800℃也形成了较多Al2O3,但是氧化层中的Zr O2为氧的快速扩散提供通道,进而导致该合金氧化增重明显。     

Sc含量对含Zr的Al-0.36Mg-1.23Si合金板材组织和性能的影响

利用OM、TEM,拉伸试验机和杯突试验机研究了添加质量分数(下同)0.15%的Zr及同时添加不超过0.09%Sc的T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材显微组织、成形性和烤漆硬化性。结果表明：Al-0.36Mg-1.23Si、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr、Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr-(0.03～0.09)Sc合金板材基体中弥散相粒子分别为(Al, Si)₃Ti相、(Al, Si)₃(Zr, Ti)相以及(Al, Si)₃(Zr, Sc, Ti)相。添加0.15%Zr将T4P态Al-0.36Mg-1.23Si合金板材的等轴状再结晶晶粒尺寸由53μm细化至23μm,再添加0.03%～0.09%Sc后，板材的再结晶晶粒略微细化至20μm左右。Sc含量增加，T4P态Al-0.36Mg-1.23Si-0.15Zr合金板材的屈服强度和抗拉强度均略有降低，断裂伸长率、n_10～20值、r₁₀值和杯突值I_E均无明显变化，板材再...     

High-Temperature Oxidation Behavior of Ti-22Al-27(Nb, Zr) Alloys

研究了Ti2Al Nb基合金Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr(x=0,1,6,at%)在650~800℃的氧化行为。采用XRD和SEM等测试技术对此温度区间形成的氧化层特征进行了分析。结果表明,相比Ti-22Al-27Nb,含锆合金具有较好的抗氧化性能。Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr合金在650℃氧化100 h,主要氧化产物为Ti O2,而在800℃氧化100 h,Ti O2,Al2O3和Al Nb O4为主要产物,但是在Ti-22Al-21Nb-6Zr合金中还有Zr O2生成。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金具有优异抗氧化性能,归因于氧化产物细化形成了致密的氧化层,而Ti-22Al-21Nb-6Zr合金,虽然在800℃也形成了较多Al2O3,但是氧化层中的Zr O2为氧的快速扩散提供通道,进而导致该合金氧化增重明显。     

Zr含量对Nb-Ti-Si基超高温合金组织及抗氧化性能的影响

采用真空非自耗电弧熔炼法制备了成分为Nb-22Ti-15Si-5Cr-3Hf-3Al-x Zr(x=0,0.5,1,2,4和8,原子分数,%)的合金,研究了Zr含量对合金电弧熔炼态组织及高温抗氧化性能的影响.结果表明,6种不同Zr含量的合金均由Nb固溶体和g-(Nb,X)5Si3(X为Ti,Hf,Cr和Zr)组成,添加Zr并未改变合金的相组成,但随着Zr含量增加,合金中初生g-(Nb,X)5Si3的尺寸增大,含量提高.对不同Zr含量合金在1250℃分别氧化1~50 h发现,随着Zr含量的增加,合金氧化膜黏附性及致密性均得到显著改善,Zr含量较高的合金(x=4和8)氧化50 h后,氧化膜出现明显的分层现象:最外层为致密的单相Ti O2层,中间层主要由Zr O2,Ti Nb2O7和Ti O2组成,而内层主要由Si的氧化物组成.随着合金中Zr含量增加,氧化膜厚度及单位表面积的氧化增重均显著降低,抗氧化性能得到明显改善.     

新型Co-Al-W合金高温氧化激活能研究

钴-铝-钨合金是一种由γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金。测定了该合金在800和900℃下空气氧化增重动力学数据,通过线性拟合得到合金在不同温度下的氧化速率常数。根据氧化速率常数的Arrhenius关系,计算合金在800和900℃高温环境中的氧化激活能。研究发现,7.5W、9W和10.7W合金中9W合金氧化激活能最高;合金元素Mo、Nb、Ta和Ti加入之后,Co-Al-W合金的氧化增重和氧化激活能发生变化,由此可以预测该合金在高温环境中的抗氧化能力。     

Ti-45Al-8(Nb,Hf,Y)-0.2B合金高温抗氧化性研究

设计了铌当量约为8的三种成分合金：Ti-45Al-8Nb-0.2B,Ti-45Al-4Nb-0.5Hf-0.1Y-0.2B,Ti-45Al-7Nb-0.1Hf-0.1Y-0.2B, (at.%),研究了这三种合金在900℃静止空气中的断续氧化行为。研究结果表明：Hf、Y联合微合金化的合金氧化膜与基体粘附性明显增强;低Nb/Hf比值的Ti-45Al-4Nb-0.4Hf-0.1Y-0.2B的合金氧化增重小、抗氧化性强,高Nb/Hf比值的Ti-45Al-7Nb-0.1Hf-0.1Y-0.2B合金氧化增重大,抗氧化性差。对氧化膜的扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射（XRD）分析表明,Hf、Y的联合加入促进了Al2O3膜的须状生长形态,从而提高了氧化膜与基体粘附性,低Nb/Hf比值的合金中形成了较厚的连续致密的Al2O3膜,提高了合金的抗氧化性;高Nb/Hf比值的合金内存在明显的外氧化现象,导致了该合金抗氧化性下降。     

Prospects of the Use of Synergetic Approach to Solution of Problems of the Science of Nanomaterials

A synergetic approach to solution of problems of self-controlled synthesis of nanostructures and creation of self-organizing nanotechnologies is considered in connection with the superproblem of creation of materials with functional properties resembling those of biosystems. __________ Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 7, pp. 55 – 61, July, 2005.     

Kinetics of the oxidation of metals — Influence of self-diffusion of metal

The importance of the self-diffusion of a metal during its oxidation by a gas is treated for the cases of nonstoichiometric oxides having either interstitial cation or cation vacancies. We have established a general relationship for the reaction rate when a mixed diffusion process occurs. From this relationship, we have shown that the pressure dependence can be different, according to whether the rate-determining process is the self-diffusion through the metal or through the product.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

试论洋务派教师聘任的思想

洋务派在洋务学堂的办学活动中,为了解决西学专业学科的教学困难,采用了聘请外籍教师的应急措施.他们以真才实学,合同制管理作为主导思想,并认为这种解决师资的途径只是权宜之计,并非久远.从客观上看,洋务派的教师聘任思想有深刻的历史影响.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

Mechanism of Nucleation of Precipitates of Carbides of Refractory Metals Under Hot Rolling of Automotive Sheet Steel

Metal Science and Heat Treatment - The problem of formation of properties in microalloyed sheet steels is considered. The cause and the possible mechanism of precipitation of carbides of refractory...