高温结构金属间化合物及其强韧化机理

综述了自1988年以来中国科学院高温合金和金属间化合物研究组(郭建亭研究组)在高温结构金属间化合物NiAl及其合金、Ni3Al及其合金、FeAl和Fe3Al及其合金、TiAl合金以及金属间化合物环境脆性方面的主要研究成果:NiAl合金超塑性的发现及其机理研究;稀土元素改善NiAl合金的室温塑性和高温抗氧化性能;NiAl合金的韧脆转变行为及其机理;纳米晶NiAl合金及其复合材料的强韧化;内生颗粒增强NiAl基复合材料及强韧化机制;NiAl合金良好的耐高温摩擦磨损性能及自润滑机理的发现;NiAl中合金元素的作用与JJ-3合金的发展;在国际上首先发现适量Zr可韧化无硼Ni3Al合金;为使Ni3Al强韧化硼含量应加至溶解度附近;FeAl合金反常屈服峰的发现及其机理研究;微量Mg可明显改善FeAl和Fe3Al合金的室温塑性;TiAl-W-Si合金的组织、相转变和界面精细结构;金属间化合物的环境脆性实质是氢致脆性;在国际上首先用第一原理方法(DVM)研究了L12型CO3Ti的环境脆性.     

NiAl金属间化合物的研究概述

综述了NiAl金属间化合物的力学性能、合金化以及提高强韧性的方法,并对NiAl合金的制备方法作了介绍,特别是利用电热爆炸超高速定向喷涂技术可原位生成亚微米晶NiAl金属间化合物及金属间化合物复合涂层.     

高铬铸钢激光熔覆NiAl涂层高温冲蚀性能

在高铬铸钢表面采用激光熔覆技术制备NiAl金属间化合物涂层,以提高电站锅炉高铬铸钢燃烧器喷嘴耐高温冲蚀性能．采用电子探针及高温冲蚀设备研究其组织及高温冲蚀性能．结果表明,高铬铸钢激光熔覆NiAI涂层成形良好,与基体呈冶金结合,涂层由NiAl金属间化合物和y。（FeNi）固溶体组成．熔覆层硬度达到450HV0．2以上,且过渡较为平缓．激光熔覆NiAl涂层的耐高温冲蚀磨损性能较高铬铸钢基体明显提高,冲蚀磨损机制为脆性剥落．     

NiAl及金属间化合物结构材料改善室温塑韧性及制备工艺的研究进展

本文以NiAl基合金为主,兼顾FeCo,MoSi2等不同晶体结构的金属间化合物结构材料,重点论述了近年来围绕提高其室温塑韧性研究工作的进展;由于这类材料的本征脆性,导致了加工成形性很差,而且制备工艺本身也是改善性能的一条重要途径,因此对NiAl基合金等金属间化合物结构材料在制备方面的研究进展也加以综述.     

AZ91D镁合金表面等离子熔覆NiAl/TiC复合涂层

采用等离子熔覆技术在AZ91D镁合金表面熔覆了NiAl/Ti+C复合粉末,制备出原位合成TiC增强的NiAl金属间化合物基复合涂层.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)研究了复合涂层的物相和组织,对复合涂层的显微硬度和耐蚀性进行了测定.结果表明:复合涂层主要由NiAl金属间化合物和分布其上的块状TiC陶瓷相组成;在金属间化合物和陶瓷相的作用下,熔覆层具有高的硬度和耐蚀性能.     

Fe-Al金属间化合物研究概况与发展方向

本文系统阐述了Fe-Al金属间化合物的室温脆性本质和用热加工处理、合金化等传统工艺提高其室温塑性的研究成果,以及Fe-Al金属间化合物纳米化增塑的最新研究进展,并详细介绍了Fe-Al金属间化合物作为高温耐磨耐蚀涂层和高温气体净化多孔材料的研究新动向。     

基于冷喷涂制备ZrC掺杂NiAl热障涂层粘结层

目的开发NiAl金属间化合物热障涂层粘结层。方法通过机械合金化技术制备了Ni/Al、Ni/Al+0.5%ZrC与Ni/Al+0.07%三种复合结构粉末。采用冷喷涂在镍基高温合金(IN738)基体上制备Ni/Al、Ni/Al+0.5%ZrC与Ni/Al+0.07%三种复合涂层,然后在保护气氛Ar气中进行热扩散制备这三种金属间化合物涂层。结果低温球磨8 h后可以获得具有亚微米层状结构的Ni/Al+ZrC复合结构粉末。喷涂态Ni/Al合金复合涂层保留了粉末的结构,经1080℃保温10 h后,形成了致密的NiAl金属间化合物涂层。结论掺杂ZrC(0.07%和0.5%)的Ni/Al粉末在球磨后比未掺杂ZrC的粉末更均匀。掺杂ZrC的粉末形成了部分NiAl金属间化合物,而没有掺杂ZrC的粉末则无NiAl金属间化合物形成。冷喷涂可以制备几乎无氧化Ni/Al粉末粘结层。热处理后原喷涂态涂层中的亚微米的层状结构已基本消失,变成了较为均匀的组织。     

等离子原位合成Ni-Al基金属间化合物涂层的研究

通过高温等离子光束激发不同配比的Ni、Al、Fe混合粉产生原位反应,利用扫描电镜(SEM)对原位反应获得的涂层的显微结构进行观察.并利用XRD进行成分分析.结果表明,实验获得的金属间化合物结构致密,并与基体呈冶金结合,其中质量比为1:1的Ni、Al混合粉末熔覆涂层的主要成分为NiAl,而加人Fe后得到的涂层成分为NiAl和Fe_3Al两种金属问化合物涂层.     

Al2O3-TiO2对铝合金表面激光熔覆NiAl涂层组织性能的影响

目的 进一步提高6061铝合金表面的硬度、耐磨性。方法 应用脉冲Nd:YAG激光器在6061铝合金表面制备了NiAl合金涂层和NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层。通过SEM、X射线衍射仪系统研究了Al2O3-TiO2陶瓷相添加对NiAl熔覆层组织形貌、成分分布、物相组成的影响。利用HVS-1000硬度测试仪及HSR-2M高速摩擦磨损机,对熔覆层硬度分布及耐磨性进行测试分析。结果 Al2O3-TiO2陶瓷颗粒加入使涂层宏观成形质量明显提高,表面平整光滑、波纹均匀,熔覆层枝晶间距减小,组织结构明显细化。与NiAl熔覆层相比,在NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层中,具有较高硬度的Al3Ni、Al3Ni2硬质相含量增大。同时,高硬度Al2O3和良好韧性的TiO2、NiTi金属间化合物在复合涂层内部形成。NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的显微硬度平均可达650HV0.2,相比NiAl涂层提高了300HV0.2;磨损体积仅为铝合金基体的1/9,相比NiAl涂层降低了35%。干摩擦条件下,NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的犁削、剥落现象显著降低。结论 在细晶强化、硬质相弥散强化及良好韧性的NiTi金属间化合物共同作用下,6061铝合金表面硬度和耐磨性得到显著提高。     

合金元素和凝固技术对NiAl金属间化合物的影响

本文介绍了金属间化合物NiAl的合金化与凝固技术的研究现状.介绍了合金化对NiAl的塑性、韧性和强度的影响,以及定向凝固、普通铸造和单晶制备技术对NiAl强度的影响,其中由定向凝固技术制备的NiAl与难熔金属相组成的共晶合金具有良好的高温强度和室温韧性.