高铌TiAl合金与陶瓷型壳的界面反应

研究了高铌TiAl合金Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.1B-0.1Y(at%)分别与Al2O3/ZrO2/Y2O3坩埚的界面反应。测得界面反应层的厚度分别为40,170和20μm。研究中最大的发现在于Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.1B-0.1Y(at%)合金在3种坩埚中凝固后显微组织的转变。经测定该合金在3种坩埚中凝固获得的试样中氧含量分别为0.35,0.41和0.11(at%)。由于在合金熔化和凝固过程中,坩埚中的氧元素扩散进入合金基体,较高的氧含量导致合金显微组织发生转变,在与Al2O3和ZrO2坩埚反应的合金中发生了包晶反应。作为对比,选取一种低铌含量的TiAl合金Ti-49.5Al-2Cr-2Nb。经测定在3种坩埚中反应的氧含量分别为0.40,0.63和0.25(at%),但是组织却没有明显的差异。     

离心熔模精铸TiAl合金与ZrO2型壳的界面反应

选用CaO增强的ZrO2作为TiAl熔模精密铸造用陶瓷型壳的面层材料,通过OM、SEM、EDS和XRD对TiAl合金界面反应处进行形貌分析和元素线扫描分析,研究离心熔模铸造TiAl合金与ZrO2型壳的界面反应.结果表明:在较低的转速(200 r/min)条件下,ZrO2陶瓷与TiAl合金的反应层厚度较小,大约为5 μm;而在较高的转速(400 r/min)情况下,ZrO2陶瓷与TiAl合金的反应层厚度约为20 μm,界面有轻微粘砂.     

Ti-47Al-2Cr-2Nb-xTiB_2合金与Al_2O_3陶瓷型壳界面反应的研究

实验室条件下制备了Ti-47Al-2Cr-2Nb-xTiB2(x=0、0.6%、1.0%,体积分数)合金熔体与Al2O3陶瓷型壳的界面反应层。借助SEM、EDS、XRD以及显微硬度测量等手段,对3种TiAl基合金熔体与Al2O3陶瓷型壳的界面反应情况进行了分析和比较。结果表明,TiAl基合金中加入TiB2,能有效减少TiAl基合金熔体与Al2O3陶瓷型壳的界面反应。TiAl基合金与AlO陶瓷型壳间的界面反应是一种不均衡进行的扩散型化学反应,并建立了界面反应的宏观模型。     

TiAl合金定向凝固过程中与坩埚材料的界面反应研究

对定向凝固过程中Ti-47Al合金与氧化铝、氧化锆和石墨坩埚之间的界面反应进行实验研究.通过用光学显微镜和扫描电镜对凝固组织观察发现,TiAl合金与氧化铝坩埚之间的界面反应较为严重,在凝固组织中形成了大量氧化铝夹杂;TiAl合金与氧化锆坩埚的界面反应仅发生在试样表面,但该坩埚在高温下不稳定,并在试棒表面形成一层无法剥离的粘结层;石墨坩埚中的C元素改变了原有TiAl合金的凝固路径,生成了棒状的γ-TiAl相.     

定向凝固下Ti-48Al合金与不同氧化物铸型涂层界面反应的研究

通过SEM、EDS以及XRD等检测方法对Ti-48Al合金分别与Al2O3、Y2O3、ZrO2铸型涂层的界面反应处的微观组织、元素分布以及界面处的相组成等进行检测;同时结合对界面处的硬度测量,得到界面反应层厚度。结果表明,合金熔体与不同铸型涂层均发生了界面反应。铸型涂层材料不同,界面反应剧烈程度也不同。反应过程中在熔体和扩散元素的冲击下,物理侵蚀和化学反应同时存在形成了反应层,反应的强弱则与涂层材料有关。更值得注意的是,对钛铝合金与铸型涂层的热力学性质进行了计算。研究还表明,熔体在界面处的反应层主要由涂层材料的脱落扩散程度控制,涂层中的元素尤其是O元素的扩散是控制界面反应进程的重要因素。     

γ-TiAl与氧化锆陶瓷模壳的界面反应

采用扫描电镜、电子探针、微区分析、面分布等方法研究了CaO稳定的ZrO2陶瓷型壳与TiAl基合金熔体的界面反应.反应层厚度在80-280μm之间,该区域晶界粗大,电子探针面分析证明是明显的富Zr区.延长金属TiAl与模壳的反应时间,以获得较大的反应界面,进一步研究TiAl熔融液与模壳之间的反应机理.     

TiAl基合金与陶瓷界面反应的研究

借助电子探针微区分析仪、维氏显微硬度计、光学和电子显微镜对TiAl合金与Al2O3,ZrO2以及经CaO稳定的ZrO23种陶瓷型壳的界面反应进行了研究分析。结果表明，这3种材料的化学稳定性依次升高，而经CaO稳定的ZrO2型壳与TiAl反应层的厚度仅为50μm,故可望用作钛铝合金精密铸造型壳面层材料。     

Ti-Al合金熔体与氧化物陶瓷界面反应的热力学分析(英文)

研究CaO、MgO、Al2O3和Y2O3与熔融Ti及Ti合金之间的界面反应热力学。根据氧化物在Ti合金熔体中的溶解反应机制建立热力学模型,通过热力学分析预测各氧化物相对于Ti-Al(0≤x(Al)≤0.5)合金的热力学稳定性。根据氧化物坩埚熔炼实验结果来研究氧化物与Ti-xAl合金熔体的界面反应,对熔炼效果进行定量分析,发现随着合金中Al含量的提高和熔体温度的降低,合金中杂质元素含量成比例的减少,这与氧化物稳定性计算结果一致。     

Ti—48Al合金片层组织的连续粗化机制

研究了 115 0℃时效时Ti 48Al合金全片层组织的连续粗化机制。片层组织的连续粗化不仅能通过片层界面缺陷 (如台阶、端部、弯曲的界面等 )迁移来实现 ,而且可以通过γ/γ片层界面迁移或分解的方式来实现 ;在真孪晶、伪孪晶和 12 0°旋转有序型γ/γ界面当中 ,12 0°旋转有序界面的稳定性最低 ,最容易迁移或分解 ;γ片层内的 12 0°旋转有序畴界与片层界面的交汇处易形成热沟(thermalgroove) ,它往往成为片层界面发生分解的起始部位     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石界面反应的热力学与动力学分析

采用Ni-Cr合金钎料，适当控制钎焊工艺，实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射结构分析了真空加热条件下，Ni-Cr合金钎料与金刚石之间的界面反应，探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。结果表明，Ni-Cr合金钎料中的Cr和少量Si在金刚石表面富集并与金刚石中的C发生反应生成Cr7C3、Cr3C2碳化物，其中Cr7C3呈笋状生长，Cr3C2呈片状，可能有少量SiC生成。金刚石与钎料的界面形成了金刚石＼SiC、Cr3C2＼Cr7C3钎料的梯度材料，实现了Ni-Cr合金与金刚石的冶金结合。     

Nicalon SiC/Al复合材料中的界面反应

从热力学和动力学方面对Nicalon SiC纤维与Al的化学反应进行了研究,探讨了反应机理及合金元素的影响.实验表明,从953K开始就发生SiC纤维和Al之间的反应.其反应符合抛物线规律;在1013K和1033K反应速率常数分别为3.30×10~(-8)m·s~(-1/2)和3.85×10~(-8)m·s~(-1/2).Mg,Cu和Mn等合金元素的共同作用会加剧其反应.     

融熔Cu-S/CaO-SiO2-Al2O3体系界面脱硫反应动力学的阻抗分析

用交流阻抗法研究了融熔ＣｕＳ／ＣａＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３体系界面脱硫反应动力学，得到了该体系的阻抗响应图。通过用Ｒａｎｄｌｅｓ等效电路，并将所得的阻抗用非线性最小二乘法拟合，获得ＣｕＳ／ＣａＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３体系界面脱硫反应动力学的参数，如熔渣电阻Ｒｅ，电极反应电荷传递电阻Ｒｃｔ，电极双电层电容Ｃｄｌ及脱硫反应速率常数ｋｆ等。     

Thermal cycling of Ti46Al8Nb1B

The effects of thermal cycling on the mechanical properties and microstructure of a TiAl-based alloy (Ti46Al8Nb1B) have been investigated for samples with and without an imposed external stress. The temperature range (300–800 °C) and stress (0 or 300 MPa) were chosen to reflect likely industrial usage. Unstressed samples showed no significant effect of thermal cycling. Thermal cycling with external stress is found to reduce the yield stress, ductility and UTS and to increase the amount of primary creep. The microstructural changes include dislocation and twin generation, ₂/γ ledge formation, dissolution of ₂ lamellae and microcrack formation. The changes in mechanical properties are interpreted in terms of the changes in microstructure.     

钛箔活性金属法连接氧化锆陶瓷和不锈钢时ZrO2／Ti结合界面的反应行为

用ＸＤ，ＥＰＭＡ，ＩＭＡ，ＸＰＳ，ＡＥＳ等测试手段，对觎太箔活性金属法连接氧化锆陶瓷和不锈钢时结合界面的反应行为进行了研究。结果表明：ＺｒＯ２中的Ｏ同界面附近的Ｔｉ发生反应生成ＴｉＯ反应相。同时，结合界面附近的ＺｒＯ２引起变质现象，其变质层中Ｏ的含量降低，部分Ｚｒ的化学结合状态从Ｚｒ＾４＋向Ｚｒ＾３＋变化。     

Mechanism of non isothermal reaction between elemental powders Ti and Al

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＥｌｅｍｅｎｔａｌｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ (ＥＰＭ )ｈａｓｄｒａｗｎｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＴｉＡｌ ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｆｏｒｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｓｔ ｓａｖｉｎｇａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ[1～ 5 ].Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ,ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＥＰＭＴｉＡｌ ｂａｓｅｄａｌｌｏｙａｒｅａｌｍｏｓｔａｓｈｉｇｈａｓｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｆｏｒｇｅｄＴｉＡｌ ｂａｓ…     

Ti_3Al和Ti+Al在TiB_2—Fe系陶瓷中的反应机理研究和比较

研究了金属 Ti、Al、以及金属间化合物 Ti3Al在 Ti B2 - Fe系陶瓷中的反应、分布 ,分析比较它们在 Ti B2 - Fe系陶瓷中的作用及反应机理     

TiAl基合金与40Cr钢扩散连接的界面结构及接合强度

用真空扩散连接的方法对Ｔｉａｉ／４０Ｃｒ钢进行了扩散连接。结果表明,在ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ钢接头的界面处中出现了三个扩散层,它们分别是：邻接ＴｉＡＩ侧的ＴｉＡＩ＋ＦｅＡＩ＋ＦｅＡＩ２金属间化合物混合层,中间的ＴｉＣ层,靠近４０Ｃｒ钢侧的脱碳固溶层;并且随着焊接温度的提高,保温时间的延长,三个扩散层的厚度均显著增大。力学性能测试表明,ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ扩散连接接头的拉伸强度很低,断口为脆性断裂,主要断裂在界面层中的ＴｉＣ处。为了获得结合较好拉的伸强度较高的ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ钢扩散连接接头,宜采用高温短时规范,以达到控制及减少脆性相及金属间化合物的目的。     

Ti-B_4C反应路径分析

通过热力学计算,结合 Ｔｉ－Ｂ－Ｃ的等温截面图分别获得了 Ｔｉ, Ｂ和 Ｃ在 １６００ ℃的化学势稳定图,在满足热力学和质量守恒条件下利用化学势从高向低扩散的原理,预测了在 １６００℃等温等压时 Ｔｉ和 Ｂ４Ｃ之间发生化学反应时可能存在的反应路径。利用扩散偶实验证实了该温度条件下的反应扩散路径为： Ｔｉ／ＴＩＣｘ。／ＴｉＢ／ＴｉＢ２／Ｂ４Ｃ．     

离心铸造法制备Al3Ti/Al原位自生功能梯度复合材料

采用离心铸造法，用TiO2粉末与纯铝熔液原位反应生成Al3Ti颗粒增强相，获得了组织和性能在径向上呈梯度分布的Al3Ti/Al功能梯度复合材料。考察了材料的显微组织和硬度，Al3Ti颗粒和材料硬度在径向上由外向内呈梯度分布。研究分析了离心和转速、TiO2加入量和激冷强度对复合材料组织和硬度的分布梯度的影响。结果表明，这些因素对复合材料组织和性能分布梯度的影响较大。     

不锈钢／Al固液轧制复合板材界面剪切强度与界面结构

测定了不锈钢／Ａｌ固液轧制复合板材界面剪切强度。应用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪对不锈钢／Ａｌ固液轧制复合板材界面和剪切断面的形态、结构、成分等进行了观察和分析。界面层由明显不同的二层组成,即接近钢的明显过渡层和接近Ａｌ的沿晶界富Ｆｅ相的析出层。界面结合牢固,强度高。剪切断面大多发生在Ａｌ处,否则发生在界面层和钢／Ａｌ原始界面处。钢板经助焊剂浸镀后,界面结合强度高于未浸镀的。Ｘ射线衍射确定界面层中的金属