无序β-Ti1-xNbx合金自由能及弹性性质的第一性原理计算:特殊准无序结构和相干势近似的比较

采用第一性原理方法(VASP及EMTO)结合特殊准无序结构(SQS)和相干势近似(CPA)的方法,对比研究了bcc结构β-Ti_(1-x)Nb_x无序合金的晶格参数、自由能及弹性常数随成分x的变化。结果表明,VASP-SQS及EMTO-CPA计算得到的晶格参数符合良好,均随Nb含量增加而增加,局域晶格弛豫对晶格参数的影响可以忽略;EMTO-CPA自由能计算预测β-Ti_(1-x)Nb_x中存在相分解,但VASP-SQS计算因依赖于具体SQS结构,难以合理地描述合金的相分解。EMTO-CPA及无弛豫VASP-SQS计算得到的弹性常数C_(11)和C_(12)随Nb含量增加而增大,C_(44)减小,但EMTO-CPA高估了合金的弹性稳定性;低Nb含量时,由于β-Ti_(1-x)Nb_x的bcc结构不稳定,导致VASPSQS计算得到的局域晶格畸变显著增加,使得考虑原子弛豫的VASP-SQS计算得到的自由能及弹性常数随Nb含量的变化偏离正常趋势。     

Nb含量对Zr_(50)Ti_(50)合金显微组织及力学性能影响

采用电弧熔炼炉制备了(ZrTi)_(100-x)Nb_x(x=0, 2, 4, 6, 10 at%)合金,通过光学显微镜(OM),X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了合金的显微结构。结果表明:当Nb含量从0%增加到6%时,铸态合金的物相结构均为α′相;Nb含量为10%时,合金的物相结构由α′相转变为β相。铸态Zr_(50)Ti_(50)合金的组织由针状的α′相及原始β晶界组成,α′的长度及原始β晶粒尺寸最小。当Nb元素含量从2%增加到6%时,合金的原始β晶粒由等轴状变为板条状,且(ZrTi)_(96)Nb_4合金的原始β晶粒尺寸及α′的长度最大;继续增加Nb含量到10%时,合金组织为等轴的β晶粒。铸态Zr_(50)Ti_(50)合金的屈服强度和抗压强度最大,随着Nb含量的增加,合金的强度先降低后增加,在Nb含量为4%时,合金的强度最低。断口形貌表明Nb元素的加入使合金的断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变。     

Ti对Zr-Nb二元合金β结构稳定性和力学性能的影响

利用团簇成分式方法设计了[Zr-Zr₁₄](Zr,Nb)3系列二元合金,进而采用Ti替代部分Zr形成三元合金;采用真空铜模吸铸快冷技术制备合金棒材,利用XRD、OM、TEM等对其进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,随着Nb含量增加,Zr-Nb二元合金基体结构从hcp-α向bcc-β转变,β结构稳定的同时伴随有ω相析出。适量Ti添加可显著抑制ω相的析出,进一步改善了合金的β结构稳定性。其中,单相bcc-β合金[Ti-Zr₁₄]Nb3(Zr-17.37Nb-2.98Ti,质量分数,%)表现出低弹性模量(E=57 GPa)的同时具有最佳的力学性能(屈服强度σYS=557 MPa、延伸率δ=15.5%)。     

V元素含量对钛合金中氢储备能力的影响

自制X值不同的Ti_(0.7)Zr_(0.3)(Cr_(1-x)V_x)_2合金,采用XRD和SEM对其成分及组织进行分析,同时利用Sieverts仪器测量结合贮氢量和贮氢密度数学计算模型,绘制合金的吸氢活化性能和压力-浓度-温度曲线。结果表明,Ti_(0.7)Zr_(0.3)(Cr_(1-x)V_x)_2合金为复杂的多相组织,由Laves相和不同晶格常数的bcc固溶相组成;合金具有较好的活化性能和抗氧化性能;随着V元素含量的增加,合金的贮氢含量增加,放氢含量减小。     

Ti6Al4V合金等温压缩时的扩散相变（英文）

利用Compu ThermPandat?软件及其自带的Ti数据库完成对双相Ti合金的热力学计算。对Ti6Al4V(5级)合金进行等温压缩,合金的初始组织为由层片状的(α+β)和β相组成的层片团结构。采用X射线衍射分析、扫描电镜和透射电镜表征材料的显微组织演化和相转变。用吉布斯自由能-温度和相含量-温度关系图预Ti_3Al或α_2 (hcp)相的存在、稳定性和相变温度。等温压缩后,(α+β)相区的特征为α/β片层的重新定向和局部扭曲以及在α/β界面区的开裂。而在α→β相变区,β相和α/β相界发生变形,大量的α相转变为β相,板条状α相发生马氏体相变和球化。在β相区,α相完全转变为β单相。结果表明,变形Ti6Al4V合金中形成Ti_3Al或α_2(hcp)、β(bcc)和α(hcp)相以及密排六方α'和斜方α'相。变形温度对屈服应力水平、动态回复和动态球化均存在影响。     

时效处理对Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr医用钛合金Young''''s模量和力学性能的影响

研究了Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr医用钛合金时效处理对Young's模量和力学性能的影响.实验结果表明在采用的热处理区间,合金的Young's模量具有组织敏感性.对于具有(α+β)、(α+β+ω)和(β+ω)组织的合金,Young's模量的增加总是伴随着强度和硬度的提高以及塑性的降低.对于具有(β+ω)组织的合金,由于其强度低、模量高和塑性差而不适合作为生物材料.对于具有(α+β)组织的合金,各相体积含量是影响模量和力学性能的主要因素.     

Ti-25at%Nb合金β、α″和ω相结构稳定性和弹性性质理论计算

采用赝势平面波方法和广义梯度近似对Ti-25at％Nb合金中不同晶体结构β、α″和ω相的弹性常数、内聚能以及电子结构进行了计算,并结合计算结果对β、α″和ω相的结构稳定性进行了讨论。计算结果表明,Ti-25at％Nb合金中β、α″和ω相均满足其结构弹性稳定性要求,其中α″相的结构稳定性最高,而声相的结构稳定性最低;计算结果同时表明,Ti-25at％Nb合金中ω相具有最高弹性模量,β相则具有最低弹性模量。     

Ti6242合金组织演化的精细分析

以等轴组织Ti6242合金为研究对象,采用光学显微镜与扫描电镜2种组织观察手段,结合图像处理软件的自动处理与统计学方法,分析了不同热处理制度下合金组织的精细特征与演变规律。建立了采用体积分数Vα、尺寸Dα、分布密度ρα和聚集程度Eα4个参量来精确定量描述等轴初生α相特征及演化的方式,发现V_α、D_α、ρ_α和E_α均随固溶温度的升高而减小,V_α和ρ_α分别满足线性和抛物线规律;V_α的减小速度随温度升高而增加,随时间的延长而降低。随V_α减小,β相中Al元素含量增加,Sn、Zr和Mo三元素含量均降低;4种合金元素在α与β两相中的含量差异变小。850与800℃下,β相的[Mo]_(eq)分别落入α+β型和亚稳β型钛合金对应的[Mo]_(eq)区间,水淬后β相分别发生马氏体转变和保留亚稳态。     

Ti含量对Nb-Si基超高温合金组织及相成分的影响

采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Si基超高温合金,分析了Ti含量对合金组织及相成分的影响规律。结果表明,合金中Ti含量对初生(Nb,X)_5Si_3的晶型及其尺寸和含量有明显影响。当Ti含量较低时(Oat%~10at%),初生硅化物为α-(Nb,X)_5Si_3;与未添加Ti的合金相比,含Ti合金的硅化物含量明显增加;当Ti含量为18at%~20at%时,初生硅化物为α-(Nb,X)_5Si_3和γ-(Nb,X)_5Si_3,但α-(Nb,X)_5Si_3的含量随着合金中Ti含量的增加而减少;当Ti含量为22at%~30at%时,初生硅化物仅为γ-(Nb,X)_5Si_3。随合金中Ti含量的增加,α-(Nb,X)_5Si_3的尺寸增大,但γ-(Nb,X)_5Si_3尺寸基本不变。Ti在Nbss和γ-(Nb,X)_5Si_3中的含量均随合金中Ti含量的增加而增加,但Ti在α-(Nb,X)_5Si_3中的含量较低且基本不随合金中Ti含量的增加而变化。     

Ti3Al基合金的热处理显微组织与蠕变性能

对Ti_3Al基合金Ti_3Al-26M,Ti_3Al-11.5M和Ti_3Al-22M(wt%)(M=Nb,Mo,V)的热处理与显微组织和显微组织与蠕变性能之间的关系进行了探讨。结果表明:同一合金在不同热处理条件下的显微组织具有不同的特征和尺寸,而在同一热处理条件下的3种合金显微组织特征相同,只是晶粒的尺寸不同。高温蠕变性能测定表明,Ti_3Al-26M合金的蠕变性能优于Ti_3Al-11.5M和Ti_3Al-22M合金。Ti_3Al-26M合金经β固溶处理的魏氏组织的蠕变性能最好,经α_2+β固溶+时效和工厂处理的等轴组织蠕变性能次之。Ti_3Al-26M合金α_2+β固溶+时效状态的稳态蠕变速率与温度和应力的关系研究表明。随着温度和应力的增加稳态蠕变速率明显增加,并且随温度影响更为明显。     

钛及钛合金焊接接头的组织、性能和断裂特性

研究了钛及钛合金经钨极氩弧焊焊接接头的显微组织、力学性能和冲击断裂特征。焊缝区的显微组织为片状或针状α组织,接头强度可达到基材水平,并有较高的塑性和韧性,冲击断裂特征主要是塑性断裂。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料的制备和轧制

研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料的制备和轧制规律，结果表明：在本实验条件下，当搅拌时间为2—3min时，可以获得尺寸大小为10m-200μm、固相率为50％—60％的球状初生奥氏体的半固态浆料，便于从搅拌室底孔中放出，浆料可以实现顺利轧制，但球状初生固相颗粒与液相发生了分离，球状初生固相颗粒集中在轧材的心部，而液相偏聚在轧材的四周；经过一道次轧制，1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料轧制板材的常温强度比常规热轧板材的强度高，但延伸率下降。     

TOTAL ENERGIES AND ELECTRONIC STRUCTURES OF CO_3Ti AND HYDROGENIZED Co_3Ti

1.IntroductionAgreatdealofinteresthasbeenshowninL12typeintermetalliccompoundSandalloyssincetheyshowasubstantialincreaseinflowstresswithincreasingtemperature[1--3].However,thebrittlenessofthistypeofalloyhaspreventeditfrombeingusedasanalloybaseforastructuralmaterial.TakasugiandI...i[4]hadfoundCo3Ticompoundtohaveintrinsicallygoodductilityatawidetemperaturerange.TheyhadinvestigatedtheinfluenceofahydrogenenvironmentORthemechanicalpropertiesofL12typeCo3Ticompoundandemphasizedthathydrogenembrittl…     

12Cr1MoV-1Cr18Ni9Ti氩弧焊接工艺分析

分析了12Cr1MoV耐热钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接工艺特点,介绍了采用焊材H1Cr24Ni13的氩弧焊接方法,对通过控制熔合比达到控制焊缝成分,改善和提高焊缝性能的工艺方法进行了讨论。     

Si和Y掺杂对(Ti,Al)N涂层结构和性能的影响

分别在未施加偏压和施加-100 V偏压条件下,利用磁控溅射技术在压气机叶片用1Cr11Ni2W2MoV热强不锈钢基体上沉积了Ti_0.3Al_0.7N和Ti_0.39Al_0.55Si_0.05Y_0.01N硬质涂层.实验结果表明,施加偏压及Si和Y掺杂明显改变了涂层的相结构,提高了涂层致密度,施加-100 V偏压且添加Si和Y的涂层为非晶结构,表面更加均匀致密.950℃氧化实验表明:Ti_0.39Al_0.55Si_0.05Y_0.01N涂层表面形成极薄且致密的Al₂O₃保护性氧化膜,大大降低了氧化速率.施加-100 V偏压的（Ti,Al）N和（Ti,Al,Si,Y）N沉积态涂层与未施加偏压的相应涂层相比,硬度均降低,尤其是（Ti,Al,Si,Y）N涂层变化显著.经950℃热处理,施加偏压的（Ti,Al,Si,Y）N涂层硬度略有降低,这是由于形成了硬度较低的B4相,而未施加偏压的（Ti,Al,Si,Y）N涂层硬度显著提高,这归因于B1相固溶体的分解.划痕测试结果表明,在实验载荷（50N）下,所有涂层均未出现连续性的剥落.     

Al-Ti合金的电沉积过程及镀层性能

应用循环伏安法等电化学研究方法,研究了低温熔盐中Al、Ti共电沉积的电极过程.分析了Al-Ti合金镀层的组成与结构的关系,以及合金中的含Ti量对镀层表面结晶状态的影响.结果表明,Al-Ti合金镀层具有优异的耐蚀性,提高含Ti量,则其耐蚀性增加.     

1Cr18Ni9Ti与15CrMo厚板焊接

通过对再生加热器封头、筒体（1Cr18Ni9Ti）与法兰（15CrMo）的焊接工艺试验及工艺评定，采用A402焊条堆焊隔离层，HOCr21Ni10Ti焊丝＋HJ260焊剂埋弧焊的焊接工艺方法，避免了Cr—Mo钢焊接时的重复预热，焊后经100％RT＋UT检验，焊缝一次合格率为98％以上。     

Ti粉的高速压制成形及表征

以Ti粉为原料,高速压制内、外径分别为30和60 mm的圆环状及直径为20 mm的圆柱状两种试样,探讨冲击能量、装粉量等对压坯密度的影响,并寻求高速压制过程的合适表征方式。结果表明:对于内、外径分别为30和60 mm的圆环试样,当冲击能量为3.804 kJ时,可成形的压坯密度最大,为4.00 g/cm~3,致密度为88.9%;对于直径为20 mm的圆柱试样,当冲击能量为1.217 kJ时,可成形的压坯密度最大,为4.38 g/cm~3,致密度为97.4%.对于同种试样,压坯密度随冲击能量的增加而增大,随装粉量的增加而减小,质量能量密度能全面地表征试样大小、冲击能量和装粉量等不同参数下的压坯密度。     

TiAl基合金与Ti合金的真空钎焊

采用Ag-Cu钎料与Ti-Zr-Ni-Cu钎料,对TiAl与Ti合金进行了真空钎焊试验,主要研究了采用两种钎料时的界面反应以及钎焊温度对界面组织及性能的影响.研究发现,采用Ag-Cu钎料时界面结构为:Ti/Ti(Cu,Al)2/TiCux Ag(s,s)/Ag(s,s)/Ti(Cu,Al)2/TiAl,当钎焊温度T=1 223 K,保温时间t=10 min时接头的剪切强度达到223.3 MPa;采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料时在界面出现了Ti2Ni,Ti(Cu,Al)2等多种金属间化合物,当钎焊温度T=1 123 K,保温时间t=10 min时接头的剪切强度达到139.97 MPa.     

不锈钢真空钎焊焊接接头的组织和力学性能

主要对采用BNi-2、BNi-5、BIIP-1、Cu四种不同钎料的1Crl8Ni9Ti不锈钢真空钎焊焊接接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明：钎缝的组织与钎焊温度和钎料的成分等因素有关，在本次试验条件下，使用BNi-2钎料钎焊得到的钎缝组织中出现了大量的化合物相；而采用其余三种钎料，即BNi-5、BIIP-1和Cu钎焊时，其钎缝中只有少量的化合物相，钎缝接头的力学性能与其显微组织有关，使用BNi-2钎料钎焊的焊接接头力学性能较差，而其余三种钎料钎焊的焊接接头力学性能较好。上述试验结果可为研究真空钎焊提供必要的试验数据和理论依据。