Zr对Ni3Al合金中晶界与位错交互作用的影响

Ｚｒ对Ｎｉ＿３Ａｌ合金中晶界与位错交互作用的影响谷月峰，刘毅，林栋梁，郭建亭，董林（上海交通大学，上海２０００３０）（中国科学院金属研究所）（辽宁省理化测试中心）近来的研究表明：在无硼Ｎｉ＿３Ａｌ合金中加入适量的Ｚｒ可使其具有良好的室温塑性和高温强度...     

铸造镍基高温合金K35的高温力学和高温氧化行为

研究了某燃气轮机动力涡轮叶片材料K35合金的高温拉伸、蠕变和持久以及氧化动力学行为.结果表明,在室温至950℃的温度范围内,K35合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率等瞬时拉伸性能与IN738合金相当,但K35合金的成本远低于后者.K35合金的高温蠕变曲线表现为较短的减速阶段和加速阶段以及非常长的稳态阶段.在900℃、150～200MPa条件下的表观应力指数值是13,说明K35合金具有较高的蠕变抗力.TEM观察表明,K35合金的蠕变变形机制受控于位错通过球形γ'相的Orowan绕越过程.SEM观察表明K35合金的蠕变断裂是一个沿晶破坏过程,蠕变断裂特性服从Monkman-Grant规律.在同一温度下,K35合金的高温比强度与IN738合金相当.K35合金800℃的高温氧化动力学曲线服从抛物线规律,属于完全抗氧化级.K35合金的表面氧化膜以Cr2O3为主,也含有少量的NiCr2O4尖晶石和TiO/TiO2相.K35合金在高温氧化期间发生沿晶界或枝晶间的内氧化行为.氧化层分为3部分,分别是疏松的氧化外层,致密的氧化内层和内氧化层.     

铸造镍基高温合金的蠕变阻力

在对颗粒强化理论和位错蠕变理论进行回顾、评价基础上，发展了一个位错蠕变阻力模型，认为蠕变阻力是影响铸造镍基高温合金蠕变机制的重要因素。当施加应力足以使位错切入γ′相时，主要蠕变机制是位错切割γ′相过程，蠕变阻力就是位错切入γ′相的临界门槛应力。在低施加应力区，位错只能借助于热激活攀移过程通过γ′相。蠕变阻力包括两部分：第一项是位错攀移临界门槛应力，与施加应力无关；第二项是与施加应力有关的阻力项，代表了其他强化机制的贡献。位错攀移机制蠕变阻力的上限是切割机制门槛应力。在3种铸造镍基高温合金中（定向凝固DZ17G合金，IN100合金和IN738合金），对上述模型进行了验证，理论计算应用了SL强化理论，与实测值符合较好。     

两相共晶NiAl-9Mo合金的蠕变行为

研究了热等静压态的NiAl-9Mo合金在850-950℃和50-100 MPa下的蠕变行为.在试验应力和温度下,该合金蠕变曲线呈现出较短的减速阶段和较长的稳态蠕变阶段;其稳态蠕变速率可用幂指数蠕变方程来描述,应力指数值为4.75±0.25,表观激活能为 410.5±4.5kJ/mol.加速蠕变阶段蠕变速率的增加是由于裂纹的形成和扩展,且其断裂数据遵循Monkman-Grant规律.蠕变断口呈现出塑性断裂和沿晶蠕变断裂的混合特征,但后者比例较大,同一温度下随着应力的增大,沿晶断裂的比例呈现下降的趋势.     

硼对快凝Ni3Al组织结构及力学性能的影响

本文通过快凝及加硼合金化的方法改善金属间化合物Ni_3Al的韧性。实验表明:加入0.5-1.4at.-％的硼对Ni_3Al的塑性提高最有利。结构分析表明:在含1.37at.-％硼的Ni_3Al中,硼以Ni_(23)B_6弥散相及晶界偏聚方式存在;当硼量增至2.22at.-％时,硼以粗大的Ni_(23)B_6及NiB_(12)相在晶界处析出。无硼的Ni_3Al晶界为大角度晶界;当硼加至1.37at.-％时,Ni_3Al晶界以位错排列成亚晶界,以小角晶界形式存在。     

Zr,Cr和B对Ni3Al合金组织和力学性能的影响

本文研究了含Zr(0—0.6at.-％),Cr(0—7.7at.-％)和B(0—2.22at.-％)的Ni_3Al合金的组织和室温至1050℃拉伸性能。结果表明,Ni_3Al合金的屈服强度随温度升高而增加,表现出反常的温度关系。到达峰值后,随温度升高,屈服强度降低。Zr和Zr+Cr在整个试验温度范围都增加Ni_3Al合金的屈服强度,并改善高温抗张强度和塑性。硼增加Ni_3Al合金的抗张强度和屈服强度,同时改善塑性。但当硼含量超过1.37at.-％时,则降低强度和塑性。当硼含量超过溶解度极限时,Ni_3Al合金中形成岛状和球状的Ni_(20)Al_3B_6和Ni_3Al的共晶组织,对强度和塑性都是有害的。     

THE EFFECT OF ALUMINIUM AND TITANIUM ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF AN IRON-BASE ALLOY

在一种35镍15铬型铁基高温合金中,随铝、钛和及钛铝比不同,合金中出现γ′-Ni_3(Al,Ti),M_3B_2,TiC,Y-Ti_2SC,β-NiAl,α-Ni_2AlTi,η-Ni_3Ti,σ和Layes相。 铝、钛和对γ′相的数量、大小、错配度及化学成份有强烈影响。而钛铝比主要影响γ′相的错配度和成份,对数量和大小几乎没有影响。对于800℃(500小时)和700℃(5000小时)时效后的组织,铝、钛和也有显著影响,析出σ或Laves相的Al+Ti含量分别为5％和4％左右。 铝、钛和及钛铝比并能明显影响室温和650℃瞬时性能、750℃持久时间以及700℃长期时效后的力学性能。     

含Zr多晶Ni3Al合金在不同热处理温度下的组织与性能

研究了冷轧多晶Ni3Al-(0．2％，0．6％，1．0％，1．5％)Zr(原子分数)合金在不同热处理温度(800-1100℃)下的显微组织和力学性能，结果表明，适当的热处理温度，可使无硼Ni3Al-Zr多晶合金获得优良的室温拉伸强度和塑性，随着热处理温度的升高，不同Zr含量Ni3Al合金的再结晶体积分数增加，再结晶晶粒尺寸增大，室温拉伸强度下降．随着合金中Zr含量的增加，再结晶温度降低，再结晶晶粒尺寸减小．不同Zr含量Ni3Al合金的拉伸塑性明显依赖于热处理温度，对于低Zr(0．2％)合金，在1000℃热处理后，拉伸塑性最佳；对于中Zr(0．6％)合金，在850℃热处理后，拉伸塑性达到最大值；对于高Zr(≥1．0％)合金，拉伸塑性峰值出现在900℃热处理下，当热处理温度超过900℃，拉伸塑性显著降低。     

吹喷氧化物质点改善铁基合金的高温耐磨性

为了节省能源,国内外广泛开展了煤的流化床燃烧技术的研究。然而,流化床中埋管材料及其上面所焊鳍片材料耐高温磨蚀性能的提高,是推广这一技术的关键。采用共沉法或机械合金化方法已成功地制成氧化物弥散强化高温合金,不仅高温强度可以维持到合金的熔点附近,而且可以改善高温耐磨性,但这类合金制造工艺复杂、成本高,不适宜大量用于能源工业。向钢水中吹喷氧化物质点可以明显提高镇静钢的室温和高温强度,而且价     

金属间化合物TiAl(W,Si,B)合金的组织稳定性及其蠕变性能

Ti-45Al-2W-0.5Si-0.5B(ABB-23)铸造合金在800和900℃长期时效过程中发生组织失稳，包括α2板条断裂和合并，α2相转变为B2相，针状B2相球化和长大，γ等轴晶的生成以及片层间距的增加。ABB－23合金的热稳定性优于无B的ABB－2合金，表明添加B有利于提高合金的热稳定性。ABB－23合金在700－800℃范围内的抗蠕变能力超过同比密度的抗热腐蚀高温合金IN738LC，具有优异的高温蠕变性能。此外，还对比了ABB－23合金与其他几种TiAl基合金的高温蠕变性能。