5083铝合金表面钛铝基耐蚀涂层与TA2钛合金接触腐蚀

针对5083铝合金与TA2钛合金接触腐蚀问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr耐蚀涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层截面和与基体界面进行测试,分析涂层孔隙率和与5083铝合金基体的结合机制;采用电化学工作站测试5083铝合金、TA2钛合金、TiAl合金铸锭和涂层的极化曲线,并对比研究5083铝合金、TiAl合金铸锭和涂层与TA2钛合金接触腐蚀敏感性。结果表明:涂层孔隙率为1.4%,涂层与基体结合机制为机械结合,通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金防护涂层后,可使材料电极电位由-913.90mV升高到-572.47mV,与TA2钛合金的接触腐蚀电流密度由16.2μA/cm2降为0.21μA/cm2,接触腐蚀敏感性由E级降到A级,解决了铝合金与钛合金的接触腐蚀防护问题。     

TiAl金属间化合物制备技术的研究进展

TiAl金属间化合物以其低的密度、高的比强度和比模量,具有较好的抗氧化性能以及优异的抗疲劳性能成为一种新型轻质高温结构材料,在航空航天工业和汽车等民用工业领域引起了广泛的关注。本研究着重介绍了TiAl金属间化合物的几种制备方法及其应用,并展望了TiAl金属间化合物的发展前景。     

TiAl合金的制备及应用现状

TiAl合金密度小、高温性能优异,自20世纪50年代以来已发展到第三代。介绍了TiAl合金的性能特点、发展历程,真空感应熔炼、真空自耗电弧熔炼、等离子冷床炉熔炼等熔炼TiAl合金方法的优缺点,以及国内外TiAl合金的制备情况;提出TiAl合金熔炼过程中存在的问题主要是宏观与微观偏析,应从原料加入方式、原料纯度及熔炼工艺等方面进行改进;此外,对TiAl合金在航空航天、汽车工业等领域的应用现状进行了概括,指出TiAl合金近期的研究重点是大尺寸铸锭的均匀化控制。     

Improving the shear strength of Sn–Ag–Cu–Ni/Cu–Zn solder joints via modifying the microstructure and phase stability of Cu–Sn intermetallic compounds

This study focuses on the correlation between high-speed impact tests and the interfacial reaction in Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.1Ni/Cu (wt%) and Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.1Ni/Cu-15Zn solder joints. Adding Ni into the Sn–Ag–Cu solder alters the interfacial morphology from scallop type to layer type and exhibits high shear strength after reflow in both solder joints. However, the shear strength of Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.1Ni/Cu solder joints degrades significantly after thermal aging at 150 °C for 500 h. It is notable that Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.1Ni/Cu-15Zn solder joints still present higher shear strength after aging at 150 °C. The weakened shear strength in Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.1Ni/Cu solder joints is due to stress accumulation in the interfacial (Cu,Ni)₆Sn₅ compound induced by the phase transformation from a high-temperature hexagonal structure (η-Cu₆Sn₅) to a low-temperature monoclinic structure (η'-Cu₆Sn₅). However, doping small amounts of Zn into (Cu,Ni)₆(Sn,Zn)₅ can inhibit the phase transformation during thermal aging and maintain strong shear strength. These experiments demonstrate that Sn-3.0Ag-0.5Cu-0.1Ni/Cu-15Zn solder joints can act as a stable connection in the micro-electronic packaging of most electronic products at their average working temperatures.     

新型γ-TiAl基合金的高温氧化行为研究

研究了新型γ-TiAl基TiAl-3Ta-X(Cr,W)高温合金在800～900℃范围内的氧化行为。氧化增重实验及XRD,SEM分析结果表明,TiAl-3Ta-X(Cr,W)合金在800～900℃范围内氧化0～200 h条件下,由Wagner的氧化经验公式计算得氧化指数n在0.976～3.849之间,氧化激活能为203 kJ/mol,氧化符合线性-抛物线混合规律。试样表面形成氧化层,随着氧化温度的升高和时间的延长,氧化层厚度增加。经长时间氧化后,氧化产物由TiO2,Al2O3和AlTaO4组成,Ta的中间化合物中Ta-O键的存在能有效防止合金进一步氧化。     

TiAl-B合金片状TiB2晶体表面结构及生长机理

用原位自生法制备了Ti-54Al-xB (at%)合金并利用XRD,SEM对合金的相组成和微观组织进行了研究。结果表明:片状TiB₂基面存在与[0001]晶向平行的细棒状分枝,表面存在与[0001]晶向垂直的薄片凸耳状分枝,它们的晶体学取向与母体的取向一致。片状TiB₂厚度一般小于0.3μm,表面上的凸耳状分枝厚度一般小于0.1 μm。分析表明,在不平衡凝固条件下,片状TiB₂固-液界面前沿产生的富Al边界层和随着片状TiB₂晶体的长大导致固-液界面上B原子过饱和度不均匀性增加的共同作用使固-液界面失稳,从而形成了片状TiB₂的这种表面结构。     

渗碳处理提高TiAl基合金高温抗氧化性

研究了表面渗碳处理Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金高温抗氧化性的影响，结果表明，渗碳处理显著地提高ＴｉＡｌ基合金高温抗氧化能力，归因于渗碳处理在试样表面层形成了具有良好的抗氧化性和高温热稳定性的多层结构的渗碳层。