镍基单晶气膜孔模拟试样的低周疲劳断裂机理

采用镍基单晶合金DD6带不同数量激光加工气膜孔的薄壁平板模拟试样,对其在900℃下的低周疲劳性能进行了研究,并对试验数据和断口的SEM形貌进行了分析。结果表明:在相同的试验条件下,气膜孔的数量对低周疲劳的寿命影响很大,单孔试样的寿命约为密排多孔试样的10倍;气膜孔周围存在大量微裂纹,带气膜孔试样的破坏属于典型的多源断裂;对于单孔试样及密排多孔试样的中间孔,裂纹沿{001}面扩展;密排多孔试样的上下2排气膜孔周围的裂纹沿多个滑移面扩展。     

国内阻燃钛合金工程化技术研究进展

阻燃钛合金的研制是防止"钛火"事故的最直接的方法。美国、英国和俄罗斯等均在积极开展阻燃钛合金的阻燃机理及其工程化技术研究,我国阻燃钛合金的基础研究起步较早,但在工程化技术开发及应用方面停滞多年,导致被发达国家拉开差距。近五年来,在材料研制单位和应用研究单位的共同努力下,Ti-V-Cr系阻燃钛合金工程化技术取得了显著进步。本文主要综述了近几年来国内阻燃钛合金工程化技术研究的最新进展;重点介绍了Ti40和WSTi3515S合金大型铸锭、大棒材及大尺寸板坯和环锻件的研制情况,并介绍了阻燃钛合金机械加工技术和摩擦点燃阻燃性能评价方法,最后对我国阻燃钛合金未来发展进行了展望。     

航空紧固件用Ti45Nb合金丝材的组织和性能

研究了不同变形量和热处理制度对Ti45Nb合金丝材微观组织和力学性能的影响。只有当退火温度高于810℃时,合金丝材才能发生完全再结晶;随着变形量的不断增大,丝材经退火处理后抗拉强度和屈服强度显著增强,而延伸率和断面收缩率有所降低;充氩快速冷却后,丝材的屈服强度较随炉慢速冷却的丝材显著降低,这可能与快冷过程中组织析出α″相有关。采用压缩试验对比了TA1和Ti45Nb合金丝材冷变形能力的差异,并使用加工态Ti45Nb合金丝材镦制了铆钉,研究了退火前后铆钉头部激烈变形区微观组织的差异。     

K403高温合金缺损叶片的粉末冶金法修复

采用粉末冶金修复工艺(China Powder Metallurgy,CPM),利用2种分别混有微量硼合金和纳米镍粉的镍基高温合金粉末对K403缺损叶片进行修复再制造。采用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、EDX能谱和电子探针(EPMA)对叶片修复区的相组成、宏观形貌及微观组织进行分析;同时对修复区致密化和界面连接机理进行初步探讨。结果表明,选用合适的修复粉末,用CPM方法能够将缺损的叶片再制造成原有形状与尺寸;混合硼合金的修复粉末对K403合金的修复效果较好;硼元素的扩散对修复区致密化和界面连接起重要作用,期间发生的反应为Ni m B n+(Cr,W)→γ+(Cr2,W)B2;经计算,在CPM工艺条件下,界面区的硼浓度可以降低至共晶浓度以下。     

Zr_(0.5)La_(0.5)Ni_(1.5)Fe_(0.5)储氢合金的制备及其显微组织

利用悬浮熔炼技术,合成了Zr0.5La0.5Ni1.5Fe0.5储氢合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDX)分析了热处理前后合金的显微组织。结果表明,Zr0.5La0.5Ni1.5Fe0.5热处理前主要由Zr Ni2、La Ni和少量Zr7Ni10相组成,而热处理后主要由Zr Ni2相和La Ni相组成。在凝固过程中首先从熔液中析出熔点最高Zr7Ni10相,然后析出熔点较高的C15型Laves相Zr Ni2,最后析出熔点较低的La Ni相,由于凝固速度较快,导致成分分配不均匀。热处理后,Zr Ni2相中的La元素减少,La Ni相中La和Ni的含量略有增加,Zr Ni2相晶间的杂相Zr7Ni10消失,合金成分分布更加均匀。     

In Situ X-ray Diffraction Study of the Tensile Deformation of U-5.8Nb Alloy

为了探明a2相U-5.8wt%Nb合金的晶格响应和变形特性,对力学拉伸加载下的合金变形行为进行了原位的X射线衍射（XRD）研究,获得了合金从弹性变形直至断裂的过程中晶格对外加应力的响应特征。实验中,每增加一定变形量就对试样进行原位的XRD分析,用单峰拟合法和Rietveld全谱精修方法处理数据,分析了合金变形过程中的晶格演化行为。结果显示,拉伸过程中,试样的晶胞参数、衍射峰强度和晶面间距都随外加应变有规律地变化。晶格响应分析结果表明,合金晶胞各方向弹性极限的显著差异是第一屈服平台形成的内在原因,该屈服平台的变形过程包括了孪生变形和弹性变形2种机制。利用研究结果能够很好地解释合金的形状记忆效应。     

TC4合金渗硼层TiB和TiB_2价电子结构与渗层硬化

计算了TiB与TiB2的价电子结构,研究了TiB、TiB2的价电子结构与TC4合金渗硼层硬化的关系。研究发现:TC4合金渗硼层的TiB2和TiB相中B-B原子键合力最强,且远大于合金基体组成原子的键合力;TiB2相最强共价键的共价电子对数nTiB2为A 0.5554,TiB相最强共价键的共价电子对数nTiB A为0.4042,因此TiB2相对基体的硬化作用更强;TiB2相的原子状态组数σN为123,而TiB相的原子状态组数σN为19,所以TiB2相的稳定性更高;由相成键能力F的计算可知,从热力学角度看,渗层中TiB应比TiB2多;共价键空间分布决定了TiB晶体易沿[010]晶向生长成短纤维状,而TiB2相易于生成高对称性的粒状或球状,故TiB2比TiB更有利于硬化基体。     

Effect of Temperature on Segregation and Deformation Mechanism of α+Ti2Cu Alloy during Semi-Solid Forging

以新型阻燃钛合金Ti14 (α＋Ti2Cu)为对象,研究了合金在不同温度半固态锻造过程中的偏析和偏聚现象及由此导致的变形机制的变化。结果表明,半固态温度影响液相含量和分布,随着温度的升高液相在晶界由不连续分布转变为连续分布析出,并最终形成了网状结构分布。锻造过程中由于液相和应力的共同作用出现了宏观偏析现象,液相在压力作用下的流动在晶界处产生了宏观液相/固相分离现象,靠近试样中心固相离子集中;这种现象导致了锻造过程中变形机制的变化,中心区仍旧是固相粒子的塑性变形为主变形机制,靠近试样外边缘主变形机制转变为固相粒子的相对滑移,通过唯象模型对其过程进行讨论     

第一性原理计算压力对高熵合金AlCoCrCuFeNi的影响

采用第一性原理密度泛函理论,结合平面波赝势和广义梯度近似(GGA),用虚拟晶体近似(VCA)的方法建立晶体结构模型,计算了高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni在不同压力影响下的结构性能,弹性能及压力作用下的结构相变。计算结果表明,随着压力的增大,高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni的晶格常数减小而密度增大。高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni只在fcc结构下才符合力学稳定性条件,而在bcc结构下不符合,体积模量随压力的增大而增大。高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni大约在21 820 GPa压力下会由fcc结构转变为bcc结构。     

复合电磁场作用下高温合金锭的真空熔铸技术研究

系统研究了在K417高温合金真空熔铸过程中施加由工频交流电磁场和恒稳直流电磁场组成的复合电磁场对高温合金铸锭凝固组织的影响。实验结果表明:在浇注完毕后同时施加60 A旋转电磁场和290 A恒稳直流电磁场的工艺条件下,由于恒稳直流电磁场在金属液面处产生的电磁制动效应可以抑制施加旋转电磁场所引起的金属液面的波动,不仅避免了因金属液面波动太大而使铸锭缩孔恶化的情况出现,而且大幅提高了旋转电磁场在金属液凝固过程中的作用范围和效果,最终得到细小等轴晶比例达到96%、缩孔明显改善的优质高温合金铸锭。