Cu/Y2O3掺杂MgB2的组织控制及动力学分析

观察并研究了不同Y2O3含量的Cu/Y2O3共掺杂MgB2的体系,样品通过传统的固相烧结法制备。结合扫描电镜和X射线衍射技术的分析发现,只有在5%Y2O3掺杂的样品中获得了层状组织。选择5%Y2O3含量的体系结合热分析曲线对固相反应阶段进行了动力学分析,得出最概然机理函数为Avrami-Erofeev,n=2,表达式为2[-ln(1-α)]1/2。其意义是随机形核和随后的瞬时生长。最后对动力学参数进行了计算,结果表明反应的活化能和指前因子均先趋于稳定后减小。     

球磨和液相烧结制备W-Ni-Fe合金的组织和力学性能

为了制备出优异、经济友好的钨重合金,在1450~1510 ℃的烧结温度范围内,通过球磨和液相烧结制备了93W-4.6Ni-2.4Fe（质量分数）合金。进一步研究了试样的微观结构和断裂模式。结果表明,在不同烧结温度下,烧结的试样表现出相似的两相显微结构和韧性断裂模式。随着烧结温度的升高,钨颗粒尺寸也逐渐增大。当烧结温度达到或超过1480 ℃时,合金相对密度达到99.0%以上。1480 ℃烧结时可获得具有最佳抗拉伸强度（940 MPa）和延伸率（32.6%）组合的试样。在1480 ℃下烧结的试样具有优异的延展性,这与γ相的网络结构、韧窝的均匀分布以及两相的协同作用有关。试样的高强度归因于细化的钨颗粒尺寸和球形的钨颗粒。     

通过离子掺杂剂界面偏析来提高氧化物弥散强化合金的机械性能

氧化物弥散强化钨合金(ODS-W)因具有显著提升的抗辐照能力、高温强度以及抗蠕变性能而展现出巨大的高温应用潜力.然而,分散在合金中的氧化物第二相颗粒容易在钨晶界处团聚并长大(甚至到微米尺寸),这大大抑制了它们对钨合金的强化效果.目前,如何有效细化和分散钨晶界处的氧化物第二相颗粒一直是人们面临的巨大挑战.在本文中,我们通过共沉积湿化学法和后续低温烧结成功制备出一种新型的离子掺杂的氧化钇弥散强化钨合金.结果发现,合适的离子掺杂不仅可以显著细化晶界处的氧化钇颗粒,而且可以改善钨基体的烧结特性.这些掺杂效应最终同时提高了钨合金的强度和韧性.经过分析可以确认离子掺杂剂在钨/氧化钇界面处的偏析是这些掺杂效应的起源.此外,经X射线光电子发射光谱(XPS)表征发现,离子掺杂剂偏析能显著改变钨/氧化钇界面的化学键合状态(即W–O键),进而使控制W晶粒生长的表面扩散机制也受到影响,这很好地解释了不同离子掺杂的钨合金中产生的晶粒尺寸差异.至于钨晶界处氧化钇的细化,可以从动力学和热力学的角度来解释.在热力学方面,钨/氧化钇界面能降低了氧化钇粒子长大的驱动力.在动力学方面,离子掺杂剂的界面偏析降低了氧化钇分子的移动能力.更重要的是,离子掺杂的方法也能应用于其他的氧化物弥散强化合金来提高他们的综合力学性能.     

扩散连接技术在核聚变反应堆包层模块制造中的应用

国际受控热核聚变实验堆计划是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,有望彻底解决能源危机。核聚变反应堆关键部件——包层模块的结构复杂、体积庞大,且服役环境恶劣,焊接接头成为影响反应堆安全运行的薄弱环节。以扩散连接为代表的固相焊接技术对接头性能及组织影响较小,已逐渐取代熔化焊应用于包层模块复杂构件制造。在简要介绍扩散连接及其原理的基础上,对包层模块构件扩散连接的研究进展进行了阐述,包括低活化铁素体/马氏体钢及氧化物弥散强化钢构件的扩散连接,Be,W,Si C等其他先进高温材料的扩散连接等。     

弥散强化钼合金的研究进展

钼及其合金是一类具有高熔点、高强度、高硬度和高导热性等优异特性的难熔金属,广泛应用于航空航天、核能、电子和化工等领域。然而,钼及其合金也存在一些固有缺陷,如高温强度不足、室温延性低、再结晶温度低、抗辐照性能差等。为了提升钼及其合金的性能,研究人员采用了多种方法,其中弥散第二相颗粒是一种简单高效的强化手段。本文综述了已报道的不同金属碳化物和氧化物强化相对钼合金微观结构和力学性能影响的工作结果。分析了氧化物和碳化物的颗粒形貌、尺寸、分布、体积分数以及与钼基体的界面结构对钼合金力学性能的影响,讨论了不同掺杂技术获得高性能钼合金材料的特点,阐述了弥散强化钼合金在工业应用和生产等方面面临的挑战和机遇。本文力求为弥散强化钼合金的设计提供科学依据,扩展钼合金在各领域的广泛应用。     

650℃时效对9Cr-ODS钢显微组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了9Cr-ODS钢,采用XRD、SEM、TEM、硬度测试等方法对9Cr-ODS钢在650℃下时效不同时间后的组织演变与热稳定性进行了研究。结果表明:原始烧结态组织主要由板条马氏体和Y_2O_3析出相组成;随着时效时间的增加,9Cr-ODS钢的板条马氏体逐渐粗化,位错减少,同时Cr_(23)C_6碳化物开始析出并长大。大尺寸Laves相在时效中逐渐析出并随时效时间延长而长大。尺寸较大的Y_2O_3粒子在时效中进一步增大,而尺寸稍小的Y_2O_3在时效中析出数量增多。显微硬度随时效时间的增加先下降然后逐渐趋于稳定。     

三联熔炼GH4169合金大规格铸锭与棒材元素偏析行为

采用真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔三联熔炼方法制备大规格GH4169合金铸锭,利用SEM、TEM、EPMA和EDS分析了大规格GH4169高温合金自耗锭(直径508 mm)与棒材(直径240 mm)不同部位的典型元素含量和析出相特征。结果表明:大规格铸锭中Al元素偏析程度较轻,而Nb、Ti和Mo元素偏析较重,枝晶间凝固时析出较多的MC相、Laves相和δ相等。经过两阶段高温均匀化处理和开坯锻造后,GH4169棒材内无"黑斑"、"白斑"等宏观偏析,元素微观偏析也被基本消除。结合计算仿真,进一步对比分析了三联熔炼GH4169与Inconel 718合金棒材的化学成分均匀性,发现国产GH4169存在元素的区域偏析,其棒材的典型元素样本方差值(能够体现区域元素偏析程度)与Inconel 718棒材相比存在差距。这种区域元素偏析对国产三联熔炼GH4169棒材的力学性能(如硬度等)波动性造成一定程度的影响。通过精细控制熔炼过程参数,优化均匀化热处理和锻造工艺,有助于进一步降低GH4169合金大规格棒材的区域元素偏析。