高熵形状记忆合金的研究进展

高熵形状记忆合金是在等原子比NiTi合金的基础上,结合高熵合金的概念,逐渐发展起来的一种新型高温形状记忆合金。近年来,已开发出了综合性能优异的(TiZrHf)50(NiCoCu)50系和(TiZrHf)50(NiCuPd)50系高熵形状记忆合金,引起了广泛的关注和研究兴趣。本文从物相组成、微观组织、马氏体相变行为、形状记忆效应和超弹性等角度出发,综述了高熵形状记忆合金的研究进展,并对高熵形状记忆合金未来的研究重点进行了展望。     

热稳定处理时间对TNM合金糊状区组织的影响

利用真空非自耗电弧炉制备了TNM(Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.1B at.%)合金锭,研究其铸态组织形貌,并利用Bridgeman定向凝固装置对TNM合金进行热稳定处理实验,分析热稳定处理时间对合金定向凝固糊状区的影响。实验结果显示,其铸态组织是以(α₂+γ)片层团为主体,网络状B2相、细小的γ相及硼化物分布于片层团间的近片层组织。热稳定处理时,热稳定时间越长、TNM合金固/液界面越平整,界面前沿温度场和溶质场趋向均匀,但从减少坩埚对熔体的污染的角度考虑,热稳定处理时间不宜过长,30~60 min的热稳定时间即可提供平整的定向凝固启动界面。 热稳定处理影响着TNM合金固/液界面附近固液两相中Al元素的分布,进而影响硼化物的分布。     

浇注温度和细化剂对K4169高温合金铸态组织的影响

研究了K4169高温合金在不同浇注温度下向熔体中加入和不加入细化剂的晶粒尺寸和组织特征。结果表明:降低浇注温度或者添加细化剂都能减小晶粒尺寸和提高等轴晶比例。在浇注温度1520℃时,向熔体中加入细化剂,可使圆柱锭的晶粒尺寸由原来的10.56 mm细化至2.84 mm,断面等轴晶比例由原来的10%提高到81%。     

合金化元素Ti对Laves相Cr_2Nb力学性能及耐蚀性的影响

采用真空非自耗电弧熔炼工艺制备了Cr2Nb-XTi(X=5,10,15,at%)合金,利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD)仪,扫描电镜(SEM)对电弧熔炼态铸锭的组织进行了研究,探讨了合金化元素Ti的含量对Laves相Cr2Nb力学性能及耐蚀性的影响。结果表明:3种成分的电弧熔炼态合金凝固组织主要由C15-Cr2(Nb,Ti)相和六方的β-(Ti,Nb)以及体心立方结构的β-(Nb,Ti)相组成。在5Ti和10Ti合金冷速较小的铸锭上部凝固组织中出现了亚稳相C14-Cr2(Nb,Ti)。通过对合金力学性能研究表明,随合金化元素Ti含量的增加,Laves相Cr2Nb合金的显微硬度逐渐降低,断裂韧性增大,当Ti含量达到15at%时,合金的断裂韧性达到了3.1 MPa·m1/2,比单相Laves相Cr2Nb提高1倍。另外,对腐蚀性能的测试表明,Ti含量增加材料腐蚀性能下降,但15Ti合金仍表现出良好的耐蚀性。     

低成本Ti-Al-V-Fe-O合金热变形行为及热加工图

采用真空非自耗熔炼炉制备了低成本Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金。利用Gleeble-1500D热模拟机,研究了其热加工参数为:变形温度875～1100℃、应变速率0.001～1 s~(-1),变形量为70%时的热变形行为。建立了Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金考虑应变量的Arrhenius本构方程,基于动态材料模型建立热加工图。结果表明:变形温度升高,应变速率降低,流变应力降低。通过本构方程计算可得两相区平均热激活能为398.824 kJ/mol,远大于纯钛自激活能,表明热变形软化机制与动态再结晶有关。单相区热激活能为210.93 kJ/mol,略大于纯钛自激活能,以动态回复为主。通过热加工图确定2个失稳区,中等变形温度(950～1070℃)、高应变速率(0.31～0.1 s~(-1))易发生绝热剪切。结合热加工图确定适合的加工区间:应变速率为0.001～0.01 s~(-1),变形温度为875～925℃。     

钛合金铸件精密成形理论与技术研究进展

由于航空、航天用零部件对材料比强度有很高的要求,因此钛合金作为一种高比强合金在航空、航天领域的应用越来越多,而且这类零部件常采用薄壁复杂结构。若采用水冷坩埚方式熔炼钛合金,会导致钛合金熔体流动性差,因此,离心铸造方法已成为钛合金薄壁复杂铸件精密成形的主要方法。介绍了离心场下钛合金铸件精密铸造成形理论及技术的发展过程,在此基础上总结了离心场下钛合金熔体的充型、凝固行为及铸件缺陷形成规律,提出了立式离心铸造技术改进方案,并对未来离心场下成型理论与技术的发展提出了展望。     

三元合金单相凝固路径的统一解析模型

基于合金枝晶凝固微观偏析统一模型,导出一种新的描述三元合金单相凝固路径的解析模型.该模型具有统一性,不仅可涵盖平衡、非平衡和准平衡3种极限凝固路径模式,而且可考虑任意凝固相的反扩散、冷速和枝晶几何形貌等因素的影响.通过对Al-1.0Cu-6.3Mg,Al-1.49Si-0.64Mg和Al-1.49Si-2.90Mg(质...     

镍基单晶高温合金DD3制备过程中晶粒演化和选晶行为的EBSD研究

采用选晶法在改进的Bridgman定向凝固炉上进行镍基单晶高温合金DD3定向凝固实验,研究了选晶法制备镍基单晶高温合金过程中晶粒组织演化和螺旋选晶行为,采用电子背散射衍射(EBSD)技术对晶粒的竞争过程进行分析.结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向,获得取向良好的<001>定向凝固组织.在距激冷板36.1 m...     

液态置氢对TC21合金组织及硬度的影响

在热氢处理(THP)的基础上提出了液态置氢的方法,即合金在含氢气的气氛下进行熔炼,部分氢被合金吸收,并在凝固后保留在合金的内部。由于氢在液态合金中的扩散系数较大,因此液态置氢的速度较快。本研究基于Sievert’t定律推导出了液态置氢时,TC21合金中的氢含量与环境中的氢分压的关系。发现氢细化了TC21合金的晶粒,并且细化作用随着氢含量的增加而增强,随着氢含量的进一步增加,TC21合金中出现了α"相和孪晶结构。合金的显微硬度随氢含量的增加而降低。     

熔体快淬Zr(V1-xFex)2 (x=0.15)合金的贮氢性能

采用非自耗真空电弧炉熔炼制备Zr(V1-xFex)2(x=0.15)母合金锭,利用单辊旋淬设备制得不同淬速的合金薄带。X射线衍射结果表明,不同淬速Zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金均为近乎单相的C15型Laves相,熔体快淬工艺可消除铸态合金中的包晶反应残留相和枝晶偏析,得到均匀细晶组织。快淬Zr(V1-xFex)2(x=0.15)合金吸氢后的晶体结构未发生改变,饱和吸氢后的体胀率约20%,根据V’antHoff关系外推出室温下快淬合金的平衡压力低于10-5Pa量级。