γ-TiAl的性能及其当前在汽车中的应用和应用前景

0 前言 通过发动机和驱动系统工程的改进以提高效率,减轻汽车重量和将空气动力学上的阻力减至最小,可以设计和生产出少污染的汽车。当将低密度材料用于高速往复移动部件时,其提高传统内燃机之效率和性能的优点是很明显的。以钛、铝化合物为基的金属间化合物就是能够提供上述优点的一类材料。金属间化合物具有特定的化学计量比,与传统的合金(如钢)相比,它是一种典型的强度较高、塑性较低的合金。     

TiAl基合金环境脆性的研究

研究了不同环境气氛对成分为Ｔｉ－４６Ａｌ－２Ｃｒ－０．２Ｓｉ－０．１Ｎｄ（ａｔ％）的ＴｉＡｌ基合金室温塑性的影响。结果表明该合金在室温下对环境脆性是敏感的，在不同气氛中的拉伸塑性依次为Ｏ２〉Ａｉｒ（空气）〉Ｈ２〉Ａｒ＋Ｈ２Ｏ。水汽和氢气均引起环境脆性，但水汽比氢气更有害。     

316不锈钢的晶界分布研究

利用背散射电子衍射花样（EBSD）分析冷轧变形量及热处理工艺对316不锈钢晶界特征分布的影响.结果表明,微量变形（5%）的试样在 1050℃热处理30min,低Σ-CSL晶界比例可提高到83.8%,且Σ3n晶界比例占总体低Σ-CSL晶界比例的93.6%.在低Σ-CSL晶界比例较高的试样的OIM图中,存在Σ3-Σ9-Σ3和Σ3-Σ9-Σ27三叉晶界角,该种晶界角的三个晶粒之间存在特定的取向关系.低Σ-CSL晶界的比例主要受晶粒的形核和晶界迁移的影响,与晶粒大小并没有直接的关系.     

含铌316不锈钢晶界特征分布优化工艺的探索

应用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(Electron Back Scatter Diffraction,EBSD)研究了316SS(Stainless Steel,SS)晶界特征分布(grain boundary character distribution,GBCD)的优化工艺;低温长时间和高温短时间的退火工艺(退火温度,退火时间和冷变形量)对316SS低ΣCSL晶界比例的影响。冷变形5%的固溶316SS经40min再结晶退火后低ΣCSL晶界比例达到80%,其中Σ3晶界比例占80%,退火时间大于40min后低ΣCSL晶界比例下降。     

EVOLUTION OF CARBIDE MORPHOLOGY PRECIPITATED AT GRAIN BOUNDARIES IN Ni–BASED ALLOY 690

用SEM研究了含有高比例低∑重位点阵 (CSL)晶界的镍基690合金在715℃时效过程中不同类型晶界上碳化物的形貌演化. 结果表明: 低∑CSL晶界与一般大角晶界上碳化物的形貌演化特征有明显区别.晶界上的碳化物粒子尺寸随∑值降低而减小, 共格∑3晶界上的小尺寸碳化物在长时间时效后无明显变化; 非共格∑3晶界和∑9晶界附近都观察到板条状碳化物, 并随时效时间延长明显长大, 非共 格∑3晶界两侧都存在碳化物板条, 而∑9晶界上的碳化物板条只在晶界一侧生长; ∑27晶界与一般大角晶界处的碳化物形貌相似, 在晶界附近未观察到板条状碳化物.     

690合金原始晶粒尺寸对晶界工程处理后晶界网络的影响

利用电子背散射衍射(EBSD)和取向成像显微分析技术(OIM)研究了690合金原始晶粒尺寸对晶界工程(GBE)处理后晶界特征分布(GBCD)的影响.结果表明,原始晶粒尺寸对GBE处理提高低∑CSL晶界比例及控制晶界网络分布有明显的影响.在最终退火工艺相同时,根据不同的原始晶粒尺寸,在GBE处理中需要采用不同的冷变形量,才能够获得最佳的晶界网络分布.可以利用参数晶粒平均应变量来表达原始晶粒尺寸和冷变形量共同影响GBE处理效果的综合作用.     

690合金中晶界网络分布的控制及其对晶间腐蚀性能的影响

利用形变及热处理工艺提高了690合金的低Σ重位点阵（Coincidence Site Lattice, CSL）晶界比例,通过电子背散射衍射（EBSD）技术表征了由不同类型晶界构成的网络特征,结果表明通过晶界工程处理,能够形成以大尺寸“互有Σ3n取向关系晶粒的团簇”显微组织为特征的晶界网络分布,这种显微组织是再结晶过程中多重孪晶充分发展的结果。通过晶间腐蚀浸泡实验表明通过晶界工程处理的样品抗晶间腐蚀性能较未经过晶界工程处理的样品明显提高。腐蚀后样品的显微形貌表明大尺寸“互有Σ3 n 取向关系晶粒的团簇”能够阻止晶间腐蚀向样品内部扩展,并且能够保护下层的显微组织。     

添加Bi对Zr-1Nb合金在360℃和18.6 MPa去离子水中耐腐蚀性能的影响

利用高压釜腐蚀实验研究了Zr-1Nb-xBi(x=0.05-0.3,质量分数,%)合金在360℃和18.6 MPa去离子水中的耐腐蚀性能.结果表明,在Zr-1Nb合金的基础上添加Bi能明显改善其耐腐蚀性能,且随着Bi含量的增加,合金的耐腐蚀性能进一步提高.合金显微组织的TEM观察和EDS分析表明,合金中存在ZrNbFe型和β-Nb第二相,Bi含量对第二相的种类、尺寸和数量没有明显的影响;0.3%的Bi可全部固溶在α-Zr基体中,且不影响Nb的固溶含量.氧化膜断口和内表面形貌的SEM观察表明,固溶在α-Zr基体中的Bi能够明显延缓氧化膜显微组织的演化,包括孔隙发展成为微裂纹的过程和柱状晶向等轴晶的转变.